CS252673B1

CS252673B1 - Optoelectrical transmission system in spark-proof version

Info

Publication number: CS252673B1
Application number: CS847436A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Sliva; Zdenek Kuchta; Premysl Klima
Original assignee: Ladislav Sliva; Zdenek Kuchta; Premysl Klima
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1987-09-17
Also published as: CS743684A1

Abstract

Řešeni se týká optoelektrického přenosového systému v jiskrově bezpečném provedení pro použití v exponovaných prostorách s nebezpečím výbuchu hlavně v plynujících dolech. Sestává z řídicí jednotky, jejíž vstup a výstup řídicích signálů je připojen na nap." ecí vedení, ke kterému je rovněž připoj· n výstup omezovače energie, napájení 'stupu účastnických stanic, řídicí vstupy a výstupy účastnických stanic, vstup omezovače energie je připojen na výstup centrálního napájecího zdroje, vstup a výstup datových signálů řídicí jednotky je rovněž propojen s účastnickou stanicí, přičemž jsou účastnické stanice navzájem propojeny světlovodem.The solution concerns optoelectric transmission system in intrinsically safe design for use in exposed explosion hazard areas in gassing mines. It consists of a control unit whose input and output control signals are connected to a voltage line, to which the output is also connected power limiters, power supplies stations, control inputs and outputs subscriber stations, limiter input energy is connected to the central output power supply, data input and output the control unit signals is also interconnected with the subscriber station while they are the subscriber stations are interconnected with a light pipe.

Description

Vynález se týká optoelektrického přenosového systému v jiskrově bezpečném provedení pro použití v exponovaných prostorách s nebezpečím výbuchu hlavně v plynujících dolech.The present invention relates to an intrinsically safe optoelectric transmission system for use in exposed areas with a risk of explosion mainly in gas mines.

V důlním prostředí s nebezpečím výbuchu je nedostatek vhodných systémů pro přenos informací a to jak s ohledem na potřebu automatizovaného řízení technologických procesů, tak pro bezpečnostní účely. Stávající pulsní či frekvenční přenosy, využívající části dispečerské telefonní sítě, jsou nevyhovující pro omezenou kapacitu přenosových kanálů a předevěím pro nedostatečnou' spolehlivost a citlivost na rušící signály. Na pracovištích s vysokým stupněm elektrifikace dochází k rušení silovými rozvody, tyristorovými regulátory atd..Složité elektrické přenosové systémy jsou navíc velmi nákladné. Omezený dynamický rozsah stávajících elektrických přenosových systémů a jejích nedostatečná šířka přenosového pásma jsou nepřekonatelnou překážkou pro náročnější aplikace. V havarijních situacích vznikají komplikace v souvislosti s vypínáním elektrických okruhů.In explosive mining environments, there is a lack of suitable information transfer systems, both with regard to the need for automated control of technological processes and for security purposes. Existing pulse or frequency transmissions utilizing portions of the dispatching telephone network are unsatisfactory due to the limited capacity of the transmission channels and, in particular, to the lack of reliability and sensitivity to interfering signals. In workplaces with a high degree of electrification, interference occurs with power distribution, thyristor controllers, etc. Moreover, complex electrical transmission systems are very expensive. The limited dynamic range of existing electrical transmission systems and its lack of bandwidth are an insurmountable obstacle for more demanding applications. In emergency situations, complications arise in connection with switching off electrical circuits.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje optoelektrický přenosový systém podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z řídicí jednotky, jejíž vstup a výstup řídicích signálů je připojen na napájecí vedení, ke kterému je rovněž připojen výstup omezovače energie, napájení vstup účastnických stanic, řídicí vstupy výstupy účastnických stanic, vstup omezovače energie je připojen na výstup centrálního napájecího zdroje, vstup výstup datových signálů řídicí jednotky je rovněž propojen s účastnickou stanicí, přičemž jsou účastnické stanice navzájem propojeny světlovodem.The above-mentioned drawbacks are overcome by the optoelectric transmission system according to the invention, which consists of a control unit whose input and output of control signals are connected to a power supply line, to which the power limiter output, power supply of subscriber stations, control inputs are also connected. the outputs of the subscriber stations, the input of the energy limiter is connected to the output of the central power supply, the input of the output of the data signals of the control unit is also connected to the subscriber station, wherein the subscriber stations are interconnected by a light guide.

Optoelektrický přenosový systém v jiskrově bezpečném provedení je charakterizován tím, že k přenášení dat je používána optická cesta, přičemž k dodávání elektrické energie pro provoz systémů je využíván rozvod z centrálního jiskrově bezpečného zdroje, napájecí vedení slouží zároveň k přenášeni řídicích signálů. Proud v napájecím okruhu je neustále akumulován v autonomních napájecích zdrojích v účastnických stanicích a pouze v okamžiku aktivace účastnické stanice řídicími signály přenášenými napájecím vedením potřebná energie v omezeném časovém úseku je uvolňována.The intrinsically safe optoelectric transmission system is characterized in that an optical path is used to transmit data, whereby a central intrinsically safe power supply is used to supply electrical power for the operation of the systems, while the power lines also serve to transmit control signals. Current in the supply circuit is constantly accumulated in autonomous power supplies at the subscriber stations, and only when the subscriber station is activated by control signals transmitted through the power line is the necessary energy released within a limited period of time.

Tato výstavba umožňuje přenos infromací optickou cestou se zabezpečením přenosu, s možností rychlého vyhledávání poruch, s nepřetržitým jiskrově bezpečným napájením, nezávisle na výpadku důlní napájecí sítě, odpadá nebezpečí vypínání přenosu v havarijních podmínkách a navíc je napájecího okruhu používáno k řízení přenosového systému. Kapacita přenosového systému optickou cestou, dynamický rozsah a odolnost proti rušení vyhovují požadavkům pro velmi náročné technické aplikace. Jednotlivé části přenosového systému jsou galvanicky odděleny.This construction allows the transmission of information by optical means with transmission security, with the possibility of rapid trouble-shooting, with continuous intrinsically safe power supply, independent of the failure of the mining power supply network, eliminating the risk of transmission shutdown in emergency conditions. The optical system capacity, dynamic range and interference immunity meet the requirements for very demanding technical applications. The individual parts of the transmission system are galvanically separated.

Na přiložených výkresech je znázorněno příkladné provedení optoelektrického systému v jiskrově bezpečném provedení podle vynálezu, kde na obr. 1 je blokové schéma celého systému a na obr. 2 je blokové schéma uspořádání účastnické stanice.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings show an exemplary embodiment of an intrinsically safe optoelectric system according to the invention, wherein FIG. 1 is a block diagram of the entire system, and FIG. 2 is a block diagram of the subscriber station configuration.

Optoelektrický přenosový systém v jiskrově bezpečném provedení využívá řídicí jednotku 2, jejiž vstup a výstup řídicích signálů je připojen na napájecí vedení 5, ke kterému je rovněž připojen výstup omezovače energie 2» napájení vstupu účastnických stanic 6, řídicí vstupy výstupy účastnických stanic 6. Vstup omezovače energie 2 3® připojen na výstup centrálního napájecího zdroje 2. Vstup výstup datových signálů řídicí jednotky 2 3® rovněž propojen s účastnickou stanicí 6, přičemž jsou účastnické stanice 6 navzájem propojeny světlovedem 2· Účastnické stanice 2 jsou zapojené například v kruhové nebo hvězdicové síti.The intrinsically safe optoelectric transmission system employs a control unit 2 whose input and output of control signals are connected to a power line 5, to which the power limiter output 2 is also connected. The input signal output of the control unit 2 3 is also connected to the subscriber station 6, wherein the subscriber stations 6 are interconnected by a light guide 2. The subscriber stations 2 are connected, for example, in a circular or star network.

K jednotlivým účastnickým stanicím 2 je možno připojit koncová zařízení jako čidla nebo převodníky. Účastnická stanice 6 obsahuje automomní napájecí zdroj 2» vstupem připojený k napájecímu vedení 2 ^a výstupem k autonomní řídicí jednotce 2> vstup výstupním obvodům 10. přijímači dat 11, vysílači dat 12 a dalšími vstupy k řídicím výstupům přijímače, vysílače řídicích signálů ]_ a autonomní řídicí jednotky 2· Napájecí obvody přijímače vysílače řídicích signálů T_ jsou připojeny k napájecímu vedení 2· Přijímač vysílač řídicích signálů je také připojen k napájecímu vedení 5 vstupním výstupním okruhem řídicích signálů, požadavků.Terminals such as sensors or transducers can be connected to individual subscriber stations 2. The subscriber station 6 comprises an automated power supply 2 with an input connected to the power line 2 ^and an output to the autonomous control unit 2, an input to the output circuits 10 of the data receiver 11, the data transmitter 12 and other inputs to the control outputs of the receiver, the control signal transmitter. The control signal transmitter receiver is also connected to the power supply line 5 by the control input signal output circuit, as required.

Vstup výstup vysilače řídicích signálů J_ je připojen na výstup vstup autonomní řídicí jednotky % jež je ostatními vstupy výstupy připojena k výstupům vstupům výstupních obvodů 10, přijímače dat 11 a vysilače dat 12. Na vstup přijímače dat 11 a výstup vysílače dat 12 je připojen světlovod 2·The output of the control signal transmitter 11 is connected to the output of the autonomous control unit% which is connected to the outputs of the output circuits 10, the data receiver 11 and the data transmitter 12 by the other inputs. ·

Činnost přenosového systému je ovládána řídicí jednotkou 2» která je zdrojem signálů pro správnou a přesnou funkci připojených komponentů. Řídicí signály jsou z řídicí jednotky připojeny účastnické stanice 6. Připojení řídicí jednotky na napájecí vedení 5 umožňuje rovněž diagnostiku napájecího vedení 2· napájecího vedení 5 je rovněž přiváděna elektrická energie z centrálního napájecího zdroje 2 přes omezovač energie 2» jehož úkolem je udržovat proud a napětí v napájecím okruhu představovaném napájecím vedením 2 ^a účastnickými stanicemi 2 na takové úrovni, aby byla zajištěna jiskrová bezpečnost elektrických obvodů přenosové sítě jako celku. Přípustná úroveň energie, přenášená napájecím vedením 5, nestačí krýt energické nároky jednotlivých účastnických stanic 2< zejména po dobu jejich aktivní činnosti vysílání .The operation of the transmission system is controlled by the control unit 2, which is a source of signals for the correct and accurate operation of the connected components. The control signals are connected to the subscriber station 6 from the control unit. Connecting the control unit to the power line 5 also makes it possible to diagnose the power line 2 · the power line 5 also supplies power from the central power supply 2 via an energy limiter 2 in the supply circuit represented by the supply line 2 ^{and the} subscriber stations 2 at such a level as to ensure the intrinsic safety of the electrical circuits of the transmission network as a whole. The permissible power level transmitted by the power line 5 is not sufficient to cover the energy demands of the individual subscriber stations 2, in particular during their active broadcasting activity.

Za tímto účelem je nepřetržitě dodávána elektrická energie do napájecího vedení 2» přičemž dochází k její akumulaci v účastnických stanicích 6, kde může být v okamžiku potřeby nárazově odebírána pro krytí energitických nároků jejich jednotlivých částí. Účastnické stanice 2 jsou mezi sebou také propojeny světlovodem 4, který je hlavním přenosovým mediem.To this end, electrical power is continuously supplied to the supply line 2 and accumulated in the subscriber stations 6, where it can be taken off suddenly to meet the energy requirements of their individual parts when needed. The subscriber stations 2 are also interconnected by a light guide 4, which is the main transmission medium.

Z napájecího vedení 2 3^e odebírána elektrická energie pro dobíjení autonomního napájení zdroje 2» jehož použití umožňuje krýt zvýšené energetické nároky účastnické stanice 6, přesahující mezní okamžitou hodnotu energie v napájecím vedení 2· Řídicí signály, přenášené napájecím vedením 2 navazují v účastnické stanici 2 ^na vstup a výstup přijímače - vysílače řídicích signálů 7_, jehož úkolem je vyhodnocovat řídicí signály a vysílat řídící signály - požadavky - příslušné účastnické stanice 2 do napájecího vedeni 2· Přijímač - vysílač řídicích signálů 7_ umožňuje také prostřednictvím autonomní řídicí jednotky 2 propojení autonomního napájecího zdroje 2r vstup výstupních obvodů 10, přijímače dat 11 a vysílače dat 12.From the power supply line 2 3 ^e collected electrical power to recharge the autonomous power source 2 »whose application allows for the increased energy demands of the subscriber stations 6, exceeding the limit instantaneous value of power in the power supply lines 2 · control signals transmitted by the supply lines 2 are connected to subscriber station ^2, the input and output of the receiver-control signal transmitter 7, whose task is to evaluate the control signals and transmit the control signals - requirements - of the respective subscriber stations 2 to the power line 2 · The receiver-control signal transmitter 7 also enables autonomous power supply 2r input of output circuits 10, data receiver 11 and data transmitter 12.

Přijímač dat 11 přijímá signály, data přenášená světlovodem 2· Vysílač dat 12 vysílá signály, data, která jsou dále přenášena světlovodem 2· Autonomní řídící jednotka 2 zabezpečuje, že vysílač dat 12 vysílá signály, korespondující vstupu vstup výstuních obvodů 10, případně signály přijaté přijímačem dat 11 - v tomto případě účastnická stanice 6 pracuje v režimu mezilehlého opakovače.Data receiver 11 receives signals, data transmitted by light guide 2 · Data transmitter 12 transmits signals, data which is further transmitted by light guide 2 · Autonomous control unit 2 ensures that data transmitter 12 sends signals corresponding to input of output circuits 10 or signals received by receiver data 11 - in this case, the subscriber station 6 operates in the intermediate repeater mode.

Optoelektrický přenosový systém v jiskrově bezpečném provedení podle vynálezu lze použít pro přenos informací hlavně v prostorách s nebezpečím výbuchu.The intrinsically safe optoelectric transmission system according to the invention can be used for transmitting information mainly in potentially explosive areas.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Intrinsically safe optoelectric transmission system, characterized in that it consists of a control unit (1) whose input and output of control signals are connected to a power supply line (5), to which the output of the energy limiter (3) is also connected. , supplying the input of the subscriber stations (6), wherein the control inputs and outputs of the subscriber stations (6) are connected via an energy limiter (3) to the output of the central power supply (2), while the input and output of the data signals of the controller (1) with the subscriber station (6), wherein the subscriber stations (6) are interconnected by a light guide (4).

2. The intrinsically safe optoelectric transmission system according to claim 1, characterized in that the subscriber stations (6-6n) are connected in a ring or star network.