DE3715586C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Ausbau­ steuerung mit den einzelnen Ausbaueinheiten zugeordneten elektronischen Einzelsteuergeräten, die jeweils einen Steuerrechner mit zugeordneter Bedieneinheit aufweisen, mit den Ausbaueinheiten zugeordneten Ventileinheiten, die mit von den Einzelsteuergeräten ansteuerbaren Elek­ tromagnetventilen versehen sind, mit dezentraler elek­ trischer Stromversorgung der Einzelsteuergeräte unter Verwendung von eigensicheren Stromquellen, die jeweils einer Gruppe benachbarter Ausbaueinheiten zugeordnet und deren Stromkreise galvanisch voneinander getrennt sind, und mit einem der Datenübertragung zu und zwischen den Einzelsteuergeräten dienenden linearen Systembus, über den die Einzelsteuergeräte gruppenübergreifend gekoppelt sind.

Elektrohydraulische Ausbausteuerungen sind in verschiede­ nen Ausführungen bekannt ("Glückauf", 1981, Seiten 1155 bis 1162; "Glückauf", 1984, Seiten 135 bis 140; "Glück­ auf", 1986, Seiten 543 bis 552; "Glückauf", 1986, Seiten 1183 bis 1187). In der Praxis bewährt haben sich die im Aufbau dezentralen Steuerungssysteme, bei denen jeder Ausbaueinheit des Strebs ein elektronisches Einzelsteuer­ gerät mit Mikroprozessor zugeordnet ist, wobei für die serielle Datenübertragung sämtliche Einzelsteuergeräte untereinander sowie gegebenenfalls mit einem Zentral­ steuergerät über ein Datenübertragungssystem, einen so­ genannten Systembus, gekoppelt sind. Die Einzelsteuer­ geräte sind mit einer Bedieneinheit mit Tastatur ver­ sehen, mit deren Hilfe die Einzelsteuerungen (hydrau­ lische Einzelfunktionen), ferner Ablaufsteuerungen an den Nachbar-Ausbaueinheiten sowie gegebenenfalls auch Folgesteuerungen bei sogenannten gleitenden Ausbaugruppen durchgeführt werden können. Dabei lassen sich die Steue­ rungen so ausbilden, daß der Start der Folgesteuerung an jeder Ausbaueinheit ausgelöst werden kann, wobei der Ausbaurücker die Wahl hat, die Folgesteuerung von sich weg oder auf sich zu laufenzulassen.

Die eigensicheren Ausbausteuerungen werden zweckmäßig dezentral mit Strom versorgt. Bei bekannten Ausbau­ steuerungen ist jeder Ausbaueinheit und damit jedem Einzelsteuergerät eine eigene Stromversorgung zugeordnet, die gegebenenfalls mit der Strebleuchte integriert ist. Solche dezentralen Stromversorgungseinrichtungen zeichnen sich durch hohe Systemsicherheit aus, erfordern aber einen großen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektro­ hydraulische Ausbausteuerung der genannten Art so aus­ zugestalten, daß bei möglichst geringem Bau- bzw. Hard­ ware-Aufwand die Betriebssicherheit erhöht wird und ist einer hohen Datenübertragungsrate gearbeitet werden kann.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem Systembus ein längs durch den Gewinnungsbetrieb hindurchgeführter, den Steuerrechnern für die Datenübertragung verfügbarer redundanter Zentralbus vorgesehen ist, und daß von den Einzelsteuer­ gerätegruppen jeweils nur ein Teil der Einzelsteuerge­ räte mit dem Zentralbus gekoppelt ist.

Mit dieser Ausgestaltung der Ausbausteuerung werden im Gewin­ nungsbetrieb redundante Datenstrecken geschaffen, so daß die Verbindung der Einzelsteuergeräte untereinander und ggf. zum Zentralsteuergerät, sofern dieses vorgesehen wird, auch bei einer störungsbedingten Unterbrechung des Systembusses unter Verwendung von den Einzelsteuergeräten zugeordneten Notstrom­ quellen, vorzugsweise Akkumulatoren, aufrecht­ erhalten werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich eine vergleichsweise einfache lineare Busstruktur mit hoher Betriebssicherheit verwirklichen, die, da zusätzlich zu dem Systembus auch der Zentralbus für die Datenübertragung zur Verfügung steht, eine beträchtlich höhere Informationsübertragungsrate bei serieller Datenübertragung gestattet. Damit sind neben den üblichen Einzel- und Ablaufsteuerungen, falls erwünscht, auch Gruppensteuerungen mit gleitenden Ausbaugruppen selbst ohne Verwendung eines Zentralsteuergerätes möglich. Das Kom­ munikationssystem hat eine ausreichende Kapazität für die Einbeziehung zusätzlicher Funktionen in den Steuerungsab­ lauf. Hierbei können die Anstellzylinder für Vorpfändkappen, für Spaltabdeckungen usw. oder auch Vorrichtungen für das dosierte Rücken des Strebförderers oder für das automatische Schreiten des Ausbaus in Abhängigkeit vom Standort einer Ge­ winnungsmaschine, sowie weitere Steuer- und Überwachungs­ funktionen in den Ablauf einbezogen werden. Außerdem ermög­ licht die erfindungsgemäße Ausbausteuerung eine leichtere Störungserkennung bei Ausfall eines Einzelsteuergerätes oder Leitungsbruch.

Die jeweils mit einer eigenen Stromquelle versehenen Einzel­ steuergerätegruppen (Ausbaugruppen) sind von der Stromver­ sorgung her autarke eigensichere Systeme. Da in jedem dieser Systeme mehrere Einzelsteuergeräte zusammengefaßt sind, ist der Aufwand an Netzgeräten wie auch der Verkabelungsaufwand gegenüber den Systemen mit Einzelstromversorgungen erheblich vermindert. Die Verteilung des innerhalb jeder Einzelsteuer­ gerätegruppe zur Verfügung stehenden Stroms kann über Ver­ sorgungsleitungen erfolgen, die mit dem Systembus vereinigt sind und zweckmäßig Adern eines mehradrigen Kabels bilden. Im übrigen läßt sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Busstruktur verwirklichen, bei der es zwischen den Einzel­ steuergeräten des Gewinnungsbetriebes und ggf. auch zwischen dem Zentralsteuergerät (Zentralrechner) und den Einzelsteuer­ geräten mehrere Datenstrecken gibt, so daß auch bei Ausfall einzelner Einheiten die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems gewährleistet bleibt bzw. die Sicherheit des Systems gewahrt bleibt. Der Weg über den Zentralbus ermöglicht bei Bruch des den Systembus einschließenden Kabels noch eine Kommunikation im Sinne einer Störungsmeldung, wenn die Einzelsteuergeräte im Störungsbereich von ihrem Akku versorgt werden.

Der Zentralbus wird zweckmäßig räumlich vom Systembus ge­ trennt angeordnet, vorzugsweise am rückbaren Strebförderer entlang verlegt, so daß bei einem Bruch des Systembusses die Kommunikation zu sämtlichen Einzelsteuergeräten erhalten bleibt. Im allgemeinen genügt es, wenn die verschiedenen Einzelsteuergerätegruppen jeweils nur mit einem ihrer Ein­ zelsteuergeräte mit dem Zentralbus gekoppelt sind. Damit er­ gibt sich auch ein verhältnismäßig geringer Verkabelungsauf­ wand zwischen dem Zentralbus und den zugeordneten Einzel­ steuergeräten.

Dem über die Streblänge durchgehenden Zentralbus kann in vor­ teilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine eigene Stromver­ sorgung aus einer eigensicheren Zentralbus-Stromquelle zuge­ ordnet werden, die der Stromversorgung der den Zentralbus mit den Einzelsteuergerätegruppen entkoppelnden Koppelelemente, wie vor allem Optokopplern, sowie ggf. Vorrichtungen zur Datenaufbereitung bzw. Datenverstärkung dient. Es empfiehlt sich dabei, den Zentralbus mit Stromversorgungsleitungen, die an die Zentralbus-Stromquelle angeschlossen sind, zu einem mehradrigen Kabel zu vereinigen, vorzugsweise einem drei- oder vieradrigen Kabel.

Es empfiehlt sich, den genannten linearen Systembus so auszugestalten, daß er mehrere parallele Datenkanäle umfaßt und einen die benachbarten Einzelsteuer­ geräte gruppenübergreifend verbindenden Bidi-Bus für den bidirektionalen Datenverkehr mit den Nachbar-Einzelsteuer­ geräten sowie einen den Bidi-Bus innerhalb jeder Gruppe überbrückenden und jeweils der Einzelsteuergerätegruppe zugeordneten Teilbus aufweist. Der gruppenübergreifend die Einzelsteuergeräte miteinander koppelnde Bidi-Bus dient in erster Linie dem bidirektionalen Datenaustausch zwischen den benachbarten Einzelsteuergeräten, während der von dem Teilbus gebildete zweite Kanal dazu herangezogen werden kann, die Daten innerhalb einer Einzelsteuergerätegruppe sowie von Gruppe zu Gruppe schneller übertragen zu können. Der Teilbus ist allen Einzelsteuergeräten gemeinsam, die an derselben Stromversorgung hängen. Bei galvanischer Tren­ nung der einzelnen Gruppen werden die Abschnitte des grup­ penübergreifenden Bidi-Busses zwichen den galvanisch von­ einander getrennten Einzelsteuergerätegruppen zweckmäßig mit Hilfe von Optokopplern oder anderen bekannten Koppel­ elementen galvanisch voneinander entkoppelt.

Der vorgenannte Systembus wird zweckmäßig mit den Strom­ leitern der gruppeneigenen Stromquellen in einem mehr­ adrigen Versorgungs- und Kommunikationskabel vereinigt, wobei aus Gründen der Vereinheitlichung dieses Kabels zweckmäßig dem mehradrigen Kabel des Zentralbusses ent­ spricht. Vorzugsweise werden einheitlich vieradrige Kabel für den Zentral- und Systembus nebst Stromversorgungs­ leitungen verwendet.

Weitere wesentliche Gestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Aus­ führungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße elektrohydraulische Ausbausteuerung, wobei die Ausbau- bzw. Einzelsteuergerätegruppen ledig­ lich im Endbereich eines untertägigen Gewinnungsbetriebes gezeigt sind;

Fig. 2 die elektrohydraulische Ausbau­ steuerung nach Fig. 1 in einem Systembild für zwei benachbarte Einzelsteuergerätegruppen;

Fig. 3 eine Teilübersicht der Stromversorgung mit dem Systembus in Verbindung mit zwei benachbarten Einzelsteuergeräten;

Fig. 4 die elektrohydraulische Ausbau­ steuerung nach den Fig. 1 bis 3 in einer vereinfachten Systemübersicht in Verbindung mit nur drei Einzel­ steuergerätegruppen.

In Fig. 1 ist mit 1 der Endbereich eines Gewinnungsstrebs bezeichnet, der im allgemeinen eine Länge von 200 bis 300 m hat. Vor dem Abbau- bzw. Kohlenstoß 2 befindet sich im Gewinnungsstreb ein Strebförderer 3, der im allgemeinen aus einem rückbaren Kettenkratzförderer besteht. Die aus einem Kohlenhobel, einer Walzenschrämmaschine od. dgl. bestehende Gewinnungseinrichtung ist nicht dargestellt. Auf der dem Abbaustoß 2 gegenüberliegenden Seite des Strebförderers 3 befindet sich in üblicher Weise der schreitende Strebausbau mit den in einer Reihe nebenein­ anderstehenden hydraulischen Ausbaueinheiten in Gestalt von Ausbauschilden, Ausbauböcken od. dgl. Die Ausbauein­ heiten sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellt.

Bei der elektrohydraulischen Ausbausteuerung weist jede einzelne Ausbaueinheit ein Einzelsteuergerät 4 mit in einem Schutzgehäuse angeordnetem elektronischen Steuer­ rechner bzw. Mikroprozessor auf, wobei das Einzelsteuer­ gerät 4, wie bekannt, mit einer Bedienungseinheit mit einem Tastenfeld versehen ist. Durch Tastenbetätigung können die verschiedenen Funktionen (Einzelsteuerungen, Ablaufsteuerungen, Folgesteuerungen) an einem vom Bedie­ nungsort entfernt gelegenen Einzelsteuergerät, also an einer Nachbar-Ausbaueinheit oder ggf. auch einer entfernt stehenden Ausbaueinheit ausgelöst werden. Der Aufbau und die Arbeitsweise der elektrohydraulischen Ausbausteuerungen ist insoweit bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.

Bei der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Ausbau­ steuerung wird ein dezentrales Stromversorgungssystem für die Einzelsteuergeräte 4 verwendet. Dabei sind je­ weils mehrere benachbarte Einzelsteuergeräte und damit mehrere benachbarte Ausbaueinheiten in der Stromversorgung zu einer Gruppe I, II, III usw. zusammengefaßt. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt jede Gruppe I, II, III usw. zehn Einzelsteuergeräte 4. Jeder Gruppe I, II, III usw. ist eine eigene Stromquelle 5 zugeordnet. Die Stromquellen 5 bestehen aus Netzgeräten, die an eine gemeinsame Versorgungsleitung 6 angeschlossen sind, die z. B. 220 V-Wechselstrom führt. Die Versorgungs­ leitung 6 ist längs durch den Strebbetrieb hindurchgeführt. Die Einzelsteuergerätegruppen I, II usw. sind galvanisch gegeneinander getrennt und demgemäß bezüglich ihrer Strom­ versorgung autark. Die eigensicheren Stromquellen 5, die z. B. einen Gleichstrom von 12 Volt liefern, sind jeweils über einen Stromeinspeiseadapter 7 an die zugeordnete Einzelsteuer­ gerätegruppe I, II, III usw. angeschlossen. Außerdem sind die elektronischen Einzelsteuergeräte 4 jeweils mit einer (nicht näher dargestellten) Notstromquelle, vorzugsweise ei­ nem vom gruppeneigenen Netzgerät 5 aufladbaren Akku, versehen. Die Einzelsteuergeräte sind, wie weiter unten noch näher er­ läutert wird, über ein Bussystem, das mehrere Kommunikations­ kanäle bzw. Datenstrecken umfaßt, miteinander gekoppelt.

Jede Ausbaueinheit weist, wie bekannt, eine Ventileinheit 8 (Fig. 3) auf, die eine mehr oder weniger große Anzahl an Elektromagnetventilen umfaßt, über welche die verschiedenen Arbeitsfunktionen der Ausbaueinheiten (Stempel-Rauben, Stempel- Setzen, Schreiten, Rücken) sowie ggf. zusätzliche Arbeits­ funktionen (Vorpfändkappen-Ein- und -Ausschub, Ein- und Aus­ schub von Spaltabdeckungen, Ein- und Ausschub von Eckzylin­ dern usw.) bewirkt werden. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß bei räumlicher Trennung der Ventileinheiten 8 von ihrem Einzelsteuergerät 4 die Magnetventile vom zugeord­ neten Einzelsteuergerät her über eine Ansteuereinheit 8′ an­ gesteuert werden können.

Fig. 2 zeigt schematisch die Kopplung der Einzelsteuergeräte 4 der verschiedenen Gruppen I, II, III usw. Dabei sind die Einzelsteuergeräte 4 mit Blickrichtung auf ihre an der Gehäu­ sefrontseite angeordnete, die Bedientastatur aufweisende Be­ dieneinheit 9 gezeigt. Innerhalb jeder Einzelsteuergerätegruppe I, II usw. sind die Einzelsteuergeräte 4 über mehradrige Schlauchkabel 10 untereinander und am Anfang und Ende jeder Gruppe mit betreffenden Stromeinspeiseadaptern 7 verbunden. Die Schlauchkabel 10 sind kombinierte Stromversorgungs- und Datenübertragungskabel. Sie weisen vorzugsweise jeweils vier Leitungsadern auf und sind mittels vierpoliger Steck­ verbinder an die Einzelsteuergeräte 4 bzw. die Strom­ einspeiseadapter 7 angeschlossen. Diese Anordnung ist deutlicher aus Fig. 3 zu erkennen, die zwei benachbarte Einzelsteuergeräte 4 einer einzelnen Steuergerätegruppe zusammen mit dem Stromeinspeiseadapter 7 zeigt. Zwei Adern 11 und 12 der Kabel 10 bilden die Stromversorgungsleiter, die mit den beiden Anschlüssen 5′ und 5′′ der eigensiche­ ren Gleichstromquelle 5 elektrisch verbunden sind. Die beiden weiteren Adern 13 und 14 bilden die Kommunikations­ kanäle des sogenannten Systembusses, mit dem die Einzelsteuer­ geräte 4 untereinander gekoppelt sind. Der lineare System­ bus weist demgemäß mehrere parallele Datenkanäle auf, und zwar den von den Leitungsadern 14 der Kabel 10 gebildeten Bidi-Bus für den bidirektionalen Datenverkehr zwischen den jeweils benachbarten Einzelsteuergeräten 4 sowie einen den Bidi-Bus überbrückenden und jeweils der betref­ fenden Einzelsteuergerätegruppe I, II usw. zugeordneten Teilbus, der von den Leitungsadern 13 der Kabel 10 gebil­ det wird. Der Bidi-Bus 14 verbindet die benachbarten Einzelsteuergeräte 4 untereinander und am Ende der jewei­ ligen Gruppe I, II usw. mit dem hier befindlichen Stromeinspeiseadapter 7. Der Bidi-Bus 14 erstreckt sich demgemäß in seinen Teilabschnitten über sämtliche im Gewinnungsbetrieb angeordnete Einzelsteuergeräte 4 hin­ weg. An den endseitigen Stromeinspeiseadaptern 7 ist der Bidi-Bus 14 der einen Einzelsteuergerätegruppe mit dem Bidi-Bus 14 der benachbarten Einzelsteuergerätegruppe mittels eines an sich bekannten Optokopplers bei 16 für die Datenübertragung gekoppelt, so daß die elektrischen Signale bei galvanischer Trennung der Gruppen gruppenüber­ greifend über die vom Bidi-Bus 14 gebildete Datenstrecke übertragen werden können. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Stromversorgungsleitungen 11 und 12 der jeweils benachbar­ ten Gruppen I, II, III usw. an den Stromeinspeiseadaptern 7 bei 15 galvanisch voneinander getrennt. Der Teilbus 13 erstreckt sich innerhalb jeder Gruppe I, II, III usw. über sämtliche Einzelsteuergeräte 4 hinweg und endet bei 15 an den Stromeinspeiseadaptern 7, ohne daß hier eine Kopplung mit dem Teilbus der benachbarten Einzelsteuergerätegruppe be­ steht.

Innerhalb der Einzelsteuergeräte 4 sind die Stromversorgungs­ leitungen 11, 12 jeweils über einen Notausschalter 17 an die Ventileinheit 8 anschließbar. Über die Leitungen 11 und 12 werden die Elektromagnetventile der Ventileinheiten 8 von dem zugeordneten Steuerrechner des Einzelsteuergerätes 4 angesteuert.

Die Ventileinheiten 8 können zwanzig oder mehr Elektromagnet­ ventile enthalten. Um für die Ansteuerung der zahlreichen Elektromagnetventile Kabel kleineren Querschnitts, d. h. mit geringerer Anzahl an Adern, verwenden zu können, weisen die den einzelnen Ventileinheiten 8 zugeordneten Ansteuereinhei­ ten 8′ zweckmäßig eine eigene Intelligenz mit einem Mikro­ prozessor, einem Schieberegister od. dgl. auf, der bzw. das über elektrische Steuerleitungen 18 und 19 oder eine dersel­ ben vom Steuerrechner des zugeordneten Einzelsteuergerätes 4 ansteuerbar ist, um die Schaltbetätigung des jeweils ge­ wünschten Elektromagnetventils zur Durchführung der gewünsch­ ten Steuerfunktion herbeizuführen. Die von dem zugeordneten Einzelsteuergerät 4 räumlich getrennt in der Ausbaueinheit angeordnete Ventileinheit 8 kann demgemäß mit dem Einzel­ steuergerät 4 über ein Kabel verbunden werden, das nur weni­ ge Einzeladern auweist, im bevorzugten Ausführungsbeispiel die vier Einzeladern 11, 12, 18 und 19, von denen die beiden Einzeladern 11 und 12, wie erwähnt, der Stromversorgung und die Adern 18 und 19 der Ansteuerung und ggf. der Rückmeldung dienen. Damit ist es möglich, für die zu den Ventileinheiten 8 führenden Verbindungskabel mehradrige Kabel zu verwenden, die den Kabeln 10 entsprechen.

Wie vorstehend ausgeführt, weist der längs durch den Gewinnungsbetrieb hindurchführende lineare Systembus mit den beiden Leitungsadern 13 und 14 zwei parallele Datenkanäle auf. Der die Einzelsteuergerätegruppen über­ greifend verbindende Bidi-Bus 14 dient in erster Linie dem bidirektionalen Datenverkehr zwischen den benachbarten Einzelsteuergeräten 4 (Ausbaueinheiten). Der über die jeweilige Einzelsteuergerätegruppe I, II usw. hinweg­ laufende Teilbus 13 bilden den zweiten Datenkanal, der insbesondere dazu verwendet werden kann, um bei der seriellen Datenübertragung die Daten innerhalb einer Gruppe sowie insbesondere von Einzelsteuergerätegruppe zu Einzelsteuergerätegruppe schnell zu übertragen. Da­ mit weist der Systembus 13, 14 zwei redundante Datenwege auf, wodurch die Betriebssicherheit und die Gewindig­ keit der seriellen Datenübertragung erhöht werden. Die Datenübertragung von Teilbus zu Teilbus im Bereich der Stromeinspeiseadapter 7 kann über die vorerwähnten Opto­ koppler 16 in der Verbindung der Abschnitte des Bidi-Busses 14 erfolgen.

Die dargestellte elektrohydraulische Ausbausteuerung weist zusätzlich zu dem vorerwähnten Systembus 13, 14 einen redundanten Zentralbus 20 (Fig. 1, 2 und 4) auf, der räumlich getrennt von dem Systembus längs durch den Gewinnungsbetrieb hindurchgeführt ist und vorzugsweise versatzseitig am Strebförderer 3 in einem Kabelkanal od. dgl. angeordnet wird. Der Zentralbus 20 ist mit jeder Einzelsteuergerätegruppe I, II, III usw. über eine Leitung 21 verbunden, die zu einem der Einzelsteuergeräte, hier einem im mittleren Gruppenbereich befindlichen Einzel­ steuergerät 4 der betreffenden Gruppe I, II usw. führt, ob­ wohl die Verbindung zweckmäßig mit einem in Nähe der Strom­ quelle 5 befindlichen Steuergerät 4 erfolgt. Die Verbin­ dungsleitungen 21 sind über Netzwerkadapter 22 an den Zen­ tralbus 20 angeschlossen. Der parallel zu dem linearen Systembus 13, 14 verlaufende Zentralbus 20 bildet demgemäß eine redundante Datenstrecke im Streb, um die Verbindung der Einzelsteuergeräte 4 untereinander und, sofern vorhanden, zu einem Zentralsteuergerät auch bei einer Unterbrechung der Kabelverbindung 10 zwischen zwei benachbarten Einzel­ steuergeräten 4 aufrechtzuerhalten. Über den Zentralbus 20 können im Betrieb zusätzliche Daten zwischen Einzel­ steuergeräten und/oder zwischen diesen und einem Zentral­ steuergerät übertragen werden.

Der Zentralbus 20 besteht zweckmäßig ebenfalls aus einem mehr­ adrigen Schlauchkabel, vorzugsweise einem dreiadrigen oder aus Gründen der Vereinheitlichung aus einem vieradrigen Kabel, das den Kabeln 10 entsprechen kann. Der Zentralbus 20 ist dabei mit zwei der Stromversorgung dienenden Einzeladern an eine z. B. im Strebendbereich befindliche eigensichere Zentralbus- Stromquelle (Netzgerät) 23 angeschlossen, das ebenfalls mit der zentralen Wechselstromleitung 6 verbunden ist. Die dritte Leitungsader des dreiadrigen Zentralbus-Kabels bzw. die bei­ den weiteren Leitungsadern des vieradrigen Zentralbus-Kabels bilden den eigentlichen Zentralbus, d. h. einen Datenweg für die Übertragung der elektrischen Signale. Die Anschlußleitun­ gen 21 können entsprechend als vieradrige Kabel ausgeführt werden, die dabei zwei elektrische Versorgungsadern und zwei der Datenübertragung dienende Adern aufweisen. Die Zentralbus- Stromquelle 23 speist den Gleichstrom (z. B. 12 V) über den Stromeinspeiseadapter 24 in die beiden stromführenden Lei­ tungsadern des Zentralbusses 20. Die Einzelsteuergerätegruppen I, II, III usw. sind von dem gemeinsamen Zentralbus 20 galva­ nisch getrennt. Dies erfolgt wie bei den Stromeinspeiseadap­ tern 7 mit Hilfe bekannter galvanisch entkoppelnder Koppel­ elemente, vorzugsweise mit Hilfe von Optokopplern, die in den Netzwerkadaptern 22 angeordnet sind. Anstelle der Opto­ koppler können aber auch andere Koppelelemente bekannter Art, wie Kondensatoren, Trafos usw. vorgesehen werden. Die Strom­ versorgung der Optokoppler in den Netzwerkadaptern 22 sowie etwaiger in den Netzwerkadaptern 22 angeordneter Signalauf­ bereiter erfolgt über die beiden vorgenannten Stromversor­ gungsadern des Zentralbus-Kabels von der Zentralbus-Strom­ quelle 23 her.

Wie in Fig. 4 für eine einzelne Steuergerätegruppe II gezeigt ist, von der die Fig. 4 lediglich die beiden endseitigen Ein­ zelsteuergeräte 4 und das mittlere Einzelsteuergerät 4 erken­ nen läßt, bilden die galvanisch von dem Zentralbus 20 und von­ einander getrennten Gruppen I, II, III usw. jeweils ein von der Stromversorgung unabhängiges autarkes System, eine so­ genannte eigensichere "Energieinsel", die durch das schraf­ fierte Feld 25 bezeichnet ist. Der mit der Zentralbus-Strom­ versorgung 23 verbundene Zentralbus 20 bildet ein hiervon galvanisch unabhängiges Energiesystem, eine sogenannte zweite eigensichere "Energieinsel" 26, die sich über die gesamte Länge des Zentralbusses und demgemäß im wesentlichen über die gesamte Streblänge erstreckt.

Bei Bruch eines Kabels 10 innerhalb einer Gruppe I, II, III usw. bleibt auch für diese Gruppe der Kommunikationsweg über den Datenbus 20 erhalten, da die Einzelsteuergeräte, wie wei­ ter oben erwähnt, jeweils mit einer Hilfs- oder Notstromquelle, vorzugsweise einem Akkumulator, versehen sind, der sich von der zugeordneten gruppeneigenen Stromquelle 5 aufladen läßt. Im Störungsfall bzw. beim Kabelbruch bleibt demgemäß die Kommunikationsverbindung über den Zentralbus 20 zwischen den Einzelsteuergeräten und, falls vorhanden, zu einem Zentralsteuergerät, erhalten, so daß auch eine Störungsmel­ dung z. B. zu den benachbarten Einzelsteuergeräten oder dem Zentralsteuergerät gegeben werden kann.

Fig. 1 zeigt im Strebendbereich ein an sich bekanntes Zentral­ steuergerät 27, das über ein eigensicheres Netzgerät 28 mit Strom versorgt wird. Letzteres ist ebenfalls an die Leitung 6 angeschlossen. Das Zentralsteuergerät 27 ist außerdem über eine Leitungsverbindung 29 mit dem Zentralbus 20 sowie über eine Leitungsverbindung 30 mit dem Systembus 13, 14 im Streb verbunden.

Der Zentralbus 20 kann auch im ungestörten Betrieb zur Daten­ übertragung genutzt werden, z. B. für die schnelle Übertragung gemeinsamer Daten, die für alle Einzelsteuergeräte 4 dienen, wie dies beispielsweise bei Änderungen von Betriebsparametern der Fall ist. Im allgemeinen genügt es, wenn der Zentralbus 20 nur eine einzige Datenleitung (neben den beiden Strom­ versorgungsadern) aufweist. Wird für den Datenbus 20 z. B. aus Gründen der Vereinheitlichung ein vieradriges Kabel ver­ wendet, so kann die vierte Einzelader einen Datenweg für spe­ zielle Sonderfunktionen bilden, wie sie in untertägigen Ge­ winnungsbetrieben auftreten können. Die den Einzelsteuer­ geräten 4 zugeordneten Notstromquellen dienen, wie erwähnt, nur der Kommunikation, d. h. dem Sende- und Empfangsbetrieb im Störungsfall, nicht aber der Stromversorgung der verschie­ denen Verbraucher (Magnetventile).

Bei der vorstehend beschriebenen elektrohydraulischen Ausbau­ steuerung stehen demgemäß für die Steuerrechner der Einzel­ steuergeräte 4 mehrere redundante Datenwege zur Verfügung, wodurch sich insgesamt ein besonders betriebssicheres System ergibt, das außerdem die serielle Übertragung von digitalen Daten mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit erlaubt. Das System weist eine ausreichende Kapazität für die Einbeziehung verschiedenartiger Sonderfunktionen auf. Es versteht sich, daß die Einzelsteuergeräte 4 ohne weiteres so ausgelegt wer­ den können, daß sie die Daten über die verschiedenen Daten­ wege differenziert übertragen und/oder empfangen können.

Claims (19)

1. Elektrohydraulische Ausbausteuerung
mit den einzel­ nen Ausbaueinheiten zugeordneten elektronischen Einzelsteuergeräten, die jeweils einen Steuerrechner mit zugeordneter Bedieneinheit aufweisen,
mit den Ausbaueinheiten zugeordneten Ventileinheiten, die mit von den Einzelsteuergeräten ansteuerbaren Elek­ tromagnetventilen versehen sind,
mit dezentraler elektrischer Stromversorgung der Einzelsteuergeräte unter Verwendung von eigensicheren Stromquellen, die jeweils einer Gruppe benachbarter Ausbaueinheiten zugeordnet und deren Stromkreise galvanisch vonein­ ander getrennt sind, und
mit einem der Datenüber­ tragung zu und zwischen den Einzelsteuergeräten dienenden linearen Systembus, über den die Einzel­ steuergeräte gruppenübergreifend gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zu dem Systembus (13, 14) ein längs durch den Gewinnungsbetrieb (1) hindurchgeführter, den Steuerrechnern für die Datenübertragung verfügbarer redundan­ ter Zentralbus (20) vorgesehen ist, und
daß von den Einzelsteuergeräten (I, II, III usw.) jeweils nur ein Teil der Einzelsteuergeräte (4) mit dem Zen­ tralbus (20) gekoppelt ist.

2. Ausbausteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsteuer­ gerätegruppen (I, II, III usw.) jeweils nur mit einem ihrer Einzelsteuergeräte (4), vorzugsweise einem in Nähe der gruppeneigenen Stromquelle (5) oder im mitt­ leren Gruppenbereich angeordneten Einzelsteuergerät, mit dem Zentralbus (20) gekoppelt sind.

3. Ausbausteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsteuer­ geräte (4) jeweils mit einer Notstromquelle, vorzugs­ weise einem Akkumulator, versehen sind.

4. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zen­ tralbus (20) vom Systembus (13, 14) räumlich getrennt, vorzugsweise am rückbaren Strebförderer (3), im Gewin­ nungsbetrieb verlegt ist.

5. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zen­ tralbus (20) über galvanisch entkoppelnde Koppelelemente, vorzugsweise Optokoppler, mit den Einzelsteuergeräte­ gruppen (I, II, III usw.) gekoppelt ist.

6. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zen­ tralbus (20) mit Stromversorgungsleitungen, die an min­ destens eine eigensichere Zentralbus-Stromquelle (23) angeschlossen sind, zu einem Kabel vereinigt ist.

7. Ausbausteuerung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zentralbus (20) von einem mehradrigen, vorzugsweise vieradrigen, Kabel ge­ bildet ist, das zwei mit der Zentralbus-Stromquelle (23) verbundene elektrische Leitungsadern und mindestens eine, vorzugsweise zwei, als Datenweg dienende Leitungsadern aufweist.

8. Ausbausteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und/oder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Systembus (13, 14) mehrere parallele Datenkanäle umfaßt und einen die benachbarten Einzelsteuergeräte (4) gruppenübergreifend verbindenden Bidi-Bus (14) für den bidirektionalen Datenverkehr zwischen den Nachbar-Einzel­ steuergeräten (4) sowie einen den Bidi-Bus (14) innerhalb jeder Gruppe überbrückenden und jeweils der Einzelsteuer­ gerätegruppe (I, II, III usw.) zugeordneten Teilbus (13) aufweist.

9. Ausbausteuerung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abschnitte des grup­ penübergreifenden Bidi-Busses (14) zwischen den galva­ nisch voneinander getrennten Einzelsteuergerätegruppen (I, II, III usw.) über galvanisch entkoppelnde Koppel­ elemente (15), vorzugsweise Optokoppler, gekoppelt sind.

10. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der System­ bus (13, 14) mit den an die gruppeneigenen Stromquellen (5) angeschlossenen Stromleitern (11, 12) in einem mehr­ adrigen Versorgungs- und Kommunikationskabel vereinigt ist.

11. Ausbausteuerung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mehradrige Versorgungs- und Kommunikationskabel (10) dem mehradrigen Kabel des Zentralbusses (20) entspricht.

12. Ausbausteuerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungs- und Kommunikationskabel (10) als vieradriges Kabel ausgebil­ det ist.

13. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die von einer eigenen Stromquelle (5) versorgten Einzelsteuer­ gerätegruppen (I, II, III usw.) jeweils sechs bis fünf­ zehn, vorzugsweise acht bis zwölf, Einzelsteuergeräte (4) umfassen.

14. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die grup­ peneigenen Stromquellen (5) sowie die Zentralbus-Strom­ quelle (23) aus an eine gemeinsame Wechselstromleitung (6) angeschlossenen Netzgeräten bestehen.

15. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die grup­ peneigenen Stromquellen (5) jeweils über einen Stromein­ speiseadapter (7) an das mehradrige Versorgungs- und Kommunikationskabel (10) angeschlossen sind, wobei die Stromeinspeiseadapter (7) mit einer galvanischen Tren­ nung der Stromversorgungsleitungen (11, 12) und mit einer optoelektronischen Kopplung des Systembusses bzw. seines Bidi-Busses (14) versehen sind.

16. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der System­ bus (13, 14) und der Zentralbus (20) an ein Zentralsteuer­ gerät (27) angeschlossen sind.

17. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ven­ tileinheiten (8) eine aus einem Schieberegister oder ei­ nem Mikroprozessor od. dgl. bestehende Ansteuereinheit (8′) aufweisen, die von dem Steuerrechner des zugeordneten Einzelsteuergerätes (4) ansteuerbar ist.

18. Ausbausteuerung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventileinheiten (8) und deren Ansteuereinheiten (8′) räumlich getrennt von den Einzelsteuergeräten (4) angeordnet und mit diesen über ein Kabel verbunden sind, das höchstens vier Lei­ tungsadern (11, 12, 18, 19) aufweist, wobei zwei Lei­ tungsadern der Stromversorgung und höchstens zwei wei­ tere Leitungsadern der Signalübertragung dienen.

19. Ausbausteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzel­ steuergerätegruppen (I, II, III usw.) über Netzwerkadapter (22) an den Zentralbus (20) angeschlossen sind, die die galvanisch entkoppelnden, von der Zentralbus-Stromquelle (23) gespeisten Koppelelemente sowie ggf. Signalaufberei­ ter u. dgl. aufweisen.