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Ferner ist bei nahezu allen Folgesteuerungen die
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Einteilung der Gruppen, d. h. die Anzahl der in ihnen zusammengefaßten
Ausbaueinheiten von vornherein festgelegt. Sie kann nicht ohne mechanische Eingriffe
in das System geändert werden. Das ist häufig ungünstig, z. B. wenn sich die Gebirgsverhältnisse
ändern. Dadurch kann eine Änderung der Schreitgeschwindigkeit erzwungen werden.
Dies ist unter anderem durch eine Veränderung oder Verminderung der in der Gruppe
zusammengefaßten Ausbaueinheiten möglich, läßt sich aber bei den meisten dieser
bekannten Folgesteuerungen auf diese Weise nicht beeinflussen.
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Bei nahezu allen Folgesteuerungen ist auch die Richtung des Folgesignals
von vornherein festgelegt.
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Sie kann entweder überhaupt nicht oder nur durch schwere Eingriffe
in die Steuerung geändert werden.
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Das ist aber häufig, z. B. bei der Verwendung von G ewinnungsmaschinen,
die in beiden Förderrichtungen hereingewinnen, wünschenswert, weil sich anderenfalls
Ausbauverzögerungen ergeben.
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Die vorbekannten Folgesteuerungen sind außerdem nicht dagegen gesichert,
daß an der Nahtstelle zweier aufeinanderfolgender Gruppen zwei Steuervorgänge gleichzeitig
ablaufen. Beim hydraulischen Strebausbau bedeutet die gleichzeitige Entlastung zweier
benachbarter Ausbaueinheiten eine erhebliche Gefahr, weil dadurch unvermutet die
Stempeldichte an dieser Stelle des Strebes erheblich vermindert wird.
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Die Erfindung will insbesondere diese Mängel der vorbekannten Folgesteuerungen
beseitigen und die eingangs aufgeführten Zwecke weitgehend erfüllen.
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Ihr liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatische Folgesteuerung
zu schaffen, welche die gleichzeitige Betätigung mehrerer, innerhalb der Gruppe
oder an den Nahtstellen zweier Gruppen benachbarter Steuervorgänge mit Sicherheit
ausschlleßt, und die bei einem weitgehend schematisierten Aufbau der Steuerorgane
insbesondere die Möglichkeit eröffnet, daß der Bergmann durch einfache Schaltvorgänge
die Grenzen der Gruppen beliebig erändern und/oder die Richtung des Folgesignals
in den Gruppen umstellen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Folgesignal
und ein nach dem Einleiten und während des Ablaufes jedes Steuervorganges aufrechterhaltenes
Verriegelungssignal die Form binärer Signale aufweisen, und daß in der gruppenzentralen
Steuerkette für jeden Steuervorgang ein Baustein vorgesehen ist, der je zwei Eingänge
und zwei Ausgänge für den vorausgehenden und den nachfolgenden Steuervorgang aufweist
und der die logischen Verknüpfungen des Folgesignals enthält, sowie einen mit zwei
weiteren Anschlüssen zur Weitergabe des Verriegelungssignals an die benachbarten
Steuervorgänge versehenen Zusatzbaustein besitzt, welcher logische Verknüpfungen
der Verriegelungssignale und der Folgesignale enthält, wobei an den Nahtstellen
der Gruppen die Verriegelungssignale gruppenverschiedener Steuersignale miteinander
verknüpft sind und Anfang und Ende der Gruppen durch Kurzschlußverbindungen der
Ein- und Ausgänge festgelegt sind.
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Die Verwendung binärer Folge- und Verriegelungssignale erleichtert
die digitale Informationsverarbeitung in der erfindungsgemäßen Steuerung. Dadurch
ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung aller Baugruppen und -elemente. Außerdem
lassen sich mit binären Signalen logische Verknüpfungen realisieren, durch die der
binäre Zustand des Ausgangssignals von
einem oder mehreren zweiwertigen Eingangssignalen
abhängig gemacht wird.
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Die Verknüpfung der Verriegelungssignale zwischen benachbarten Steuervorgängen
hat zur Folge, daß an diesen Stellen die Steuervorgänge verriegelt sind. Dadurch
werden die Steuervorgänge daran gehindert, gleichzeitig abzulaufen und gezwungen,
sich in der gegebenen Reihenfolge und Richtung abzuspielen; damit sorgen die Verriegelungssignale
auch an den Nahtstellen der Gruppen dafür, daß die dort einander benachbarten Steuervorgänge
nicht gleichzeitig ablaufen können. Das schafft die Voraussetzung dafür, daß der
Bergmann die Nahtstellen der Gruppen beliebig verändern kann.
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Dies geschieht durch die am Anfang und Ende der Gruppen liegenden
Kurzschlußverbindungen, die sich durch einfache Schaltvorgänge realisieren lassen.
Die dadurch geschaffene Möglichkeit, die Anzahl der Gruppen und damit mehrere der
in den Gruppen enthaltenden Steuervorgänge beliebig verändern zu können, stellt
aus den eingangs angegebenen Gründen einen erheblichen Vorteil dar.
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Jeder Grundbaustein ist mit vier Leitungen, z. B.
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Schläuchen, mit den ihm in der Gruppe jeweils benachbarten Grundbaustein
zu verbinden. Daher sind die Bausteine auch am Anfang und Ende jeder Gruppe gleich.
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Der Zusatzbaustein zur Verknüpfung des von dem in der Gruppe vorausgehenden
Steuervorgang oder von dem letzten Steuervorgang in der vorausgehenden Gruppe ausgelösten
Verriegelungssignals mit dem Folgesignal hat erfindungsgemäß eine UND-Funktion,
wobei der Eingang des Verriegelungssignals negiert ist.
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Bei der erfindungsgemäß aus den eingangs genannten Gründen vorzugsweise
vorgesehenen pneumatisch realisierten Digitalsteuerung hat die Verwendung solcher
Inhibitionen unter anderem den Vorteil, daß das Erscheinen eines Verriegelungssignals
das UND-Glied sperrt, wodurch das Auslösen des Steuervorganges verhindert wird;
erst wenn das Verriegelungssignal verschwindet, läßt sich durch das Folgesignal
der Steuervorgang auslösen.
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Innerhalb des Bausteines wird erfindungsgemäß vorzugsweise eine der
UND-Funktion des Zusatzbausteines vorgeschaltete UND-Funktion vorgesehen, deren
einer Eingang für ein von Hand oder als Steuersignal gegebenes Eingangssignal vorgesehen
ist. Erscheint auf dem negierten Eingang des UND-Gliedes ein Signal, so wird das
Gatter gesperrt. Dadurch werden alle Verbindungsleitungen innerhalb der Gruppe entlüftet.
Verschwindet das Signal, so kann der nächste Zyklus entweder durch ein Dauersignal
oder auch von Hand erneut eingeleitet werden.
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Die am Anfang oder am Ende einer Gruppe liegenden Bausteine erhalten
erfindungsgemäß an ihren beiden Eingängen je eine UND-Funktion mit jeweils einem
negierten Eingang. Bei einer der beiden möglichen Richtungen des vorlaufenden Folgesignals
ist der negierte Eingang der UND-Funktion des am Gruppenanfang liegenden Bausteines
über eine Kurzschlußverbindung an den das zurücklaufende Folgesignal führenden Ausgang
gelegt, während der nicht negierte Eingang der UND-Funktion des am Gruppenende liegenden
Ausganges mit Hilfe einer Kurzschlußverbindung an den das vorlaufende Folgesignal
führenden Ausgang gelegt ist. Bei der anderen Richtung des vorlaufenden Folgesignals
ist der negierte Eingang der - UND-Funktion des dann am Gruppenanfang
liegenden
Bausteines über eine Kurzschlußverbindung an den das rückrufende Folgesignal führenden
Ausgang gelegt, während bei dem am Ende der Gruppe liegenden Baustein der das rücklaufende
Folgesignal führende Ausgang über eine Kurzschlußverbindung an den nicht negierten
Eingang der UND-Funktion dieses Bausteines gelegt ist.
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Die erfindungsgemäße Steuerung eignet sich auch zur Bewältigung der
eingangs erläuterten alternierenden Steuervorgänge. Vorzugsweise wird bei derartigen
Steuervorgängen im Zusatzbaustein zur Verknüpfung der von beiden Steuervorgängen
ausgelösten Verriegelungssignale eine ODER-Funktion vorgesehen, und der Baustein
erhält eine weitere UND-Funktion, welche zur Verknüpfung des von dem in der Gruppe
vorausgehenden Steuervorgang oder von dem letzten Steuervorgang in der vorausgehenden
Gruppe ausgelösten Verriegelungssignal mit dem Folgesignal dienen und die einen
negierten Eingang besitzt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung können Anschlußbausteine verwendet
werden, welche das Wählen des Gruppenanfanges je nach der Laufrichtung des Folgesignals
ermöglichen. Diese Anschlußbausteine werden an die Ein- und Ausgänge des Grundbausteines
und des Zusatzbausteines mit ihren Ausgängen angeschlossen. Sie haben einen Eingang
für das Gruppenanfangssignal, für dessen Erzeugung ein Handschalter oder eine Fernsteuerung
vorgesehen werden kann, einen weiteren Eingang für das vom vorausgehenden Steuervorgang
kommende Folgesignal und einen Eingang für das vom Gruppenende zurücklaufende Folgesignal.
Diese Eingänge sind naturgemäß logisch miteinander verknüpft.
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Für den in der Regel nicht entsprechend steuerungstechnisch vorgebildeten
Bergmann ist es wesentlich, daß er an den Anschlußbausteinen durch einfache Manipulation
irrtumsfrei schalten kann. Eine Möglichkeit zur Erzielung dieses Zweckes besteht
erfindungsgemäß darin, an den Eingang des Anschlußbausteines für das Gruppenanfangssignal
einen Dreistellungsschalter anzubringen, der je eine Stellung zur Wahl der Laufrichtung
des Folgesignals und eine Nullstellung aufweist, in der der betreffende Steuervorgang
nicht am Anfang einer Gruppe liegt.
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Will man auf derartige mechanische Bauteile verzichten, so gelingt
dies erfindungsgemäß durch eine dem Eingang des Anschlußbausteines für das Gruppenanfangssignal
vorgeschaltete Verriegelungsschaltung mit zwei Ausgängen, von denen je einer die
Laufrichtung des Folgesignals bestimmt; außerdem weist diese Verriegelungsschaltung
einen Eingang zum Löschen beider Ausgangssignale auf, falls der betreffende Steuervorgang
nicht am Anfang einer Gruppe liegt.
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Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend an Hand mehrerer
Ausführungsformen näher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Schaltplan zur Bewältigung
zweier alternierender Steuervorgänge, der auch die Grundzüge der erfindungsgemäßen
Digitalsteuerung erkennen läßt, F i g. 2 die Verschaltung logischer Funktionen in
einem Anschlußbaustein zur Wahl der Richtung des Folgesignals und zur Wahl des Gruppenanfangs,
Fig. 3 den Schaltplan nach Fig. 1 unter Einbeziehung der Anschlußbausteine, F i
g. 4 einen mechanischen Dreistellungsschalter.
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F i g. 5 eine logische Verriegelungsschaltung und
F i g. 6 das Anschlußschema
und die Bedeutung der Signalleitungen.
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F i g. 1 läßt das für alle Steuervorgänge z. B. für alle Ausbaueinheiten
eines Strebausbaus identische Steuersystem erkennen.
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Es besteht im wesentlichen aus zwei Bausteinen.
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Dazu gehört zunächst ein Grundbaustein für die Gruppenfolgesteuerung
mit festgelegter Gruppeneinteilung in beiden Richtungen, was insbesondere aus F
i g. 1 ersichtlich ist.
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Dieser Baustein enthält die logische Verknüpfungen U1l, U12 und U21,
U22. Er benötigt je zwei Schlauchanschlüsse zu den beiden benachbarten Ausbaueinheiten,
die bei 1.1, 1.3 und 1.4, 1.6 anzuschließen sind. Die negierenden Eingänge 1.2 bzw.
1.5 legen jeweils den Gruppenanfang für die Richtung Bergfahrt bzw. Talfahrt fest.
Diese Richtungen sind in F i g. 1 über dem Schaltplan angegeben.
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Ferner wird ein Zusatzbaustein verwendet, der zur Nachbarschaftsverriegelung
dient.
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Dieser Zusatzbaustein benötigt nach F i g. 1 die zusätzlichen logischen
Verknüpfungen U13, U23; Oi, Oz und in jeder Laufrichtung zwei zusätzliche Schlauchverbindungen,
die an 1.7, 1.9 bzw. 1.8, 1.10 anzuschließen sind.
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Nachfolgend sollen zunächst die beiden erwähnten Bausteine näher
betrachtet werden.
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Bei der Bergfahrt soll z. B. der Steuervorgang an dem in Richtung
Bergfahrt vorangehenden Gruppenmitglied, z. B. das Rücken der vorausgehenden Ausbaueinheiten,
beendet sein. Dann erscheint am Eingang 1.1 das Folgesteuerungssignal. Über die
UND-Glieder U11 und U13 wird nunmehr der gleiche Steuervorgang an dem durch Stl
symbolisierten Steuervorgang der betreffenden Einheit ausgelöst. Das geschieht jedoch
nur unter der Bedingung, daß nicht von der vorausgehenden Ausbaueinheit an 1.9 ein
Verriegelungssignal ansteht und das UND-Glied U13 so lange sperrt, bis die Verriegelung
aufgehoben ist.
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Das könnte der Fall sein, wenn die vorangehende Ausbaueinheit das
letzte Element der vorangehenden Gruppe ist. Wird dagegen der Steuervorgang St 1
in dem hinter U13 angeschlossenen, an sich beliebigen Steuersystem ausgelöst, so
wird ein Verriegelungssignal erzeugt, das über das ODER-Glied 0 und die Anschlüsse
1.7 und 1.8 zu den beiden benachbarten Ausbaueinheiten übertragen wird.
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Ist der Steuervorgang beendet, so wird über ein von St 1 erzeugtes
Ausgangssignal das UND-Glied U12 geöffnet und ein Folgesteuerungssignal zur nachfolgenden
Ausbaueinheit ausgelöst. Dieses Signal löst dort den folgenden Steuervorgang St
1 aus.
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In dieser einfachsten Form der Gruppenfolgesteuerung ist eine Nachbarschaftsverriegelung
vorhanden, die Gruppeneinteilung ist jedoch fest. Diese wird am Anfang und Ende
der Gruppe durch Kurzschlußstecker festgelegt. Die Stecker schließen am Anfang der
Gruppe über die Ringverbindung KB (gestrichelt gezeichnet) die Anschlüsse 1.3 und
1.2 und am Ende der Gruppe über KT die Anschlüsse 1.6 und 1.4 kurz. Ist das Folgesignal
am Ende der Gruppe angekommen, so läuft es über KT und den Anschluß 1.4, das UND-Glied
U21, die Überbrückungsleitung K2 (gestrichelt gezeichnet) und das UND-Glied U22
über den Anschluß 1.3 zum vorangehenden Gruppenmitglied und von dort weiter bis
zum ersten Glied der Gruppe. Dort erzeugt es über die Verbindung KB am Eingang 1.2
L-Signal. Das UND-Glied U1l wird folglich
gesperrt, so daß alle
Verbindungsleitungen innerhalb der Gruppe entlüften. Ist bei 1.2 wiederum 0-Signal
entstanden, so kann über 1.1 der nächste Ablaufzyklus ausgelöst werden, was entweder
von Hand oder automatisch durch Anlegen eines Dauersignals an 1.1 geschieht.
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Bei Talfahrt ist der Ablauf der Logik derselbe, nur wird jetzt der
Steuervorgang St 2 über 1.4 ausgelöst.
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Außerdem wird das Folgesteuerungssignal über U22 in Richtung Talfahrt
weitergegeben. Die Rückmeldung vom letzten zum ersten Steuervorgang der Gruppe erfolgt
über 1.1, die gestrichelt gezeichnete Überbrückungsleitung K1 über U13 und den Anschluß
1.6.
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Erstes und letztes Element einer Gruppe in Richtung Talfahrt sind
durch die punktiert gezeichneten Ringschlußverbindungen KT' und KB' festzulegen.
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Die Nachbarschaftsverriegelung arbeitet über die ODER-Glieder Oi
und 03, die UND-Glieder U13 und U23 für beide Ablaufrichtungen in gleicher Weise.
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Wird die Steuerung in einem Schrämwalzenbetrieb eingesetzt, so kann
es erforderlich sein, das Rücken des Fördermittels (St 1) in Richtung Bergfahrt
und dann das Schreiten des Ausbaus (St 2) in Richtung Talfahrt vorzunehmen. Bei
derart alternierenden Steuervorgängen werden die Überbrückungsleitungen K1 und K2
durch die diesbezüglichen Steuersysteme für St 1 und St 2 ersetzt.
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Die Ringschlußleitungen KB und KT am ersten und am letzten Element
der Gruppe ermöglichen wiederum die automatisch ablaufende zyklische Wiederholung.
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Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß zunächst in
Richtung Talfahrt und dann in Richtung Bergfahrt geschaltet wird. Für diese Betriebsart
gilt das Entsprechende mit den Ringschlußleitungen KB' und KT'.
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Die Wiedergabe des Anschlußbausteines in F i g. 2 dient dazu, die
Logik für die Richtungswahl und die Wahl des Gruppenanfanges zu verdeutlichen. Dabei
dienen die nicht eingeklammerten Anschlußdaten zur Wiedergabe der Bedeutungen der
Anschlüsse bei der Bergfahrt und die eingeklammerten Anschluß daten für die Richtung
Talfahrt.
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Wenn die betrachtete Ausbaueinheit über einen Handschalter oder über
eine Fernsteuerung als Gruppenanfangselement in Richtung Bergfahrt ausgewählt wird,
so ist der Anschluß GA mit Signal zu beaufschlagen. Soll die betreffende Ausbaueinheit
nicht das Gruppenanfangselement darstellen, so ist an GAb kein Signal anzulegen.
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Geht man davon aus, daß zunächst kein Signal anliegt, so kann das
von der vorangehenden Ausbaueinheit über die Leitung a kommende Folgesteuerungssignal
über das offene UND-Glied U1, das ODER-Glied 03 und den Anschluß 1.1 zum UND-Glied
U (vergleiche F i g. 1) den Steuervorgang St 1 auslösen.
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Ebenso kann das vom Gruppenende zurücklaufende Signal über den Anschluß
1.3, das offene UND-Glied U4, das ODER-Glied 04 und über die Verbindungsleitung
b zum Gruppenanfang zurücklaufen.
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Ist dagegen die betrachtete Ausbaueinheit Anfangselement in Richtung
Bergfahrt (Signal an GAb), so sind die UND-Glieder U1 und U4 gesperrt. Kommt nunmehr
vom letzten Element der vorangehenden Gruppe über die Leitung a das Folgesteuerungssignal,
so wird das geöffnete UND-Glied U3 und das ODER-Glied 04 zur Bildung eines Ringschlusses
verwendet.
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Dadurch wird der rückläufige Vorgang in der vorangehenden Gruppe eingeleitet.
Das Gruppenanfangs-
signal GAB löst über das ODER-Glied 03, den Anschluß 1.1 am UND-Glied
U1l (vergleiche F i g. 1) den obersten Steuervorgang St 1 der neu beginnenden Gruppe
aus. Ist das vom Ende der Gruppe kommende rückläufige Signal über den Anschluß 1.3
in F i g. 2 und am UND-Glied U2 angekommen, so wird über den Anschluß 1.2 das UND-Glied
U1l abgeschaltet, so daß alle Folgesteuerungsleitungen entlüften. Ist am Anschluß
1.2 wieder 0-Signal entstanden, so schaltet sich ein neuer Ablaufzyklus durch das
bei GAB anstehende Dauersignal selbsttätig wieder ein.
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In Richtung Talfahrt ist der gleiche Baustein zu benutzen. Lediglich
die in Klammern stehenden Anschluß daten müssen gewählt werden.
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Das richtige Funktionieren dieser Schaltung setzt allerdings voraus,
daß an einer festen Ausbaueinheit die Signale GA b bzw. GA t nicht gleichzeitig
anstehen.
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Fig.4 zeigt eine mechanische Lösung dieses Problems. Dabei handelt
es sich um einen Dreistellungsschalter, der sich an jeder Ausbaueinheit befindet
und vom Bergmann eingestellt wird. Er hat die Stellung GAB bzw. GAT, d. h., die
betrachtete Ausbaueinheit ist Anfangsglied einer Gruppe in Richtung Bergfahrt bzw.
Talfahrt. Außerdem hat der Schalter die Schalterstellung 0, d. h., die Ausbaueinheit
ist kein Anfangselement einer Gruppe.
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Eine andere Lösung mit Hilfe einer logischen Schaltung ist in F i
g. 5 wiedergegeben. Über ein Fernsteuerungssignal bei B kann der Gruppenanfang in
Richtung Bergfahrt eingestellt werden; ein solches Signal löst bei T dagegen den
Gruppenanfang in Richtung Talfahrt aus; wenn dagegen der Eingang (»Löschen«) beaufschlagt
wird, ist die Ausbaueinheit kein Anfangselement, bzw. der vorangegangene Zustand
wird annulliert.
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Die in F i g. 3 wiedergegebene Schaltung zeigt die Zusammenschaltung
einer Gruppensteuerung, die alle angeführten Merkmale gleichzeitig erfüllt.
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F i g. 6 gibt das einheitliche Anschlußschema für vieradrige Schlauchkabel
und die Bedeutung der einzelnen Signalleitungen wieder.
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Insgesamt besitzt die vorstehend beschriebene und in den Schaltschemata
im einzelnen dargestellte Folgesteuerung folgende Eigenschaften: Alle Steuersysteme
sind identisch. Auch die Anschlußschemata der Schlauchverbindungen sind untereinander
gleich. Dadurch werden Verwechslungen weitgehend ausgeschaltet.
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Die einzelnen Steuersysteme sind bausteinartig aufgebaut. Für spezielle
Anwendungsfälle können allerdings Einzelfunktionen weggelassen werden. Dabei kann
es sich um die Nachbarschaftsverriegelung, die Wahl des Gruppenanfangs od. dgl.
handeln. Dadurch lassen sich die Kosten der Steuerung minimisieren.
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Die Gruppeneinteilung im Streb kann, wie oben im einzelnen erläutert
wurde, während des laufenden Betriebs vorgenommen werden und läßt sich in beliebiger
Form und beliebig oft ändern. Das kann entweder durch Betätigen von Handtastern
erfolgen, die an allen Ausbaueinheiten in gleicher Weise angebracht sind. An Stelle
der Handtaster läßt sich aber auch eine Fernsteuerung benutzen. Der Bergmann kann
auf diese Weise unterschiedlich lange Gruppen bilden und sich den jeweiligen Betriebsbedingungen
optimal anpassen.
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Schließlich kann die Ablaufrichtung der Folgesteuerung gewählt werden.
Es ist möglich, die Richtung Bergfahrt oder die Richtung Talfahrt zu wählen;
außerdem
kann die Richtung Bergfahrt und dann die Richtung Talfahrt oder umgekehrt die Talfahrt
und dann die Richtung Bergfahrt gewählt werden.
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Die Laufrichtung der Folgesignale verschiedener Gruppen kann unterschiedlich
sein.
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Unabhängig von der Wahl der Gruppeneinteilung durch den Bergmann
sind zwei benachbarte Ausbaueinheiten, insbesondere an den Nahtstellen der gewählten
Gruppen gegen gleichzeitiges Schreiten verriegels.