DE3100160A1 - Electrical interconnection - Google Patents
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Abstract
Description
bebro electronic bebro electronic Bengel u. gross GmbH, Max-Planck-Straße 6,Bengel u. Gross GmbH, Max-Planck-Strasse 6,
7443 Frickenhausen7443 Frickenhausen
Elektrische Verschaltung Electrical interconnection
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verschaltung der in einem untertägigen Grubenbetrieb wenigstens einem Betriebspunkt zugeordneten Befehlsgeber3 Befehlsempfänger und Meßwertgeber mit einem die logische Verknüpfung der ein- und ausgehenden Signale durchführenden Steuergerät zur Steuerung des Betriebspunkts. The invention relates to an electrical interconnection of the command transmitters 3, command receivers and transducers assigned to at least one operating point in an underground mine operation, with a control device for controlling the operating point, which logically links the incoming and outgoing signals.
Tm Zuge der fortschreitenden Automatisierung des untertägigen Grubenbetriebs wird immer mehr über weit verzweigte Betriebspunkte eine Vielzahl von Befehlsgebern, Befehlsempfängern und Meßwertgebern mit einem Steuergerät elektrisch verschaltet.In the course of the progressive automation of the underground Mine operation is more and more a multitude of command transmitters and command receivers via widely ramified operating points and transducers are electrically connected to a control unit.
In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise bei einer Förderbandanlage bekannt, die aus Schieflaufschalter, Unterbandschalter, Überfahrschalter, überlaufschalter, Schlupfwachter und Notschalter gebildeten Befehlsgeber, die Meßwertgeber für Druck, Temperatur, Strom und Spannung sowie die aus Motorsteuergeräten, Magnetventilen und Meldeleuchten bestehenden Befehlsempfänger mit einem Steuergerät, das die logische Verknüpfung mit Auswertung zur Steuerung der Antriebsmotoren übernimmt, durch eine Verdrahtung in Einzeladertechnik zu verschalten. Jede dieser Einrichtungen ist damit unabhängig von den anderen Einrichtungen direkt mit dem Steuergerät verdrahtet.In this context, it is known, for example, in a conveyor belt system, which consists of misalignment switches, sub-belt switches, Overrun switch, overflow switch, slip monitor and Emergency switch formed command transmitter, the measuring transducer for pressure, temperature, current and voltage as well as those from engine control units, Solenoid valves and indicator lights existing command receivers with a control device that the logical link with evaluation to control the drive motors takes over to interconnect by wiring in single wire technology. Any of these bodies is thus wired directly to the control unit independently of the other devices.
Diese weit verbreitete elektrische Verschaltung ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Einer dieser Nachteile ist der, daß aufgrund der Vielzahl von Verbindungsleitungen zwischenHowever, this widespread electrical interconnection has a number of disadvantages. One of those drawbacks is that due to the multitude of connecting lines between
dem Steuergerät und den einzelnen Einrichtungen die Möglichkeit von Verdrahtungsfehlern groß ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß infolge der durch den stetigen Abbau des anstehenden Minerals bedingten örtlichen Veränderungen der einem Betriebspunkt zugeordneten Geräte und Vorrichtungen das Verdrahtungssystem äußerst unflexibel ist. Es müssen laufend bestehende Verdrahtungen aufgehoben und neue Verdrahtungen hergestellt werden, was wiederum die Gefahr von Verdrahtungsfehlern erhöht. Außerdem ist es im bekannten Fall von Nachteil, daß aufgrund der großen Anzahl von Leitungen naturgemäß auch die Möglichkeit von Defekten groß ist, wodurch nicht nur die Störanfälligkeit des jeweiligen Betriebspunkts erhöht wird3 sondern auch die fiefahr besteht, daß es zu länger anhaltenden Stockungen der gesamten Förderung kommt.the control unit and the individual devices, the possibility of wiring errors is great. Another disadvantage is that the wiring system is extremely inflexible as a result of the local changes in the devices and devices assigned to an operating point due to the constant degradation of the mineral in question. Existing wiring must continuously be canceled and new wiring established, which in turn increases the risk of wiring errors. In addition, it is disadvantageous in the known case that, due to the large number of lines, the possibility of defects is naturally high, which not only increases the susceptibility of the respective operating point to failure 3 but also the risk of prolonged stoppages in the whole Promotion is coming.
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man deshalb schon vorgeschlagen, alle Befehlsgeber, Befehlsempfänger und Meßwertgeber über eine einzige Steuerleitung gemeinsam abzufragen bzw. mit Steuerbefehlen zu versorgen. Die hierbei angewendete Tonfrequenztechnik konnte jedoch die Praxis nur unzureichend zufriedenstellen. Die Gründe hierfür sind einerseits darin zu sehen, daß die Kosten für den Sender bzw. Empfänger je Befehlsstelle hoch sind und außerdem der Strombedarf Kroß ist. Da außerdem jede K"ehlsstelle auf eine ihr zugeordnete bestimmte Frequenz codiert sein muß, weil die einzelnen auf der Wieldeieitunp· liegenden Sender und Empfänger nicht einheitlich sind, kann im Störun^r,-fall der defekte Bauteil nur durch einen Bauteil mit gleichem Frequenzabgleich ersetzt werden. Dies verlangt jedoch von dem zuständigen technischen Personal entweder eine exakte Fehlerermittlung, um die Mitführung von fälschen Bausteinen zu vermeiden oder die Bereitstellung bzw. Bevorratung aller evtl. in FrageIn order to avoid these disadvantages, it has therefore already been proposed to use all command transmitters, command receivers and transducers to be interrogated together via a single control line or to be supplied with control commands. The one used here However, audio frequency technology could only insufficiently satisfy practice. The reasons for this are on the one hand in it too see that the costs for the sender or receiver per command point are high and also the power requirement is Kroß. Since also each cooling point on a specific frequency assigned to it must be coded, because the individual lying on the Wieldeieitunp · Sender and receiver are not uniform, can in the event of a fault the defective component can only be replaced by a component with the same frequency adjustment. However, this requires the responsible technical staff either an exact fault determination, in order to avoid the carrying of counterfeit modules or the provision or stocking of all possibly in question
kommenden Bausteine. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, daß allein schon bei einer einzigen Förderbandanlage bis zu verschiedene Sender und Empfänger benötigt v*rerden.coming building blocks. Here, however, it must be taken into account that even with a single conveyor belt system, up to different transmitters and receivers are required.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die elektrische Verschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs so weiterzuentwickeln, daß unter Anwendung eines seriellen Datenverkehrs sowohl der Herstellungs- als auch der Wartungsaufwand wesentlich gesenkt werden kann.The invention is accordingly based on the object, the electrical interconnection according to the preamble of the claim to be further developed in such a way that both manufacturing and maintenance costs are reduced using serial data traffic can be reduced significantly.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.This object is achieved according to the invention in those listed in the characterizing part of claim 1 Features.
Eine derartige Verschaltung bietet nunmehr die Möglichkeit j mit baugleichen, nicht codierten Bausteinen alle in Frage kommenden Befehlsgeber, Befehlsempfanger und Meßwertgeber über einen seriellen Datenverkehr anzusprechen. Dadurch, daß alle Bausteine baugleich ausgeführt sind, ist eine kostengünstige Serienfertigung gewährleistet. Ferner sind die Kosten für die Ersatzteilha-ltung sehr gering.Such an interconnection now offers the possibility j with structurally identical, non-coded modules all in question incoming command transmitter, command receiver and transducer over address serial data traffic. The fact that all the modules are constructed identically is an inexpensive one Series production guaranteed. In addition, the costs of keeping spare parts are very low.
Zu Beginn eines jeden Abfragezyklus ist die Datenleitung im Bereich jedes Bausteins unterbrochen. Sendet nun das Steuergerät einen codierten Impuls aus, gelangt dieses Signal zunächst an den ersten Baustein innerhalb der Datenleitung. In diesem Baustein wird jetzt das ankommende Signal ausgewertet und die im Signal enthaltene Anweisung ausgeführt. Hierbei werden die von dem Steuergerät ankommenden Impulse dem Rechner zugeführt, der die Codierung entschlüsselt und die im Code enthaltene Information bzw. Anweisung ausführt. Der Baustein sendet anschließend das Ergebnis der Ausführung an das Steuergerät zurück, worauf der Rechner dieses Bausteins den Leitunpstreiber auf Durchgang schaltet, um dem Steuergerät denThe data line is at the beginning of each polling cycle interrupted in the area of each module. If the control unit now sends out a coded pulse, it is received Signal initially to the first module within the data line. The incoming signal is now in this block evaluated and the instruction contained in the signal executed. Here, the incoming pulses from the control unit become the Computer supplied, which decrypts the coding and executes the information or instructions contained in the code. The building block then sends the result of the execution back to the control unit, whereupon the computer of this module sends the Leitunpstreiber switches to continuity to give the control unit the
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Datenverkehr mit dem in der Datenleitung nachfolgenden Baustein zu ermöglichen.To enable data traffic with the module following in the data line.
Sendet dann das Steuergerät einen weiteren Impuls aus, gelangt dieser nunmehr über den ersten Baustein hinweg direkt zum zweiten Baustein. Dessen Rechner führt ebenfalls die in dem Impuls enthaltenen Anweisungen aus, sendet das Ergebnis zurück und schaltet anschließend die Datenleitung auch in diesem Baustein auf Durchgang.If the control unit then sends out another pulse, it is now sent directly to the first module second building block. Its computer also executes the instructions contained in the pulse, sends the result back and switches then the data line in this module as well.
Auf diese Weise lassen sich also eine beliebige Anzahl von Bausteinen in eine einzige, mit dem Steuergerät verbundene Datenleitung eingliedern und nacheinander abfragen. Erfolgt eine bestimmte Zeit kein Datenverkehr auf der Datenleitung, trennen die Bausteine die Datenleitung automatisch in ihrem Bereich, so daß ein neuer Abfragezyklus beginnen kann.In this way, any number of modules can be integrated into a single one that is connected to the control unit Integrate data line and query one after the other. If there is no data traffic on the data line for a certain period of time, the modules automatically separate the data line in their area so that a new interrogation cycle can begin.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung besteht in der Anwendung der Merkmale des Anspruchs 1 auf eine Förderbandanlage. A preferred embodiment of the invention consists in the application of the features of claim 1 to a conveyor belt system.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich in der Anwendung der Merkmale des Anspruchs 1 auf Pörder- und Gewinnungsmaschinen.Another preferred embodiment of the invention is characterized in the application of the features of claim 1 on conveyor and extraction machines.
Nach der Erfindung besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß der Rechner als Singlechip-Mikroprozessor ausgebildet ist. Hierdurch wird der Bauteileaufwand gesenkt und es ist nur ein geringer Strombedarf erforderlich. Da ein derartiger Mikroprozessor für alle unterschiedlichen Befehlsgeber und Empfänger die zugehörigen Bearbeitungsprogramme enthält, dieAccording to the invention, an advantageous feature is that the computer is designed as a single-chip microprocessor is. This reduces the number of components and only a small amount of electricity is required. Because such a Microprocessor for all different command transmitters and receivers contains the associated machining programs that
f O β 0 · ■> f O β 0 · ■>
erst am Einsatzort über die im Steuergerät gespeicherten Codewörter aufgerufen werden, können alle Bausteine baugleich ausgeführt sein. Unter derartigen Befehlsgebern werden im Falle der Erfindung z.B. Schalter, Lichtschranken, Drehzahlwächter, und Meßwertgeber verstanden. Zu den Befehlsempfängern zählen z.B. Relais, Magnetventile, Lampen und Vorrichtungen zur Ausgabe von Stellgrößen. In diesem Zusammenhang besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rechners darin, daß er nicht nur JA-NEIN-Meldungen ausgeben bzw. einlesen, sondern auch Anweisungen in Form von Stellgrößen erteilen sowie Meßgrößen einlesen und verarbeiten kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Bausteine zur Funktionsüberprüfung mit einem Testwort anzusprechen. Dieonly at the place of use using the code words stored in the control unit are called, all blocks can be designed in the same way. Such commanders are in the case of the invention, e.g. switches, light barriers, speed monitors and transducers. The command recipients include e.g. relays, solenoid valves, lamps and devices for outputting manipulated variables. There is another advantage in this regard of the computer according to the invention in that it not only output or read YES-NO messages, but also instructions in the form of manipulated variables and can read in and process measured variables. There is also the option of using the modules to address the function check with a test word. the
im Rechner enthaltenen Testprogramme erlauben .folglich eine zyklische Prüfung und somit eine ständige Funktionskontrolle aller an die Datenleitung angeschlossenen Einrichtungen des jeweiligen Betriebspunkts bzw. der Betriebspunkte.Test programs contained in the computer therefore allow a cyclical testing and thus a constant functional check of all devices connected to the data line of the respective operating point or operating points.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusführungeispieIs näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 in schematischer perspektivischer DarstellungFig. 1 in a schematic perspective illustration
einen Bandförderer für den untertägigen Grubenbetrieb; a belt conveyor for underground mining operations;
Fig. 2 eine elektrische Verschaltung eines Teils der zur Steuerung des Förderbands notwendige1"1- Einrichtungen und2 shows an electrical interconnection of part of the 1 " 1 devices required for controlling the conveyor belt and FIG
Fig. 3 an Ablaufschema der elektrischen Datenverschaltung.3 shows the flow diagram of the electrical data interconnection.
In der Figur 1 ist mit 1 eine Förderbandanlage bezeichnet, wie sie in einem untertägipen Grubenbetrieb zum Weitertransport von in einem Streb hereingewonnenen Mineralien dirnt-. Die Fi>nierbandanlage 1 bildet folglich einen in sich geschlossenen Betriebspunkt mit einer Vielzahl von nicht näher dargestellten Befehlsgebern in Form von z.B. Schieflaufschaltern, Unterbandschaltern, Überfahrschaltern, Überlaufschaltern, Schlupfwächtern, Notschaltern sowie Meßwertgebern für Druck, Temperatur, Strom und Spannung sowie Befehlsempfängern in Form von z.B. Motorsteuergeräten, Magnetventilen und Meldeleuchten. Diese Befehlsgeber, Befehlsempfänger und Meßwertgeber sind, wie die Figur 2 erkennen läßt, über eineIn FIG. 1, 1 denotes a conveyor belt system as it is used in an underground mining operation for onward transport of minerals won in a face. The conveyor belt system 1 consequently forms a self-contained operating point with a large number of command transmitters not shown in detail in the form of e.g. misalignment switches, sub-band switches, Override switches, overflow switches, slip monitors, emergency switches as well as transducers for pressure, temperature, current and voltage as well Command receivers in the form of e.g. engine control units, solenoid valves and indicator lights. These commanders, command receivers and transducers are, as can be seen in FIG. 2, via a
einzige DatenleituiK ? mit einem Steuergerät 3 verbunden, das die logische Verknüpfung mit Auswertung zur Steuerung der ebenfalls nicht näher dargestellten Antriebsmotor übernimmt.only data line? connected to a control unit 3, the the logical connection with evaluation to control the also drive motor not shown takes over.
Um die Zeichnungsübersichtlichkeit zu wahren, sind in der Figur 2 aus der Vielzahl von möglichen Befehlsgebern, Befehlsempfängern und Meßwertgebern beispielsweise ein Schalter 4, ein leitungsüberwachter Schalter 5, ein Relais 6 für das Schütz eines Antriebsmotors mit Rückmeldekontakt 7, ein Meßwertgeber 8 und ein weiterer Schalter 9 ausgewählt worden. An die Datenleitung. 2 kann jedoch eine beliebige weitere Anzäi von Befehlsgebern, Befehlsempfängern und Meßwertgebern angeschlossen werden, um den Krfordernissen des jeweiligen Betriebspunkts zu genüpon.In order to maintain the clarity of the drawing, from the large number of possible command transmitters, command receivers are shown in FIG and transducers, for example, a switch 4, a line-monitored switch 5, a relay 6 for the contactor of a Drive motor with feedback contact 7, a transducer 8 and another switch 9 has been selected. To the data line. 2 however, any further number of command transmitters, command receivers and transducers can be connected to to meet the requirements of the respective operating point.
Die Figur 2 läßt ferner erkennen, daß jedem Befehlsgeber, Befehlsempfänger und Meßwertgeber 4- 9 ein Baustein 10, 10" usw. zugeordnet ist, der die Steuerung des Datenverkehrs sowie die Abfrage des angeschlossenen Befehlsgebers bzw. Ausgabebefehle an Verbraucher ausführt. Diese Bausteine 10, 10' usw. sind in f>erie in die Datenleitung 2 eingegliedert und in nicht näher dargestellter Weise an die Stromversorgung angeschlossen. Figure 2 also shows that each command transmitter, command receiver and transducer 4-9 has a module 10, 10 "etc. is assigned, which controls the data traffic and the query of the connected command device or Executes output commands to consumers. These modules 10, 10 'etc. are incorporated into the data line 2 in f> erie and in connected to the power supply in a manner not shown.
Jeder Baustein 10, 10' usw. verfügt über einen Singlechip-Mikroprozessor 11, welcher für sämtliche der in Frage kommenden Befehlsgeber und -empfänger das entsprechende Bearbeitungsprogramm enthält. Außerdem weist jeder Singlechip-Mikroprozessor 11 Testprogramme zur zyklischen Prüfung und ständigen Funktionskontrolle auf.Each module 10, 10 'etc. has a single-chip microprocessor 11, which is the appropriate for all of the command givers and receivers in question Includes machining program. In addition, each single-chip microprocessor has 11 test programs for cyclical testing and testing constant functional control.
Ferner ist jedem Baustein 10, 10' usw. ein bidirektionaler Leitungstreiber 12 und eine Schaltung 13 zur Abfrage der Schalter und Meßwertgeber sowie zur Ansteuerung der Be fell semp fan per zugeordnet. Furthermore, each building block 10, 10 'etc. is a bidirectional one Line driver 12 and a circuit 13 for querying the switch and transducer and for controlling the Be fell semp fan assigned by.
Bei gemeinsamer Betrachtung der Figuren 2 und 3 ist zu erkennen, daß die Datenleitung 2 zu Beginn eines Abfragezyklus in jedem Baustein 10, 10' usw. unterbrochen ist. Sendet nun das mit den verschiedenen Bearbeitungsprogrammen gespeicherte Steuer-Looking at FIGS. 2 and 3 together, it can be seen that the data line 2 is at the beginning of an interrogation cycle is interrupted in each block 10, 10 ', etc. Now sends the control system saved with the various machining programs
Sl
gerät 3 einen codierten Impuls/aus, so gelangt dieses Signal S.
zunächst an den ersten in die Datenleitung 2 eingegliederten Baustein
10. Hier wird der ankommende Impuls S. dem Mikroprozesror
11 zugeführt, der die Codierung entschlüsselt und die ir: Codf
enthaltene Information bzw. Anweisung ausführt. Nach Ausführt ng
der Anweisung meldet der Mikroprozessor 11 über den Leitungstreiber 12 das Ergebnis E an das Steuergerät 3 zurück. Mach
erfolgter Rückantwort schaltet der Mikroprozessor 11 den Leitungstreiber 12 im ersten Baustein 10 auf Durchgang.Sl
device 3 a coded pulse / off, this signal S. first reaches the first module 10 integrated into the data line 2. Here the incoming pulse S. is fed to the microprocessor 11, which decodes the coding and the information contained in ir: Codf or . Statement executes. After the instruction has been executed, the microprocessor 11 reports the result E back to the control unit 3 via the line driver 12. After the response has been made, the microprocessor 11 switches the line driver 12 in the first module 10 to throughput.
Nunmehr kann das Steuergerät 3 einen v/eiteren Impuls Πο aussenden, der durch den ersten Baustein 10 zum nächsten Baustein 10' gelangt. In diesem wird ebenJ'alJs die im Impuls S„ enthaltene Anweisung ausgeführt, das Ergebnis E0 an das Steuergerät 3 zurückgesendet und die Datenleitunp 2 auf Durchgang, geschaltet.Now, the control unit 3 may include a v / Eiteren pulse Π ο emit which passes through the first component 10 to the next block 10 '. In this, the instruction contained in the pulse S "is executed, the result E 0 is sent back to the control unit 3 and the data line 2 is switched to through.
Der nächste Impuls S vom Steuergerät 3 gelangt dann zum dritten Baustein 10'', der wiederum nach Ausführung und Fiel^anp· durchschaltet. Auf diese Weise lassen sich beliebig viele Bausteine 10 an das Steuergerät 3 anschalten und nacheinanderThe next pulse S from control unit 3 then reaches the third module 10 '', which in turn adapts according to execution and field switches through. In this way, any number of modules 10 can be connected to the control unit 3 and one after the other
per Signale Sn und folgende abfragen. Erfolgt eine bestimmte Zeit kein Datenverkehr auf der Leitung 2, trennen die Mikroprozessoren 11 die Datenleitung 2 wieder auf und ein neuer Abfragezyklus kann beginnen.query by signals S n and the following. If there is no data traffic on the line 2 for a certain time, the microprocessors 11 disconnect the data line 2 again and a new interrogation cycle can begin.
Claims (4)
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| DE (1) | DE3100160A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2579034A1 (en) * | 1985-03-12 | 1986-09-19 | Pk Ugolny | Supply system with no risk of sparking, for telemechanical devices |
| GB2204765A (en) * | 1987-05-09 | 1988-11-16 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Data transmission/reception systems for electro-hydraulic control systems |
| DE3742184A1 (en) * | 1987-12-12 | 1989-06-22 | Hemscheidt Maschf Hermann | Control system for mining equipment |
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1981
- 1981-01-07 DE DE19813100160 patent/DE3100160A1/en not_active Withdrawn
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