PL213034B1 - Zespól ukladu sterowania kompleksu elektrohydraulicznie napedzanych sekcji scianowej obudowy górniczej - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy zespołu układu sterowania kompleksu elektrohydraulicznie napędzanych sekcji ścianowej obudowy górniczej. Każda z elektrohydraulicznie napędzane sekcji obudowy górniczej kompleksu ścianowego wyposażona jest w urządzenie sterujące (2), a dla co najmniej dwóch urządzeń sterujących (2) przewidziany jest co najmniej jeden zasilacz dla zasilania prądem. Łącznik (8), który stanowi galwaniczne rozdzielenie pomiędzy zasilaczem a urządzeniami sterującymi (2) i/lub grupami (I II ) urządzeń sterujących (2) oraz umożliwia komunikację pomiędzy tymi dwoma urządzeniami sterującymi (2) i/lub grupami (I, II) urządzeń sterujących (2) zintegrowany jest z zasilaczem (7) lub jest bezpośrednio przytwierdzony do obudowy zasilacza, korzystnie kołnierzowo. W preferowanym wykonaniu zasilacz posiada podzespół do wymiany danych z urządzeniami sterującymi (2) i do przekazywania bieżących informacji do urządzeń sterujących. Ponadto zasilacz zlokalizowany jest pod osłoną chroniącą go przed wpływami agresywnego środowiska górniczego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół układu sterowania kompleksu elektrohydraulicznie napędzanych sekcji ścianowej obudowy górniczej, przydatny w szczególności przy podziemnej eksploatacji węgla kamiennego.

Z niemieckiego opisu patentowego DE 195 28 644 A1 znane jest wyposażenie górniczej ściany wydobywczej, w której każdej z wielu sekcji obudowy przyporządkowane jest urządzenie sterujące wyposażone w listwę sterującą zawierającą zawory oraz czujniki. Niektóre bądź też wszystkie sekcje obudowy wyposażone są w zintegrowany moduł w postaci urządzenia komputerowego, który służy do rejestrowania i przetwarzania sygnałów odbieranych przez czujniki poprzez listwę przyłączeniową oraz w celu realizacji podstawowych funkcji sekcji obudowy takich jak rabowanie, rozpieranie, kroczenie czy też przesuwanie przenośnika za pomocą systemu zaworów i hydrauliki. Ponadto każda sekcja obudowy wyposażona jest w lampę oświetlającą wyrobisko ścianowe, posiadającą osłonę chroniącą ją przed wpływami agresywnego środowiska pod ziemią. Przy grupowym sterowaniu sekcjami zintegrowany moduł komputerowy przyporządkowany jest jednej z sekcji obudowy, przy czym jest on zlokalizowany wraz z lampą oświetleniową w odpowiedniej osłonie, chroniącej przed wpływami agresywnego środowiska górniczego. Moduł komputerowy połączony jest ze zlokalizowanym również w osłonie zasilaczem, który doprowadza prąd do energooszczędnej lampy przystosowanej do zasilania prądem o napięciu 230 V, i redukuje napięcie wejściowe z 230 V na 12 V, ponieważ zgodnie z prawem górniczym urządzenia sterujące pracujące pod ziemią muszą być zasilane napięciem samobezpiecznym, wynoszącym przykładowo 12 V. Obudowy przyporządkowane poszczególnym sekcjom lub też zlokalizowane w nich zasilacze lub lampy połączone są ze sobą oraz z nośnikami energii i danych poprzez 230-voltowy kabel zasilający oraz system wtyków, odpowiednio chroniony przed wpływami agresywnego środowiska górniczego. Nadrzędny komputerowy moduł sterujący w sterowaniu grupowym połączony jest z później włączanymi urządzeniami sterującymi poprzez kable przesyłowe danych i zasilania w prąd elektryczny.

W innych podobnych rozwią zaniach stosowanych w górnictwie podziemnym, grupom sterowanym jednym modułem komputerowym przyporządkowany jest jeden nadrzędny komputer, który dla zachowania bezpieczeństwa własnego wyposażenia ścianowego zapewnia galwaniczne rozdzielenie pomiędzy zasilaczem a urządzeniami sterującymi sekcjami obudowy bądź też grupami urządzeń sterujących. W takiej konfiguracji poszczególne urządzenia sterujące uzależnione są od nadrzędnego komputera, co nie jest korzystne z punktu widzenia sterowania sekcją obudowy. Ponadto przedmiotowe rozwiązanie jest stosunkowo kosztowne, ze względu na konieczność stosowania zarówno modułów komputerowych dla poszczególnych urządzeń sterujących jak i jednostki nadrzędnej.

Znany jest również, na przykład z amerykańskiego opisu patentowego o numerze publikacji US 5062033 znany jest układ elektrohydrauliczny sterowania obudową górniczą. Układ ten zawiera jeden zasilacz oraz przyporządkowany mu łącznik, który kontroluje kierunek przepływu prądu.

Dodatkowo ze stanu techniki znane jest wyposażenie ścianowe, zawierające układ sterowania elektrohydraulicznego, które zostanie szczegółowo przedstawione na fig. 1 w opisie przykładu wykonania.

Zadaniem wynalazku jest zaprojektowanie zespołu układu sterowania kompleksu elektrohydraulicznie napędzanych sekcji ścianowej obudowy górniczej, który będzie prostszy w wykonaniu oraz tańszy w stosunku do rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że łącznik jest zintegrowany z zasilaczem lub jest bezpośrednio przytwierdzony do obudowy zasilacza, korzystnie za pomocą połączenia kołnierzowego, zaś zasilacz wykonany jest, jako zasilacz podwójny i każdorazowo poprzez osobny przewód połączony jest z grupą I urządzeń sterujących i z grupą II urządzeń sterujących. Ponadto zasilacz wyposażony jest w podzespół, przykładowo moduł komputerowy, który połączony jest z urządzeniami sterującymi w celu przetwarzania danych oraz przekazywania danych dotyczących przykładowo aktualnego poboru prądu lub też napięć szczytowych do urządzeń sterujących. Te z kolei w zależności od informacji o będącej do dyspozycji energii mogą aktywnie dostosowywać swe czynności sterownicze tak, że w całej ścianie prowadzone jest stałe zarządzanie energią. Zasilacz przyporządkowany jest jednej sekcji obudowy, przy czym zasilacz ten wraz z lampą oświetlającą ścianę umieszczone są w obudowie ochronnej, izolującej je od wpływu agresywnego środowiska górniczego. Lampa bądź też zasilacz zasilane są korzystnie prądem o napięciu 230 V. Zasilacz redukuje to napięcie do poziomu 12 V, tak, że dwukierunkowy łącznik i urządzenia sterujące sekcjami obudowy zasilane są napięciem samobezpiecznym o wartości 12 V.

Zaletą zintegrowania dwukierunkowego łącznika w zasilaczu względnie w obudowie zasilacza są oszczędności na przewodach zasilających w energię elektryczną, które w przeciwnym razie byłyby

PL 213 034 B1 potrzebne do połączeń pomiędzy wyjściami zasilacza oraz dwukierunkowego łącznika. Ponadto eliminuje się konieczność stosowania oddzielnego dwukierunkowego łącznika, przy czym jego zintegrowanie w zasilaczu znacznie obniża koszty. Urządzenia sterujące sekcjami obudowy mogą być połączone bezpośrednio z zasilaczem. Zintegrowany dwukierunkowy łącznik umożliwia przy tym komunikację pomiędzy podłączonymi do łącznika grupami urządzeń sterujących sekcjami obudowy, podczas gdy te są od siebie oddzielone galwanicznie. Jednocześnie dwukierunkowy łącznik zintegrowany w zasilaczu bądź też kołnierzowo dołączony bezpośrednio do obudowy zasilacza pełni funkcję galwanicznego rozdzielenia pomiędzy elektrycznie zasilanymi przez zasilacz urządzeniami sterującymi lub grupami urządzeń sterujących sekcjami obudowy.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyposażenie ścianowe znane ze stanu techniki, zaś fig. 2 - wyposażenie ścianowe według wynalazku z zasilaczem ze zintegrowanym, dwukierunkowym łącznikiem.

Rozwiązanie przedstawione na fig. 1, znane ze stanu techniki, posiada zasilacz 1 wykonany jest jako podwójny zasilacz do samobezpiecznego zasilania energetycznego dwóch urządzeń sterujących 2 lub grup I, II urządzeń sterujących 2. Zasilacz 1 połączony jest z dwu-kierunkowym łącznikiem 3 za pomocą kabli przyłączeniowych 4, mających postać przewodów wężowych przeznaczonych do stosowania w górnictwie podziemnym oraz poprzez nieprzedstawione na rysunku odpowiednie wtyki. Do jednego przyłącza sieciowego 5 zasilacza 1 przyłożone jest napięcie 230 V, które w zasilaczu redukowane jest na samobezpieczne napięcie o wartości 12 V. Dwukierunkowy łącznik 3 za pomocą przewodów 6 połączony jest z dwoma grupami I, II urządzeń sterujących 2 w różnych elektrycznych obwodach podwójnego zasilacza 1. Za pomocą każdego z urządzeń sterujących 2 można dokonać oceny analitycznej lub też zasterowania czujników i hydrauliki nieprzedstawionej na rysunku elektrohydraulicznej sekcji obudowy, przy czym każde urządzenie sterujące 2 przyłączone jest do nie przedstawionej na rysunku listwy sterującej dla czujników i zaworów przynależnej sekcji obudowy.

Fig. 2, ilustrujący wynalazek w przykładzie wykonania, przedstawia podwójny zasilacz 7 ze zintegrowanym w tym zasilaczu 7 dwukierunkowym łącznikiem 8 do zasilania w energię elektryczną grup I, II urządzeń sterujących 2. Jak widać w porównaniu z fig. 1, dzięki zintegrowaniu łącznika 8 w zasilaczu 7 nie ma potrzeby stosowania występujących w stanie techniki kabli przyłączeniowych 4 oraz przynależnych specjalnych wtyczek. Podwójny zasilacz 7 ma możliwość zasilania w energię elektryczną dwóch ciągów lub grup I, II urządzeń sterujących 2 sekcji obudowy. Na przyłączu sieciowym 5 zasilacza 7 przyłożone jest napięcie 230 V, które w zasilaczu 7 redukowane jest na samobezpieczne napięcie o wartości 12 V. Dwukierunkowy łącznik 8 poprzez przewody 6 połączony jest z dwoma grupami I, II urządzeń sterujących 2 w różnych elektrycznych obwodach zasilających podwójnego zasilacza 7. Za pomocą każdego urządzenia sterującego 2 można dokonać analizy stanu czujników i hydrauliki nie przedstawionej na rysunku elektrohydraulicznej sekcji obudowy i uruchomić ją, przy czym każde urządzenie sterujące 2 przyłączone jest do również nie przedstawionej na rysunku listwy sterującej dla czujników i zaworów przynależnej im sekcji obudowy.

Poprzez dwukierunkowy łącznik 8 urządzenia sterujące 2 obu grup I, II zasilane są z zasilacza 7 prądem pod napięciem 12 V. Obydwa przewody 6 służą zarówno do zasilania prądem elektrycznym, jak również do przekazywania danych. Dwukierunkowy łącznik 8 umożliwia komunikację pomiędzy urządzeniami sterującymi 2 obydwóch grup I, II za pośrednictwem przewodów 6. Łącznik 8 pełni przy tym funkcję galwanicznego rozdzielenia pomiędzy zasilaczem 7 a urządzeniami sterującymi 2 względnie pomiędzy grupami I i II urządzeń sterujących 2.

Każda grupa I, II urządzeń sterujących 2 obejmuje dalsze przyłączone urządzenia sterujące i poprzez przewody 9 oznaczone na rysunku jako linie punktowe następuje zarówno zasilanie prądem jak i przekaz danych, tak, że każdorazowo poprzez łącznik 8 wiele urządzeń sterujących 2 połączonych jest z zasilaczem 7. Poszczególne urządzenia sterujące 2 lub też grupy I, II są samowystarczalne i galwanicznie oddzielone od zasilacza.

Zasilacz 7 z dwukierunkowym łącznikiem 8 zlokalizowany jest korzystnie w jednej obudowie 10 zabezpieczonej przed wpływami agresywnego środowiska górniczego.

Powyższy przykład wykonania nie przedstawia wszystkich możliwych wariantów wynalazku, a jedynie ilustruje schematycznie, że dwukierunkowy łącznik jest zintegrowany bezpośrednio w zasilaczu lub przytwierdzony do niego na obudowie, korzystnie kołnierzowo. Ponadto na rysunku nie przedstawiono, że zasilacz może być wyposażony w inteligentny podzespół, przykładowo moduł komputerowy, służący do przekazywania informacji do urządzeń sterujących o aktualnym poborze prądu lub napięciach szczytowych, w celu uaktywnienia procesu sterowania sekcjami obudowy.

Claims (2)

1. Zespół układu sterowania kompleksu elektrohydraulicznie napędzanych sekcji ścianowej obudowy górniczej, w którym każda sekcja wyposażona jest w urządzenie sterujące, a dla co najmniej dwóch urządzeń sterujących przewidziany jest co najmniej jeden zasilacz dla zasilania prądem przedmiotowych urządzeń sterujących różnych sekcji obudowy, przy czym pomiędzy zasilaczem a przynajmniej dwoma urządzeniami sterującymi zlokalizowany jest dwukierunkowy łącznik, który stanowi galwaniczne rozdzielenie pomiędzy zasilaczem a urządzeniami sterującymi i/lub grupami urządzeń sterujących oraz umożliwia komunikację pomiędzy tymi dwoma urządzeniami sterującymi i/lub grupami urządzeń sterujących, znamienny tym, że łącznik (8) jest zintegrowany z zasilaczem (7) lub jest bezpośrednio przytwierdzony do obudowy zasilacza (7), korzystnie za pomocą połączenia kołnierzowego, zaś zasilacz (7) wykonany jest jako zasilacz podwójny i każdorazowo poprzez osobny przewód (6) połączony jest z grupą I urządzeń sterujących (2) i z grupą II urządzeń sterujących (2), przy czym zasilacz (7) posiada podzespół do wymiany danych z urządzeniami sterującymi (2) i do przekazywania bieżących informacji roboczych do urządzeń sterujących, w tym o bieżącym stanie poboru prądu i/lub jego wartościach progowych i/lub napięciu, a ponadto zasilacz (7) zlokalizowany jest pod osłoną chroniącą go przed wpływami agresywnego środowiska górniczego.

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zasilacz wraz z lampą służącą do oświetlania ściany zlokalizowany jest w obudowie.