PL222344B1 - Układ separacji transmisji sieci przemysłowej, zwłaszcza do górnictwa podziemnego - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222344 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 400864 ^{(51) Int.Cl.}

H04L 12/00 (2006.01) H04L 12/46 (2006.01) H04B 3/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 21.09.2012 (54) Układ separacji transmisji sieci przemysłowej, zwłaszcza do górnictwa podziemnego

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: KOPEX SPÓŁKA AKCYJNA, Katowice, PL (72) Twórca(y) wynalazku:
31.03.2014 BUP 07/14	WOJCIECH GAJDA, Sosnowiec, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	TOMASZ BUJOCZEK, Palowice, PL JAN LUBRYKA, Jastrzębie Zdrój, PL KAROL OPIELKA, Piekary Śląskie, PL ADRIAN BABIOCH, Gliwice, PL
29.07.2016 WUP 07/16	TOMASZ SOROKA, Gliwice, PL
	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Włodzimierz Caban

PL 222 344 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ separacji transmisji sieci przemysłowej zwłaszcza dla górnictwa podziemnego, znajdujący zastosowanie w szczególności w sieci połączeń urządzeń o nieokreślonych parametrach transmisji.

W systemach transmisji cyfrowej między urządzeniami pracującymi w górniczym środowisku zagrożonym wybuchem niezbędnym jest stosowanie dodatkowych odseparowań galwanicznych od strefy zagrożonej wybuchem. W standardowym wykonaniu komunikacja między urządzeniami po dwuprzewodowym torze transmisyjnym wykorzystuje wspólną magistralę, zarządzaną jednym nadrzędnym urządzeniem dominującym, które inicjuje i przeprowadza transmisję z pozostałymi podporządkowanymi mu urządzeniami zgrupowanymi w sieci. W takich sieciach transmisja danych przebiega w ten sposób, że urządzenie nadrzędne wysyła zapytanie o dane do wybranego urządzenia wykonawczego, po czym przełącza się w tryb odbioru i oczekuje przez określony czas na odpowiedź na swoje zapytanie. Urządzenie podporządkowane będące cały czas w systemie odbioru, po odebraniu zapytania skierowanego do niego przełącza się na nadawanie i odsyła urządzeniu nadrzędnemu swoją informację, po czym przełącza się z powrotem na odbiór. Ponieważ zapytania są konkretnie adresowane nie dochodzi do kolizji w trybie nadawania. Problem powstaje w sytuacjach kiedy pomiędzy modułem transmisyjnym każdego z podporządkowanych urządzeń, a magistralą komunikacyjną musi pojawić się separator galwaniczny niezbędny w przypadku pracy urządzeń w atmosferze zagrożonej wybuchem. W takim przypadku stosowane są zazwyczaj separatory inteligentne, które analizują transmisję po obu separowanych stronach. Przy jednoczesnym określeniu protokołu transmisji i pozostałych jej parametrów takich jak prędkość, liczba bitów stopu parzystość itp., separator zdolny jest do kontroli kierunku transmisji przełączający się pomiędzy nadawaniem a odbieraniem w odpowiednim momencie na podstawie analizy transmitowanych danych. Jednak taki separator będzie działał prawidłowo jedynie przy założeniu stałych parametrów transmisji, a więc nie będzie uniwersalny.

Znane są również bardziej zawansowane rozwiązania separatorów, które potrafią przełączać się pomiędzy wcześniej ustalonymi możliwymi protokołami i parametrami transmisji. Po wykryciu odpowiedniego protokołu i parametrów transmisji separator przełącza się w tryb pracy analogicznej do pracy separatora ze stałymi parametrami. Wadą takiego rozwiązania jest to, że do rozpoczęcia prawidłowej transmisji niezbędne jest przesłanie tzw. głuchych ramek, które pozwalają na ustawienie się separatora w odpowiedni tryb. Ponadto przy pracy z takim separatorem nie ma możliwości dokonywania zmiany parametrów transmisji w trakcie jej trwania, co w specyficznych warunkach jest wymagane i pożądane.

Celem wynalazku jest opracowanie budowy takiego układu separacji transmisji sieci przesyłowej zwłaszcza do górnictwa podziemnego, który będzie miał możliwość bieżącego analizowania na wszystkich możliwych i zdefiniowanych protokołach oraz parametrach transmisji transmitowanych danych i po wykryciu prawidłowej ramki natychmiastowe przekazywanie interfejsem danych o odpowiednich parametrach.

Istota wynalazku polega na tym, że blok odbiorczo-nadawczy przyłączony do magistrali transmisyjnej połączony jest z jednostką sterującą poprzez separator galwaniczny, natomiast jednostka sterująca ma wiele modułów odbiorczych o zindywidualizowanych parametrach transmisji, do których wpięty jest sygnał wejściowy. Za pośrednictwem bloku przełączeniowego ten sygnał wejściowy po prawidłowym zdekodowaniu transmisji przez jeden z modułów odbiorczych przekazywan y jest do bloku przyłączeniowego przekazującego sygnał jednemu z wielu modułów nadawczych o zindywidualizowanych parametrach transmisji i dalej przez separator galwaniczny i blok nadawczo-odbiorczy do magistrali sieciowej.

Korzystnym jest, gdy układ posiada dwa separatory galwaniczne, z których każdy jest połączony z modułami odbiorczymi oraz modułami nadawczymi przyporządkowanych im par wybieraków.

Zasadniczą zaletą układu według wynalazku jest uproszczenie i usprawnienie transmisji pomiędzy urządzeniami peryferyjnymi, włączonymi do górniczej sieci przemysłowej. Po wykryciu odebrania prawidłowej ramki przez którykolwiek moduł odbiorczy jednostka sterująca po szybkiej analizie źródła, z którego przyszła ta ramka, przekazuje ją do jednego z bloków nadawczych, który ma ustawione takie same parametry jak moduł odbiorczy, który tą ramkę wykrył.

Dzięki posiadaniu wielu niezależnych modułów odbiorczych, równolegle analizujących dane, unika się problemu przesyłania tak zwanych głuchych ramek, a przez to uzyskuje się uniwersalne rozwiązanie układu, dopasowujące się automatycznie do parametrów transmisji dowolnych protokółów

PL 222 344 B1 i różnych lokalizacji jednostki sterującej na magistrali sieci. Dodatkowo uzyskuje się możliwość rozszerzenia funkcjonalności urządzeń poprzez dokładanie modułów odbiorczych i nadawczych o kolejnych parametrach.

Układ według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku obrazującym schemat blokowy układu do separacji transmisji.

Układ separacji transmisji sieci przemysłowej dla górnictwa podziemnego połączony jest z siecią magistralną A₁, B₁, A₂, B₂ poprzez dwa bloki nadawczo-odbiorcze BNO1, BNO2 oraz separatory galwaniczne SG1, SG2. Do każdego z separatorów galwanicznych SG1, SG2 przyłączone są odpowiadające mu i przypisane do niego moduły transmisyjne, odbiorcze Rx1, Rx2, oraz moduły transmisyjne nadawcze Tx1, Tx2. Moduły transmisyjne odbiorcze Rx1, Rx2 grupują jednostki odbiorcze Rx1.1, Rx1.2, ...., Rx1 .N; Rx2.1, Rx2.2, ...., Rx2.N, a moduły transmisyjne nadawcze Tx1, Tx2 grupują jednostki nadawcze Tx1.1, Tx1.2, ...., Tx1,N; Tx2.1, Tx2.2, ...., Tx2,N, przypisane do odpowiedniego bloku przełączeniowego BPO1, BPO2, BPN1, BPN2 jednostki sterującej M. W jednostce sterującej M każdy z bloków przełączeniowych odbiorczych BPO1, BPO2 połączony jest z odpowiadającym mu blokiem przełączeniowym nadawczym BPN1, BPN2.

Po odebraniu przez blok nadawczo-odbiorczy BNO1 sygnału z magistrali A1 , sygnał ten przez separator galwaniczny SG1 przekazywany jest do modułu transmisyjnego odbiorczego Rx1. Po wykryciu przez jedną z jednostek odbiorczych Rx1.1, Rx1.2, Rx1.N transmisji o parametrach zgodnych z ustawieniami danej jednostki następuje: przełączenie bloku BPO1 na wskazaną jednostkę odbiorczą; przełączenie bloku BPN2 na powiązaną z jednostką odbiorczą jedną z jednostek nadawczych Tx2.1, Tx2.2, ...., Tx2.N; przełączenie kierunku separatora SG2 do nadawania do magistrali A2; transmisja sygnału z odpowiedniej jednostki odbiorczej Rx1.1, Rx1.2, ...., Rx1.N do powiązanej z nią jednostki nadawczej Tx2.1, Tx2.2, ...., Tx2,N, która poprzez separator galwaniczny SG2 nadaje sygnał do magistrali A2. Po zakończonym nadawaniu transmisji przez dowolną jednostkę z bloku nadawczego Tx2, następuje przełączenie separatora SG2 w tryb odbiorczy i układ oczekuje nadejścia sygnału z magistrali A1 i A2.

Analogicznie po odebraniu przez blok nadawczo-odbiorczy BNO2 sygnału z magistrali A2, sygnał ten przez separator galwaniczny SG2 przekazywany jest do modułu transmisyjnego odbiorczego Rx2. Po wykryciu przez jedną z jednostek odbiorczych Rx2.1, Rx2.2, ...., Rx2.N transmisji o param etrach zgodnych z ustawieniami danej jednostki następuje: przełączenie bloku BPN1 na powiązaną z jednostką odbiorczą jedną z jednostek nadawczych Tx1.1, Tx1.2, ...., Tx1.N; przełączenie kierunku separatora SG1 do nadawania do magistrali A1; transmisja sygnału z odpowiedniej jednostki odbiorczej Rx2.1, Rx2.2, ...., Rx2.N do powiązanej z nią jednostki nadawczej Tx1.1, Tx1.2, ...., Tx1,N, która poprzez separator galwaniczny SG1 nadaje sygnał do magistrali A1 . Po zakończonym nadawaniu transmisji przez dowolną jednostkę z bloku nadawczego Tx1 , następuje przełączenie separatora SG1 w tryb odbiorczy i układ oczekuje nadejścia sygnału z magistrali A1 i A2.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ separacji transmisji sieci przemysłowej, zwłaszcza do górnictwa podziemnego, przeznaczony dla sieci urządzeń komunikujących się za pomocą szeregowej transmisji danych z jednostką sterującą, otrzymujących i podających sygnały przez blok nadawczo-odbiorczy, znamienny tym, że przynajmniej jeden blok nadawczo-odbiorczy /BNO1, BNO2/ przyłączony do magistrali transmisyjnej /A₁, B₁, A₂, B₂/ połączony jest z jednostką sterującą /M/ poprzez separator galwaniczny /SG1, SG2/, natomiast jednostka sterująca /M/ ma wiele modułów odbiorczych /Rx1, Rx2/ o zindywidualizowanych parametrach transmisji, przyłączonych do bloku przełączeniowego /BPO1, BPO2/, z którego zdekodowane sygnały przekazywane są do bloku przełączeniowego nadawczego /BPN1, BPN2/, a stąd kierowane do jednego z wielu modułów nadawczych /Tx1, Tx2/ o zindywidualizowanych parametrach transmisji i przez separator galwaniczny /SG1, SG2/ oraz blok nadawczo-odbiorczy /BNO1, BNO2/ do magistrali sieciowej /A1, B1, A2, B2/.
2. 2. Układ według zastrz. 1 , znamienny tym, że ma dwa separatory galwaniczne /SG1, SG2/, z których każdy połączony jest z modułami odbiorczymi /Rx1 , Rx2/ oraz modułami nadawczymi /Tx1, Tx2/ przypisanych im bloków przełączeniowych /BPO1, BPO2, BPN1, BPN2/.