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Die Erfindung betrifft eine Ausbausteuerung zur Steuerung der Bewegungen der Ausbaueinheiten in dem Streb eines Bergwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einer solchen Ausbausteuerung können die einzelnen Ausbaueinheiten, in dieser Anmeldung als Schilde bezeichnet, von einer zentralen Steuerung aus oder durch einzelne Steuereinheiten angesteuert werden, welche jeweils einem Schild zugeordnet sind (Schildsteuerungen). Dabei können von einer der Schildsteuerungen aus jeweils die benachbarten oder mehrere benachbarte Schilde angesteuert werden. Grundsätzlich werden die Steuersignale über eine allen Schildsteuerungen gemeinsame Leitung allen Schildsteuerungen zugeführt. Die Schildsteuerungen sind jedoch so programmiert, dass lediglich die Schildsteuerung angesprochen und zur Ausführung der Schaltbefehle veranlaßt wird, welcher das mit dem Steuerbefehl gesendete Codewort zugeordnet ist. Alle anderen Schildsteuerungen leiten das Steuersignal mit Codewort weiter.
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Durch einen Fehler in einer Schildsteuerung wird die gesamte Anlage außer Betrieb gesetzt und auch eine Handsteuerung ist bis zur Fehlerbehebung nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Ausgestaltung der Ausbausteuerung, bei welcher Fehler in einer Schildsteuerung einfach gesucht werden können, und bei der bei einem Fehler die Anlage im übrigen weiter betrieben werden kann.
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Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
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Bei der in
DE 32 07 517 A1 beschriebenen Ausbausteuerung können die Adern der Busleitung in der einzelnen Schildsteuerung eines Ausbaugestells zwar durch einen Relaiskontakt angezapft, aber nicht unterbrochen werden, womit das Relais der Aufgabe der Erfindung nicht dienen kann.
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Durch die Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 2 kann festgestellt werden, welche der Schildsteuerungen jenseits der fehlerhaften Schildsteuerung liegen.
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Die Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Anspruch 3 erlaubt, eine fehlerhafte Schildsteuerung zu isolieren und die Fehlerbehebung ohne Stilllegung des Strebs durchzuführen.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen:
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1: Den Schnitt durch ein Streb mit einem Ausbau
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2: Die schematische Aufsicht auf eine Schräm-Maschine und eine Gruppe von Ausbauten.
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3: Die schematische Anordnung von Zentralsteuerung und Schildsteuerungen.
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In 1 ist eine der Ausbaueinheiten 1–18 gezeigt. In 2 ist eine Mehrzahl von Ausbaueinheiten 1 bis 18 gezeigt. Die Ausbaueinheiten sind längs eines Flözes 20 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel hat die Gewinnungsmaschine die Form einer Schrämmaschine 21. Das Flöz 20 wird mit den als Schneideinrichtung dienenden Schneidwalzen 23, 24 der Schrämmaschine in Abbaurichtung 22 abgebaut. Die Schrämmaschine ist mittels einer Schrämtrosse, die nicht dargestellt ist, in Schneidrichtung 19 verfahrbar. Sie besitzt zwei Schneidwalzen 23, 24, die mit unterschiedlicher Höhe eingestellt sind und die Kohlewand abfräsen. Die gebrochene Kohle wird von der Schrämmaschine, auch ”Walzenlader” genannt, auf einen Panzerförderer geladen. Der Panzerförderer wird in einer Rinne 25 längs der Kohlefront bewegt. Die Schrämmaschine 21 ist längs der Kohlefront verfahrbar. Die Rinne 25 ist in einzelne Einheiten unterteilt, die zwar miteinander verbunden sind, jedoch relativ zueinander eine Bewegung in Abbaurichtung 22 ausführen können. Jede der Einheiten ist durch eine Zylinder-Kolben-Einheit und ihrem Schreitkolben 29 als Kraftgeber mit einer der Ausbaueinheiten 1 bis 18 verbunden. Jede der Ausbaueinheiten dient dem Zweck, den Streb abzustützen. Hierzu dient eine weitere Zylinder-Kolben-Einheit 30, die als Kraftgeber eine Bodenplatte gegenüber einer Dachplatte verspannt. Die Dachplatte besitzt an ihrem vorderen, dem Flöz zugewandten Ende einen sogenannten Kohlenstoßfänger 48. Dabei handelt es sich um eine Klappe, die vor die abgebaute Kohlewand klappbar ist. Der Kohlenstoßfänger muß vor der heranfahrenden Schrämmaschine 21 hochgeklappt werden. Auch hierzu dient eine nicht dargestellte weitere Zylinder-Kolben-Einheit. Diese Funktionselemente des einzelnen Ausbaus sind hier nur beispielhaft dargestellt. Weitere Funktionselemente sind vorhanden; zum Verständnis der Erfindung ist ihre Erwähnung und Beschreibung nicht erforderlich. Bei jedem der Kraftgeber handelt es sich – wie bereits erwähnt – um hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten. Diese Zylinder-Kolben-Einheiten werden über Hauptventile 44 und Vorsteuerventile 45 betätigt. An dem Vorsteuerventil ist ein Gehäuse mit der darin befindlichen Ventilsteuerung 40 befestigt. In 2 bewegt sich die Schrämmaschine nach rechts. Daher muß der Kohlenstoßfänger der Ausbaueinheit 17 zurückgeklappt sein. Andererseits wird die Einheit der Rinne 25 an der Ausbaueinheit 9, die sich – in Fahrtrichtung 19 – hinter der Schrämmaschine 21 befindet, in Richtung auf die abgebaute Kohlewand vorgerückt. Ebenso befinden sich die folgenden Ausbaueinheiten 8, 7, 6, 5 und 4 im Vorwärtsgang mit Richtung auf den Streb bzw. auf die abgebaute Kohlenwand. An diesen Ausbaueinheiten wird der Kohlenstoßfänger bereits wieder heruntergeklappt. Die Ausbaueinheiten 3, 2, 1 sind fertig gerückt und bleiben in dieser Position, bis die Schrämmaschine sich wieder von rechts nähert. Die Steuerung dieser Bewegungen geschieht teils automatisch in Abhängigkeit von den Bewegungen und der momentanen Position der Schrämmaschine, teils von Hand. Hierzu ist jedem der Ausbauten 1–18 jeweils eine Schildsteuerung 34 zugeordnet. Jeweils einer Gruppe von Ausbauten bzw. Schildsteuerungen ist eine Strebsteuerung 33 zugeordnet. Jeweils eines der Schildsteuergeräte ist einem der Ausbauten 1–18 zugeordnet und mit den Vorsteuerventilen 45 und Hauptventilen 44 sämtlicher Kraftgeber der Ausbaueinheit 1, 2, 3 ... (bis 18) über jeweils eine Ventilsteuerung 40, die als Mikroprozessor ausgeführt ist, verbunden.
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Jede der Schildsteuerungen dient als zentrale Ausbausteuerung. Jedoch kann einer Gruppe von mehreren Schildsteuerungen eine Strebsteuerung
33 oder auch der Gesamtheit der Schildsteuerungen eine zentrale Ausbausteuerung Hauptzentrale
50 und/oder Hilfszentrale
51 als zentrale Ausbausteuerung übergeordnet sein, die mit den Schildsteuerungen verbunden ist. Eine derartige Ausführung ist in
2 gezeigt. Zur zentralen Ausbausteuerung dient die Hauptzentrale
50 und die Hilfszentrale
51. Eine Busleitung
58 in Form eines Kabels verbindet alle Schildsteuerungen
34 unter einander. Über jede Schildsteuerungen werden die Ausbaubefehle weiter gegeben. Dabei sind die Schildsteuerungen derart programmiert, dass über Busleitung einkommende Signale, welche nicht mit einem jeweils der angerufenen Schildsteuerung zugeordneten Codeworts belegt sind, an die benachbarte Schildsteuerung weitergeleitet werden. Durch den Ausbaubefehl wird in einem bestimmten Schild eine bestimmte Ausbaufunktion z. B. im Sinne des Raubens, Schreitens, Setzen ausgelöst. Dieser Ausbaubefehl wird von allen Schildsteuerungen
34 über die Busleitung
58 empfangen und weitergegeben. Alle Ausbaubefehle einer der Strebsteuerungen werden unmittelbar der mit der Strebsteuerung
33 direkt verbundenen Schildsteuerung zugeleitet. Von dieser Schildsteuerung gelangen die Ausbaubefehle sodann über die Busleitung
58 an alle anderen Schildsteuerungen
34. Durch eine vorbestimmte Kodierung wird jedoch nur eine der Schildsteuerungen
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18 oder eine Gruppe von Schildsteuerungen aktiviert zur Durchführung der jeweiligen Ausbaufunktionen. Die aktivierte Schildsteuerung setzt sodann den erhaltenen Ausbaubefehl um in Ventilsteuerbefehle an die den betroffenen Ausbauten zugeordneten Steuerventilen bzw. Hauptventilen. Die automatische Auslösung der Funktionen und Funktionsabläufe ist z. B. in der
DE 195 46 427 A1 beschrieben.
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Zur zentralen Handbedienung der Befehlseingabe dient als Steuergerät das Handgerät 37, das von dem Bediener mitgeführt wird. Zur Befehlseingabe kann der Bediener außerhalb des Strebs oder zumindest entfernt von dem augenblicklichen Abbauort stehen.
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Das Handgerät ist über Funk mit Hilfe der Antennen 38, 39 mit den Funkempfänger 32 der Strebsteuerung 33 verbunden. Das quaderförmige Handgerät weist auf einer Seite (Steuerseite) Bedientasten auf. Über diese Tasten ist auch der Code der jeweils zu bedienenden Ausbausteuerung (eine der Schildsteuerungen 34.1, 34.2) eingebbar und ein Ausbaubefehl zur Auslösung einer gewünschten Funktion oder eines gewünschten Funktionsablaufs (z. B. Rauben oder Schreiten) auslösbar.
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Wenn der Bediener das Handgerät um dessen Längsachse um 180° wendet, erblickt er die Steuerseite des Handgeräts. Diese ist mit zwei Dioden, einem Display sowie weiteren Tasten ausgestattet. Der Bediener kann mit seiner Kopflampe die beiden Dioden anleuchten. Nur wenn er dabei die eine der Dioden abdeckt, z. B. mit einem Finger, wird die Kontrollfunktion das Handgeräts ausgelöst. Zur Kontrolle gibt der Bediener den Code des zu kontrollierenden Ausbaus ein. Dadurch tritt das Handgerät über einen Infrarotsender/Empfänger 35 mit einem abgestimmten Infrarotsender/Empfänger 36 an der durch Code angesprochenen Strebsteuerung 33 in Verbindung. Mittels einer der Tasten können nun bestimmte Funktionen oder Betriebszustände abgefragt werden. Hierzu ist in der Strebsteuerung ein Programm hinterlegt, mit dem eine Sequenz von Abfragen über Funktionen, Betriebszustände und Funktionsabläufe eines bestimmten Schildes (Ausbaus) an die durch Code angesprochene Schildsteuerung gerichtet und durchgeführt werden kann. Die erhaltenen Daten werden sodann mittels der Infrarotsender/Empfänger 35, 36 an das Handgerät übertragen und auf dem Display dargestellt. Auf diese Weise kann sich der Bediener davon überzeugen, ob ein bestimmter Ausbau noch voll funktionsfähig ist oder ob eine Wartung oder der Austausch von Funktionselementen oder Steuerelementen erforderlich ist.
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Dadurch wird ein sicherer, störungsfreier und robuster Betrieb der Schrämmaschine und des Ausbaus mit geringem Bedienungsaufwand möglich. Es hat sich herausgestellt, dass auch im Untertagebetrieb eine sichere störungsfreie Funkübertragung der erforderlichen Positions- und Richtungssignale möglich ist und dass die Ausbausteuerung auch bei erheblicher Streblänge über einen oder wenige Funkempfänger zuverlässig steuerbar ist. Zu diesem Zwecke besitzt die Steuereinrichtung die Eigenheit, dass Signale, die an eine oder einzelne der Steuereinrichtungen übergeben werden, an die übrigen weitergeleitet werden und über die gemeinsame Rechnerkapazität eine sichere Ermittlung der jeweils anzusprechenden Ausbaueinheiten möglich ist. Zur technischen Ausführung wird im übrigen auf die
DE 195 46 427 A1 verwiesen.
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Es wurde bereits ausgeführt, dass die Schildsteuerungen 34 unter einander durch die Busleitung 58 verbunden sind, welche bei bisherigen Ausführungen nur zwei Adern aufweist und welche zur seriellen Übertragung jeweils eines Codeworts und des Ausbaubefehls dient. Nur diejenige der Schildsteuerungen 34/Ausbaueinheit wird angesprochen, deren eingespeichertes Codewort mit dem übertragenen Codewort identisch ist. Bei der Busleitung 58 handelt es sich also um ein zweiadriges Kabel, das als Bus-Leitung von einer Schildsteuerung 34 zur nächsten verlegt ist und über die dazwischen liegenden Schildsteuerungen 34 auch die Hauptzentrale 50 und die Hilfszentrale 51 miteinander verbindet. Mit der einen Eingabe eines Steuerbefehls ist die gemeinsame Bus-Leitung belegt. Vorteilhafter Weise werden die Schildsteuerungen durch eine gleichartige zweite Busleitung 59 mit der Zentralsteuerung und mit einander verbunden. Dazu wird parallel zu dem bisherigen einzigen zweiadrigen ein zweites zweiadriges Kabel, in dieser Anmeldung als Parallel-Bus 59 bezeichnet, verlegt. Die Bus-Leitung 58 und der Parallel-Bus 59 sind in dieser Anmeldung auch gleichlautend als Busleitungen bezeichnet. Da gleichzeitig mit einem Steuersignal auch andere Signale versandt werden können, wird es möglich, unabhängig von der Eingabe von Steuersignalen auch Mess – oder sonstige Zustandssignale an den Bediener bzw. die Zentralsteuerung zu übertragen. Ebenso kann bei jedem Steuersignal gleichzeitig und ohne Zeitverzögerung auch ein Quittiersignal ausgegeben werden, durch welches der Eingang und/oder die Ausführung des Steuerbefehls bestätigt wird.
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Das Prinzip der Verschaltung der Kabel in den einzelnen Schildsteuerungen 34 ist in 3 dargestellt. Gezeigt sind zwei Schildsteuerungen 34.1 und 34.2 von einer Vielzahl von Schildsteuerungen. Die Schildsteuerungen sind über Busleitungen mit der Hauptzentrale 50 und der Hilfszentrale 51 verbunden. Die Bus-Leitung 58 besitzt die beiden Phasen 58.1 und 58.2; der Parallel-Bus 59 besitzt die beiden Phasen 59.1 und 59.2.
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Sämtliche vier Phasen beider Busleitungen sind den Eingangselementen 52 der Schildsteuerungen 34.1, 34.2 aufgeschaltet. Von den Eingangselementen aus werden die einkommenden Signale in den Schildsteuerungen verarbeitet, d. h. zunächst darauf hin geprüft, ob das mitgesendete Codewort dem eingespeicherten und dieser jeweiligen Schildsteuerung zugeordneten Codewort entspricht. Sofern die übertragenden Signale Steuersignale sind, erfolgt sodann die entsprechende Verarbeitung und Weitergabe an die entsprechenden Funktionselemente des Schilds, die zuvor beschrieben worden sind.
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Jeweils eine Phase 58.2 bzw. 59.2 jeder der Busleitungen wird sodann einem Schaltelement 53 zugeführt. Die entsprechenden Phasen verlassen das Schaltelement 53 über den Ausgang und werden sodann dem entsprechenden Schaltelement 53 der benachbarten Schildsteuerung 34.2 zugeführt. In dem Schaltelement 53 können beide Phasen 58.2 und 59.2 synchron oder einzeln aufgetrennt werden.
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Die andere Phase 58.1 bzw. 59.1 der Busleitungen werden sodann einem Verstärkungselement 54 zugeführt. Die entsprechenden Phasen werden von dem Ausgang des Verstärkungselementes jeweils dem Verstärkungselement der benachbarten Schildsteuerung 34.2 zugeführt. Jede Schildsteuerung 34.1, 34.2 besitzt sodann ein weiteres „rechtes” Eingangselement 52, welches die Signale empfängt und verarbeitet, welche von der rechten Seite, d. h. der Hilfszentrale 51 oder einer weiter rechts gelegenen Schildsteuerung kommen. Benachbarte Schildsteuerungen 34.1, 34.2 sind also wiederum durch zwei Kabel, von denen jedes zwei Phasen besitzt, verbunden.
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Das Schaltelement 53 mit seinen beiden Schaltelementen ist normaler Weise geschlossen, so dass eine Durchleitung stattfindet. Die Auftrennung der Busleitungen findet jedoch statt, wenn Störungen auftreten. Zum einen kann hierdurch die Fehlersuche erleichtert werden. Dazu werden von einer der Steuereinrichtungen, als da sind Hauptzentrale, Hilfzentrale, Handgerät, Strebsteuerung und Schildsteuerung, die Schaltelemente der rechts bzw links liegenden Schildsteuerungen einzeln und der Reihe nach geöffnet und sodann ein Kontrollsignal eingegeben. Da das Kontrollsignal sofort von den angesprochenen Schildsteuerungen quittiert wird, kann festgestellt werden, welche der Schildsteuerungen jenseits der fehlerhaften Schildteuerung liegen. Zum anderen kann die Auftrennung im Fehlerfalle erfolgen, um eine fehlerhafte Schildsteuerung zu isolieren und von der Busleitung bzw. den Busleitungen abzutrennen. Dadurch bleiben die anderen Schildsteuerungen ansteuerbar und die Fehlerbehebung kann ohne Stillegung des Strebs erfolgen.
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Wegen der Streblänge besteht die Gefahr, dass die Signale von Schildsteuerung zu Schildsteuerung so stark abgeschwächt werden. dass sie von wert entfernten Schildsteuerungen und insbesondere von der Zentralsteuerung nicht mehr empfangen werden können. Daher weist jede Schildsteuerung den Verstärker/das Verstärkungselement 54 für die nicht mit einem jeweils der angerufenen Schildsteuerung zugeordneten Codewort belegten Signale auf, welche über zumindest eine der beiden Busleitungen einkommen. In dem Verstärkungselement 54 erfolgt eine Auffrischung der einkommenden Digitalsignale. Das geschieht dadurch, dass in dem Verstärkungselement festgestellt wird, ob die einkommenden Signale einen bestimmten vorgegebenen Schwellwert übersteigen. Wenn dies der Fall ist, werden im Ausgang Signale größerer Stärke, vorzugsweise von der ursprünglichen Stärke erzeugt, damit die Durchleitung der Signale durch sämtliche Schildsteuerungen gewährleistet ist. Diese Art der Verstärkung bietet sich insbesondere an, da die Steuersignale, Messsignale usw. in digitaler Form übertragen werden.
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Wenn nun von einer der Haupt- oder Hilfszentralen 50 bzw. 51 oder von dem Handgerät 37 (2) ein Steuerbefehl in das System eingegeben wird, so erfolgt der Transport des Steuerbefehls über die jeweils freie Busleitung. Dabei werden die Steuerbefehle in der beschriebenen Weise durch die einzelnen Schildsteuerungen 34.1, 34.2 durchgeleitet. Lediglich diejenige Schildsteuerung wird angesprochen, deren eingespeichertes Codewort mit dem Codewort übereinstimmt, welches dem Steuersignal beigegeben ist. Der Empfang und/oder die Ausführung des entsprechenden Steuerbefehls kann durch ein Rückmelde-Signal quittiert werden, da die eine der beiden Busleitungen hierfür zur Verfügung steht. Die Rückmeldung kann sofort und ohne Zeitverzögerung erfolgen, so dass an dem Eingabegerät, d. h. Hauptzentrale 50, Hilfszentrale 51 oder Handgerät 37 auch eine sofortige Kontrolle möglich ist. Die entsprechenden Steuersignale werden an die Ventilsteuerung 40 (1) weiter geleitet). Hierdurch wird der Stellmagnet des Vorsteuerventils 45 aktiviert und das jeweilige Hauptventil 44 der Zylinder-Kolben-Einheit 30 betätigt. Nunmehr können auch die Signale der Drucksensoren, die zur Steuerung und Überwachung an jedem der Kraftgeber und/oder Ventile angeordnet sind, zurück über die Busleitungen übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1–18
- Ausbaueinheiten
- 19
- Schneidrichtung
- 20
- Flöz
- 21
- Schrämmaschine
- 22
- Abbaurichtung
- 23
- Schneidwalze
- 24
- Schneidwalze
- 25
- Rinne
- 26
- Bodenplatte
- 27
- Dachplatte
- 29
- Schreitkolben
- 30
- Zylinder-Kolben-Einheit
- 32
- Funkempfänger
- 34
- Schildsteuerung
- 34.1
- Schildsteuerung
- 34.2
- Schildsteuerung
- 35
- Infrarotsender/Empfänger
- 36
- Infrarotsender/Empfänger
- 37
- Handgerät
- 38
- Antenne des Funkempfängers
- 39
- Antenne des Handgeräts
- 40
- Ventilsteuerung
- 44
- Hauptventil
- 45
- Vorsteuerventil
- 48
- Kohlestoßfänger
- 50
- Hauptzentrale
- 51
- Hilfszentrale
- 52
- Eingangselement
- 53
- Schaltelement
- 54
- Verstärkungselement
- 58
- Busleitung
- 58.1
- Phase
- 58.2
- Phase
- 59
- Parallel-Bus
- 59.1
- Phase
- 59.2
- Phase
