DE3223319A1 - Betriebseinrichtung fuer explosionsgefaehrdete raeume - Google Patents

Description

• Betriebseinrichtuns für explosionsaefährdete Räume
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Betriebseinrichtung für explosionsgefährdete Räume mit einem Rechner, insbesondere für Untertage-Betrieb.
• Im Zuge der Automatisierung im Untertage-Betrieb sind bisher Mikrocomputer eingesetzt worden, da diese Rechner einen verhältnismäßig geringen Energiebedarf haben (Siemens-Druckschrift "SIMDAS Siemens-Mikrocomputersystem für Datenübertragung und Steuerung im Bergbau untertage", Bestell-Nr.
• E 86010-K 2107-B 101-Al); ihre Stromversorgungseinrichtung ist daher eigensicher, so daß Betriebseinrichtungen mit einem von einem Mikrocomputer gebildeten Rechner den für den Bergbau geltenden Vorschriften über explosionsgeschützte elektrische Anlagen genügen.
• Für eine weiter fortschreitende Automatisierung der Betriebseinrichtungen für Untertage-Betrieb und generell für explosionsgefährdete Räume hat sich der Einsatz eines Mikrocomputers als Rechner als unzulänglich erwiesen, weil das relativ große Arbeitsvolumen von einem Mikrocomputer nicht bewältigt werden kann. Der Einsatz von Rechnern mit größerer Kapazität verbot sich, weil derartige Rechner einen großen Stromverbrauch haben und demzufolge mit einer Stromversorgungseinrichtung versehen sind, die den Anforderungen an die Eigensicherheit nicht genügt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betriebseinrichtung für explosionsgefährdete Räume mit einem Rechner vorzuschlagen, die einerseits die Forderung nach Einsatz eines Rechner mit großem Arbeitsvermögen erfüllt, andererseits aber auch den Sicherheitsanforderungen genügt, indem eine eigensichere Stromversorgungseinrichtung vorhanden ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Betriebseinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß der Rechner ein Prozeßrechner mit einer Stromversorgungseinrichtung, die aus mehreren eigensicheren Stromversorgungsuntereinrichtungen für dementsprechend gebildete Bausteine des Prozeßrechners besteht, und die-Bausteine des Prozeßrechners sind über BUS-Verbindungen galvanisch getrennt untereinander verbunden.
• Gemäß der Erfindung wird also die Anwendung eines Prozeßrechners bei Betriebseinrichtungen für z.B. Untertage-Betrieb dadurch ermöglicht, daß der Prozeßrechner in einzelne Bausteine unter der Maßgabe aufgeteilt ist, daß jeder gebildete Baustein bezüglich seiner Sttomversorgung nur eine derartige Anforderung stellt, daß er jeweils über eine eigensicher ausgeführte Stromversorgungsuntereinrichtung speisbar ist. Der gemäß der Erfindung eingesetzte Prozeßrechner ist daher hinsichtlich seiner Aufteilung in einzelne Bausteine nicht im Hinblick auf seine Struktur unterteilt, sondern unter Berücksichtigung einer jeweils eigensicheren Stromversorgung für die Bausteine. Die erforderliche Eigensicherheit wird dadurch gefördert, daß die Bausteine des Prozeßrechners über BUS-Verbindungen untereinander verbunden sind, so daß auch durch die Verbindung der einzelnen Bausteine untereinander die Eigensicherheit nicht in Frage gestellt ist.
• Die erfindungsgemäße Betriebseinrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sie den Einsatz eines Prozeßrechners erlaubt, also eines Rechners, der ein großes Arbeitsvolumen aufweist und demzufolge den Anforderungen voll genügt, die mit immerweiter wachsender Automatisierung z.B. im Untertage-Betrieb auftreten.
• Bei der erfindungsgemäßen Betriebseinrichtung kann die Verbindung der einzelnen Bausteine des Prozeßrechners untereinander mit der erforderlichen galvanischen Trennung in unterschiedlicher Weise erreicht werden. Bei einer vorteilhaften Ausführung mit elektrischen BUS-Verbindungen si# zwischen den Bausteinen des Prozeßrechners und den BUS-Verbindungen Optokoppler angeordnet. Bei diesen Optokopplern handelt es sich um bekannte Bauelemente, mit denen ein elektrisches Signal zunächst in eine optische Information umgesetzt, diese über eine optische Übertragungsstrecke geführt und danach wieder in eine elektrische Information umgesetzt wird.
• Bei BUS-Verbindungen aus Lichtleitern ist es vorteilhaft, zwischen den Bausteinen des Prozeßrechners und den BUS-Verbindungen opto-elektrische und elektro-optische Wandler anzuordnen.
• Es ist zwar an sich bekannt ("Siemens Components" 18 (1980), Heft 3, Seite 146), bei Multi-Rechnerstrukturen optische Datenbusse zu verwenden, jedoch steht die Verwendung derartiger BUS-Verbindungen dort in keinerlei Zusammenhang mit dem Einsatz eines Prozeßrechners im Untertage-Betrieb unter Einhaltung der Anforderung an die Eigensicherheit.
• Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Blockschaltbild der wesentliche Teil eines Prozeßrechners mit seinen Verbindungen zu der im übrigen nicht dargestellten Betriebseinrichtung für Untertage-Betrieb wiedergegeben.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an zwei Stromversorgungsleitungen 1 und 2, die an einer in der Regel 42V betragenden Wechselspannung liegen, eine Stromversorgungseinrichtung 3 angeschlossen, die aus mehreren Stromversorgungsuntereinrichtungen 4, 5, 6, 7, 8 und 9 besteht. Jede Stromversorgungsuntereinrichtung 4 bis 9 ist eigensicher ausgeführt, also derart aufgebaut, daß die von ihr abgegebene Energie zur Erzeugung zündfähiger Funken nicht ausreicht.
• Die Stromversorgungsuntereinrichtungen 4 bis 9 richten die ihnen zugeführte Wechselspannung gleich und erzeugen an ihren Ausgängen eine Gleichspannung von beispielsweise 5V.
• Der Prozeßrechner ist in mehrere Bausteine 10, 11, 12, 13 und 14 unterteilt, wobei die Unterteilung so vorgenommen ist, daß die Bausteine von der jeweils vorgeordneten eigensicheren Stromversorgungsuntereinrichtung ausreichend mit Strom versorgt werden können. Im vorliegenden Fall ist die Unterteilung so vorgenommen, daß der Baustein 10 eine Eingabe-Baugruppe bildet, während die Bausteine 11 bis 13 Rechenbaugruppen darstellen; der Baustein 14 bildet eine Ausgabe-Baugruppe. Sowohl der die Eingabe-Baugruppe bildende Baustein 10 als auch der die Ausgabe-Baugruppe bildende Baustein 14 sind über eine Reihe von Optokopplern 15 bzw. 16 mit elektrischen Anschlußleitungen 17 bzw. 18 verbunden, über die Prozeßdaten mit der weiter nicht gezeigten Betriebseinrichtung ausgetauscht werden.
• Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die einzelnen Bausteine 10 bis 14 untereinander durch elektrische BUS-Verbindungen 19 bis 23 verbunden sind, ist zwischen jedem der Bausteine 10 bis 14 und der jeweiligen elektrischen BUS-Verbindung 19 bis 23 eine Optokoppler-Anordnung 24, 25, 26, 27 und 28 vorgesehen, die für eine galvanische Trennung sorgen.
• Die einzelnen BUS-Verbindungen 19 bis 23 sind Bestandteil eines BUS-Systems 29, das in seinen Verbindungen mit den übrigen des Prozeßrechners nicht weiter dargestellt ist. Ein weiterer, nicht dargestellter Baustein des Prozeßrechners ist übrigens von der Stromversorgungsuntereinrichtung 9 über das BUS-System 29 mit Betriebsenergie versorgt.
• 1 Figur 3 Patentansprüche Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprüche (1 . Betriebseinrichtung für explosionsgefährdete Räume mit einem Rechner , d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Rechner ein Prozeßrechner mit einer Stromversorgungseinrichtung (3) ist, die aus mehreren eigensicheren Stromversorgungsuntereinrichtungen (4, 5, 6, 7, 8, 9) für dementsprechend gebildete Bausteine (10, 11, 12, 13, 14) des Prozeßrechners besteht, und daß die Bausteine (10, 11, 12, 13, 14) des Prozeßrechners über BUS-Verbindungen (19, 20, 21, 22, 23) galvanisch getrennt untereinander verbunden sind.
2. 2. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei elektrischen BUS-Verbindungen (19, 20, 21, 22, 23) zwischen den Bausteinen (10, 11, 12, 13, 14) des Prozeßrechners und den BUS-Verbindungen (19, 20, 21, 22, 23) Optokoppier-Anordnungen (24, 25, 26, 27, 28) angeordnet sind.
3. 3. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei BUS-Verbindungen aus Lichtleitern zwischen den Bausteinen des Prozeßrechners und den BUS-Verbindungen opto-elektrische und elektro-optische Wandler angeordnet sind.