PL222345B1 - Sposób transmisji danych w sieci górniczych urządzeń dołowych - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222345 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 400869 ^{(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) Sposób transmisji danych w sieci górniczych urządzeń dołowych

	(73) Uprawniony z patentu: KOPEX SPÓŁKA AKCYJNA, Katowice, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku:
31.03.2014 BUP 07/14	WOJCIECH GAJDA, Sosnowiec, PL PAWEŁ DROZDEK, Sosnowiec, PL PIOTR WOJTASZCZYK, Tychy, PL JAN LUBRYKA, Jastrzębie Zdrój, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	ADAM KEMPA, Mikołów, PL
29.07.2016 WUP 07/16	DANIEL KWIECIŃSKI, Bytom, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Włodzimierz Caban

PL 222 345 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób transmisji danych w sieci górniczych urządzeń dołowych, znajdujący zastosowanie zwłaszcza w sterowaniu górniczymi kompleksami wydobywczymi.

Maszyny i urządzenia górnicze dla optymalnego wykorzystania i sterowania łączone są w sieć, powiązaną za pomocą magistrali przewodowych lub bezprzewodowych, względnie w układzie mieszanym. Zarządzanie maszynami w sieci realizowane jest za pomocą jednostki sterującej, która może być usytuowana w wyrobiskach podziemnych, względnie w dyspozytorni powierzchniowej. Dla właściwego przebiegu procesu wydobywczego niezbędnym jest przekazywanie wielkiej ilości sygnałów między urządzeniami sterowanymi, a jednostką sterującą. Dla uniknięcia kolizji transmisji pomiędzy różnymi urządzeniami a jednostką sterującą, wymianę danych realizuje się w sposób bezpośredni dla każdego urządzenia odrębnie. Przebiega to w ten sposób, że z jednostki sterującej kierowane jest zapytanie do podporządkowanego, konkretnego urządzenia i wówczas następuje odpowiedź od tego urządzenia. Dla innego następnego urządzenia transmisja musi być odrębnie kierowana, a więc przy dużej ilości urządzeń w sieci problem ten nadmiernie komplikuje się i może się okazać, że dane z któregoś urządzenia jednostka sterująca otrzyma z opóźnieniem, przez co nastąpi podjęcie błędnych decyzji. Dla minimalizacji negatywnych skutków takiego działania dokonuje się grupowania urządzeń tego samego typu w zespoły, a więc uzyskuje się informacje od zespołów maszyn, dla przykładu od zespołu czujników ciśnienia w sekcjach kompleksu zmechanizowanego, a nie od każdej sekcji z osobna. Prowadzi to do usprawnienia transmisji i podejmowania decyzji, jednak system ten jest wrażliwy na wystąpienie zakłócenia spowodowanego uszkodzeniem łącza któregokolwiek urządzenia. W takim przypadku uszkodzenie jednego urządzenia spowoduje brak komunikacji z pozostałymi, które oczekują na zakończenie transmisji poprzednika.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu transmisji danych w sieci górniczych urządzeń dołowych, która wyeliminuje możliwość przerwania transmisji w sieci i uporządkuje płynną transmisję danych między jednostką sterującą, a wszystkimi podporządkowanymi urządzeniami włączonymi w sieć.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że w każdym urządzeniu sieci dokonuje się przyporządkowania kolejności przekazywania sygnałów przez urządzenia podporządkowane i nadaje się każdemu urządzeniu zwłokę czasową w realizacji transmisji, która jest funkcją jego usytuowania w sieci urządzeń.

Najlepiej jest, gdy na okres zwłoki, zadanej dla danego, indywidualnego urządzenia, zasilanie jego bloku transmisji przestawia się w stan czuwania.

Korzystnym jest również, gdy czas zwłoki weryfikuje się na bieżąco w zależności od długości czasu wymiany sygnałów pomiędzy urządzeniami poprzedzającymi w uporządkowanej sieci.

Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest wyeliminowanie możliwości równoczesnej transmisji sygnałów do jednostki sterującej z kilku urządzeń podporządkowanych, przy zagwarantowaniu ciągłości wymiany informacji w sieci, nawet przy awarii jednego z urządzeń. W przypadku w ystąpienia uszkodzenia jednego, względnie kilku urządzeń o różnym usytuowaniu w sieci, transmisja pomiędzy pozostałymi urządzeniami, a jednostką sterującą przebiegać będzie z zachowaniem porządku czasowego i właściwej synchronizacji. Dodatkowo możliwym jest obniżenie energochłonności całego układu, co jest szczególnie istotne przy transmisji bezprzewodowej, a wynika z automatyczn ego przestawiania się urządzeń podporządkowanych w stan czuwania na czas zwłoki wynikającej z ich usytuowania w sieci.

Wynalazek został bliżej objaśniony w opisie przykładowego zastosowania w sieci zarządzającej dołowym kompleksem urabiającym.

Przykładowe funkcjonowanie tego sposobu odnosi się do sieci, w której zgrupowane są setki jednakowych, bezprzewodowych czujników ciśnienia, służących do wskazywania ciśnienia medium roboczego w każdym ze stojaków dziesiątków sekcji obudowy zmechanizowanej. Dla takiej sieci każdemu odcinkowi ciśnienia przypisuje się kolejność dokonywania przez niego transmisji w całej sieci, względnie w jej określonym fragmencie. Na tej podstawie każdy czujnik ma zakodowane w pamięci, które czujniki w czasie zbiorowej transmisji winny dokonać transmisji przed nim. Każdy czujnik dok onuje przesłania swoich danych po zwłoce czasowej równej co najmniej okresowi transmisji z pojedynczego czujnika. Zwłokę czasową dobiera się przed transmisją danych proporcjonalnie do ilości czujników, które powinny dokonać transmisji przed danym czujnikiem. W każdej nadawanej ramce znajduje się informacja jednoznacznie identyfikująca czujnik nadający wśród innych czujników w sieci.

PL 222 345 B1

Określenie momentu rozpoczęcia transmisji przez konkretny czujnik następuje podczas nasłuchiwania transmisji biegnącej w magistrali sieciowej z identyfikacją nadających czujników. Gdy czujnik oczek ujący na transmisję odbierze w trakcie podsłuchu sieci ramkę danych z innego czujnika, dokonuje aktualizacji zwłoki czasowej dla ustalenia faktycznego momentu, w którym dokona przesłania własnych danych. Ustalenia tego dokonuje się na podstawie informacji o kolejności przesyłania danych przez czujniki oraz na podstawie okresu trwania transmisji z jednego czujnika. W przypadku, gdy któryś z czujników nie dokona przesłania swoich danych do jednostki sterującej, przykładowo wskutek awarii, po zwłoce czasowej podjęta zostanie transmisja danych przez czujnik, uprzednio zdefiniowany jako następny, po czujniku uszkodzonym. Jak wynika z powyższego przykładu zastosowania w konkretnej sieci z czujnikami ciśnienia na bieżąco dokonywana jest synchronizacja czasowa funkcjonowania całej sieci. Dzięki tej aktualizacji każdy z czujników, gdy odbierze co najmniej jedną z transmisji danych, realizowaną przez inny czujnik, zweryfikuje obowiązującą go zwłokę czasową i może wyłączyć nasłuchiwanie, oczekując w trybie obniżonego poboru energii na swój czas transmisji.

Sposób według wynalazku umożliwia synchronizację czasu funkcjonowania poszczególnych urządzeń w sieci z systemem czasu rzeczywistego, w którym funkcjonuje cały układ, a to ma ogromne znaczenie dla prawidłowego i bezpiecznego zarządzania pracą całych systemów urządzeń.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób transmisji danych w sieci górniczych urządzeń dołowych, zgodnie z którym dokonuje się wymiany sygnałów nadawanych i odbieranych pomiędzy centralnym urządzeniem sterującym, a przypisanymi do niego urządzeniami zdolnymi do odbierania i nadawania sygnałów, przy czym w czasie rzeczywistym realizuje się tylko wymiana sygnałów między centralnym urządzeniem sterującym, a jednym przyporządkowanym mu urządzeniem, znamienny tym, że w każdym urządzeniu sieci dokonuje się przyporządkowania kolejności przekazywania sygnałów i nadaje się każdemu z urządzeń zwłokę czasową w realizacji transmisji, którą uzależnia się od usytuowania danego urządzenia w sieci.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na okres zwłoki zadanej dla danego urządzenia zasilanie jego bloku transmisji przestawia się w stan czuwania.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że czas zwłoki weryfikuje się na bieżąco w oparciu o długość czasu wymiany sygnałów pomiędzy urządzeniami poprzedzającymi w uporządkowanej sieci.