DE3940834C1

DE3940834C1 - Machine safety monitor preventing unwanted running - has two different frequency generators at separate ends of safety current circuit controlling power relays

Info

Publication number: DE3940834C1
Application number: DE19893940834
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 4150 Krefeld De Propach; Walter Dipl.-Ing. Raetz; Klaus Dipl.-Ing. 4650 Gelsenkirchen De Vogt
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-01
Anticipated expiration: 2009-12-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Still setzen oder Sichern von maschinellen Einrichtungen gegen ungewolltes Anlaufen, insbesondere im unter tägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzter Gewinnungs maschinen und Transporteinrichtungen, bestehend aus Sicherheitsstationen, die in einen Sicherheitsstrom kreis geschaltet sind, der entlang der zu sichernden maschinellen Einrichtung geführt wird und an den an Brennpunkten weitere Sicherheitsstationen angekoppelt sind, wobei den Sicherheitsstationen zugeordnete Schaltglieder zur Relaissteuerung eingesetzt sind.

Derartige Sicherheitsstromkreise werden in Verbin dung mit maschinellen Einrichtungen eingesetzt, um entweder im Gefahrenfall in Verbindung mit der maschinellen Einrichtung diese unverzüglich stillzu setzen oder aber um arbeitendes Personal gegen unge wolltes Anlaufen der maschinellen Einrichtung zu schützen. Insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau werden maschinelle Einrichtungen, wie Transportbänder eingesetzt, die über eine häufig mehrere 100 m oder gar km betragende Länge verfügen. Entlang der gesamten Länge dieser maschinellen Ein richtungen wird ein Sicherheitsstromkreis geführt und mit Schaltern versehen, über die das Personal in der Lage ist, auf diesen Stromkreis einzuwirken, um so den Antrieb stillzusetzen. Bekannt ist es, den Sicherheitsstromkreis als Ruhestromkreis auszu führen, d. h. sämtliche auf ihn wirkende Schalter als hintereinanderliegende Öffnungskontakte auszubilden. Bei Betätigen eines oder mehrerer dieser Schalter wird der Sicherheitsstromkreis unterbrochen, wodurch ein ständig angezogenes Steuerrelais zum Abfallen gebracht und damit die maschinelle Einrichtung abge schaltet wird. Nachteilig ist, daß trotz der großen Verbreitung der relativ einfachen Schaltung die hohen Sicherheitskriterien, insbesondere des Bergbaus, nicht erfüllt werden können. So kann es z. B. durch zwei vor und hinter einem oder mehreren Schaltern auftretenden Erdschlüssen zu einem Ausfall der Not abschalt- oder Sicherheitsfunktionen kommen. Ähnliche Probleme bestehen auch bei einem Sicherheits stromkreis, der als Arbeitsstromkreis ausgebildet ist und bei dem im Moment der Betätigung eines für die Stillsetzung entlang der maschinellen Einrich tung vorgesehenen Schalters ein Strom durch ein für die Abschaltung des Antriebes verantwortliches Steuerrelais fließt. Bei einer nicht erkannten Unterbrechung der Leitung des Sicherheitsstromkreises ist eine solche Einrichtung unwirksam.

Ein Relaisierungsvorschlag gemäß DE 35 08 298 C1 lehrt, daß an beiden Enden des Sicherheitsstromkreises Geräte zugeschaltet sind, die einen digitalen Code in Form serieller Datenwörter erzeugen, die zwischen dem Zentralgerät und dem Endgerät ausge tauscht und dort auf Fehlerfreiheit geprüft werden. In den aktiven Stillsetzstationen werden die ausge tauschten Datenwörter decodiert. Diese Information wird zur Abschaltung des Freigaberelais für die Antriebsmotoren verwendet. Zeitverzögerungen sind damit nicht zu vermeiden, die zu erheblichen Problemen führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wenig Aufwand erfordernde Überwachungsvorrichtung für Sicherheitsstromkreise mit erhöhter Betriebs sicherheit zu schaffen.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sicherheitsstromkreis an seinen beiden Enden zu geschaltete Frequenz-Signalgeneratoren mit unter schiedlichen Frequenzen und außerdem mindestens eine Sicherheitsstation aufweist, die eines der Misch produkte aus den beiden Frequenzen als Freigabekriterium auswertend ausgebildet ist.

Der Sicherheitsstromkreis ist hierbei so ausge staltet, daß über die entfernt voneinander angeordneten Frequenz-Signalgeneratoren kontinuierlich je ein Frequenzsignal in den Sicherheitsstromkreis eingespeist wird. Mithin befindet sich auf dem durch eine Leitung realisierten Sicherheitsstromkreis ein Frequenzgemisch, das aus der Summe beider Signale gebildet wird. Wird nun durch entlang des Sicher heitsstromkreises bzw. der ihn bildenden Leitung angeordnete Schalter der Stromkreis unterbrochen, so erhält die Sicherheitsstation nicht mehr beide Frequenzsignale. Dadurch kann auch das Mischprodukt nicht mehr entstehen und die Abschaltung der maschinellen Einrichtung wird unverzögert herbeigeführt. Das gleiche gilt auch dann, wenn aufgrund anderer Beeinträchtigungen und Schäden der Sicherheits stromkreis nicht geschlossen ist. Dabei sind die Schalter so ausgebildet, daß bei Betätigung alle Leitungen des Sicherheitsstromkreises unterbrochen werden, so daß nur noch eine Frequenz die Sicher heitsstation erreicht. Dies führt ohne jede Verzöge rung zur Abschaltung der Steuerrelais. Aber selbst dann, wenn aufgrund eines Fehlers nicht alle Leitungen unterbrochen werden oder sonstige Fehler auftreten, werden diese Fehler unschwer erkannt und führen jedenfalls zur unverzüglichen Abschaltung.

Zur Erzeugung des gewünschten Mischproduktes der von den beiden Signalgeneratoren ausgesendeten Signale ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Sicherheits station, die über Filterkreise mit den Steuerrelais verbunden ist, ein nichtlineares Schaltelement auf weist. An diesem nichtlinearem Schaltelement werden Mischprodukte der beiden Frequenzen erzeugt, von denen eines für die weitere Verarbeitung herausge filtert wird. Durch diese Mischung bzw. Multiplika tion der Zweifrequenzsignale ergibt sich ein neues Signal nach der Formel:

Fx=mF1+nF2

Die Faktoren m und n sind ganze Zahlen. Für die Auswertung gemäß der Erfindung wird das Ergebnis aus der Differenz der beiden Frequenzen (m=1, n=-1) herangezogen. Es sind aber auch andere Kombinationen denkbar. Auf diese Weise ist im Normalbetriebsfall eine einfache Auswertung der vorhandenen zwei Frequenzen und ihre logische "Und-Verknüpfung" möglich. Die Sicherheitsstation ist über Filterkreise mit dem Steuerrelais verbunden.

Eine klarere Erzeugung des notwendigen Mischproduktes ist gewährleistet, wenn die Frequenzsignal generatoren mit unterschiedlichen Frequenzen belegt sind, die eine sich deutlich von den Ursprungs frequenzen und ihren Oberwellen unterscheidende Frequenz des ausgewerteten Mischproduktes sicherstellen.

Um die Übertragungseigenschaften der für den Sicher heitsstromkreis zur Verfügung stehenden Leitungen nicht zu gravierend in Erscheinung treten zu lassen, sieht die Erfindung vor, daß die Frequenz-Signalgeneratoren im wenig bedämpften Tonfrequenzbereich arbeitend ausgebildet sind. Damit ist gleichzeitig die Betriebssicherheit erhöht, da so auch bei beispiels weise sehr langen Förderbändern sichergestellt ist, daß dennoch die Frequenzpegel der an den Endpunkten angeordneten Tonfrequenzsignalgeneratoren ausreichend groß bleiben, obwohl die von ihnen aus gesendeten Frequenzsignale erhebliche Entfernungen zurücklegen müssen.

Die Erfindung ist besonders wertvoll, weil nicht nur eine die Betriebssicherheit erhöhende Überwachung des Sicherheitsstromkreises erreicht wird, sondern zugleich auch eine wenig Aufwand erfordernde, so daß für die notwendige Verbreitung der Erfindung zusätz lich Sorge getragen ist. Die Erfindung ist mit ver hältnismäßig einfachen Mitteln zu verwirklichen, wobei eine dauernde Überwachung der Sicherheitsstrom kreise möglich ist, die sowohl im Gefahrenfall durch Betätigung der Schaltelemente unverzüglich für die Stillsetzung der maschinellen Einrichtung sorgt, als auch sichert, daß während der Arbeit des Personals an der maschinellen Einrichtung diese nicht gewollt wieder in Betrieb gesetzt werden kann.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Fig. 1 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipanordnung eines Sicher heitsstromkreises mit für die Funktion erforder lichen Elemente, wobei auf die Darstellung der oder einer maschinellen Einrichtung hier verzichtet ist. Nicht dargestellt sind auch die der maschinellen Einrichtung zugeordneten Schütze und ähnliche Schaltteile. Das Steuerrelais ist in der Sicher heitsstation fest mit eingebaut.

Der eigentliche Sicherheitsstromkreis 1 kann natur gemäß eine wesentlich größere Erstreckung haben, als in Fig. 1 dargestellt. Entlang des Sicherheits stromkreises 1, der von einer Leitung 4 gebildet ist, sind an verschiedenen Stellen Schalter, 2, 3 angeordnet, über die die Leitung 4 bzw. der Sicher heitsstromkreis 1 unterbrochen werden kann. Eine solche Unterbrechung würde automatisch zu einem Abstellen der hier nicht dargestellten maschinellen Einrichtung führen.

Die Leitung 4 verbindet den ersten Tonfrequenzsender bzw. Frequenz-Signalgenerator 5 und den zweiten Ton frequenzsender bzw. Frequenz-Signalgenerator 7 mit der Sicher heitsstation 10.

Die Frequenz-Signalgeneratoren 5 und 7 sind an den jeweils äußersten Enden 6, 8 der Leitung 4 angeordnet und ebenso, wie die Sicherheitsstation 10 über Übertrager 11 bzw. 12 mit der Leitung 4 verbunden. Aufgrund dieser besonderen Verbindung kann die Leitung 4 des Sicherheitsstromkreises 1 auch für die Übertragung von Gleichstrom benutzt werden, um beispielsweise eine Fernversorgung von Schaltgliedern zu ermög lichen.

In der Sicherheitsstation 10 ist ein hier nicht dar gestelltes nichtlineares Schaltelement angeordnet, daß das erwünschte Mischprodukt Fx=F1-F2 er zeugt, das für die weitere Verarbeitung herausgefiltert wird. Die weitere Behandlung des so gewonnenen neuen Frequenzsignals aus den Frequenzen der beiden Frequenz-Signalgeneratoren 5, 7 wird so durchgeführt, daß mit Hilfe frequenzbestimmender Schaltkreise und Verstärker dieses neue Frequenzsignal unmittelbar für die Betätigung von zwei Steuerrelais wirksam wird. Nur wenn die Bedingung erfüllt ist, daß sich die beiden definierten Frequenzen F1 und F2 so mischen, daß sich die definierte neue Frequenz FX ergibt, werden die beiden in der Sicherheitsstation 10 untergebrachten Relais zum Anzug gebracht und gehalten.

Bezugszeichen

1 Sicherheitsstromkreis
2 Schalter
3 Schalter
4 Leitung
5 Frequenz-Signalgenerator oben
6 Stelle
7 Frequenz-Signalgenerator unten
8 Stelle
10 Sicherheitsstation
11 Übertrager 4→10
12, 12′ Übertrager 4→5, 7←

Claims

1. Vorrichtung zum Stillsetzen oder Sichern von maschinellen Einrichtungen gegen ungewolltes Anlaufen, ins besondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau einge setzter Gewinnungsmaschinen und Transporteinrichtungen, bestehend aus Sicherheitsstationen, die in einen Sicherheitsstromkreis geschaltet sind, der ent lang der zu sichernden maschinellen Einrichtung geführt wird und an den an Brennpunkten weitere Sicher heitsstationen angekoppelt sind, wobei den Sicher heitsstationen zugeordnete Schaltgieder zur Relais steuerung eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsstromkreis (1) an seinen beiden Enden (6, 8) zugeschaltete Frequenz-Signalgeneratoren (5, 7) mit unterschiedlichen Frequenzen und außerdem minde stens eine Sicherheitsstation (10) aufweist, die eines der Mischprodukte aus den beiden Frequenzen, als Frei gabekriterien auswertend ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstation (10) ein nichtlineares Schaltelement aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz-Signalgeneratoren (5, 7) mit unterschiedlichen Frequenzen belegt sind, die eine sich deutlich von den Ursprungsfrequenzen und ihren Oberwellen unterscheidende Frequenz des ausgewerteten Mischproduktes sicherstellen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz-Signalgeneratoren (5, 7) im wenig bedämpften Tronfrequenzbereich arbeitend ausgebildet sind.