[發明專利]控制系統

有效

• 申請號: 201410063196.9
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN104102184B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 馬丁·路透;約翰內斯·柯尼希
• 申請（專利權）人: 瑪珂系統分析和開發有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 周靖,王漪

本發明涉及一種用于地下開采的控制系統，其具有至少兩個控制計算機和至少一個連接所述控制計算機的網絡電纜。控制計算機被設計為，借助于高頻信號至少通過第一網絡電纜線路來傳輸數據。

這種控制系統在原理上是已知的并且例如被用于地下開采(特別是在有爆炸危險性的區域處)。在用于有爆炸危險性的區域中時，所使用的電流和電壓必須被選擇使得其不提供足以引起爆炸的能量。

對于已知的控制系統，通常是將多個控制計算機以長鏈布置，以便例如控制工作面的單個安全殼。在這里，網絡電纜線(例如以太網纜線)的使用是可取的。

本發明的基本任務是，以如下方式改進控制系統，即，使得能夠實現更有效的網絡電纜線使用。

所述任務通過本發明的控制系統并且特別是通過以下方式解決，即每個控制計算機被進一步設計為借助于低頻信號至少通過第一網絡電纜線路來傳輸數據。

因此根據本發明，在控制計算機之間的網絡電纜被多次利用，即不但在高頻區域中(例如在超過1MHz的區域中)又在低頻區域中(就是說例如低于1MHz)，借助網絡電纜傳輸數據。對此，借助于高頻信號傳輸的數據不依賴借助于低頻信號傳輸的數據。這樣在例如高頻信號失靈時，數據傳輸借助于低頻信號本身能進一步實現。

根據本發明，高頻信號和低頻信號通過相同的網絡電纜線路來傳輸。因此，網絡電纜用途的提高不是必然地伴隨著網絡電纜的線路或導線數的增加。因此，已存在的網絡電纜能被進一步利用。

本發明的有利實施例在說明書、附圖中給出。

按照第一有利實施例，高頻信號被電容耦合入網絡電纜。此外，電容耦合設備被設置在控制計算機中，其將高頻信號調制到至少第一網絡電纜線路上。為了進行電容耦合，例如與所述線路串聯連接的電容器能被使用，所述電容器能同時用作高通濾波器，以便將低頻信號從高頻信號分開。

按照另一有利實施例，每個控制計算機包括至少一個收發機和/或接收器，用于傳輸低頻信號，所述收發機和/或接收器(特別是電阻式地)與網絡電纜耦合。通過收發機和/或接收器，低頻信號在網絡電纜線路上調制和/或接收。以這種方式，能夠借助于低頻信號實現雙向通信。

由于高頻信號和低頻信號借助于電容和電阻耦合的不同耦合，高頻信號和低頻信號的相互影響能被防止或大大地抑制。

高頻信號能被根據單對以太網(OPEN)標準來形成。OPEN標準是一種以太網變型，其允許在使用兩條線路的條件下進行100MBit/秒的雙向數據傳輸。使用OPEN標準的高頻信號，能在控制系統的控制計算機之間交換大數據量。此外通過OPEN標準，目前所使用的網絡拓撲(就是說控制系統的控制計算機之間連接的布置)能被確定。如果所述拓撲是已知的，則地址分配能借助于高頻信號在使用虛擬局域網(VLAN)的條件下實現。以這種方式，控制系統的每個控制計算機能被針對地請求和尋址。

按照另一有利實施例，以太網交換機被設置在每個控制計算機中。在這種情況下，以太網交換機用作，將借助于高頻信號傳輸的數據分別轉發到正確的控制計算機。以太網交換機識別，為該以太網交換機分配的控制計算機的、確定的數據是否被確定，并且將這些數據轉發到控制計算機。

按照另一有利實施例，低頻信號是用于機器的或是來自機器的緊急停止信號和/或控制信號，例如時間信號或位置信號。因此，借助于低頻信號，例如緊急停止的實現是可能的，所述緊急停止不依賴于控制計算機的軟件。這是特別有可能的，因為緊急停止信號不借助高頻信號被傳輸并且因此首先不必被控制計算機處理。換言之，所述緊急停止信號能直接被收發機或接收器接收。以這種方式，緊急停止信號也能在控制計算機的運算器失靈時被傳輸并且關閉在控制系統上所連接的機器。因此，可靠的緊急關閉是可能的。

同樣，借助低頻信號，時間關鍵(zeitkritisch)的信息(如時間信號或位置信號)能不依賴于控制計算機的軟件和高頻信號被傳輸。有利的是，例如時間信號那么不再必須通過控制計算機的軟件處理，因此能消除依賴于控制計算機負荷率的延遲。與控制系統連接的機器的控制能以這種方式更快地和更直接地實現。

借助于低頻信號，還能在兩個控制計算機之間實現冗余通信，以便確保高頻信號的正確的傳輸。

此外，例如時間信號或位置信號(就是說例如碾壓位置(Walzenposition)或刨平位置(Hobelposition))能借助低頻信號作為全局消息被傳輸到控制系統的所有控制計算機。以這種方式，用于控制機器的至少基本信息可用于所有控制計算機，其中所述信息能被提供而不使用高頻信號。