控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于地下开采的控制系统，其具有至少两个控制计算机和至少一条连接所述控制计算机的网络电缆，其中所述控制计算机被设计为，借助于高频信号至少通过第一网络电缆的线路来传输数据。所述控制系统的特征在于，每个控制计算机被进一步设计为，借助于低频信号至少通过所述第一网络电缆的线路来传输数据。

【技术实现步骤摘要】
控制系统本专利技术涉及一种用于地下开采的控制系统，其具有至少两个控制计算机和至少一个连接所述控制计算机的网络电缆。控制计算机被设计为，借助于高频信号至少通过第一网络电缆线路来传输数据。这种控制系统在原理上是已知的并且例如被用于地下开采(特别是在有爆炸危险性的区域处)。在用于有爆炸危险性的区域中时，所使用的电流和电压必须被选择使得其不提供足以引起爆炸的能量。对于已知的控制系统，通常是将多个控制计算机以长链布置，以便例如控制工作面的单个安全壳。在这里，网络电缆线(例如以太网缆线)的使用是可取的。本专利技术的基本任务是，以如下方式改进控制系统，即，使得能够实现更有效的网络电缆线使用。所述任务通过本专利技术的控制系统并且特别是通过以下方式解决，即每个控制计算机被进一步设计为借助于低频信号至少通过第一网络电缆线路来传输数据。因此根据本专利技术，在控制计算机之间的网络电缆被多次利用，即不但在高频区域中(例如在超过1MHz的区域中)又在低频区域中(就是说例如低于1MHz)，借助网络电缆传输数据。对此，借助于高频信号传输的数据不依赖借助于低频信号传输的数据。这样在例如高频信号失灵时，数据传输借助于低频信号本身能进一步实现。根据本专利技术，高频信号和低频信号通过相同的网络电缆线路来传输。因此，网络电缆用途的提高不是必然地伴随着网络电缆的线路或导线数的增加。因此，已存在的网络电缆能被进一步利用。本专利技术的有利实施例在说明书、附图中给出。按照第一有利实施例，高频信号被电容耦合入网络电缆。此外，电容耦合设备被设置在控制计算机中，其将高频信号调制到至少第一网络电缆线路上。为了进行电容耦合，例如与所述线路串联连接的电容器能被使用，所述电容器能同时用作高通滤波器，以便将低频信号从高频信号分开。按照另一有利实施例，每个控制计算机包括至少一个收发机和/或接收器，用于传输低频信号，所述收发机和/或接收器(特别是电阻式地)与网络电缆耦合。通过收发机和/或接收器，低频信号在网络电缆线路上调制和/或接收。以这种方式，能够借助于低频信号实现双向通信。由于高频信号和低频信号借助于电容和电阻耦合的不同耦合，高频信号和低频信号的相互影响能被防止或大大地抑制。高频信号能被根据单对以太网(OPEN)标准来形成。OPEN标准是一种以太网变型，其允许在使用两条线路的条件下进行100MBit/秒的双向数据传输。使用OPEN标准的高频信号，能在控制系统的控制计算机之间交换大数据量。此外通过OPEN标准，目前所使用的网络拓扑(就是说控制系统的控制计算机之间连接的布置)能被确定。如果所述拓扑是已知的，则地址分配能借助于高频信号在使用虚拟局域网(VLAN)的条件下实现。以这种方式，控制系统的每个控制计算机能被针对地请求和寻址。按照另一有利实施例，以太网交换机被设置在每个控制计算机中。在这种情况下，以太网交换机用作，将借助于高频信号传输的数据分别转发到正确的控制计算机。以太网交换机识别，为该以太网交换机分配的控制计算机的、确定的数据是否被确定，并且将这些数据转发到控制计算机。按照另一有利实施例，低频信号是用于机器的或是来自机器的紧急停止信号和/或控制信号，例如时间信号或位置信号。因此，借助于低频信号，例如紧急停止的实现是可能的，所述紧急停止不依赖于控制计算机的软件。这是特别有可能的，因为紧急停止信号不借助高频信号被传输并且因此首先不必被控制计算机处理。换言之，所述紧急停止信号能直接被收发机或接收器接收。以这种方式，紧急停止信号也能在控制计算机的运算器失灵时被传输并且关闭在控制系统上所连接的机器。因此，可靠的紧急关闭是可能的。同样，借助低频信号，时间关键(zeitkritisch)的信息(如时间信号或位置信号)能不依赖于控制计算机的软件和高频信号被传输。有利的是，例如时间信号那么不再必须通过控制计算机的软件处理，因此能消除依赖于控制计算机负荷率的延迟。与控制系统连接的机器的控制能以这种方式更快地和更直接地实现。借助于低频信号，还能在两个控制计算机之间实现冗余通信，以便确保高频信号的正确的传输。此外，例如时间信号或位置信号(就是说例如碾压位置(Walzenposition)或刨平位置(Hobelposition))能借助低频信号作为全局消息被传输到控制系统的所有控制计算机。以这种方式，用于控制机器的至少基本信息可用于所有控制计算机，其中所述信息能被提供而不使用高频信号。使用低频信号的另一可能性形成了对控制系统拓扑的确定。对此，借助于低频信号，在控制系统上连接的所有控制计算机首先被获取并且随后被寻址。地址分配也能在这里通过VLAN实现。此外，本专利技术包括用于控制系统的控制计算机，其中设置有物理接口，所述物理接口至少将高频信号电容耦合到第一网络电缆线路。此外，设置有至少一个收发机和/或接收器，所述收发机和/或接收器(特别是电阻式地)与网络电缆的第一线路耦合。也被称为PHY零件或PHY半导体的物理接口，例如能包括与网络电缆的第一线路串联接通的电容器。如上已提到的，电容器既用于耦合高频信号又用作将低频信号从高频信号分开的滤波器。本专利技术还包括用于控制系统的网络电缆，所述网络电缆正好包括四条线路。第一和第二线路特别是被互相绞合(verdrillt)。第三和第四线路分别具有比第一和第二线路更大的导线截面。可选地，第一和/或第二线路也能与第三和/或第四线路绞合。通过这些线路的绞合，低频信号和高频信号的传输质量能被改进。特别地，对于较长的传输链路，所述绞合和/或额外设置的屏蔽物尤其改进了高频信号的传输质量。第一和第二线路特别是能被用于高频信号和低频信号的同时传输。所述第一和第二线路具有小的导线截面并且因此特别是适用于有爆炸危险性的区域中的数据传输，因为其只传导小的电流和电压并且因此能满足用于这种区域的要求。第三和第四线路例如能用于控制计算机的电力供应，其中例如第三线路传导电源电压，并且第四线路是接地线。在这种情况下，第三和第四线路的导线截面能被选出，使得控制系统的所有组件能被供电。控制系统组件的能源供应的协调既能借助按照OPEN标准(就是说通过以太网)和VLAN的高频信号又能借助低频信号实现。按照一有利实施例，第一和第二线路被互相绞合，其中通过绞合产生的有效横断面积大约相应于第三和/或第四线路的导线截面。因此，由第一和第二线路通过绞合产生的束能有跟第三和/或第四线路类似的厚度。以这种方式，由三个束组成的网络电缆能被用几乎相同或类似的厚度组装。此外，本专利技术包括用于网络电缆的插拔连接器。该插拔连接器的特征在于，其通过单次压接与网络电缆连接并且此外被设计为将网络电缆与控制计算机电连接。通常需要两次压接，以便将插拔连接器与网络电缆连接。根据本专利技术，这种费用因此减半。按照一优选实施例，插拔连接器包括单独的壳元件。因此，所述插拔连接器能以简单和成本合适的方式被制造和装配。再者，所述插拔连接器的机械稳定性相对具有多部分的壳的传统插拔连接器被改进。在下文中，本专利技术仅示例性地借助可能的实施例并参照附图被详细说明。在附图中示出的是：图1为根据本专利技术的控制系统；图2为根据本专利技术的控制计算机；图3a和3b为根据本专利技术的插拔连接器在(a)未压接和(b)压接状态下的剖面图；图4a-4f为根据本专利技术的网络电缆的六种变型(a-f)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于地下开采的控制系统（10），其具有至少两个控制计算机（12、14、36）和至少一条连接所述控制计算机（12、14、36）的网络电缆（16），其中所述控制计算机（12、14、36）被设计为，借助于高频信号至少通过第一网络电缆（16）的线路（18）来传输数据，其特征在于，每个控制计算机（12、14、36）被进一步设计为，借助于低频信号至少通过所述第一网络电缆（16）的线路（18）来传输数据。

【技术特征摘要】
2013.04.15 DE 102013206723.21.一种用于地下开采的控制系统(10)，其具有至少两个控制计算机(12、14、36)和至少一条连接所述控制计算机(12、14、36)的网络电缆(16)，其中以太网交换机(38)被设置在每个控制计算机(12、14、36)中，其特征在于，所述控制计算机(12、14、36)被设计为，借助于高频信号至少通过网络电缆(16)的第一线路(18)来传输数据，其中所述高频信号被电容耦合入所述网络电缆(16)，并且每个控制计算机(12、14、36)被进一步设计为，借助于低频信号至少通过所述网络电缆(16)的第一线路(18)来传输数据，所述网络电缆包括正好四条线路。2.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，每个控制计算机(12、14、36)包括至少一个收发机(30、32)和/或接收器用于传输所述低频信号，所述收发机和/或接收器与所述网络电缆(16)耦合。3.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述收发机(30、32)和/或接收器电阻式地与所述网络电缆(16)耦合。4.如权利要求1-3中任一项所述的控制系统(10)，其特征在于，所述高频信号根据单对以太网(OPEN)标准来形成。5.如权利要求1-3中任一项所述的控制系统(10)，其特征在于，所述低频信号是用于机器的或是来自机器的紧急停止信号和/或控制信号。6.如权利要求5所述的控制系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·路透，约翰内斯·柯尼希，
申请(专利权)人：玛珂系统分析和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE