Устройство для учета и контроля потребления электроэнергии

 

Цель: повышение точности учета и контроля электроэнергии, потребляемой на промышленном предприятии, уменьшение аппаратурных затрат. Сущность изобретения: в устройство, содержащее датчики расхода электроэнергии, датчики технологических процессов, блок отображения информации, генератор тактовых импульсов и делитель тактовых импульсов, введены n сумматоров, два блока задержки времени, n основных счетных модулей, (n²-n)/2 дополнительных счетных модулей, n регистров. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для учета и контроля электроэнергии, потребляемой на промышленном предприятии.

Известно устройство для учета и контроля потребления электроэнергии [1] которое содержит блок канальных приращений, блок текущих расходов, блок сигнализации о превышении потребления энергии, таймер, блок синхронизации, регистр канального приращения, элемент сравнения, сумматор приращения, оперативный запоминающий блок приращения, блок приема информации, первичные датчики.

Недостатками данного устройства являются большие аппаратурные затраты и невозможность раздельного учета энергопотреблений по подразделениям предприятия.

Известно устройство для управления энергопотреблением предприятия [2] содержащее датчики расхода электрической энергии, датчики технологических процессов, на шины которых включены выходные усилители, выходы которых подключены к блоку приема информации. Блок приема информации подключен к решающему блоку и к блоку согласования, блоку индикации, пульту управления. Все эти блоки подключены к блоку приема и передачи данных.

Это устройство имеет большие аппаратурные затраты и не дает возможности произвести учет перетоков электроэнергии между подразделениями предприятия, что приводит к снижению точности его работы.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления электропотреблением предприятия [3] содержащее датчики расхода электроэнергии, датчики технологических процессов, блоки передачи информации, каналы связи, которые подключены к блоку сбора и обработки информации. В блок сбора и обработки информации входит программируемый таймер, приемный регистр, канал связи, решающий блок.

Недостатком этого устройства является низкая точность учета из-за неучета перетоков электроэнергии.

Целью изобретения является повышение точности учета электроэнергии, уменьшение аппаратурных затрат.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики расхода электроэнергии, датчик технологических процессов, которые подключены к блоку сбора и обработки информации, содержащему программируемый таймер, приемный регистр, введены n реверсивных счетчиков, 2n инверторов, n сумматоров, n блоков смены знака, блок задержки времени и n+L счетных модулей. В устройстве есть два типа счетных модулей, количество основных счетных модулей n и дополнительных счетных модулей L. Первый вход данных первого сумматора соединен с выходом первого основного счетного модуля, второй вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом первого дополнительного счетного модуля, третий вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом второго дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом третьего дополнительного счетного модуля, пятый вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом четвертого дополнительного счетного модуля, n-й вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом (n-1)-го дополнительного счетного модуля. Выход первого сумматора соединен с параллельным входом данных первого регистра.

Первый вход данных второго сумматора соединен с выходом второго основного счетного модуля, второй вход данных второго сумматора соединен с инверсным выходом первого дополнительного счетного модуля, третий вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом n-го дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (n+1)-го дополнительного счетного модуля, пятый вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (n+2)-го дополнительного счетного модуля, n-й вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-3)-го дополнительного счетного модуля. Выход второго сумматора соединен с параллельным входом данных второго регистра.

Первый вход данных третьего сумматора соединен с выходом третьего основного счетного модуля, второй вход данных третьего сумматора соединен с инверсным выходом второго дополнительного счетного модуля, третий вход данных третьего сумматора соединен с инверсным выходом n-го дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-2)-го дополнительного счетного модуля, пятый вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-1)-го дополнительного счетного модуля, n-й вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (3n-6)-го дополнительного счетного модуля. Выход третьего сумматора соединен с параллельным входом данных третьего регистра.

Первый вход данных четвертого сумматора соединен с выходом четвертого основного счетного модуля, второй вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом третьего дополнительного счетного модуля, третий вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом (n-1)-го дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-2)-го дополнительного счетного модуля, пятый вход данных четвертого сумматора соединен с неинвертированным выходом (3n-5)-го дополнительного счетного модуля, n-й вход данных четвертого сумматора, соединен с неинвертированным выходом (4n-10)-го дополнительного счетного модуля. Выход четвертого сумматора соединен с параллельным входом данных четвертого регистра.

Первый вход данных пятого сумматора соединен с выходом пятого основного счетного модуля, второй вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом четвертого дополнительного счетного модуля, третий вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (n+2)-го дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-1)-го дополнительного счетного модуля, пятый вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (3n-5)-го дополнительного счетного модуля, n-й вход данных пятого сумматора соединен с неинвертированным выходом -го дополнительного счетного модуля. Выход пятого сумматора соединен с параллельным входом данных пятого регистра.

Первый вход данных n-го сумматора соединен с выходом n-го основного счетного модуля, второй вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (n-1)-го дополнительного счетного модуля, третий вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-3)-го дополнительного счетного модуля, четвертый вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (3n-6)-го дополнительного счетного модуля, пятый вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (4n-10)-го дополнительного счетного модуля, n-й вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом -го дополнительного счетного модуля. Выход шестого сумматора соединен с параллельным входом данных шестого регистра.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что применяемые в устройстве элементы и блоки широко используются во многих устройствах для учета и контроля электроэнергии. Предложенное соединение блоков отображения информации, регистров, счетчиков, сумматоров, инверторов, знакоменяющих элементов позволяет повысить точность учета электроэнергии за счет учета перетоков мощности между цехами, подразделениями предприятия. Кроме того, предложенное соединение элементов позволяет сократить аппаратурные затраты на реализацию предложенного устройства. Однако при введении блока отображения информации, регистров, счетчиков, сумматоров, инверторов, знакоменяющих элементов в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемом устройстве для учета и контроля потребления электроэнергии вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению точности учета электроэнергии и сокращению аппаратурных затрат. Это поволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, представляющий собой мультивибратор, выход которого соединен с делителем 2 тактовых импульсов. Выход 2 соединен с тактовыми входами первого 3, второго 4, третьего 5, четвертого 6, пятого 7, n-го 8 основных счетных модулей. Выход делителя 2 также соединен с входом блока 9 задержки, выход которого соединен с первыми тактовыми входами первого 10, второго 11, третьего 12, четвертого 13, (n-1)-го 14, n-го 15, (n+1)-го 16, (n+2)-го 17, (2n-3)-го 18, (2n-2)-го 19, (2n-1)-го 20, (3n-6)-го 21, (3n-5)-го 22, (4n-10)-го 23, []-го 24 дополнительных счетных модулей. Кроме того, выход делителя 2 соединен с вторыми тактовыми входами первого 10, второго 11, третьего 12, четвертого 13, (n-1)-го 14, n-го 15, (n+2)-го 16, (n+2)-го 17, (2n-3)-го 18, (2n-2)-го 19, (2n-1)-го 20, (3n-6)-го 21, (3n-5)-го 22, (4n-10)-го 23, -го 24 дополнительных счетных модулей. Выход делителя 2 также соединен с входом блока 25 задержки времени, выход которого соединен с тактовыми входами первого регистра 26, второго 27, третьего 28, четвертого 29, пятого 30 и n-го 31 регистров. Кроме того, выход блока задержки времени соединен с текстовым входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных первого сумматора 33 соединен с выходом первого основного счетного модуля 3, второй вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом первого дополнительного счетного модуля 10, третий вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом второго дополнительного счетного модуля 11, четвертый вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом третьего дополнительного счетного модуля 12, пятый вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом четвертого дополнительного счетного модуля 13, n-й вход данных первого сумматора соединен с неинвертированным выходом (n-1)-го дополнительного счетного модуля 14. Выход первого сумматора 33 соединен с параллельным входом данных первого регистра 26, выход которого соединен с первым входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных второго сумматора 34 соединен с выходом второго основного счетного модуля 4, второй вход данных второго сумматора соединен с инверсным выходом первого дополнительного счетного модуля 10, третий вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом n-го дополнительного счетного модуля 15, четвертый вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (n+1)-го дополнительного счетного модуля 16, пятый вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (n+2)-го дополнительного счетного модуля 17, n-й вход данных второго сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-3)-го дополнительного счетного модуля 18. Выход второго сумматора 34 соединен с параллельным входом данных второго регистра 27, выход которого соединен с вторым входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных третьего сумматора 35 соединен с выходом третьего основного счетного модуля 5, второй вход данных третьего сумматора соединен с инверсным выходом второго дополнительного счетного модуля 11, третий вход данных третьего сумматора соединен с инверсным выходом n-го дополнительного счетного модуля 15, четвертый вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-2)-го дополнительного счетного модуля 19, пятый вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (2n-1)-го дополнительного счетного модуля 20, n-й вход данных третьего сумматора соединен с неинвертированным выходом (3n-1)-го дополнительного счетного модуля 21. Выход третьего сумматора 35 соединен с параллельным входом данных третьего регистра 28, выход которого соединен с третьим входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных четвертого сумматора 36 соединен с выходом четвертого основного счетного модуля, 6 второй вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом третьего дополнительного счетного модуля 12, третий вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом (n+1)-го дополнительного счетного модуля 16, четвертый вход данных четвертого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-2)-го дополнительного счетного модуля 19, пятый вход данных четвертого сумматора соединен с неинвертированным выходом (3n-5)-го дополнительного счетного модуля 22, n-й вход данных четвертого сумматора соединен с неинвертированным выходом (4n-10)-го дополнительного счетого модуля 23. Выход четвертого сумматора 36 соединен с параллельным входом данных четвертого регистра 29, выход которого соединен с четвертым входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных пятого сумматора 37 соединен с выходом пятого основного счетного модуля 7, второй вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом четвертого дополнительного счетного модуля 13, третий вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (n+2)-го дополнительного счетного модуля 17, четвертый вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-1)-го дополнительного счетного модуля 20, пятый вход данных пятого сумматора соединен с инверсным выходом (3n-5)-го дополнительного счетного модуля 22, n-й вход данных пятого сумматора соединен с неинвертированным выходом [L=]-го дополнительного счетного модуля 24. Выход пятого сумматора 37 соединен с параллельным входом данных пятого регистра 30, выход которого соединен с пятым входом блока 32 отображения информации.

Первый вход данных шестого сумматора 38 соединен с выходом n-го основного счетного модуля 8, второй вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (n-1)-го дополнительного счетного модуля 14, третий вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (2n-3)-го дополнительного счетного модуля 18, четвертый вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (3n-6)-го дополнительного счетного модуля 21, пятый вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом (4n-10)-го дополнительного счетного модуля 24, n-й вход данных шестого сумматора соединен с инверсным выходом [L=]-го дополнительного счетного модуля 24. Выход шестого сумматора 38 соединен с параллельным входом данных шестого регистра 31, выход которого соединен с n-м входом блока 32 отображения информации.

На фиг. 2 изображена схема основного счетного модуля для учета электроэнергии, потребляемой подразделением, цехом предприятия. Он содержит электрический счетчик 39 с унифицированным выходом, счетчик 40 импульсов, регистр 41, блок 42 задержки времени. Выход электрического счетчика 39 соединен со счетным входом счетчика 40 импульсов, выход которого соединен с параллельным входом данных регистра 41. Тактовый вход регистра 41 соединен с блоком 42 задержки времени, выход которого соединен с R-входом счетчика 40 импульсов.

На фиг. 3 изображена схема дополнительного счетного модуля для учета перетока мощности между потребителями. Он содержит два электрических счетчика 43 и 46 с унифицированным выходом, два инвертора 44 и 47, реверсивный счетчик 45, регистр 48, знакоменяющий элемент 49.

Унифицированный выход первого электросчетчика 43 соединен с входом первого инвертора 44, выход которого соединен с вычитающим, счетным входом реверсивного счетчика 45. Унифицированный выход второго электросчетчика 46 соединен с входом второго инвертора 47, выход которого соединен с суммирующим, счетным, входом реверсивного счетчика 45. Выход реверсивного счетчика 4 соединен с параллельным входом данных регстра 48. Выход регистра 48 является параллельным выходом данных дополнительного счетного модуля. Также выход регистра 48 подается на вход знакоменяющего элемента 49. Выход элемента 49 является выходом данных дополнительного счетного модуля. Дополнительный счетный модуль имеет два тактовых входа. Второй тактовый вход соединен с тактовым входом регистра 49. Первый тактовый вход соединен с R-входом реверсивного счетчика 45.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально при включении питания подается тактовый импульс с делителя 2 на регистры 26-31 и реверсивные счетчики 33-38 через блок задержки времени, что приводит их к установке в начальное состояние. Тактовый импульс с делителя 2 подается также на вторые тактовые входы дополнительных счетных модулей 10-24 и через блок 9 задержки времени на первые тактовые входы дополнительных счетных модулей 10-24 и устанавливает их в нулевое состояние. Также с делителя 2 подается тактовый импульс на основные счетные модули 3-8 и устанавливает их в нулевое состояние. Далее информация с выходов дополнительных счетных модулей поступает на сумматоры. Информация с основных счетных модулей также подается на сумматоры.

В основных счетных модулях 3-8 определяется количество электроэнергии, потребленной n цехами или структурными подразделениями предприятия за установленный интервал времени. Величина этого интервала определяется потребностями служб главного энергетика промышленного предприятия и легко изменяется с помощью делителя 2 тактовых импульсов. В дополнительных счетных модулях 10-24 определяется количество электроэнергии, перераспределяемой между n цехами или структурными подразделениями предприятия за установленный интервала времени t. Величина этого интервала также легко изменяется с помощью делителя 2 тактовых импульсов.

Сигнал с выхода делителя тактовых импульсов поступает на вторые тактовые входы дополнительных счетных модулей 10-24, а также на тактовые входы основных счетных модулей 3-8. Данный сигнал разрешает считывание информации о количестве потребленной электроэнергии в n цехах или структрных подразделениях предприятия, а также перетоков электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в первом цехе или структурном подразделении предприятия, с выхода первого основного счетного модуля 3 поступает на первый вход первого сумматора 33. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между первым и вторым цехами или структурными подразделениями и предприятия, с неинвертированного выхода первого дополнительного счетного модуля 10 поступает на второй вход первого сумматора 33. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между первым и третьим цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода второго дополнительного счетного модуля 11 на третий вход первого сумматора. На чертвертый, пятый (n-1)-й вход сумматора 33 поступают сигналы с неинвертированных выходов дополнительных счетных модулей. Таким образом, на выходе первого сумматора 33 появляется сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в первом цехе или структурном подразделении предпритяия, учитывающий всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями промышленного предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных первого регистра 26, а с его выхода на первый вход блока 32 отображения информации, в котором индицируется потребление электроэнергии в первом цехе или структурном подразделении предприятия с учетом перетоков электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия.

Сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии во втором цехе или структурном подразделении предприятия, с выхода второго основного счетного модуля 4 поступает на первый вход второго сумматора 34. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между вторым и первым цехами или структурными подразделениями предприятия, с инверсного выхода первого счетного модуля поступает на второй вход второго сумматора 34. Сигнал, соответстующий перетоку электроэнергии между вторым и третьим цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода n-го дополнительного счетного модуля 15 на третий вход второго сумматора 34. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между вторым и четвертым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (n+1)-го дополнительного счетного модуля 16 на чертвертый вход второго сумматор 34. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между вторым и пятым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (n+2)-го дополнительного счетного модуля 17 на пятый вход второго сумматора 34. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между вторым и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (2n-3)-го дополнительного счетного модуля 18 на n-й вход второго сумматора 34. Таким образом, на выходе второго сумматора появляется сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии во втором цехе или структурном подразделении предприятия, учитывающий всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных второго регистра 27, а с его выхода на второй вход блока 32 отображения информации, в котором индицируется потребление электроэнергии во втором цехе или структурном подразделении предприятия с учетом перетоков электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия.

Сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в третьем цехе или структурном подразделении предприятия, с выхода третьего основного счетного модуля 5 поступает на первый вход третьего сумматора 35. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и первым цехами или структурными подразделениями предприятия, с инверсного выхода второго счетного модуля 11 поступает на второй вход третьего сумматора 35. Сигнал соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и вторым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода n-го дополнительного счетного модуля 15 на третий вход третьего сумматора 35. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнерги между третьим и четвертым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (2n-2)-го дополнительного счетного модуля 19 на четвертый вход третьего сумматора 35. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и пятым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (2n+1)-го дополнительного счетного модуля 20 на пятый вход третьего сумматора 35. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (3n-6)-го дополнительного счетного модуля 21 на n-й вход третьего сумматора. Таким образом, на выходе третьего сумматора появляется сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в третьем цехе или структурном подразделении, учитывающий всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных третьего регистра 28, а с его выхода на третий вход блока 32 отображения информации, в котором индуцируется потребление электроэнергии в третьем цехе или структурном подразделении предприятия.

Сигнал с выхода четвертого основного счетного модуля 6 поступает на первый вход четвертого сумматора 36. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и первым цехами или структурными подразделениями предприятия, с инверсного выхода третьего счетного модуля 12 поступает на второй вход четвертого сумматора 36. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и вторым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (n+1)-го дополнительного счетного модуля 16 на третий вход четвертого сумматора 36. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и четвертым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (2n-2)-го дополнительного счетного модуля 19 на четвертый вход четвертого сумматора 36. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и пятым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (3n-5)-го дополнительного счетного модуля 22 на пятый вход четвертого сумматора 36. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода (4n-10)-го дополнительного счетного модуля 23 на n-й вход четвертого сумматора 36. Таким образом, на выходе четвертого сумматора появляется сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в четвертом цехе или структурном подразделении предприятия, учитывающий всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных четвертого регистра 20, а с его выхода на четвертый вход блока 22 электроэнергии в четвертом цехе или структурном подразделении предприятия.

Сигнал с выхода пятого основного счетного модуля 7 поступает на первый вход пятого сумматора 7. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между пятым и первым цехами или структурными подразделениями предприятия, с инверсного выхода четвертого счетного модуля 13 поступает на второй вход пятого сумматора 37. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между пятым и вторым цехами или структурными подразделениями и предприятия, поступает с инверсного выхода (n+2)-го дополнительного счетного модуля 20 на четвертый вход пятого сумматора 37. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и пятым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (3n-5)-го дополнительного счетного модуля 22 на пятый вход пятого сумматора 37. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между пятым и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с неинвертированного выхода -го дополнительного счетного модуля 24 на n-й вход пятого сумматора 37. Таким образом, на выходе пятого сумматора появляется сигнал, соовтетствующий потреблению электроэнергии в пятом цехе или структурном подразделении предприятия, учитывающей всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных пятого регистра 30, а с его выхода на пятый вход блока 32 отображения информации, в котором индицируется потребление электроэнергии в пятом цехе или структурном подразделении предприятия.

Сигнал с выхода n-го основного счетного модуля 8 поступает на первый вход n-го сумматора 38. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между n-м и первым цехами или структурными подразделениями предприятия, с инверсного выхода (n-1)-го счетного модуля 14 поступает на второй вход n-го сумматора 38. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между n-м и вторым цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (2n-3)-го дополнительного счетного модуля 18 на третий вход n-го сумматора 38. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между третьим и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (3n-6)-го дополнительного счетного модуля 21 на четвертый вход n-го сумматора 38. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между четвертым и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода (4n-10)-го дополнительного счетного модуля 23 на пятый вход n-го сумматора 38. Сигнал, соответствующий перетоку электроэнергии между пятым и n-м цехами или структурными подразделениями предприятия, поступает с инверсного выхода -го дополнительного счетного модуля 24 на n-й вход n-го сумматора 38. Таким образом, на выходе n-го сумматора появляется сигнал, соответствующий потреблению электроэнергии в n-м цехе или структурном подразделении предприятия, учитывающий всевозможные перетоки электроэнергии между цехами или структурными подразделениями предприятия. Данный сигнал поступает на параллельный вход данных n-го регистра 31, а с его выхода на n-й вход блока отображения 32 информации, в котором индицируется потребление электроэнергии в n-м цехе или структурном подразделении предприятия.

Дополнительный счетный модуль (фиг.3) работает следующим образом.

С унифицированных выходов электрических счетчиков 43 и 46 поступает счетный импульс на инверторы 44 и 47. Инвертированный импульс подается на суммирующий или вычитающий (в зависимости от того какой счетчик работает) вход реверсивного счетчика 45. При этом на другом входе счетчика 45 устанавливается логическая "1", что необходимо для его нормальной работы. Разрешение на счет реверсивного счетчика постоянно и реализованно аппаратурно. По истечении времени Δt, которое задается с помощью делителя 2, подается сигнал разрешения считывания и информация считывается в регистры. При этом сигнал разрешения считывания через блок 9 задержки времени подается на R-вход реверсивного счетчика и счетчик устанавливается в состояние "0".

В основном счетном модуле (фиг.2) счетный импульс с унифицированного электросчтчика 39 поступает на счетчик 40 импульсов, откуда последние считываются в регистр 41.

Введение реверсивных счетчиков, инверторов, сумматоров, блока смены знака, блока задержки времени позволяет повысить точность контроля потребления электроэнергии и сократить аппаратурные затраты за счет учета перетоков электроэнергии между цехами и структурными подразделениями предприятия.

В качестве примера рассмотрим работу устройства для предприятия, состоящего из трех цехов или структурных подразделений, при n 3. Графическая модель потребления электроэнергии приведена на фиг.4, где 50, 51, 52 действующие цеха или структурные подразделения предприятия. Потребление цеха 50 определяется весом дуги 50-А, потребление цеха 51 определяется весом дуги 51-А, потребление цеха 52 определяется весом дуги 52-А. Вес дуги 50, 51 определяет переток электроэнергии из 1 цеха 50 или структурного подразделения предприятия в цех 51. Если переток электрической энергии идет из первого цеха или структурного подразделения во второй, то для первого цеха этого соответствует уменьшению электропотребления, если переток электроэнергии идет из второго цеха в первый, то это соответствует увеличению электропотребления первого цеха. Вес дуги 50-52 определяет переток электроэнергии из первого цеха в третий. Вес дуги 51-52 определяет переток электроэнергии из второго цеха в третий. Математически процесс учета электропотребления можно представить в виде матрицы следующего вида: где а₁₁ потребление электроэнергии в первом цехе; а₁₂ переток электроэнергии из первого цеха во второй; а₁₃ переток электроэнергии из первого цеха в третий; а₂₁ переток электроэнергии из второго цеха в первый; а₂₂ потребление электроэнергии во втором цехе; а₂₃ переток электроэнергии из второго цеха в третий; а₃₁ переток электроэнергии из третьего цеха в первый; а₃₂ переток электроэнергии из третьего цеха во второй; а₃₃ потребление электроэнергии третьим цехом.

Потребление электроэнергии определяется основными счетными модулями, а перетоки электроэнергии дополнительными счетными модулями. Суммарное потребление цеха с учетом перетоков электроэнергии определяется суммой значений элементов данной строки матрицы. Так как элементы матрицы а₁₃ и а₃₁, а₂₃ и а₃₂, а₂₁ и а₁₂ равны по модулю и различны по знаку попарно, достаточно иметь значения а₁₂, а₁₃, а₂₃.

Для учета перетоков мощности между цехами значения главных счетных модулей 3, 4, 5 заносятся в сумматоры 33, 34, 35 соответственно. В сумматор 33 заносится также нивенртированное значение дополнительных счетных модулей 10 и 11. В сумматор 34 заносится неинвертированно значение дополнительного счетного модуля 15 и инверсное значение дополнительного счетного модуля 10. В сумматор 35 заносится инверсное значение дополнительных счетных модулей 14 и 15. Сумма сумматоров заносится в регистры. Дальше эта информация считывается и индицируется на блоке 32 отображения информации. Таким образом, на блоке отображения информации получают значение мощности, потребляемой каждым цехом, подразделением с учетом перетоков мощности между подразделениями.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащее генератор тактовых импульсов, делитель тактовых импульсов, блок отображения информации, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом делителя тактовых импульсов, отличающееся тем, что в него введены два блока задержки времени, n основных счетных модулей, (n² n)/2 дополнительных счетных модулей, n сумматоров и n регистров, причем выход делителя тактовых импульсов соединен с входами первого и второго блоков задержки времени, а также с тактовыми входами первого пятого и n-го основных счетных модулей соответственно, выход второго блока задержки времени соединен с первыми тактовыми входами первого четвертого, (n 1)-го, n-го, (n + 1)-го, (n + 2)-го, (2n 3)-го, (2n 2)-го, (2n 1)-го, (3n 6)-го, (3n 5)-го, (4n - 10)-го, (n² n)/2-го дополнительных счетных модулей соответственно, вторые тактовые входы указанных дополнительных счетных модулей соединены соответственно с выходом делителя тактовых импульсов, выходы первого пятого и n-го основных счетных модулей соединены соответственно с первыми входами одноименных сумматоров, неинвертированные выходы первого четвертого и (n - 1)-го дополнительных счетных модулей соединены соответственно с вторым пятым и n-м входами первого сумматора соответственно, инверсный выход первого дополнительного счетного модуля соединен с вторым входом второго сумматора неинвертированные выходы n-го, (n + 1)-го, (n + 2)-го, (2n 3)-го дополнительных счетных модулей соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и n-м входами второго сумматора, инверсный выход второго дополнительного счетного модуля соединен с вторым входом третьего сумматора, инверсный выход n-го дополнительного счетного модуля с третьим входом третьего сумматора, неинвертированные выходы (2n 2)-го, (2n 1)-го и (3n 6)-го дополнительных счетных модулей соединены соответственно с четвертым, пятым и n-м входами третьего сумматора, инверсный выход третьего дополнительного счетного модуля - с вторым входом четвертого сумматора, инверсные выходы (n + 1)-го и (2n - 2)-го дополнительных счетных модулей соответственно с третьим и четвертым входами четвертого сумматора, неинвертированные выходы (3n 5)-го и (4n - 10)-го дополнительных счетных модулей соединены соответственно с пятым и n-м входами четвертого сумматора, инверсные выходы четвертого, (n + 2)-го, (2n - 1)-го и (3n 5)-го дополнительных счетных модулей соответственно с вторым - пятым входами пятого сумматора, неинвертируемый выход (n² n)/2-го дополнительного счетного модуля соединен с n-м входом пятого сумматора, инверсные выходы (n 1)-го, (2n 3)-го, (3n 6)-го, (4n 10)-го и (n² n)/2-го дополнительных счетных модулей соединены соответственно с вторым пятым и n-м входами n-го сумматора, выход первого блока задержки времени соединен с тактовыми входами первого пятого и n-го регистров, выход первого сумматора соединен с параллельным входом данных первого регистра, выходы второго пятого и n-го сумматоров соответственно с параллельными входами данных одноименных регистров, а выходы первого пятого и n-го регистров соответственно, с первым пятым и n-м входами блока отображения информации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной счетный модуль содержит электрический счетчик с унифицированным выходом, счетчик импульсов, регистр, блок задержки времени, причем выход электрического счетчика соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с параллельным входом данных регистра, тактовый вход которого соединен с блоком задержки времени, выход которого соединен с тактовым R-входом счетчика импульсов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный счетный модуль содержит два электрических счетчика с унифицированным выходом, два инвертора, реверсивный счетчик, регистр, знакоменяющий элемент, причем унифицированный выход первого электросчетчика соединен с входом первого инвертора, выход которого соединен с вычислительным счетным входом реверсивного счетчика, а унифицированный выход второго электросчетчика соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с суммирующим счетным входом реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен с параллельным входом данных регистра, выход которого соединен с входом знакоменяющего элемента, второй тактовый вход дополнительного счетного модуля соединен с тактовым входом регистра, а первый тактовый вход с R-входом реверсивного счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4