Система передачи данных в горных выработках

 

Полезная модель относится к системе передачи данных в горных выработках и используется при передаче информации между добычной машиной и центральным постом диспетчерского управления вне забоя. Система передачи данных содержит размещенные на добычной машине бортовой блок управления с бортовым радиочастотным узлом. Бортовой блок управления соединен с датчиками параметров работы машины и с управляемыми посредством исполнительных устройств механизмами машины, при этом бортовой блок управления выполнен на основе микроконтроллера, связанного с радиомодулем для беспроводного считывания данных переносным автономным устройством считывания информации. Причем беспроводное считывание данных с бортового блока управления возможно при любых режимах работы машины, т.е. без нарушения ее технологического цикла. Размещение переносного автономного устройства считывания информации в защитном корпусе, снабженном вилочной частью электрического соединителя для подключения к компьютеру центрального поста управления через введенное устройство сопряжения, снабженное розеточной частью электрического соединителя, способствует надежному переносу данных на компьютер центрального поста управления. Оснащение микроконтроллера блоком энергонезависимой памяти позволяет передавать полную информацию о работе и состоянии добычной машины.

Полезная модель относится к системе передачи данных в горных выработках и может быть использована при передаче информации между добычной машиной и центральным постом диспетчерского управления вне забоя.

Известна система передачи данных в горных выработках по патенту RU 119030, опубликованному 10.08.2012. Данная система передачи данных с добычной машиной и расположенным вне лавы центральным постом управления содержит бортовой блок управления, соединенный с бортовым радиочастотным узлом, датчиками параметров работы машины и с управляемыми посредством исполнительных устройств механизмами машины, при этом бортовой блок управления выполнен на основе микроконтроллера. Данные о работе добычной машины передаются на поверхность по проводной линии связи при помощи системы управления и сбора данных (SCADA-системы). Такая передача информации ненадежна вследствие ее зависимости от функционирования сложной системы SCADA и целостности передающего кабеля.

Другой недостаток заключается в том, что на радиочастотный узел поступают данные о работе добычной машины только в текущий момент времени, а данные о предыдущих режимах работы отсутствуют.

Техническая задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в обеспечении передачи более полной информации о работе добычной машины и повышении надежности их передачи.

Поставленная задача решена тем, что система передачи данных в горных выработках с добычной машиной и расположенным вне лавы центральным постом управления, как и прототип, содержит бортовой блок управления, соединенный с бортовым радиочастотным узлом, датчиками параметров работы машины и с управляемыми посредством исполнительных устройств механизмами машины, при этом бортовой блок управления выполнен на основе микроконтроллера. В отличие от прототипа, микроконтроллер дополнительно снабжен радиомодулем и блоком энергонезависимой памяти, а также введено переносное автономное устройство считывания информации, имеющее возможность беспроводного считывания данных с бортового блока управления.

Решению технической задачи способствует и то, что переносное автономное устройство считывания информации размещено в защитном корпусе, снабженном вилочной частью электрического соединителя для подключения к компьютеру центрального поста управления через введенное устройство сопряжения, снабженное розеточной частью электрического соединителя.

Сущность полезной модели иллюстрируется блок-схемой системы передачи данных в горных выработках.

Система передачи данных в горных выработках содержит размещенные на добычной машине бортовой блок управления 1 и бортовой радиочастотный узел 2, а также переносное автономное устройство считывания информации 3 и устройство сопряжения 4 для передачи данных на персональный компьютер 5 центрального поста управления 6, расположенного на поверхности.

Бортовой блок управления 1 содержит микроконтроллер 7 с запоминающим устройством, соединенный с устройством ввода 8, блоком энергонезависимой памяти 9, часами реального времени 10, радиомодулем 11, аккумулятором 12 и дисплеем 13 для визуализации параметров работы и функционального состояния добычной машины.

Микроконтроллер 7, в программную память которого заложены алгоритмы работы машины и диапазоны измеряемых датчиками величин, необходимые для безаварийной работы, связан с каждым из датчиков 14 параметров работы и состояния машины, например, датчиками тока, расхода (потока) рабочей жидкости, воды орошения и воды охлаждения. При этом в программу каждого датчика заложен индивидуальный код, по которому можно однозначно определить, какую физическую величину он измеряет и на каком элементе машины установлен.

Механизмы 15 машины, а именно, гидроцилиндры, гидромоторы и электродвигатели, соединены с исполнительными устройствами 16, а именно, электроклапанами и контакторами, связанными с микроконтроллером 7.

Бортовой блок управления 1 соединен с бортовым радиочастотным узлом 2 проводной линией связи цифрового интерфейса, например RS485. Бортовой радиочастотный узел 2 включает микроконтроллер 17 с запоминающим устройством, связанный с приемопередающим радиомодемом 18 для беспроводной связи с дистанционным пультом 19 и с датчиками 20 параметров работы машины, снабженными приемопередающими радиомодемами, например датчиками температуры и гидравлического давления.

Переносное автономное устройство считывания информации 3 включает микроконтроллер 21, связанный с флэш-памятью 22, индикаторами 23 и приемопередающим радиомодулем 24, имеющим возможность беспроводной связи с радиомодулем 11. Электрическое питание элементов устройства считывания информации 3 обеспечено аккумуляторным источником питания 25. Электронная схема устройства считывания информации 3 размещена в защитном корпусе 26 и соединена с вилочной частью 27 электрического соединителя, согласованной по конструкции с розеточной частью 28 электрического соединителя, которой снабжено устройство сопряжения 4.

Устройство сопряжения 4, выполненное на основе микросхемы обмена данными 29, снабжено USB - интерфейсом для передачи данных на персональный компьютер 5, а также AC/DC-преобразователем 30 для перезарядки аккумуляторного источника питания 25 одновременно с передачей данных.

Дистанционный пульт 19 включает микроконтроллер 31, соединенный с флэш-памятью 32, инфракрасным приемопередатчиком 33, приемопередающим радиомодемом 34, устройством ввода команд и индикаторами, предпочтительно цветными светодиодными (на чертеже не показаны). Электронная схема дистанционного пульта 19 размещена в ударопрочном пластмассовом корпусе и соединена с зарядным коннектором 35. Электрическое питание элементов дистанционного пульта 19 обеспечено аккумуляторной батареей 36.

Зарядное устройство 37 для восстановления заряда аккумуляторной батареи 36, размещенное в центральном посте 6 управления, включает программируемый контроллер 38, соединенный с приемопередающим радиомодемом 39, инфракрасным приемопередатчиком 40 и драйвером заряда 41, который в свою очередь соединен с ответной частью зарядного коннектора 42 и, через трансформатор 43, - с сетью переменного тока.

Система передачи данных в горных выработках работает следующим образом.

Управление работой добычной машины возможно как с бортового блока управления 1, так и с дистанционного пульта 19, расположенного на безопасном расстоянии от добычной машины. Команда с устройства ввода дистанционного пульта 19 последовательно передается через микроконтроллер 31, радиомодем 34, радиомодем 18 и микроконтроллер 17 на микроконтроллер 7, который отправляет данную управляющую команду исполнительным устройствам 16 для ее выполнения механизмами 15 машины. Выполнение команды подтверждается включением индикатора определенного цвета, отображается на дисплее 13, а также архивируется в блоке энергонезависимой памяти 9 и флэш-памяти 32.

Датчики 14, 20 параметров работы и состояния машины постоянно отправляют сигналы измерений на микроконтроллер 7 блока управления 1. Такая информация, включающая степень загруженности приводов, узлов и агрегатов, наличие неисправностей в конкретных элементах, а также оценку параметров до запуска приводов в работу, фиксируется и сохраняется в блоке энергонезависимой памяти 9 с привязкой к реальному времени благодаря часам 10.

Извлечение информации, хранящейся в блоке энергонезависимой памяти 9, производят при размещении устройства считывания информации 3 с включенным питанием в зоне действия радиомодуля 11 машины, радиосвязь между ними устанавливается автоматически. При этом беспроводное считывание данных с бортового блока управления возможно при любых режимах работы машины, т.е. технологический цикл работы машины не прерывается.

Затем на центральном посте 6 управления подключают устройство считывания 3 к устройству сопряжения 4, соединив вилочную часть 27 и розеточную часть 28 между собой. Устройство сопряжения 4, в свою очередь, связывают по USB-интерфейсу с персональным компьютером 5 с целью передачи данных для их архивирования и анализа. Одновременно с передачей данных может быть перезаряжен аккумуляторный источник питания 25.

Возможна передача данных с дистанционного пульта 19 на персональный компьютер 5 при сопряжении пульта 19 с зарядным устройством 37, размещенным на поверхности шахты. Данные с флэш-памяти 32, соединенной через микроконтроллер 31 с радиомодемом 34, передаются по радиоканалу на радиомодем 39, и через микроконтроллер 38 по USB-интерфейсу поступают на компьютер 5.

Одновременно с передачей данных может быть перезаряжен аккумуляторный источник питания 36, для чего зарядный коннектор 35 соединяют с ответной частью зарядного коннектора 42, при этом информация о состоянии аккумуляторной батареи 36 передается по инфракрасному приемопередающему каналу.

Введение переносного автономного устройства считывания 3 информации, имеющего возможность беспроводного считывания данных с микроконтроллера 7, оснащенного введенным радиомодулем 11, позволяет считывать данные по радиоканалу. Размещение электрической схемы устройства считывания 3 информации в защитном корпусе 26, снабженном вилочной частью 27 электрического соединителя для подключения к компьютеру 5 через введенное устройство сопряжения 4, снабженное розеточной частью 28 электрического соединителя, способствует надежному переносу данных на компьютер 5 центрального поста 6.

Оснащение микроконтроллера 7 блоком энергонезависимой памяти 9 позволяет передавать полную информацию о работе и состоянии добычной машины.

1. Система передачи данных в горных выработках с добычной машиной и расположенным вне лавы центральным постом управления, содержащая бортовой блок управления, соединенный с бортовым радиочастотным узлом, датчиками параметров работы машины и с управляемыми посредством исполнительных устройств механизмами машины, при этом бортовой блок управления выполнен на основе микроконтроллера, отличающаяся тем, что микроконтроллер дополнительно снабжен радиомодулем и блоком энергонезависимой памяти, а также введено переносное автономное устройство считывания информации, имеющее возможность беспроводного считывания данных с бортового блока управления.

2. Система передачи данных в горных выработках по п.1, отличающаяся тем, что переносное автономное устройство считывания информации размещено в защитном корпусе, снабженном вилочной частью электрического соединителя для подключения к компьютеру центрального поста управления через введенное устройство сопряжения, снабженное розеточной частью электрического соединителя.



 

Наверх