DE102009017971A1

DE102009017971A1 - Bildschirm

Info

Publication number: DE102009017971A1
Application number: DE102009017971A
Authority: DE
Inventors: Willi Kussel; Peter Rahms
Original assignee: Tiefenbach Control Systems GmbH
Current assignee: Tiefenbach Control Systems GmbH
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-12-10
Also published as: CN102016973B; CN102016973A; AU2009240356A1; DE112009001512A5; RU2010146700A; WO2009129782A1; AU2009240356B2; RU2519527C2; US20110102298A1

Abstract

Ein Bildschirm zur Sichtbarmachung von Befehlen, Funktionen, Betriebszuständen, Positionen und/oder Funktionszuständen (Betriebsdaten, Daten) an Maschinen oder Anlagen (Anlage) besteht aus mehreren Teilbildschirmen (8.1 bis 8.4), die in einer Ebene angeordnet sind. Jedem Teilbildschirm ist eine vollständige Bildschirmsteuereinrichtung (Teilbildschirmsteuereinrichtung 10.1 bis 10.4) mit dem Programm zur Steuerung des Teilbildschirms zugeordnet. Mittels einem Datensammler und einer gemeinsamen Mastersteuereinrichtung werden die Daten aus dem Datensammlungsspeicher abgerufen und auf die Teilbildschirmsteuereinrichtungen nach einem mittels Tastatur eingebbaren Muster zur Visualisierung an zumindest einem der Teilbildschirme verteilt.

Description

Ein Bildschirm nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 zur Sichtbarmachung von Befehlen, Funktionen, Betriebszuständen, Positionen und/oder Funktionszuständen (Betriebsdaten, Daten) mit einem Betriebsrechner zur Steuerung und Überwachung und mit einer Bildschirmsteuereinrichtung gehört heute zur Standardausrüstung komplexer Maschinen oder Anlagen. Für den Untertagebetrieb eines Bergwerks ist ein derartiger Bildschirm durch die DE 10 2006 12 693 A1 (TBT2509) bekannt.
Dabei eignet sich der Bildschirm lediglich zur Darstellung eines Bildes, das zwar Ausschnitte und Überblendungen anderer Bilder enthalten kann, insoweit aber nicht mehr vollständig ist. Zudem müssen die Ausschnitte und Überblendungen vorprogrammiert sein, so dass keine Anpassung an die aktuellen Notwendigkeiten und Bedürfnisse des aktuellen Betriebs möglich ist.
Als Bild wird im Rahmen dieser Anmeldung jede Darstellung auf dem Bildschirm verstanden, die zur Steuerung oder Überwachung der Anlage nützlich oder erwünscht ist, seien es aktuelle stehende oder lebende Bilder der Anlage oder Anlageteile, bildliche, schematische oder diagrammartige Darstellung von Funktionen und Abläufen, die Darstellung von Befehlen und Befehlssequenzen, Betriebsdaten und Parameter als Einzeldaten, Datenkolonnen und Tabellen. Die Inhalte und die Art der bildlichen Darstellungen sind allein durch die Auslegung der Anlage, durch die eingesetzten Sensoren und Aufnahmegeräte und durch den Datenfluß zu und von dem Betriebsrechner bestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Bildschirms mit Bildschirmsteuerung, der insbesondere für Betriebsrechner komplexer Anlagen geeignet ist und parallel zu einander und in willkürlichem Wechsel und willkürlicher Reihenfolge die gleichzeitige Darstellung mehrerer Bilder neben einander und ohne gegenseitige Beeinflussung und Überschneidung gestattet.
Die Lösung nach Anspruch 1 eignet sich vor allem für komplexe Anlagen, die einer intensiven Überwachung vieler Anlageteile und Anlagefunktionen bedarf. Eine derartige Anlage sind insbesondere die Einrichtungen zum Kohleabbau im Streb eines Bergwerks nach Anspruch 5.
Die Teilbildschirmsteuereinrichtungen sind vorzugsweise identisch hinsichtlich Aufbau, Funktion, Bauart, Software und Programmierung. Die Daten der Anlage – z. B. des Strebs – werden in dem Datensammler gesammelt, der dem Betriebsrechner zugeordnet und vorzugsweise in demselben Rechnergehäuse untergebracht ist. Die Daten des Datensammlers werden durch den Masterrechner (Mastersteuereinrichtung) an die Rechner der Displays (Teilbildschirmsteuereinrichtungen) nach den Vorgaben einer Eingabeeinrichtung verteilt. Die Eingabeeinrichtung kann ein Datenspeicher sein, der ein Programm zur Verteilung der Bilder enthält. Insbesondere handelt es sich um eine Tastatur (Anspruch 2), welche den Vorteil hat, dass durch sie jederzeit der Inhalt, die Darstellungsweise und der gewünschte Teilbildschirm gewählt werden kann.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 und 4 können z. B. 2 × 2 oder 2 + 3 Displays (Teilbildschirme), in einer Ebene im Deckel des Rechnergehäuses und von außen sichtbar angeordnet sein. Eine solche Anordnung eignet sich sowohl zur Darstellung mehrerer unterschiedlicher Bilder als auch um ein einziges Bild handeln, welches auf zwei oder mehrere oder alle Teilbildschirme verteilt und zusammengesetzt ist. Die freien Teilbildschirme können sodann mit weiteren Bildern, die andere Funktionselemente der Anlage betreffen, belegt werden.
Durch Anspruch 5 wird die Anwendung der Erfindung für eine Anlage höchster Komplexität, nämlich für die Einrichtungen zum Kohleabbau im Streb eines Bergwerks vorgeschlagen. Eine derartige Anlage besteht insbesondere aus der Gewinnungsmaschine, die längs des Kohlestoßes verfahrbar ist, den mehr als 100 Ausbaueinheiten (Schilde 11), die längs des Strebs aufgestellt sind, der Ausbausteuereinrichtung mit dem Zentralsteuergerät (1) übertage, dem damit verbundenen Strebsteuergerät (4, 5) am Ende des Strebs zur Steuerung der Abbaufunktionen der Gewinnungsmaschine und der Ausbaufunktionen der Ausbaueinheiten im Sinne des Raubens, Schreitens, Setzen sowie den Schildsteuergeräten (12), von welchen jeder Ausbaueinheit örtlich und funktionell jeweils eines zur Umsetzung und Weitergabe der Ausbaubefehle des Strebsteuergeräts und zur Datenübertragung zugeordnet ist, wobei das Strebsteuergerät und die Schildsteuergeräte zur Befehls- und Datenübertragung verbunden sind (Busleitung (3)). Hierbei ist der Betriebsrechner das Strebsteuergerät, welches zugleich als Datensammlungsspeicher mit Festspeicherbausteinen zur Zusammenführung, Sammlung und gfls Speicherung der in dem Streb anfallenden Betriebsdaten der Ausbau – und Gewinnungsfunktionen ausgerüstet ist.
Das Strebsteuergerät bzw. je ein Strebsteuergerät befinden sich als eigensichere Visualisierungsrechner an den Enden des Strebs und kommunizieren mit dem Zentralrechner und den Schildsteuerungen. Anspruch 6 betrifft eine Weiterbildung, die sich insbesondere für den Untertagebetrieb eignet und vor allem auf das Strebsteuergerät bzw. die Strebsteuergeräte an den Enden eines Strebs anwendbar ist. Dadurch lassen sich die bisher eingesetzten unhandlich schweren Rechnergehäuse durch leichte Gehäuse ersetzen, die auch so positionierbar sind, dass auf einer ihrer Seitenwände, vorzugsweise auf dem Deckel die Displays in einem rechteckigen Raster angeordnet werden, die Teilbildschirmsteuerungen jedoch auf und an der Rückseite der Displays im Inneren des Gehäuses derart angeordnet werden können, dass durch Aufklappen des Deckels die Teilbildschirmsteuerungen sichtbar und für die Wartung oder den Austausch zugänglich sind. Hierzu werden die Betriebsrechner „eigensicher” ausgeführt, wobei sie nach Energie- und Strombedarf so niedrig liegen, dass keine Funken und keine unzulässige Erwärmung auftreten und auch von einem leicht gebauten Rechnergehäuse keine Explosionsgefahr ausgeht.
Die an der Mastersteuereinrichtung angeschlossen Tastatur kann hierbei ebenfalls an dem Deckel des Rechnergehäuses sichtbar und gut zugänglich angebracht sein und ohne äußere Zuleitungen zum Rechnergehäuse zur Parametrierung des Masters und zum Abrufen aller Funktionen des Visualisierungssystems dienen.
Der Master handelt die Aufteilung der zur Verfügung stehenden Informationen auf die Displays. Die Mastersteuereinrichtung können durch die TAbulatur so programmiert/parametriert werden, dass alle (z. B.: 4) Displays ein einziges Bild oder z. B. zwei neben einander liegende Displays ein Bild und die anderen D. jeweils ein anderes Bild oder alle Displays unterschiedliche Bilder darstellen. Die Rechner befinden sich als eigensichere Visualisierungsrechner an den Enden des Strebs und kommunizieren mit dem Zentralrechner und den Schildsteuerungen.
In der Zeichnung ist eine Ausbausteuereinrichtung als Beispiel und bevorzugtes Anwendungsobjekt der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen
1 das Schema eines Bergwerkstrebs mit einigen Ausbaueinheiten 11 und Strebsteuergeräten
2 Schnitt durch das Gehäuse 14 mit dem Deckel 13 der Betriebsrechner/Strebsteuergeräte 6
Mit 1 ist das obertägige Zentralsteuergerät bezeichnet, das ebenfalls über einen Bildschirm 2 verfügt. Das Zentralsteuergerät ist über eine Bus-Leitung 3 mit einem Strebsteuergerät, vorzugsweise zwei nach Aufbau und Funktion im wesentlichen identischen Strebsteuergeräten 6 verbunden, welche sich untertage an den Enden des Strebs befinden und hier als Betriebsrechner dienen. Die Betriebsrechner 6 sind durch Bus-Leitung 3 und jeweilige Stichleitungen mit den Schildsteuergeräten 12 der Ausbaueinheiten 11 verbunden.
Im folgenden werden die Betriebsrechner/Strebsteuergeräte 6 beschrieben. Jeder Betriebsrechner ist in einem Gehäuse untergebracht und mit einem Bildschirm 8 ausgestattet. Der Betriebsrechner/das Strebsteuergerät (6) ist „eigensicher” ausgelegt. D. h.: die Schaltungen und Bauelemente sind derart ausgelegt, dass sie mit so niedriger Energie und so geringem Strom betreibbar sind, dass auch bei Fehlfunktionen oder Schäden oder Defekten keine Funkenbildung und keine unzulässige Erwärmung möglich sind und damit auch im Untertage-Betrieb keine Explosionsgefahr besteht. Daher kann das Rechnergehäuse als leichter Blechkasten mit Blechdicken von weniger als 10 mm ausgeführt werden, im Gegensatz zu üblichen Rechnergehäusen nicht „eigensicherer Strebsteuergeräte.
In 2.1 und 2.2 ist das Gehäuse 14 mit dem Deckel 13 in geschlossenem Zustand dargestellt.
Jeder Bildschirm besteht aus den Teilbildschirmen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, die jeweils gleich groß und in einem rechteckigen ebenen Raster angeordnet sind. Wie 2 zeigt, sind die Teilbildschirme auf der nach außen weisenden Seite des Deckels 13 angeordnet, mit welchem das Gehäuse 14 des Betriebsrechners/Strebsteuergerätes 6 dichtend verschlossen werden kann.
Jedes Strebsteuergerät 6 besitzt neben der Rechnerkapazität 9 und den Prozessoren auch Speicher 7, die als Festspeicher aus digitalen Speicherbausteinen in Halbleiterbauweise bestehen, in welchen die Funktions-, Arbeits- und Kontrollprogramme gespeichert sind, welche der Betriebsrechner/Strebsteuergeräte 6 zur Steuerung der Ausbaufunktionen benötigt. Jedes Strebsteuergerät 6 ist – ebenso wie das Zentralsteuergerät 1 mit einer Tastatur ausgestattet, mit welcher Ausbaubefehle, aber auch – wie im folgenden noch zu beschreiben – Befehle Abruf von Daten und zur Bestimmung der Art der Darstellungen an einem oder mehreren der Teilbildschirme 8 eingegeben werden können.
Jedem Teilbildschirm ist eine vollständige Bildschirmsteuereinrichtung, ein sogenannte Teilbildschirmsteuereinrichtung 10.1 bis 10.4 mit dem Programm zur Steuerung des Teilbildschirms zugeordnet. Die Teilbildschirmsteuereinrichtungen 10.1 bis 10.4 sind an der Rückseite ihres zugehörigen Teilbildschirms befestigt. Alle Teilbildschirmsteuereinrichtungen sind vorzugsweise identisch aufgebaut und mit identischer Software und Programmierung versehen zur Sichtbarmachung der jeweils eingegebenen Daten.
Jede dieser Teilbildschirmsteuereinrichtungen ist durch eine Leitung mit einer allen Teilbildschirmsteuereinrichtungen gemeinsamen Mastersteuereinrichtung 15 verbunden und wird von dieser angesteuert. Die Mastersteuereinrichtung 15 ist ebenfalls in dem Gehäuse 14 des Betriebsrechners 6 untergebracht. Die Mastersteuereinrichtung 15 kann Bestandteil einer der Teilbildschirmsteuereinrichtungen sein.
Die Mastersteuereinrichtung 15 wird durch Eingabe an der Tastatur 16 angesteuert und programmiert (parametriert), mit welcher sie über Leitungsbündel verbunden ist. Dadurch kann die Mastersteuereinrichtung 15 die in einem Datensammler 17 gesammelten Daten nach den Wünschen des Bedieners auf die einzelnen Teilbildschirmsteuerungen des Betriebsrechners verteilen und das auf jedem Teilbildschirm zu zeigende Bild vorbestimmen. Der Datensammler (Datensammlungsspeicher) 17 ist ein dem Betriebsrechner 6 zugeordneter Datenspeicher, in dem sämtliche in der Anlage oder einem Teil der Anlage anfallenden Daten, welche an einem Bildschirm sichtbar gemacht werden können, insbesondere Befehle, Meßwerte, aufgenommene Bilder usw., derart gesammelt und/oder gespeichert werden, dass sie von der Mastersteuereinrichtung 15 nach den eingegebenen Wünschen des Bedieners abgerufen, auf einen oder mehrere der Teilbildschirmsteuerungen des Betriebsrechners verteilt und den entsprechenden Teilbildschirmen nach dem eingebbaren Muster visualisiert werden können.

1: Zentralsteuergerät 1
2: Bildschirm 2
3: Bus-Leitung 3
4: 4
5: 5
6: Betriebsrechner, Strebrechner, Rechnereinheit, Prozessor, Prozessrechner Rechner 6
7: Speicher 7
8: Bildschirm 8
8.1–8.4: Teilbildschirme
9: Festplatte 9, Festplattenspeicher 9
10: Bildschirmprozessor Teilbildschirmprozessor Teilbildschirmsteuereinrichtung 10.1 bis 10.4
11: Ausbaueinheiten 11
12: Schildsteuergeräte 12
13: Deckel
14: Rechnergehäuse, Gehäuse, Blechkasten
15: Mastersteuereinrichtung 15
16: Tastatur 16
17: Datensammler 17

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10200612693 A1 [0001]

Claims

Bildschirm zur Sichtbarmachung von Befehlen, Funktionen, Betriebszuständen, Positionen und/oder Funktionszuständen (Betriebsdaten, Daten) an Maschinen oder Anlagen (Anlage) mit einem Betriebsrechner zur Steuerung und Überwachung der Anlage und mit einer Bildschirmsteuereinrichtung mit dem Programm zur Steuerung des Bildschirms nach der Vorgabe des Betriebsrechners, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm aus mehreren von einander unabhängigen und getrennten Teilbildschirmen (8.1 bis 8.4) zusammengesetzt ist, dass jedem Teilbildschirm als Bildschirmsteuereinrichtung jeweils eine vollständige Teilbildschirmsteuereinrichtung (10.1 bis 10A) zugeordnet ist, welche von den jeweils anderen Teilbildschirmsteuereinrichtungen unabhängig und welche mit dem von den anderen unabhängigen Programm zur Steuerung des jeweiligen Teilbildschirms ausgerüstet ist dass dem Betriebsrechner ein Datensammler zugeordnet ist zur Zusammenführung, Sammlung und/oder gfls. Speicherung der in der Anlage anfallenden Daten, und dass den Teilbildschirmsteuereinrichtungen eine gemeinsame Mastersteuereinrichtung zugeordnet ist, welche die Daten aus dem Datensammlungsspeicher nach einem eingebbaren Programm abruft und auf die Teilbildschirmsteuereinrichtungen nach einem eingebbaren Muster zur Visualisierung an zumindest einem der Teilbildschirme verteilt.
Bildschirm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mastersteuereinrichtung durch eine Eingabeeinrichtung (Tastatur) zum Abrufen vorbestimmter Betriebsdaten und zur Verteilung der abgerufenen Betriebsdaten auf eine oder mehrere vorgegebene Teilbildschirmsteuereinrichtungen und Teilbildschirme parametrierbar ist.
Bildschirm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbildschirme in einer gemeinsamen Ebene, insbesondere auf der Seitenwand, insbesondere auf dem Deckel eines Rechnergehäuses angeordnet sind, wo sie von außen sichtbar sind und auf ihrer Rückseite mit den Bauelementen und Platinen ihrer jeweiligen Teilbildschirmsteuereinrichtung versehen sind.
Bildschirm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbildschirme bei identischer Größe in einem rechteckigen ebenen Raster angeordnet sind.
Bildschirm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aus den Einrichtungen zum Kohleabbau im Streb eines Bergwerks besteht, insbesondere aus der Gewinnungsmaschine, die längs des Kohlestoßes verfahrbar ist, und/oder den Ausbaueinheiten (Schilde 11), die längs des Strebs aufgestellt sind, der Ausbausteuereinrichtung mit dem Zentralsteuergerät (1) übertage, dem Strebsteuergerät (4, 5) am Ende des Strebs zur Steuerung der Abbaufunktionen der Gewinnungsmaschine und der Ausbaufunktionen der Ausbaueinheiten im Sinne des Raubens, Schreiten, Setzen sowie den Schildsteuergeräten (12), von welchen jeder Ausbaueinheit örtlich und funktionell jeweils eines zur Umsetzung und Weitergabe der Ausbaubefehle des Strebsteuergeräts und zur Datenübertragung zugeordnet ist, dass der Betriebsrechner das Strebsteuergerät (6) ist, welches zugleich als Datensammlungsspeicher mit Festspeicherbausteinen zur Zusammenführung, Sammlung und gfls Speicherung der in dem Streb anfallenden Betriebsdaten der Ausbau – und/oder Gewinnungsfunktionen ausgerüstet ist.
Bildschirm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsrechner/das Strebsteuergerät (6) „eigensicher” ausgelegt ist, indem die Schaltungen und Bauelemente derart ausgelegt sind, dass sie mit niedriger Energie und geringem Strom ohne Gefahr der Funkenbildung und unzulässigen Erwärmung betreibbar sind, und dass das Rechnergehäuse als Blechkasten ausgeführt werden kann.