СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ

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.