PL202665B1 - Zespół sterujący obudowy, do sterowania przemieszczeniami jednostek obudowy na ścianie węglowej kopalni - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół sterujący obudowy, do sterowania przemieszczeniami zespołów obudowy na ścianie węglowej kopalni.

Taki zespół sterujący jest znany na przykład z dokumentów DE 102 07 698.7 Al (TBT 2104) oraz DE 199 82 113.5-24 A1 (TBT 9805).

W przypadku takiego zespoł u sterują cego obudowy, moż liwe jest sterowanie poszczególnych zespołów sterujących obudowy, w niniejszym zgłoszeniu nazywanych tarczami, z centralnego zespołu sterującego lub też z poszczególnych urządzeń sterujących, z których każde jest przyporządkowane do jednej z tarcz (urządzenia sterowania tarcz). Przy tym możliwe jest sterowanie, z jednego z urządzeń sterowania tarczy, jednej lub więcej sąsiednich tarcz. W zasadzie sygnały sterujące doprowadzane są za pośrednictwem jednej linii, wspólnej dla wszystkich urządzeń sterowania tarcz. Te urządzenia sterowania tarcz są jednakowoż programowane tak, że powiadamiane i pobudzane do wykonania rozkazu przełączającego są tylko urządzenia sterowania tarcz, do których przyporządkowane jest słowo kodowe, nadane jest wraz z rozkazem do wykonania.

Przy wystąpieniu błędu w sterowaniu tarczą, zostaje zatrzymana cała instalacja, i aż do usunięcia błędu nie jest możliwe również sterowanie ręczne.

Zadaniem wynalazku jest takie ukształtowanie zespołu sterowania obudowy, przy którym możliwe jest łatwe wyszukanie defektu w urządzeniu sterowania tarczy, i przy którym w przypadku usterki pozostała instalacja może być eksploatowana nadal.

Rozwiązanie wynika z zastrz. 1.

Ze względu na długość ściany powstaje niebezpieczeństwo, że sygnały z jednego urządzenia sterowania tarczy do drugiego zostają osłabione w stopniu uniemożliwiającym odbiór z oddalonych urządzeń sterowania tarcz a zwłaszcza z centralnego zespołu sterującego.

Problem ten zostaje według niniejszego wynalazku rozwiązany w przypadku obu linii magistralowych, czyli wszystkich nadawanych sygnałów przy zastosowaniu odmiany wykonania według zastrz. 2.

Nadanie rozkazu sterującego wymaga zajęcia wspólnej linii (linii magistralowej). Unika się tego w odmianie wykonania według zastrz. 3. Ponieważ równocześnie z sygnałem sterującym możliwe jest wysyłanie również innych sygnałów, to istnieje możliwość transmitowania, niezależnie od sygnałów sterujących, również sygnałów pomiarowych i innych sygnałów stanu, do operatora, bądź do centralnego zespołu sterującego. Również przy każdym sygnale sterującym, równocześnie i bez opóźnienia czasowego może być podawany również sygnał potwierdzający, za pośrednictwem którego potwierdzane jest odebranie i/lub wykonanie rozkazu sterującego.

Poniżej przedstawiono, w odniesieniu do rysunku, odmianę wykonania wynalazku. Na rysunku:

fig. 1 przedstawia przekrój przez ścianę z obudową, fig. 2 - w uproszczonym widoku od góry wrębiarkę i jedną grupę obudów, a fig. 3 - w uproszczonym widoku od góry ścianę z przenośnikiem i jednostkami obudowy.

Na fig. 1 przedstawiono jednostkę 1-18 obudowy. Na fig. 2 przedstawiono zbiór jednostek 1 - 18 obudowy. Jednostki obudowy są rozmieszczone wzdłuż pokładu 20. Pokład 20 jest wybierany za pomocą elementu skrawającego 23, 24 maszyny urabiającej 21 w kierunku wybierania 22. W tym przykładzie wykonania urabiarka ma postać wrębiarki 21.

Wrębiarka 21 jest przemieszczalna za pomocą liny wrębowej, nie przedstawionej, w kierunku 19 skrawania. Ma ona dwa frezy walcowe 23, 24 ustawione są na różnej wysokości i wybierające ścianę węglową. Odkruszany węgiel jest ładowany na przenośnik przez wrębiarkę, zwaną również „ładowarką walcową. Przenośnik składa się z rynny 25, w której łańcuch przenośnika porusza się wzdłuż frontu węglowego. Rynna 25 dzieli się na poszczególne człony, które wprawdzie połączone są ze sobą nawzajem, jednak mogą wykonywać pewne przemieszczenia wzajemne w kierunku urabiania 22. Każdy z tych członów jest połączony przez jednostkę siłownika tłokowego (tłoka kroczącego) 29 jako dozownik siły, z zestawem obudowy 1 do 18. Każda z jednostek obudowy służy do podpierania ściany. Służy do tego również dodatkowa jednostka siłownika tłokowego 30, która wstępnie napręża płytę spodnią względem płyty dachowej. Płyta dachowa zaopatrzona jest na jej przednim końcu, zwróconym do pokładu, w tak zwany łapacz przodkowy 48. Chodzi przy tym o odchylną klapę rozkładaną przed wybraną ścianą węglową. Łapacz przodkowy musi być przed przesuwem wrębiarki 21 podnoszony. Również do tego służy nie przedstawiona dodatkowa jednostka siłownika tłokowego. Występują poza tym inne elementy funkcjonalne; dla zrozumienia wynalazku ich wyszczególnianie i opis nie są konieczne.

PL 202 665 B1

W przypadku każdego dozownika siły chodzi - o czym już wspomniano - o jednostkę hydraulicznego siłownika tłokowego.

Te jednostki siłowników tłokowych są uruchamiane za pośrednictwem zaworów 44, i zaworów sterowania wstępnego 45. Na zaworze sterowania wstępnego zamocowany jest zespół 40 sterowania zaworu, to znaczy obudowa ze znajdującym się wewnątrz elementem sterowania zaworu.

Na fig. 2 wrębiarka porusza się w prawo. Dlatego łapacz przodkowy jednostki 17 obudowy musi być złożony. Z drugiej strony zostaje w kierunku wybranej ściany wysunięty człon 25 rynny na jednostce 9 obudowy, która znajduje się - w kierunku jazdy 19 - za wrębiarką 21. Tak samo w kierunku do przodu po ubierce ścianowej, bądź po wybranej ścianie węglowej przesuwają się kolejne jednostki 8, 7, 6, 5 i 4 obudowy. W tych jednostkach obudowy klapy łapaczy przodkowych są już na powrót opuszczone. Jednostki 3, 2, 1 obudowy są ostatecznie wycofane i pozostają w tym położeniu, aż do zbliżenia się wrębiarki ponownie z prawej strony. Sterowanie tych ruchów odbywa się częściowo automatycznie w zależności od przemieszczeń i chwilowego położenia wrębiarki, a częściowo ręcznie. W tym celu każda z obudów ma przyporządkowaną. Do każdej grupy obudów bądź urządzeń sterowania tarcz przyporządkowane jest jedno ścianowe urządzenie sterujące 33. Każde urządzenie 34 sterowania tarczy jest przyporządkowane do jednej z obudów 1 - 18, i jest połączone z zaworami 45 sterowania wstępnego i zaworami głównymi 44 wszystkich dozowników siły zestawu 1, 2, 3 ... (do 18) obudowy przez jeden z zespołów 40 sterowania zaworu (mikroprocesor).

Każde z urządzeń sterowania tarcz służy za centralny zespół sterujący obudowy. Jednakowoż do jednej grupy wielu urządzeń sterowania tarcz może być przyporządkowane jedno ścianowe urządzenie sterujące 33 lub też do wszystkich urządzeń sterowania tarcz może być przyporządkowany jeden centralny zespół sterujący obudów (centrala główna 50 i/lub centrala pomocnicza 51), który połączony jest z urządzeniami sterowania tarcz.

Centralny zespół sterowania obudów składa się centrali głównej 50 i centrali pomocniczej 51.

Kabel 58 (wiązka magistralowa) łączy miedzy sobą wszystkie urządzenia 34 sterowania tarcz. Za pośrednictwem każdego z urządzeń sterowania tarcz odbywa się dalsze przekazywanie rozkazów obudowy. Za pośrednictwem rozkazu obudowy w określonej tarczy zostaje wyzwolona określona funkcja, na przykład dotycząca rabowania, kroczenia, osadzania. Ten rozkaz obudowy jest odbierany i dalej przekazywany przez wszystkie urządzenia 34 sterowania tarcz za pośrednictwem wiązki magistralowej 58. Wszystkie rozkazy obudowy z zespołów sterowania ścianowego doprowadzane są bezpośrednio do urządzenia sterowania tarczy połączonego bezpośrednio z zespołem 33 sterowania ścianowego. Z tego urządzenia sterowania tarczy rozkazy obudowywania docierają następnie przez wiązkę magistralową 58 do wszystkich pozostałych urządzeń 34 sterowania tarcz. Jednak, za pomocą odpowiedniego kodowania, do realizacji poszczególnych funkcji obudowy uaktywniane jest tylko jedno z urządzeń 1-18 sterowania tarcz lub jedna grupa urządzeń sterowania tarcz. Uaktywnione urządzenie sterowania tarczy przetwarza otrzymany rozkaz obudowy na rozkazy zaworów sterujących lub zaworów głównych przyporządkowanych do danych obudów.

Automatyczne wyzwalanie funkcji i kolejność wykonywania funkcji są opisane na przykład w dokumencie DE -A1 195 46 427.3.

Do centralnego ręcznego obsługiwania wprowadzania rozkazów służy urządzenie sterujące 37, które wykonane jest jako urządzenie ręczne i jest noszone przez obsługującego. Przy wprowadzaniu rozkazu osoba obsługująca może znajdować się poza przodkiem lub przynajmniej w pewnej odległości od chwilowego miejsca wybierania.

Urządzenie ręczne jest połączone drogą radiową z odbiornikami radiowymi 38 ścianowego urządzenia sterującego. Prostopadłościenne w kształcie urządzenie ręczne zaopatrzone jest po jednej stronie (stronie sterowania) w przyciski obsługowe. Za pośrednictwem tych przycisków możliwe jest wprowadzanie kodów do każdego z obsługiwanych urządzeń (jednego z urządzeń sterowania tarczy 34.1, 34.2...) i wyzwalanie rozkazu wykonania pożądanej funkcji lub pożądanego ciągu funkcji (na przykład rabowania lub kroczenia). Do transmisji radiowej służy na przykład antena 39 urządzenia ręcznego.

Kiedy osoba obsługująca obróci urządzenie ręczne o 180° wokół osi podłużnej, ujrzy stronę sterowania urządzenia ręcznego. Jest ona wyposażona w dwie diody, wyświetlacz, jak również dodatkowe przyciski. Osoba obsługująca może swoją lampą nagłowną oświetlić obie diody. Funkcja kontrolna urządzenia ręcznego zostaje wyzwolona dopiero, kiedy osoba obsługująca zasłoni, na przykład palcem jedną z diod. Dla kontroli obsługujący wprowadza kod kontrolowanej obudowy. W wyniku tego urządzenie ręczne za pośrednictwem nadajnika/odbiornika 36 podczerwieni wchodzi w połączenie z dostrojonym nadajnikiem/odbiornikiem 36 podczerwieni na wywołanym za pośrednictwem kodu,

PL 202 665 B1 ścianowym urządzeniem sterującym 33. Za pomocą jednego z przycisków możliwe jest teraz sprawdzenie określonych funkcji lub stanów pracy. W tym celu w ścianowym urządzeniu sterującym przechowywany jest program, za pomocą którego możliwe jest przygotowanie i wykonanie sekwencji zapytań o funkcje, stany robocze i przebiegi działania określonej tarczy (obudowy) wskazanej kodem przekazywanym magistralą. Otrzymane dane następnie za pośrednictwem nadajnika/odbiornika 35, 36 podczerwieni są transmitowane do urządzenia ręcznego i przedstawiane na wyświetlaczu. Dzięki temu obsługujący może sprawdzić, czy określona obudowa jest jeszcze całkowicie sprawna, czy też wymaga konserwacji lub wymiany elementów funkcjonalnych lub sterujących.

Dzięki temu możliwa jest niezawodna, bezzakłóceniowa i eksploatacja wrębiarki i obudowy z zapewnieniem ich odporności. Okazuje się, że również przy eksploatacji podziemnej możliwe jest zapewnienie niezawodnej i bezzakłóceniowej transmisji radiowej odpowiednich sygnałów pozycyjnych i kierunkowych, i że istnieje możliwość dostatecznie niezawodnego obudową za pomocą jednego lub niewielu odbiorników, również przy znacznej długości ściany. W tym celu stosuje się urządzenie sterujące mające tę właściwość, że sygnały, które przekazywane są do jednego z urządzeń, lub poszczególnych urządzeń sterujących, są przekazywane dalej do pozostałych, i przy wykorzystaniu wspólnej wydajności obliczeniowej możliwe jest pewne określenie wywoływanych każdorazowo jednostek obudowy. W sprawie realizacji technicznej odsyła się do dokumentu DE 195 46 427.3.

Wspomniano już, że urządzenia 34 sterowania tarcz miedzy sobą połączone są kablem 58, który w dotychczasowych odmianach wykonania zawiera tylko dwie żyły, i że służy do transmisji szeregowej, za każdym razem słowa kodowego i rozkazu obudowy. Pobudzone zostają tylko te z urządzeń 34 sterowania tarcz jednostek obudowy, których wpisane słowa kodowe są identyczne z transmitowanym słowem kodowym. W przypadku kabla 58, chodzi również o kabel dwużyłowy, który ułożony jest w postaci wiązki magistralowej od jednego urządzenia 34 sterowania tarczy do następnego, i łączy ze sobą, poza znajdującymi się miedzy nimi urządzeniami 34 sterowania tarcz, również centralę główną 50 i centralę pomocniczą 51

Według niniejszego wynalazku zamiast stosowania, jak dotychczas pojedynczego dwużyłowego kabla 58, układa się jeszcze równolegle drugi kabel dwużyłowy 59, w niniejszym zgłoszeniu określany jako równoległy. Kable 58, 59 są w niniejszym zgłoszeniu określone również jako linie magistralowe.

Zasada łączenia kabli w poszczególnych urządzeniach 34 sterowania tarczy została przedstawiona na fig. 3. Przedstawiono dwa, 34.1 i 34.2, spośród pewnego zbioru urządzeń sterowania tarcz. Urządzenia sterowania tarcz liniami magistralowymi 58 i 59 połączone są z centralą główną 50 i centralą pomocniczą 51 Linia magistralowa 58 ma dwa przewody fazowe 58.1 i 58.2; linia magistralowa 59 ma dwa przewody fazowe 59.1 i 59.2.

Wszystkie cztery przewody fazowe obu linii magistralowych są dołączone do elementów wejściowych 52 urządzeń 34.1,34.4, ... sterowania tarcz. Nadchodzące z elementów wejściowych sygnały są przetwarzane w urządzeniach sterowania tarcz, to znaczy najpierw odbywa się sprawdzenie, czy przysłane wspólnie słowo kodowe odpowiada zapisanemu słowu kodowemu przyporządkowanemu temu konkretnemu urządzeniu sterowania tarczy. Jeżeli transmitowane sygnały są sygnałami sterującymi, to odbywa się następnie odpowiednie przetworzenie i przekazanie do odpowiednich elementów funkcyjnych tarczy, co opisano powyżej.

Każda z faz 58.2 bądź 59.2 zostaje następnie doprowadzona do jednego z elementów przełączających 53. Odpowiednie fazy opuszczają następnie odpowiedni element przełączający 53 przez wyście i są następnie doprowadzane do odpowiedniego elementu przełączającego sąsiedniego urządzenia 34.2 sterowania tarczy. W elemencie przełączającym 54.3 obie fazy 58.2 i 59.2 mogą być rozdzielane synchronicznie lub pojedynczo.

Druga faza 58.1 bądź 59.1 linii magistralowych 58 bądź 59 są doprowadzone dalej do elementu wzmacniającego 54. Odpowiednie fazy są doprowadzone z wyjścia każdego elementu wzmacniającego do elementu wzmacniającego sąsiedniego urządzenia 34.2, ... sterowania tarczy. Każde urządzenie 34.1, 34.2, ... sterowania tarczy ma zatem „prawy element wejściowy 52, który odbiera i przetwarza sygnały, które nadchodzą z prawej strony, to znaczy z centrali pomocniczej 51 lub z położonych dalej na prawo urządzeń 34.3. ... sterowania tarczy. Sąsiednie urządzenia 34.1, 34.2 sterowania tarczy są więc również połączone dwoma kablami, z których każdy ma dwie fazy.

Przełącznik 53 ze swoimi obydwoma elementami połączeniowymi jest w stanie normalnym zamknięty, tak że następuje przewodzenie. Rozłączenie linii magistralowych następuje jednak, kiedy powstają zakłócenia. W tym celu, ponadto przez jedno z urządzeń sterujących (centralę główną, centralę pomocniczą, urządzenie ręczne, ścianowe urządzenie sterujące lub urządzenie sterowania tarPL 202 665 B1 czy) elementy przełączające znajdujących się na prawo, bądź na lewo urządzeń sterowania tarczy są rozwierane pojedynczo i kolejno i wtedy nadają sygnał kontrolny. Ponieważ sygnał kontrolny zostaje potwierdzony natychmiast przez poinformowane urządzenia sterowania tarcz, to można ustalić, które z urządzeń sterowania tarcz znajdują się po drugiej stronie wadliwego urządzenia sterowania tarczy. Poza tym wydzielenie przypadku wady może być realizowane dla izolowania wadliwego urządzenia sterowania tarczy, i odseparowania go od jednej lub więcej linii magistrali. Dzięki temu inne urządzenia sterowania tarcz pozostają sterowne, i usuniecie wady może się odbyć bez zamykania ściany.

W elemencie wzmacniającym 54 odbywa się odświeżanie nadchodzących sygnałów cyfrowych. Odbywa się to tak, że w elemencie wzmacniającym następuje ustalenie, czy wchodzące sygnały przekraczają pewną zadaną wartość progową. Kiedy tak jest, następuje wytworzenie na wyjściu sygnałów o większym natężeniu, korzystnie o natężeniu oryginalnym, dzięki czemu zapewnione jest przeprowadzanie sygnałów przez wszystkie urządzenia sterowania tarcz. Tego rodzaju wzmacnianie nadaje się zwłaszcza do transmisji sygnałów sterujących sygnałów pomiarowych itd. w postaci cyfrowej.

Kiedy teraz z jednej z central 50, 51 lub z urządzenia zadającego 37 (fig. 2) zostaje podany rozkaz sterujący w systemie, to następuje transport tego rozkazu sterującego przez w danym momencie wolną linię magistralową 58. Przy tym rozkazy sterujące są przenoszone w opisany sposób przez poszczególne urządzenia 34.1, 34.2 sterowania tarcz. Pobudzane jest wyłącznie to urządzenie sterowania tarczy, którego zapamiętane słowo kodowe jest zgodne ze słowem kodowym, które zostało dodane do sygnału sterującego. Odbiór i/lub wykonanie odpowiedniego rozkazu sterującego może być potwierdzane sygnałem zwrotnym, ponieważ jest do dyspozycji jedna z obu linii magistralowych 58 bądź 59. Meldunek zwrotny może nastąpić natychmiast i bez opóźnień, tak że w urządzeniu wprowadzającym, to znaczy centrali głównej 50, centrali pomocniczej 51 lub urządzenie sterujące 37 również jest możliwa natychmiastowa kontrola. Odpowiednie sygnały sterujące są doprowadzane dalej do zespołu 40 sterowania zaworu (fig. 1). W wyniku tego zostaje uaktywniony magnes nastawiający zaworu sterowania wstępnego 45 i uruchomiony danych zawór główny 44 dozownika 30 siły. Odtąd możliwe jest również transmitowanie zwrotnie przez linie magistrali, sygnałów czujników ciśnienia które przyporządkowane są do każdego z dozowników siły i/lub zaworu.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół sterujący obudowy, do sterowania przemieszczeniami jednostek obudowy na ścianie węglowej kopalni, zawierający centralny system sterujący i pewna liczbę jednostek sterujących, spośród których każda jednostka obudowy przyporządkowana jest miejscowo i funkcjonalnie do jednej jednostki sterującej (urządzenia sterowania tarcz); przy czym urządzenia sterowania tarcz są połączone z centralnym systemem sterowania i ze sobą nawzajem, za pośrednictwem linii magistralowej, przez którą każde z urządzeń sterowania tarcz może być wywoływane w celu wprowadzania rozkazu sterującego z centralnego systemu kontroli lub sąsiedniego urządzenia sterowania tarczy; każde urządzenie sterowania tarczy jest programowane tak, że rozkazy sterujące wchodzące przez linię magistralową, które są zaopatrzone w słowo kodowe odpowiednio przyporządkowane do każdego z wywoływanych urządzeń sterowania tarcz mogą być transmitowane do jednostek sterowania tarcz do wykonania, znamienny tym, że każdy zespół sterowania tarczy zawiera element przełączający, za pomocą którego może być oddzielana faza przynajmniej jednej z linii magistralowych.
2. 2. Zespół sterujący obudowy według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie sterowania tarczy zawiera wzmacniacz dla dochodzących przez przynajmniej jedną z obu linii magistralowych sygnałów nie zaopatrzonych w sygnał kodowy nie przyporządkowany do danego wywoływanego zespołu sterowania tarczy.
3. 3. Zespół sterujący obudowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że urządzenia sterowania tarcz za pomocą takiej samej drugiej linii magistralowej (magistrali równoległej) połączone są z centralnym systemem sterującym i ze sobą nawzajem, i że urządzenie sterowania tarczy programowane jest w taki sposób, że sygnały dochodzące za pośrednictwem jednej z linii magistralowych które nie są zaopatrzone w słowo kodowe przyporządkowane do danego wywoływanego urządzenia, są przekazywane dalej do sąsiedniego urządzenia sterowania tarczy.