EP0181552A2 - Method for transmitting a voluminous data flow via rotating interfaces - Google Patents
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- EP0181552A2 EP0181552A2 EP85113649A EP85113649A EP0181552A2 EP 0181552 A2 EP0181552 A2 EP 0181552A2 EP 85113649 A EP85113649 A EP 85113649A EP 85113649 A EP85113649 A EP 85113649A EP 0181552 A2 EP0181552 A2 EP 0181552A2
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- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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Definitions
- Measurement sensors and transducers are used to monitor systems and machines, and the data signals determined by them are to be transmitted from the rotating to the static system part. Difficulties arise because only known multi-channel transmission is possible with the known methods and systems. This can only be implemented with the aid of a multi-channel rotary transmitter, which is cost-intensive and complex, and in addition only a number of signals corresponding to the respective rotary transmitter can be transmitted. A further disadvantage is that such a slip ring rotary transmitter does not always guarantee an accurate and reliable transmission of the data in the case of extensive measurement and control signal data streams.
- the invention has for its object to design a method and a system for the simple and secure transmission of large amounts of data via rotation interfaces.
- the object is achieved in that the data signals on the rotating system part are processed into a serial data stream to be transmitted with two current threads, in order then to be transmitted as such to the static system part.
- This transmission concept takes automation efforts into account in such a way that the processing and generation of the various signal types can be carried out both in the rotating and in the static part of the system and by means of remote data transmission even in spatially distant facilities.
- Converting the data signals into a serial data stream simplifies the design of the rotary interface to be used dend, so that extensive data streams can be conducted over the rotary joint with the help of a single transmission channel.
- such a method shows a high level of immunity to interference, which makes the method according to the invention particularly suitable for underground operation. With the help of this procedure, mining machines and tunneling machines in underground mining and tunneling can be monitored and controlled, thus allowing integration into automation concepts.
- the serial data stream is processed and / or remotely transmitted and processed on the static system part. This makes it possible to immediately evaluate and visualize the data streams received from the rotating system part or to direct them to where they can be prepared and evaluated centrally for larger units or for the entire factory or system.
- the necessary control and feedback signals are processed into a serial data stream and then transmitted to the rotating system part.
- extensive data streams can be forwarded back and forth over rotation interfaces in both directions. This makes it possible to immediately generate control signals based on the determined data and to route them back in the same way in order to use control signals to appropriately and appropriately guide the extraction machine or the corresponding part of the extraction machine.
- the special conditions of underground mining with regard to explosion protection can advantageously be maintained by the serial data stream being transmitted optoelectronically via the rotation interface.
- the method according to the invention thus particularly meets the special security requirements of day-to-day operation, which gives the possibility of also working with correspondingly extensive and refined monitoring methods and devices where this was previously not possible due to the protective regulations.
- a system in which one or more active and / or passive transducers, a measured value preparation and a rotation interface are assigned to the rotating system part and a remote data transmission and / or a decoder and a display are assigned to the static system part.
- the signals can be determined or recorded by the measuring transducer arranged on the rotating system part and then can be fed via the static system part directly to evaluation systems or transmission devices assigned to the system.
- the data are processed in series so that they can be transferred to the static system part on two streams of threads via the rotation interface.
- the remote data transmission consists of an adaptation assigned to the static system part, the transmission path and the receiver, i.e. the adjustment assigned to the measuring and control room.
- These parts make it possible to route the determined data streams over large distances without interference, in order to evaluate them centrally, to store them and to generate control signals.
- the measuring and control room has a signal transmitter for control and feedback signals which is connected to the transmitter via the transmission link and the rotary transmitter the evaluation and control logic cell and actuating devices assigned to the rotating system part are to be connected in terms of signals.
- the control and feedback signals are sent in such a form that they are transported serially like the signals on the way there.
- the present invention provides a safe and expedient method and a corresponding system concept.
- the invention makes it possible to securely transmit enormously large data streams simultaneously in both directions without the rotation interface as such presenting a problem area.
- possibilities are given to meet the special conditions of use in underground mining and tunnel construction, since it is easily possible and also expedient to carry out the signal transmission optoelectronically.
- the signals are recorded by the active and / or passive transducer 2 or the transducers 2, 3 installed on the rotating system part 1, then in the measurement value preparation 4 is subjected to a preparation in such a way that it is converted into a serial data stream by multiplex AD conversion and subsequent parallel-serial conversion.
- the data stream obtained in this way reaches the static system part 8 via the rotation interface 5, shown here, for example, a rotary transformer, via the two current paths present.
- the arrows indicate that in the illustrated embodiment the data streams pass through the rotary rotary transducers in one and the other direction.
- the data streams coming from the transducers 2, 3 and the processing of the measured values are fed to the remote data transmission 9 in the area of the static system part and can be fed to a central measurement and control room 13 after passing through the adaptation 10 over a long transmission path 11 and a subsequent adaptation 12.
- Decoding is provided here and a display 13 ', by means of which the determined data can be made visible.
- the determined and obtained data streams can be used for reaction formation, i.e. to control the monitored system or machine.
- the measuring and control room 13 has a signal transmitter 15, via which problems, specific control and feedback signals via the adaptation 12 and the transmission path 11 and the adaptation 10 in digital-serial form both to a control unit located on the static system part. and signaling device 15 'and also via the rotary transmitter 5 to an evaluation and control logic cell 16 with downstream control devices 17, 18.
- the evaluation and control logic cell 16 on the rotating system part 1 can be taken from the corresponding information for actuating the actuating devices 17, 18 or are automatically fed via this to the corresponding actuating devices 17, 18.
- This unit 20 denotes a structural unit with which the data streams coming from the rotating system part can also be evaluated or made visible immediately in the area of the static system part 8.
- This unit 20 can be designed and expanded such that the data streams determined and arriving here can simultaneously be used to form the reaction.
- the energy supply of the assemblies in the dynamic plant part takes place parallel to the information flow via the rotary rotary transmitter 5.
- the energy supply is assigned to the static plant part and designated with 21 or the measuring and control room 13 and with 22.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Zur Überwachung von Anlagen und Maschinen werden Meßwertfühler und Meßwertaufnehmer eingesetzt, die von ihnen ermittelten Datensignale sollen vom rotierenden auf das statische Anlagenteil übertragen werden. Hierbei entstehen Schwierigkeiten, weil bei den bekannten Verfahren und Anlagen nur eine vielkanalige Übertragung möglich ist. Diese ist nur mit Hilfe eines vielkanaligen Drehüberträgers realisierbar, der kostenintensiv und aufwendig ist, wobei darüber hinaus jeweils nur eine dem jeweiligen Drehüberträger entsprechende Anzahl von Signalen übertragen werden kann. Nachteilig dabei ist weiter, daß ein derartiger Schleifringdrehüberträger bei umfangreichen Meß- und Steuersignaldatenströmen eine genaue und sichere Übertragung der Daten nicht immer gewährleistet.Measurement sensors and transducers are used to monitor systems and machines, and the data signals determined by them are to be transmitted from the rotating to the static system part. Difficulties arise because only known multi-channel transmission is possible with the known methods and systems. This can only be implemented with the aid of a multi-channel rotary transmitter, which is cost-intensive and complex, and in addition only a number of signals corresponding to the respective rotary transmitter can be transmitted. A further disadvantage is that such a slip ring rotary transmitter does not always guarantee an accurate and reliable transmission of the data in the case of extensive measurement and control signal data streams.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur einfachen und sicheren Übertragung von großen Datenmengen über Rotationsschnittstellen zu konzipieren.The invention has for its object to design a method and a system for the simple and secure transmission of large amounts of data via rotation interfaces.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Datensignale am rotierenden Anlagenteil in einen seriellen, mit zwei Stromfaden zu übertragenden Datenstrom aufbereitet werden, um dann als solcher zum statischen Anlagenteil übertragen zu werden.The object is achieved in that the data signals on the rotating system part are processed into a serial data stream to be transmitted with two current threads, in order then to be transmitted as such to the static system part.
Dieses Übertragungskonzept trägt Automatisierungsbestrebungen dahingehend Rechnung, daß die Verarbeitung und Erzeugung der verschiedenen Signaltypen sowohl im rotierenden als auch im statischen Anlagenteil und mittels Datenfernübertragung auch in räumlich entfernten Einrichtungen vorgenommen werden kann. Durch die Wandlung der Datensignale in einen seriellen Datenstrom vereinfacht sich die konstruktive Gestaltung der einzusetzenden Rotationsschnittstelle entscheidend, so daß über die Rotationsnahtstelle mit Hilfe eines einzigen Übertragungskanals umfangreiche Datenströme hinweggeleitet werden können. Gleichzeitig ist bei einem derartigen Verfahren eine hohe Störunempfindlichkeit zu verzeichnen, wodurch sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch für den Untertagebetrieb eignet. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Gewinnungsmaschinen und Vortriebsmaschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau überwacht und gesteuert werden, und erlauben damit die Einbindung in Autoatisierungskonzepte.This transmission concept takes automation efforts into account in such a way that the processing and generation of the various signal types can be carried out both in the rotating and in the static part of the system and by means of remote data transmission even in spatially distant facilities. Converting the data signals into a serial data stream simplifies the design of the rotary interface to be used dend, so that extensive data streams can be conducted over the rotary joint with the help of a single transmission channel. At the same time, such a method shows a high level of immunity to interference, which makes the method according to the invention particularly suitable for underground operation. With the help of this procedure, mining machines and tunneling machines in underground mining and tunneling can be monitored and controlled, thus allowing integration into automation concepts.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der serielle Datenstrom am statischen Anlagenteil verarbeitet und/oder fernübertragen und aufbereitet wird. Damit ist es möglich, die vom rotierenden Anlagenteil erhaltenen Datenströme sofort auszuwerten und sichtbar zu machen oder sie aber dorthin zu leiten, wo sie zentral für größere Einheiten oder die gesamte Fabrik bzw. Anlage aufbereitet und ausgewertet werden können.According to an expedient embodiment of the invention, it is provided that the serial data stream is processed and / or remotely transmitted and processed on the static system part. This makes it possible to immediately evaluate and visualize the data streams received from the rotating system part or to direct them to where they can be prepared and evaluated centrally for larger units or for the entire factory or system.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung werden die notwendigen Steuer- und Rückmeldesignale in einen seriellen Datenstrom aufbereitet und dann zum rotierenden Anlagenteil übertragen. Mit Hilfe dieses Verfahrens können somit in beiden Richtungen umfangreiche Datenströme über Rotationsschnittstellen hin- und hergeleitet werden. Damit wird es möglich, aufgrund der ermittelten Daten sofort Steuersignale auszufertigen und auf dem gleichen Wege zurückzuleiten, um mit Hilfe von Steuersignalen die Gewinnungsmaschine bzw. das entsprechende Teil der Gewinnungsmaschine zweckmäßig und den Erfordernissen entsprechend zu führen.According to a further advantageous embodiment, the necessary control and feedback signals are processed into a serial data stream and then transmitted to the rotating system part. With the help of this method, extensive data streams can be forwarded back and forth over rotation interfaces in both directions. This makes it possible to immediately generate control signals based on the determined data and to route them back in the same way in order to use control signals to appropriately and appropriately guide the extraction machine or the corresponding part of the extraction machine.
In vorteilhafter Weise können die besonderen Bedingungen des untertägigen Bergbaus bezüglich des Explosionsschutzes gewahrt werden, indem der serielle Datenstrom optoelektronisch über die Rotationsschnittstelle übertragen wird. Damit kommt das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere gerade dem speziellen Sicherheitsbedürfnis des untertägigen Betriebes entgegen, wobei sich dadurch die Möglichkeit ergibt, auch dort mit entsprechend umfangreichen und verfeinerten Überwachungsverfahren und -einrichtungen zu arbeiten, wo dieses bisher aufgrund der Schutzvorschriften nicht möglich war.The special conditions of underground mining with regard to explosion protection can advantageously be maintained by the serial data stream being transmitted optoelectronically via the rotation interface. The method according to the invention thus particularly meets the special security requirements of day-to-day operation, which gives the possibility of also working with correspondingly extensive and refined monitoring methods and devices where this was previously not possible due to the protective regulations.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage, bei der dem rotierenden Anlagenteil ein oder mehrerer aktive und/oder passive Meßwertaufnehmer, eine Meßwertaufbereitung sowie eine Rotationsschnittestelle und dem statischen Anlagenteil eine Datenfernübertragung und/oder ein Decoder und eine Anzeige zugeordnet ist. Mit Hilfe einer derartigen Anlage können die Signale von dem auf dem rotierenden Anlagenteil angeordneten Meßwertaufnehmer ermittelt bzw. aufgenommen und dann über den statischen Anlagenteil direkt der Anlage zugeordnete Auswerteeinrichtungen oder Übertragungseinrichtungen zugeleitet werden. Die Daten werden seriell aufbereitet, so daß sie auf zwei Stromfaden über die Rotationsschnittstelle auf den statischen Anlagenteil übertragen werden können.To carry out the method, a system is used in which one or more active and / or passive transducers, a measured value preparation and a rotation interface are assigned to the rotating system part and a remote data transmission and / or a decoder and a display are assigned to the static system part. With the aid of such a system, the signals can be determined or recorded by the measuring transducer arranged on the rotating system part and then can be fed via the static system part directly to evaluation systems or transmission devices assigned to the system. The data are processed in series so that they can be transferred to the static system part on two streams of threads via the rotation interface.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung besteht die Datenfernübertragung aus einer dem statischen Anlagenteil zugeordneten Anpassung, der Übertragungsstrecke und der dem Empfänger, d.h. der Meß- und Steuerwarte zugeordneten Anpassung. Über diese Teile ist es möglich, die ermittelten Datenströme störungsfrei über große Entfernungen zu leiten, um sie dort zentral auszuwerten, abzuspeichern und Steuersignale zu bilden.According to an expedient design, the remote data transmission consists of an adaptation assigned to the static system part, the transmission path and the receiver, i.e. the adjustment assigned to the measuring and control room. These parts make it possible to route the determined data streams over large distances without interference, in order to evaluate them centrally, to store them and to generate control signals.
Um auch die Steuersignale sicher auf dem umgekehrten Weg dem rotierenden Anlagenteil bzw. den dort vorhandenen Steuereinrichtungen wieder zuführen zukönnen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Meß- und Steuerwarte einen Signalgeber für Steuer- und Rückmeldesignale aufweist, der über die Übertragungsstrecke und den Drehüberträger mit einer dem rotierenden Anlagenteil zugeordneten Auswerte- und Steuerlogikzelle sowie Stelleinrichtungen signalmäßig zu verbinden ist. Auf diese Weise werden die Steuer- und Rückmeldesignale in einer solchen Form abgesendet, daß sie seriell wie die Signale auf dem Hinweg transportiert werden.In order to be able to safely feed the control signals back to the rotating part of the plant or the control devices there, the measuring and control room has a signal transmitter for control and feedback signals which is connected to the transmitter via the transmission link and the rotary transmitter the evaluation and control logic cell and actuating devices assigned to the rotating system part are to be connected in terms of signals. In this way, the control and feedback signals are sent in such a form that they are transported serially like the signals on the way there.
Zur Übertragung umfangreicher Meß- und Steuersignaldatenströme über Rotationsschnittstellen hinweg, bringt die vorliegende Erfindung ein sicheres und zweckmäßiges Verfahren und ein entsprechendes Anlagekonzept. Dabei ermöglicht es die Erfindung erstmalig, auch enorm große Datenströme gleichzeitig in beide Richtungen sicher zu übertragen, ohne daß die Rotationsschnittstelle als solche einen Problemkreis darstellt. Außerdem werden Möglichkeiten gegeben, den besonderen Einsatzbedingungen im untertägigen Berg- und Tunnelbau zu genügen, da es ohne weiteres möglich und auch zweckmäßig ist, die Signalübertragung optoelektronisch durchzuführen.For the transmission of extensive measurement and control signal data streams across rotation interfaces, the present invention provides a safe and expedient method and a corresponding system concept. For the first time, the invention makes it possible to securely transmit enormously large data streams simultaneously in both directions without the rotation interface as such presenting a problem area. In addition, possibilities are given to meet the special conditions of use in underground mining and tunnel construction, since it is easily possible and also expedient to carry out the signal transmission optoelectronically.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer einzigen schematischen Darstellung weiter erläutert. Dabei ist das rotierende Anlagenteil allgemein mit 1, das statische Anlagenteil allgemein mit 8 und die Meß- und Steuerwarte allgemein mit 13 be- zeichnet.The invention is explained in more detail below on the basis of a single schematic illustration. In this case the rotating part of the system is indicated generally at 1, the static part of the system generally at 8, and the measuring and control room generally be 13 - draws.
Die Signale werden von dem auf dem rotierenden Anlagenteil 1 installierten aktiven und/oder passiven Meßwertaufnehrer 2 bzw. den Meßwertaufnehmern 2, 3 aufgenommen, dann in der Meßwertaufbereitung 4 einer Aufbereitung dahingehend unterzogen, daß sie durch multiplexes AD-Umsetzen und nachfolgendes parallelserielles Wandeln in einen seriellen Datenstrom überführt werden. Der so gewonnene Datenstrom gelangt über die Rotationsschnittstelle 5, hier biespielsweise dargestellt ein Drehübertrager, auf den statischen Anlagenteil 8, und zwar über die vorhandenen zwei Strompfade.The signals are recorded by the active and / or
Anhand der Pfeile ist angedeutet, daß in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Datenströme in der einen und der anderen Richtung die Rotationsdrehübertrager durchlaufen. Die von den Meßwertaufnehmern 2, 3 und der Meßwertaufbereitung kommenden Datenströme werden im Bereich des statischen Anlagenteils der Datenfernübertragung 9 zugeführt und können nach Durchlaufen der Anpassung 10 über eine lange Übertragungsstrecke 11 und einer anschließenden Anpassung 12 einer zentralen Meß- und Steuerwarte 13 zugeführt werden. Hier ist eine Decodierung vorgesehen und eine Anzeige 13', über die die ermittelten Daten sichtbar gemacht werden können. Außerdem können mit Hilfe der Meß- und Steuerwarte 13 die ermittelten und erhaltenen Datennströme zur Reaktionsbildung herangezogen werden, d.h. zur Steuerung der überwachten Anlage bzw. Maschine.The arrows indicate that in the illustrated embodiment the data streams pass through the rotary rotary transducers in one and the other direction. The data streams coming from the
Hierzu weist die Meß- und-Steuerwarte 13 einen Signalgeber 15 auf, über den Probleme, spezifische Steuer- und Rückmeldesignale über die Anpassung 12 und die Übertragungsstrecke 11 sowie die Anpassung 10 in digital-serieller Form sowohl auf eine auf dem statischen Anlagenteil befindliche Steuer- und Meldeinrichtung 15' als auch über den Drehüberträger 5 auf eine Auswerte-und Steuerlogikzelle 16 mit nachgeschalteten Stelleinrichtungen 17, 18 weitergegeben werden.For this purpose, the measuring and
Der Auswerte- und Steuerlogikzelle 16 am rotierenden Anlagenteil 1 können, wie erwähnt, die entsprechenden Informationen zur Betätigung der Stelleinrichtungen 17, 18 entnommen werden oder über dieses automatisch den entsprechenden Stelleinrichtungen 17, 18 zugeführt werden.As mentioned, the evaluation and
Mit 20 ist eine Baueinheit bezeichnet, mit der die vom rotierenden Anlagenteil kommenden Datenströme auch sofort im Bereich des statischen Anlagenteils 8 ausgewertet bzw. sichtbar gemacht werden können. Diese Baueinheit 20 kann so ausgebildet und erweitert werden, daß gleichzeitig die ermittelten und hier ankommenden Datenströme zur Reaktionsbildung herangezogen werden können.20 denotes a structural unit with which the data streams coming from the rotating system part can also be evaluated or made visible immediately in the area of the static system part 8. This
Die Energieversorgung der Baugruppen im dynamischen Anlagenteil erfolgt parallel zum Informationsfluß über den Rotationsdreh- überträger 5. Die Energieversorgung ist einmal dem statischen Anlagenteil zugeordnet und mit 21 bzw. der Meß- und Steuerwarte 13 und mit 22 bezeichnet.The energy supply of the assemblies in the dynamic plant part takes place parallel to the information flow via the rotary rotary transmitter 5. The energy supply is assigned to the static plant part and designated with 21 or the measuring and
Claims (7)
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DE3441698 | 1984-11-15 | ||
DE19843441698 DE3441698A1 (en) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | METHOD FOR TRANSMITTING EXTENSIVE DATA FLOWS OVER ROTATIONAL INTERFACES |
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EP0181552A3 EP0181552A3 (en) | 1988-04-13 |
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Also Published As
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DE3441698A1 (en) | 1986-05-22 |
EP0181552A3 (en) | 1988-04-13 |
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