PL158639B1

PL158639B1 - Data transmission system for use in automatic control of machinery and equipment used in mining and underground building industries, in particular electrohydraulic control of self-advancing roof supports

Info

Publication number: PL158639B1
Application number: PL1988272352A
Authority: PL
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhuette Westfalia Gmbh 4670 Luenen De
Priority date: 1987-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1992-09-30
Also published as: DE3715588C1; PL272352A1; US4899332A; GB8810915D0; GB2204765A; CS310588A3; GB2204765B

Abstract

1. System transmisji danych do sterowania w maszynach i urzadzeniach dla górnictwa i budow- nictwa podziemnego, zwlaszcza do elektrohydrau- licznych ukladów sterowania obudowa, przy czym dwie jednostki nadawcze i odbiorcze, których na- dajnik wysyla cyfrowe sygnaly, sa polaczone mie- dzy soba przez dwukierunkowa szyne danych, znamienny tym, ze dwukierunkowa szyna danych (12) ma postac pojedynczego przewodu dla jedno- czesnego nadawania i odbioru danych z jednostek nadawczych i odbiorczych (St1, St2) i tworzy wezel sumujacy, w których dodaje sie sygnal z obu nadaj- ników (S1, S2) i, ze kazda jednostka nadawcza i odbiorcza (St1, St2), jest zaopatrzona w obwód odejmujacy (D1, D2), którego wyjscie jes t polaczone z odbiornikiem (E1, E2) odnosnej jednostki nad- awczej, sygnaly z wlasnego nadajnika (S1, S2) sa doprowadzane do jednego wejscia tego obwodu, a do jego drugiego wejscia jest przylaczona dwukie- runkowa szyna danych (12). FIG.3 PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Rzeczypospolitej Polskiej

OPIS PATENTOWY® PL® 158639 © BI

Numer z głoszenia: 272352 (51) IntCl⁵:

E21D 23/16 H04L 5/14

Data zgłoszenia: 09.05.1988 G05B 15/01 βπτειβλ _n G.ń i a u

System transmisji danych do sterowania w maszynach i urządzeniach dla górnictwa i budownictwa podziemnego, zwłaszcza do elektrohydraulicznych układów sterowania obudową

Pierwszeństwo:

09.05.1987,DE,P3715588.1

Uprawniony z patentu: GEWERKSCHAFT EISENHUTTE

WESTFALIA, GmbH, Liinen, DE

Zgłoszenie ogłoszono:

20.02.1989 BUP 04/89

Pełnomiocnik:

PATPOL Spółka z o.o., Warszawa, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.09.1992 WUP 09/92

PL 158639 BI

57) 1. System transmisji danych do sterowania w maszynach i urządzeniach dla górnictwa i budownictwa podziemnego, zwłaszcza do elektrohydraulicznych układów sterowania obudową, przy czym dwie jednostki nadawcze i odbiorcze, których nadajnik wysyła cyfrowe sygnały, są połączone między sobą przez dwukierunkową szynę danych, znamienny tym, że dwukierunkowa szyna danych (12) ma postać pojedynczego przewodu dla jednoczesnego nadawania i odbioru danych z jednostek nadawczych i odbiorczych (Stl, St2) i tworzy węzeł sumujący, w których dodajesię sygnał z obu nadajników (SI, S2) i, że każda jednostka nadawcza i odbiorcza (Stl, St2), jest zaopatrzona w obwód odejmujący (Dl, D2), którego wyjście jet połączone z odbiornikiem (El, E2) odnośnej jednostki nadawczej, sygnały z własnego nadajnika (SI, S2) są doprowadzane do jednego wejścia tego obwodu, a do jego drugiego wejścia jest przyłączona dwukierunkowa szyna danych (12).

FIG.3

System transmisji danych do sterowania w maszynach, i urządzeniach dla górnictwa i budownictwa podziemnego, zwłaszcza do elektrohydraulicznych układów sterowania obudową

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. System transmisji danych do sterowania w maszynach i urządzeniach dla górnictwa i budownictwa podziemnego, zwłaszcza do elektrohydraulicznych układów sterowania obudową, przy czym dwie jednostki nadawcze i odbiorcze, których nadajnik wysyła cyfrowe sygnały, są połączone między sobą przez dwukierunkową szynę danych, znamienny tym, że dwukierunkowa szyna danych (12) ma postać pojedynczego przewodu dla jednoczesnego nadawania i odbioru danych z jednostek nadawczych i odbiorczych (Stl, St2) i tworzy węzeł sumujący, w których dodaje się sygnał z obu nadajników (Sl, S2) i, że każda jednostka nadawcza i odbiorcza (Stl, St2), jest zaopatrzona w obwód odejmujący (Dl, D2), którego wyjście jet połączone z odbiornikiem (El, E2) odnośnej jednostki nadawczej, sygnały z własnego nadajnika (Sl, S2) są doprowadzane do jednego wejścia tego obwodu, a do jego drugiego wejścia jest przyłączona dwukierunkowa szyna danych (12).
2. System, według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostki nadawcze i odbiorcze (Stl, St2) są połączone z szyną danych (12), poprzez rezystory sumujące (Wl, W2), a każdy nadajnik (Sl, S2) jest przyłączony przez obwód ustalający poziom napięcia (Pl, P2) do wejścia obwodu odejmującego (Dl, D2).
3. System, według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że nadajnikom (Sl, S2) obu jednostek nadawczych i odbiorczych jest przyporządkowany transformator impedancji (ll, 12).
4. System, według zastrz. 1, znamienny tym, że przy elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową sterowane mikrokomputerem jednostki nadawcze i odbiorcze tworzą zespoły sterujące (Stl, St2, itd.), sprzężone przez dwukierunkowe szyny danych (12), przez które są sterowane zespoły zaworowe (4), wyposażone w zawory elektromagnetyczne.
5. System, według zastrz. 4, znamienny tym, że zespoły sterujące (Stl, St2, itd.) sąsiadujących sekcji obudowy są zestawione w grupy (I, lI, lII, itd.), przy czym każdej grupie jest przyporządkowane bezpieczne, własne źródło prądu stałego (5), a ponadto jest przewidziana szyna odcinkowa (11) łącząca zespoły sterujące (Stl.. Stu) w odnośnych grupach.
6. System, według zastrz. 5, znamienny tym, że szyna odcinkowa (11) jest połączona poprzez rezystor (21) z napięciem (+ U), a każdy zespół sterujący (Stl, St2, itd.) posiada przełącznik (S), za pomocą którego szyna odcinkowa (11), przy rozpoczęciu pracy nadawczej jednego z zespołów sterujących, jest połączona przez przewód (22) ze wspólnym potencjałem odniesienia (23) i, że każdy zespół sterujący (Stl, St2, itd.) posiada komparator (K), mierzący potencjał na wejściu do szyny odcinkowej (11), a jego wyjście jest połączone bezpośrednio i poprzez człon opóźniający (VZ), korzystnie przerzutnik monostabilny, z mikrokomputerem (MC), przyporządkowanym zespołowi sterującemu.
7. System, według zastrz. 6, znamienny tym, że elektroniczne przełączniki (S) stanowią włączniki nadawania, które podczas pracy nadawczej podają dane do szyny odcinkowej (11).
8. System, według zastrz. 4, znamienny tym, że dwukierunkowa szyna danych (12), służąca do połączenia sąsiednich zespołów sterujących (Stl, St2, itd.) sąsiednich grup (I, II, III, itd), a szyny odcinkowe (11), łączące odnośne grupy (I, II, III itd.), są izolowane w sensie przewodzenia prądu elektrycznego.
9. System, według zastrz. 8, znamienny tym, że dwukierunkowe szyny danych (12) na przejściu pomiędzy grupami (I, II, III, itd.) są sprzężone za sobą poprzez elementy nie przewodzące prądu zasilania, korzystnie optoizolatory.
10. System, według zastrz. 4, znamienny tym, że dwukierunkowe szyny danych (12), przewody zasilające (9, 10) i szyna odcinkowa (11) stanowią żyły wielożyłowego kabla, korzystnie czterożyłowego.

158 639

Wynalazek dotyczy systemu transmisji danych do stosowania w maszynach i urządzeniach dla górnictwa i budownictwa podziemnego, zwłaszcza do elektrohydraulicznych układów sterowania obudową, przy czym dwie jednostki nadawcze i odbiorcze, których nadajnik wysyła cyfrowe sygnały, są połączone między sobą przez dwukierunkową szynę danych.

W znanych elektrohydraulicznych układach sterowania obudową każdej sekcji obudowy ścianowej jest przyporządkowany elektroniczny zespół sterowania pojedynczego z mikroprocesorem, przy czym dla transmisji danych wszystkie zespoły sterowania są sprzężone między sobą oraz z zespołem sterowania centralnego („Gliickauf“, 1981, strony 1155 do 1162; „Gluckauf*, 1984, strony 135 do 140; „Gluckauf*, 1986, strony 543 do 552; „Gluckauf¹, 1986, strony 1183 do 1187). Zespoły sterowania są zaopatrzone w zespół obsługowy z klawiaturą, za pomocą której mogą być wywoływane różnorodne procesy sterowania, jak sterowania jednostkowe, sterowania programowe, sterowania szeregowe. Układy do sterowania obudową mają celowo zdecentralizowany, bezpieczny układ zasilania prądowego, to znaczy każdej sekcji obudowy i przez to każdemu zespołowi sterowania jest przyporządkowane własne zasilanie prądowe, które może być związane z oświetleniem ścianowym.

W znanych elektrohydraulicznych układach do sterowania obudową, biorąc pod uwagę ilość sekcji obudowy, znajdujących się normalnie w pracy urabiania i ilość elektronicznych zespołów sterujących, sprzężonych przez system zasilania prądowego i transmisji danych, nakład na konstrukcję i okablowanie układów jest znaczny.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie prostego w konstrukcji systemu transmisji danych, w którym mogła być sprzężona większa ilość zespołów sterujących, względnie stacji nadawczych i odbiorczych, sterowanych mikrokomputerem, przy zachowaniu przybliżonego nakładu na konstrukcję i okablowanie.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że dwukierunkowa szyna danych ma postać pojedynczego przewodu dla jednoczesnego nadawania i odbioru danych z obu jednostek nadawczych i odbiorczych i tworzy węzeł sumujący, w którym dodaje się sygnały z obu nadajników i, że każda jednostka nadawcza i odbiorcza jest zaopatrzona w obwód odejmujący, której wyjście jest połączone z odbiornikiem odnośnej jednostki nadawczej, odbiorczej, a sygnały z własnego nadajnika są doprowadzane do jednego wejścia tego obwodu, a do jego drugiego wejścia jest przyłączona dwukierunkowa szyna danych.

Układ jest celowo tak dobrany, że jednostki nadawcze i odbiorcze są połączone z szyną danych poprzez rezystory sumujące, a każdy nadajnik jest przyłączony przez obwód ustalający poziom napięcia do wejścia obwodu odejmującego. Nadajnikom obu jednostek nadawczych i odbiorczych jest przyporządkowany transformator impedancji, umieszczony na połączeniu z dwukierunkową szyną danych. Oba transformatory tak oddziaływują, że sygnały nadawcze-sygnały prostokątne mają impedancję bardzo nieznaczną tak, że obciążenia, które powstają w obwodach ustalających poziom napięcia oraz w rezystorach sumujących, nie oddziaływują na wyjście transformatora impedancji.

Za pomocą systemu transmisji danych według wynalazku jest możliwe, dla jednoczesnej pracy nadawania i odbioru, sprzężenie dwóch, komunikujących się między sobą jednostek nadawczych i odbiorczych przez jednoprzewodową szynę danych, bez wywołania przy tym zakłóceń w transmisji danych. Zastosowanie tylko jednoprzewodowej szyny danych do dwukierunkowej komunikacji zmniejsza znacznie potrzebny nakład na okablowanie. To dotyczy zwłaszcza systemów, np. elektrohydraulicznych układów sterowania obudową, w których wiele jednostek nadawczych i odbiorczych w postaci zespołów sterowania musi być sprzężonych z dwukierunkową drogą danych dla komunikacji sąsiedzkiej, to znaczy do sterowania sąsiedniego. System transmisji danych według wynalazku urzeczywistnia więc zasadę pełnego podwójnego połączenia dwóch jednostek nadawczych i odbiorczych przez wspólny przewód nadawczy i odbiorczy i wspólny potencjał odniesienia. Umożliwia to transmisję danych z wysoką prędkością.

System transmisji danych według wynalazku jest w szczególnej mierze odpowiedni do dwukierunkowej drogi danych, pomiędzy sąsiednimi zespołami sterującymi w elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową.

158 639

W elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową sterowanie mikrokomputerem jednostki nadawcze i odbiorcze tworzą zespoły sterujące, sprzężone przez dwukierunkowe szyny danych, przez które są sterowane zespoły zaworowe, wyposażone w zawory elektromagnetyczne.

Zespoły sterujące sąsiadujących sekcji obudowy są celowo zestawione w grupy, przy czym każdej grupie jest przyporządkowane bezpieczne własne źródło prądu stałego. Dzięki temu osiąga się także w zasilaniu prądowym zmniejszony nakład konstrukcyjny, ponieważ nie każdy zespół sterujący musi posiadać własne źródło prądu. Aby przy takim elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową system transmisji danych według wynalazku rozszerzyć na sterowanie sąsiednie, w dalszym ukształtowaniu wynalazku dodatkowo, do dwukierunkowej szyny danych, sprzęgającej sąsiednie zespoły sterujące jest przewidziana szyna odcinkowa łącząca zespoły sterujące w odnośnych grupach. Za pomocą szyny odcinkowej, przyporządkowanej pojedynczym grupom, jest osiągnięta w systemie przesyłania droga danych, zawierająca bezpośrednią komunikację sąsiednią. Jednocześnie w ten sposób został stworzony bezpieczny dodatkowy system transmisji danych, który może pracować z wysokim upakowaniem danych i wysoką prędkością przesyłu, mimo że wymaga porównywalnie mniejszego nakładu na okablowanie.

System celowo jest tak ukształtowany, że szyna odcinkowa jest połączona poprzez rezystor z napięciem odniesienia, a każdy zespół sterujący posiada przełącznik, za pomocą którego szyna odcinkowa, przy rozpoczęciu pracy nadawczej jednego z zespołów sterowania, jest połączona przez przewód ze wspólnym potencjałem odniesienia, masą, względnie potencjałem 0, zespołów sterujących. Każdy zespół sterujący posiada komparator, mierzący potencjał na wejściu do szyny odcinkowej, a jego wyjście jest połączone bezpośrednio i poprzez człon opóźniający, korzystnie przerzutnik monostabilny, z mikrokomputerem, przyporządkowanym zespołowi sterującemu.

Układ jest tak dobrany, że w przypadku gdy szyna odcinkowa nie ma potencjału odniesienia, jak to jest w przypadku pracy nadawczej, wszystkie zespoły sterujące, z wyjątkiem zespołu bezpośrednio nadającego, są blokowane wobec pracy nadawczej i utrzymywane na odbiór. Dzięki temu jest możliwa bezzakłóceniowa szeregowa transmisja danych pomiędzy pojedynczymi zespołami sterującymi, również za pomocą tylko jednego przewodu, mianowicie szyny odcinkowej.

Ponieważ szyna odcinkowa rozciąga się tylko w grupach zespołów sterujących elektrycznie izolowanych od siebie, to dwukierunkowa szyna danych, służąca do komunikacji sąsiedzkiej, łączy grupy zespołów sterujących tak, że wszystkie grupy są objęte systemem transmisji danych. Dwukierunkowe szyny danych, na przejściu pomiędzy grupami, są celowo sprzężone przez elementy nie przewodzące prądu zasilania, korzystnie optoizolatory.

Szczególnie prostą budowę osiąga się, gdy dwukierunkowe szyny danych, przewody zasilające i szyny odcinkowe stanowią żyły wielożyłowego kabla, korzystnie czterożyłowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie elektrohydrauliczny układ sterowania obudową, w obszarze końcowym ściany, w którym zastosowano system transmisji danych według wynalazku, fig. 2 - wycinek z fig. 1 dwóch sąsiadujących ze sobą zespołów sterujących jednej grupy wraz z zasilaniem prądowym i transmisji danych, fig. 3 - schemat ideowy systemu transmisji danych, pomiędzy dwiema sąsiednimi jednostkami nadawczymi i odbiorczymi, które w elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową według fig. 1 i 2, tworzą zespoły sterowania, a fig. 4 - schemat ideowy grupowej szyny odcinkowej, zastosowany w elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową.

Na figurze 1 jest przedstawiony obszar końcowy ściany urabianej 1, w którym jest widoczne, że przed przodkiem ścianowym, przykładowo przodkiem węglowym 3 jest umieszczony przekładalny przenośnik ścianowy 2, który stanowi podporę dla, stojących obok siebie w szeregu w ścianie urabiającej 1, hydraulicznych sekcji obudowy, w postaci obudów osłonowych, obudów kasztowych, itp. Jak to jest znane w elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową, każdej sekcji obudowy jest przyporządkowany elektroniczny zespół sterowania St z mikroprocesorem, dla przeprowadzenia różnorodnych działań sterujących. Przy tym każda sekcja sterowania ma nie przedstawioną część obsługową z klawiaturą, której uruchomienie wywołuje działanie sterujące każdego zespołu sterującego i stosownie do tego każdej sekcji obudowy.

Elektrohydrauliczny układ sterowania obudową, jest zbudowany jako dwukierunkowy układ w sterowaniu pomiędzy sąsiednimi sekcjami obudowy. Każdemu zespołowi sterującemu St, jak

158 639 pokazano na fig. 2, jest przyporządkowana sekcja zaworowa 4 z zaworami elektromagnetycznymi, które są sterowane przez przynależny zespół sterujący, w celu przeprowadzenia działań roboczych.

W elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową, według fig. 1 i 2, zespoły sterujące Stl ...Stn, w odniesieniu do swojego zasilania prądowego, są zestawione w poszczególne grupy I, II, III, itd., przy czym każda grupa jest zasilana przez własne, bezpieczne źródło prądu stałego 5. Grupy I, II, III, itd. zawierają sześć do piętnastu, korzystnie osiem do dwunastu zespołów sterujących St, umieszczonych w szeregu obok siebie, w przedstawionym przykładzie wykonania po dziesięć zespołów sterujących Stl do Stl O. Połączenie źródeł prądowych 5 z przyporządkowanymi grupami I, II, III, itd. następuje przez łącznik zasilający 6. Źródła prądu 5 stanowią zasilacze sieciowe, które są przyłączone do wspólnego przewodu zasilającego I, którym przepływa np. prąd przemienny 230 V i który jest ułożony wzdłuż ściany urabianej 1.

Wewnątrz grup I, II, III, itd. zespoły sterujące Stl do StlO są połączone nie tylko przez przewody zasilające, przyporządkowane źródłu prądu 5, ale także przez system transmisji danych. Fig. 1 pokazuje te połączenia, jedynie schematycznie w miejscu 8. Te połączenia są wykonane korzystnie z wielożyłowych kabli 8, które za pomocą wielobiegunowego złącza wtykowego są połączone z pojedynczymi zespołami sterującymi St, a w obszarze grupowym z łącznikami zasilającymi 6.

Figura 2 pokazuje szczegóły połączeń elektrycznych dla dwóch sąsiadujących ze sobą zespołów sterujących St9 i StlO na końcu grupy I, II, III, itd., z przyporządkowanym łącznikiem zasilającym 6 i ze źródłem prądu 5, dla określonej grupy zespołów sterujących St. Kable 8, służące do zasilania prądowego i przesyłania danych są wykonane jako czterożyłowy kabel. Dwie żyły 9 i 10 służą do elektrycznego zasilania i są połączone z wyjściami S& i S&& źródła prądu 5. Dwie pozostałe żyły 11 i 12 tworzą jednoprzewodową szynę danych dla transmisji danych, pomiędzy różnymi zespołami sterującymi St, znajdującymi się w ścianie urabianej 1. Przy tym żyła 11 tworzy tak zwaną szynę odcinkową, która rozciąga się jedynie w samej grupie I, II, III, itd. i kończy się w łącznikach zasilających 6 za pomocą których są sprzężone wszystkie zespoły sterujące Stl do StlO poszczególnych grup I, II, III, itd. Żyły 9 i 10, służące do zasilania prądowego sąsiednich grup, np. I i II są w złączkach zasilających 6 w miejscu 13 elektrycznie odizolowane od siebie tak, że każda grupa I, II, III, itd. posiada niezależny układ zasilania, który jest oddzielony od pozostałych grup.

Sekcje zaworowe 4 pojedynczych sekcji odbudowy są połączone przez przewód 14, który również stanowi wielożyłowy kabel, z wyjściem odpowiadającego zespołu sterującego St, każdy zespół sterujący St posiada przełącznik 15, służący do załączania zasilania prądowego do sekcji zaworowej 4.

Jak pokazuje fig. 1 elektrohydrauliczny układ sterowania obudową ma zespół sterowania centralnego 16, umieszczony np. w obszarze końcowym ściany, zasilany przez własny, zabezpieczony wewnętrznie zasilacz sieciowy 17. Zespół sterowania centralnego 16 jest połączony z zespołami sterującymi St w ścianie urabianej 1 przez złącze danych 18.

Szyna danych 12, pokazana na fig. 2, w wielożyłowym kablu 8, łączy sąsiednie zespoły sterujące St bezpośrednio między sobą i służy do dwukierunkowej transmisji danych, w celu przeprowadzenia różnych działań sterujących. Stosownie do tego każda dwukierunkowa szyna danych 12 prowadzi do stacji nadawczej i odbiorczej jednego zespołu sterującego St do stacji nadawczej i odbiorczej sąsiedniego zespołu sterującego St. Przekazywanie danych dwukierunkowymi szynami danych 12 jest wykonywane przez mikroprocesory zespołów sterujących St. C tatni zespół sterujący StlO jednej grupy jest połączony z pierwszym zespołem sterującym Stl następnej grupy poprzez szynę danych 12 włączniku zasilającym 6, zwłaszcza przez optoelektroniczny człon sprzęgający 13.

Na figurze 3 jest pokazany system transmisji danych pomiędzy dwoma elektronicznymi zespołami sterującymi Stl i St2, przedstawiającymi stację nadawczą i odbiorczą, które są połączone między sobą przez dwukierunkową szynę danych 12. Dwukierunkowa szyna danych 12 jest pojedynczą żyłą dla pracy nadawczej i odbiorczej pomiędzy dwoma zespołami sterującymi Stl i St2. System transmisji danych opiera się na zasadzie pełnego dwukierunkowego połączenia pomiędzy zespołami sterującymi Stl i St2 przez wspólną szynę danych 12 i wspólny potencjał odniesienia. Nadajniki SI i S2 obu zespołów sterujących Stl i St2 nadają cyfrowe sygnały w postaci tak o prostokątnych impulsach i o amplitudzie + U. Logiczny poziom 0 nadawanego sygnału odnosi się

158 639 do potencjału odniesienia, a logiczny poziom 1 sygnału nadawczego odnosi się do napięcia Impedencja transformatorów II i 12 tworzy połączenie pomiędzy nadajnikami SI i S2 poj. szynę danych 12. Impedancja przekształcana w transformatorach II i 12 powoduje, że impedancja wyjściowa sygnałów jest bardzo niska, tak że obciążenia wytwarzane przez obwody ustalające poziom napięcia Pl i P2 oraz przez rezystory sumujące W1 i W2, nie wpływają na poziom napięcia na wyjściu impedancji transformatorów Il i 12.

Każdy zespół sterujący Stl i St2 posiada obwód odejmujący Dl lub D2, którego wyjście jest połączone z odbiornikiem El i E2 odnośnego zespołu sterującego. Dodatnie wejście obwodu odejmującego Dl lub D2 jest połączone przez złącze 19 z węzłem sumowania, to znaczy z dwukierunkową szyną 12. Drugie wejście wzmacniacza różnicowego Dl lub D2 jest przyłączone przez złącze 20 do obwodu ustalającego poziom napięcia PI lub P2, który jest ukształtowany jako dzielnik napięcia w dwoma rezystorami R i rezystorem R/2.

Przy jednoczesnej pracy nadawania obu nadajników SI i S2 ich sygnały są dodawane zgodnie z napięciem w węźle sumowania, to znaczy na dwukierunkowej szynie danych 12. Oba obwody odejmujące Dl i D2 w zespołach sterujących Stl i St2 otrzymują sygnały poprzez obwody ustalające poziom napięcia Pl, P2, z amplitudą, odpowiadającą swojemu nadajnikowi SI lub S2. Wejścia dodatnie obwodów odejmujących Dl, D2 są przyłączone do węzła sumowania, to znaczy dwukierunkowej szyny danych 12. Te dwa złącza 19 i 20 tworzą stosownie do tego różnicę pomiędzy zsumowanymi poziomami danych w węźle sumowania, to znaczy na szynie danych 12, a danymi nadawanymi, wytwarzanymi przez własną jednostkę nadawczą i odbiorczą. Na wyjściu obwodu odejmującego Dl i D2 powstaje zatem przebieg sygnału, który odpowiada sygnałowi nadawania drugiej jednostki nadawczej i odbiorczej. W odbiorniku El występują stosownie do tego dane nadawania z nadajnika S2, a w odbiorniku E2 dane nadawania z nadajnika SI.

W opisanym powyżej systemie transmisji danych oba zespoły sterujące Stl i St2 zawierają połowę rezystancji roboczej. Odbieranie powoduje spadek napięcia w szynie danych 12, który nie jest powodowany przez własne źródło napięcia, ale przez drugie źródło napięcia. Samoczynne powstawanie napięcia jest niemożliwe.

W systemie transmisji danych według fig. 3 wartości napięcia sygnałów wysyłanych przez oba nadajniki Sl, S2 odejmują się. System, przy zasadniczo jednakowej budowie może być także tak wykonany, że przez obwód odejmujący Dl lub D2 jest odejmowana wielkość prądu wysyłanych sygnałów prostokątnych.

Figura 4 pokazuje system dla transmisji danych pomiędzy grupą zespołów sterujących Stl, St2...Stn. Ten system może być stosowany w elektrohydraulicznym układzie sterowania obudową dla transmisji danych przez szynę odcinkową II pojedynczych grup. Zespoły sterujące Stl, St2, itd. tworzą sterowane przez mikrokomputer stacje nadawcze i odbiorcze, które dodatkowo do dwukierunkowej szyny danych 12 są połączone przez szynę odcinkową 11. Pojedyncze zespoły sterujące Stl, St2..., Stn posiadają wspólny potencjał odniesienia. Wspólny przewód łączący, to jest szyna odcinkowa 11 jest przez rezystor 21 dopasowany do określonego wstępnie potencjału odniesienia + U. Każdy przyłączony zespół sterujący Stl, St2,..., Stn ma własny przełącznik S, który może być przełączony elektronicznie i za pomocą którego wspólna szyna odcinkowa 11 może być sprowadzona do niskiego potencjału odniesienia 23. Jest to symbolicznie oznaczone przez przewód 22, połączony z masą. Przełącznik Sjest umieszczony na przewodzie 24 szyny odcinkowej 11, połączonym z potencjałem odniesienia. Jeżeli przełączniki S zespołów sterujących Stl, St2, ..., Stn są zamknięte, to potencjał szyny odcinkowej 11 posiada niski potencjał odniesienia. Jeżeli natomiast wszystkie przełączniki S są otwarte, to potencjał szyny odcinkowej 11 jest równy napięciu odniesienia + U, ponieważ przez rezystor 21 nie przepływa prąd.

Każdy zespół sterujący Stl, St2, ...,Stn posiada komparator K, którego wejście jest połączone przez przewód 24 z szyną odcinkową 11, a wyjście jest przez przewód 25 połączone bezpośrednio i pośrednio przez człon opóźniający VZ, z mikroprocesorem MC. Człon opóźniający VZ stanowi korzystnie przerzutnik monostabilny. Mikroprocesor NC steruje przełączaniem elektronicznego przełącznika S, który jednocześnie tworzy przełącznik transmisyjny odnośnego zespołu sterującego St. Stosownie do tego mikrokomputer MC jest przyłączony swoim wyjściem 26 do przełącznika S.

158 639

Ί

System transmisji danych według fig. 4 pracuje następująco: komparatory K we wszystkich zespołach sterowania Stl, St2, ..., Stn mierzą potencjał na szynie odcinkowej 11. Jeżeli na szynie odcinkowej 11 nie ma żadnego sygnału nadawania, to jej potencjał jest równy napięciu odniesienia + U. Jeżeli szyna odcinkowa 11 jest podłączona do napięcia + U przez okres określony opóźnieniem członu opóźniającego VZ, to stan ten jest wykrywany w zespole sterującym St, który jest przygotowany do pracy nadawania. Mikroprocesor MC tego zespołu sterującego, który jako pierwszy rozpoznał, że szyna odcinkowa 11 jest wolna, uruchamia przełącznik S w funkcji swojej pracy nadawania, przez co napięcie szyny odcinkowej 11 obniża się do potencjału odniesienia 23. Wszystkie pozostałe stacje nadawcze i odbiorcze są zablokowane przed pracą nadawania, co jest zrealizowane przez odpowiednie oprogramowanie mikroprocesora MC. Mikroprocesor MC w tym zespole sterującym, który korzysta z szyny odcinkowej 11 przesyła swoje dane nadawania do szyny odcinkowej 11, przez okresowe przełączanie elektronicznego przełącznika S, podczas gdy wszystkie pozostałe zespoły sterujące są przełączone na odbiór. Nadawane dane są przekazywane przez bezpośredni przewód 25 do komparatora K do odbiorników stacji nadawczych i odbiorczych.

Podczas pracy nadawania maksymalny czas niezmiennego poziomu aktywności sygnału, gdy przełącznik Sjest otwarty, musi być krótszy od czasu opóźnienia członu opóźniającego VZ. Stacja nadawcza i odbiorcza działa nieprzerwanie na szynie częściowej 11, aż do chwili, co najmniej w okresie czasu opóźnienia członu opóźniającego VZ, ma poziom napięcia odniesienia + U. Ponieważ przez wspólną szynę odcinkową 11 następuje wymiana informacji, to można sterować także pierwszeństwem dostępu pojedynczych stacji nadawczej i odbiorczej. Do szyny danych jest możliwy nie tylko dostęp asynchroniczny, ale także dostęp synchroniczny.

Jak wspomniano system transmisji danych pokazany na fig. 3, jest ze szczególną korzyścią stosowany w elektrohydraulicznych układach sterowania obudową, w tym przypadku w kombinacji z systemem transmisji danych na szynie odcinkowej według fig. 4. Jest zrozumiałe, że system transmisji danych, według fig. 3, można także stosować w innych podobnych lub porównywalnych przypadkach. Takie przypadki niejednokrotnie występują w górnictwie i budownictwie podziemnym, np. przy kontroli i/lub sterowaniu górniczych układów urabiających, lub wrębiarek, tarcz drążących lub pomiarowych, urządzeń transportowych itp.