PL219154B1 - System sterowania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest system sterowania, znajdujący zastosowanie zwłaszcza w górnictwie podziemnym do sterowania liniami technologicznie powiązanych urządzeń zwłaszcza zestawem taśmociągów.

Znany jest system sterowania zwierający: sterownik lokalny, magistralę w postaci przewodu wielożyłowego, komponenty systemu (adaptery, wyłączniki, czujniki, elementy wykonawcze dobierane w zależności od struktury sterowanych urządzeń). Przewód wielożyłowy składa się z wiązki trzech par żył i żyły pojedynczej, przy czym dwie pary żył są odrębnie ekranowane, a ponadto wszystkie żyły umieszczone są we wspólnej koszulce izolacyjnej i wspólnym ekranie. Para żył nie ekranowana wykorzystywana jest, jako linia zasilania urządzeń systemu sterowania, pierwsza para żył ekranowana wykorzystywana jest do tworzenia obwodu bezpieczeństwa, a druga do tworzenia obwodów sygnalizacji m.cz. pojedyncza żyła magistrali wykorzystywana jest, jako linia transmisji danych - komunikacja między sterownikiem lokalnym a urządzeniami współpracującym prowadzona jest poprzez linię transmisji za pomocą nieznanego protokołu komunikacyjnego. System może być wykorzystany do automatycznego sterowania różnymi urządzeniami.

Wadą tego systemu jest to, że komunikacja sterownika z urządzeniami układu realizowana jest za pomocą nieznanego protokołu komunikacyjnego, co powoduje, że komponenty systemu oraz wszelkie wykorzystywane produkty muszą pochodzić od jednego producenta.

System sterowania, według wynalazku zwiera: sterownik, magistralę lokalną stanowiącą zbiór przewodów łączących oraz umieszczonych kolejno między nimi niezbędnych urządzeń współpracujących - komponentów systemu (adapterów, wyłączników awaryjnych, elementów komunikacji głosowej itp). Każdy z komponentów zaopatrzony jest w dwa gniazda wtykowe przeznaczone do szeregowego wpinania danego komponentu w magistralę. Korzystnie każdy komponent umieszczony jest w obudowie zapewniającej szczelność i wodoodporność o stopniu ochrony IP 54. Sterownik systemu zawiera programowalny układ z procesorem, moduł komunikacyjny, zasilacz - przeznaczony do dostarczania energii elektrycznej elementom systemu, a ponadto zaopatrzony jest w wyłącznik awaryjny, elementy wskaźnikowe i nastawcze. Przewody łączące zawierają cztery pary żył, przy czym każda para, korzystnie, jest odrębnie ekranowana, a ponadto wszystkie pary umieszczone są we wspólnej koszulce izolacyjnej i są otoczone ekranem ogólnym. Przekroje żył w poszczególnych parach są takie same, co do wielkości. Każdy przewód łączący zakończony jest po obu stronach takim samym wtykiem przystosowanym do łączenia z jednym z gniazd wtykowych odpowiedniego komponentu. Długości poszczególnych przewodów łączących dobierane są odpowiednio do odległości dzielącej łączone komponenty. Pierwszy przewód łączący połączony jest jednym końcem z gniazdem wtykowym sterownika, a drugim z gniazdem wtykowym pierwszego komponentu sieci, każdy kolejny przewód łączący połączony jest z gniazdem wtykowym poprzedniego i następnego komponentu, zaś wolne gniazdo ostatniego komponentu zakończone jest członem końcowym. Utworzone w ten sposób linie - pary żył biegną od sterownika do ostatniego komponentu i stanowią: pierwsza para linię zasilania - przeznaczoną do zasilania urządzeń magistrali, druga para linię bezpieczeństwa - przeznaczoną do łączenia obwodu bezpieczeństwa, trzecia para linię transmisji sygnałów m.cz. - przeznaczoną do prowadzenia rozmów, a także do nadawania oraz emisji sygnałów ostrzegawczych, zaś czwarta para linię transmisji danych, przy czym komunikacja między sterownikiem, a urządzeniami współpracującymi prowadzona jest za pomocą znanego protokołu komunikacyjnego PROFIBUS DP. Korzystnie pary druga, trzecia i czwarta mają postać skrętki. Obwód bezpieczeństwa stanowi zespół wyłączników awaryjnych, z których każdy zaopatrzony w parę zestyków normalnie zwartych. Każdy z zestyków poszczególnych wyłączników awaryjnych włączony jest szeregowo do jednej z żył linii bezpieczeństwa. Żyły linii bezpieczeństwa pierwszego przewodu łączącego połączone są z cewką podtrzymującą przekaźnika znajdującego się w sterowniku, zaś żyły linii bezpieczeństwa ostatniego przewodu łączącego - wprowadzonego do członu końcowego - połączone są poprzez rezystory z linią zasilającą. Takie połączenie zapewnia unieruchomienie sterowanej instalacji zarówno w przypadku rozłączenia zestyków dowolnego wyłącznika awaryjnego jak również w przypadku przerywania, w dowolnym miejscu, którejkolwiek z żył linii zasilającej lub linii bezpieczeństwa. Linia transmisji sygnałów m.cz. przeznaczona jest do transmisji sygnałów ostrzegawczych pochodzących ze sterownika, a także sygnałów komunikacji głosowej, i wywoławczej, pochodzących z modułów komunikacji. Każdy moduł komunikacji zawiera; część akustyczną składającą się ze: wzmacniaczy głośnika i mikrofonu, generatora sygnałów, części zasilającej z akumulatorem i zespołem ładowania akumulatora, a ponadto: przyciski: rozmówny

PL 219 154 B1 i sygnałowy oraz transformator sprzęgający - równolegle - moduł komunikacji z linią transmisji sygnałów m.cz., co powoduje, że linia ta jest linią „pływającą”- nie połączoną galwanicznie z żadnym modułem komunikacyjnym. Akumulatory, korzystnie, doładowywane są z linii zasilania. W generatorach zapisane są identyczne sekwencje dźwięków, które w zależności od stanu nadzorowanego obiektu pobudzane są sygnałem cyfrowym pochodzącym ze sterownika. Linia transmisji danych wykorzystywana jest w znany sposób do przesyłania telegramów wymienianych pomiędzy sterownikiem i urządzeniami magistrali lokalnej, korzystnie z wykorzystaniem standardu PROFIBUS DP.

Zaletą systemu według wynalazku jest to, że: każdy moduł komunikacji przystosowany jest do dołączenia sygnału cyfrowego ze sterownika, może być stosowany w atmosferach o dużej wilgotności i zapyleniu, sposób zasilania modułów komunikacyjnych pozwala na prowadzenie rozmów podczas zaniku zasilania systemu, do transmisji danych wykorzystuje się znany standard komunikacyjny,

Rozwiązanie pokazane jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment przykładowego zestawu komponentów do sterowania taśmociągu a fig. 2 schemat blokowy modułu komunikacji

System sterowania w przykładowym zestawieniu pokazanym na fig. 1 składa się ze sterownika 1 z niewidocznymi na rysunku: zasilaczem elementami wskaźnikowymi i nastawczymi, modułów komunikacyjnych 2, wyłączników awaryjnych 3, adaptera wej./wyj. 4, przewodów łączących 5 zakończonych wtykami 6. Każdy z komponentów zaopatrzony jest w dwa gniazda wtykowe 7. Wolne gniazdo ostatniego wyłącznika awaryjnego 3 zakończone jest członem końcowym 8. Każdy moduł komunikacji 2, którego schemat pokazany jest na fig. 2 zawiera; część akustyczną składającą się ze: wzmacniaczy głośnika 8 i mikrofonu 10, generatora sygnałów, części zasilającej z akumulatorem 11 i zespołem ładowania akumulatora 12, a ponadto: przyciski: rozmówny 13 i sygnałowy 14 oraz transformator sprzęgający 15. Każdy moduł komunikacji 2 połączony jest z linią transmisji sygnałów m.cz. 16, poprzez transformator sprzęgający 15. Akumulatory 11, z linii zasilania 17. System sterowania wykorzystuje się w znany sposób zwłaszcza w górnictwie w procesach sterowania taśmociągów, wentylatorów górniczych, pomp systemu odwadniania itp.

Claims (3)

1. System sterowania zawierający sterownik systemu, zbiór komponentów systemu, magistralę w postaci przewodu wielożyłowego, którego żyły tworzą linie: zasilania, obwodu bezpieczeństwa, komunikacji m.cz. oraz transmisji danych, przy czym dwie pary żył linii bezpieczeństwa i komunikacji m.cz. mają postać skrętki i są odrębnie ekranowane, zaś wszystkie żyły umieszczone są we wspólnej koszulce izolacyjnej i wspólnym ekranie, a ponadto transmisja danych prowadzona jest za pomocą protokołu komunikacyjnego, znamienna tym, że magistrala zawiera cztery pary żył, przy czym, korzystnie, każda para jest odrębnie ekranowana, a utworzone linie - pary żył stanowią: linię zasilania, linię bezpieczeństwa, linię transmisji sygnałów m.cz. oraz linię transmisji danych, a ponadto magistrala podzielona jest na odcinki zakończone po obu stronach takim samym wtykiem, przy czym poszczególne odcinki połączone ze sobą poprzez gniazda wejściowe i wyjściowe komponentów sieci, przy czym jeden koniec pierwszego odcinka magistrali przeznaczony jest do połączenia z gniazdem wtykowym sterownika, zaś wolny koniec ostatniego odcinka poprzez gniazdo wyjściowe ostatniego komponentu zakończone jest członem końcowym.

2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że linia bezpieczeństwa, komunikacji m.cz. transmisji oraz linia danych mają postać skrętki.

3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że przekroje żył w poszczególnych parach są takie same, co do wielkości.