DE19925721B4

DE19925721B4 - Verfahren und Einrichtung zur ferngesteuerten Betätigung eines Steuergeräts

Info

Publication number: DE19925721B4
Application number: DE19925721.3A
Authority: DE
Inventors: Helmut Hermann
Original assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: CN1211565C; PL340522A1; GB2350919B; PL191695B1; AU3936000A; DE19925721A1; GB2350919A; AU776710B2; CN1276464A; GB0013907D0; RU2207436C2; US6590504B1

Abstract

Verfahren zur ferngesteuerten Betätigung eines von mehreren Steuergeräten (13) mittels einer Fernbedienung (16) für Ausbaugestelle im untertägigen Strebausbau, wobei das zu betätigende Steuergerät (13') mittels einer Infrarotfernbedienung (16, 21) angewählt wird und anschließend die Übertragung der Steuerdaten zwischen der Fernbedienung (16) und dem angewählten Steuergerät (13') durch Funkübertragung (19) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ferngesteuerten Betätigung eines von mehreren Steuergeräten für Ausbaugestelle im untertägigen Strebausbau mittels einer Fernbedienung. Die Erfindung ist ferner auf eine Einrichtung zur ferngesteuerten Betätigung eines von mehreren Steuergeräten für Ausbaugestelle im untertägigen Strebausbau gerichtet, mit einer Fernbedienung mit mindestens einem Funksender und mit mindestens einem Funkempfänger für die Steuergeräte.
Die im untertägigen Strebausbau eingesetzten Strebausbaugestelle haben üblicherweise jedes ein Steuergerät, mit denen es möglich ist, die einzelnen Aggregate des Ausbaugestelles nicht nur automatisch über einen zentralen Rechner zu betätigen, sondern bei Bedarf die einzelnen Funktionen des Gestells auch von Hand aus-zulösen. Um ein Ausbaugestell auch aus größerer Entfernung von Hand zu betätigen, kann dieses auch fernbedient werden. Die geläufigste Art dieser Fernbedienung ist die sogenannte Nachbarschaftssteuerung, bei der das Steuergerät eines Ausbaugestelles mit dem Steuergerät eines benachbarten Ausbaugestelles über ein Kabel verbunden ist, so daß ein Bergmann mit dem Steuergerät des einen Ausbaugestelles das benachbarte Ausbaugestell von Hand setzen, rauben, schreiten lassen oder sonstwie betätigen kann. Aus der DE 197 47 054 C1 ist zudem eine Datenbusverbindung zwischen einzelnen Steuergeräten der Strebausbaugestelle bekannt.
Um dem Bergmann bei der Handbetätigung der Ausbaugestelle einen größeren Bewegungsspielraum zu verschaffen, ist vorgeschlagen worden, die Steuergeräte der Ausbaugestelle eines Strebs mit mindestens einem Funkempfänger auszustatten, so daß sie von einer Fernbedienung mit einem Funksender fernbedient werden können.
Als Übertragungstechniken sind aus der US 4 132 079 A eine Übertragung im Funkfrequenzbereich bekannt. Alternativ zum Funkfrequenzbereich ist aus der DE 41 03 545 A1 eine Übertragung im Infrarotfrequenzbereich bekannt. Ferner sind aus der DE 692 02 195 T2 , EP 0 721 282 A2 , GB 2 299 850 A und DE 43 00 600 A1 duale Fernbedienungen bekannt, die beispielweise zur Erhöhung der Übertragungssicherheit eine Funkfrequenzübertragung mit einer Infrarotübertragung kombinieren. Die Fernbedienung kann dabei entweder unidirektional oder, wie aus der US 4 968 978 A bekannt, bidirektional erfolgen.
Das Problem dieser Funkfernsteuerung besteht jedoch darin, daß eine gezielte Auswahl eines Steuergerätes über die Funkübertragungsstrecke nur dann möglich ist, wenn entweder jedes Steuergerät ein eigenes Funkempfangsteil und eine eigene zugehörige Fernbedienung hat, wobei sich alle Fernbedienungen untereinander durch ihre verschiedene Übertragungsfrequenz unterscheiden, oder aber bei Verwendung von lediglich einer Fernbedienung für alle oder mehrere Steuergeräte es erforderlich ist, jedem Steuergerät vorab eine feste Kennung zuzuweisen, die zur Auswahl des zu betätigenden Steuergerätes von dem Bergmann vorab über die Tastatur der Fernbedienung ausgewählt werden muß. Falls die Bedienperson die Kennung oder Netzwerknummer des zu betätigenden Steuergerätes nicht kennt oder eine falsche Kennung über die Fernbedienung an den Funkempfänger für die Steuergeräte übermittelt, kann es leicht dazu kommen, daß ein Steuergerät am falschen Ausbaugestell betätigt und dieses dann unbeabsichtigt geraubt, gerückt oder sonstwie bewegt wird, was unter Umständen zu gefährlichen Situationen führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß damit das gewünschte, zu bedienende Steuergerät eindeutig auch ohne Kenntnis der dem Steuergerät zugeordneten Kennung ausgewählt werden kann, wobei die Übertragung der Steuersignale von der Fernbedienung zum Steuergerät weiterhin in bekannt zuverlässiger Weise über Funk erfolgen soll.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das zu betätigende Steuergerät mittels einer Infrarotfernbedienung angewählt wird und anschließend die Übertragung der Steuerdaten zwischen der Fernbedienung und dem angewählten Steuergerät durch Funkübertragung erfolgt. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung weist hierzu jedes Steuergerät mindestens einen Infrarotempfänger und die Fernbedienung einen Infrarotsender auf, wobei das zu betätigende Steuergerät über eine Infrarotübertragung zwischen der Fernbedienung und dem jeweiligen Steuergerät selektierbar ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zwar bei der Übertragung von Daten mittels Funk der Funksender über praktisch den gesamten Raumwinkel abstrahlt und daher die gezielte Anwahl eines Empfängers nicht ohne weiteres möglich ist, daß aber im Gegensatz hierzu bei der drahtlosen Infrarotübertragung die Datenübertragung nur in einem eng umgrenzten Bereich erfolgt, da der Raumwinkel bei der Infrarotübertragung sowohl für das Sendesignal als auch für das Empfangssignal sehr klein ist. Dies bedeutet, daß für eine erfolgreiche Datenübertragung zwischen Infrarotsender und Infrarotempfänger diese gezielt aufeinander ausgerichtet sein müssen. Indem also die Fernbedienung mit dem Infrarotsender auf das zu betätigende Steuergerät ausgerichtet wird und zwischen dem Infrarotempfänger am Steuergerät und dem Infrarotsender an der Fernbedienung eine Datenübertragung stattfindet, wird das angepeilte Steuergerät für die nachfolgende Übertragung von Daten mittels Funk ausgewählt, während die übrigen Steuergeräte auf die per Funk übertragenen Daten nicht reagieren. Dabei ist die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß nach einmal erfolgter Auswahl des zu betätigenden Steuergerätes die Fernbedienung nicht länger auf dieses hin ausgerichtet sein muß, sondern der Bergmann für die anschließende Übertragung der Funksignale sich im Streb völlig frei bewegen kann.
Vorteilhaft ist es, wenn mehrere Steuergeräte untereinander über einen Datenbus vernetzt sind und einen gemeinsamen Funkempfänger haben. Zusätzlich zu dem Funksender kann die Fernbedienung auch einen Funkempfänger aufweisen, während die Steuergeräte zusätzlich mindestens einen Funksender aufweisen. Die Funkkommunikation zwischen der Fernbedienung und den Steuergeräten erfolgt dadurch bidirektional, so daß nicht nur Steuerbefehle von der Fernbedienung an die Steuerrechner der Steuergeräte übermittelt werden können, sondern in umgekehrter Richtung auch die Fernbedienung über Funk von der Ausführung der gegebenen Befehle unterrichtet wird. Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Funksender und -empfänger als Funktransceiver ausgestaltet sind, wie auch die Infrarotsender- und empfänger als Infrarottransceiver ausgestaltet sein können.
Vorzugsweise hat die Fernbedienung neben einer Tastatureinheit auch eine Anzeigeeinrichtung, an der der Bergmann die momentanen Betriebszustände des zu betätigenden Ausbaugestelles ersehen kann, auch wenn er sich in größerer Entfernung zu dem gerade per Funk angesteuerten Gestell befindet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert wird. Es zeigt:
1 in schematischer Darstellung eine elektrohydraulische Ausbausteuerung für den untertägigen Strebausbau im Endbereich eines Gewinnungsstrebes mit mehreren Ausbau- bzw. Einzelsteuergeräten; und
2 einen Teil der Einzelsteuergeräte mit einer diese betätigenden Fernsteuerung, ebenfalls in schematischer Darstellung.
In 1 ist mit 10 der Endbereich eines Gewinnungsstrebs bezeichnet, der im allgemeinen eine Gesamtlänge von über 200 m hat. Vor dem Abbaustoß 11 befindet sich im Gewinnungsstreb in bekannter Weise ein schematisch dargestellter Strebförderer 12, an dem sich eine (nicht dargestellte) Gewinnungseinrichtung, beispielsweise ein Kohlenhobel oder eine Walzenschrämmaschine entlangbewegt. Auf der dem Abbaustoß 11 gegenüberliegenden Seite des Strebförderers 12 befindet sich in bekannter Weise der schreitende Strebausbau mit den in einer Reihe nebeneinander angeordneten, hydraulischen Ausbaugestellen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellt sind.
Jedem der nicht dargestellten Ausbaugestelle ist jeweils ein Steuergerät 13 zugeordnet, wobei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zehn Steuergeräte zu einer Steuergerätegruppe I, II, III zusammengefaßt und untereinander über einen Datenbus 14 vernetzt sind. Allen Steuergeräten 13 einer Gerätegruppe I, II, III ist eine gemeinsame Funksende- und Empfangseinheit 15 mit einem Funksender S1 und einem Funkempfänger E1 zugeordnet.
Die Funksende- und Empfangseinheit 15 dient für die ferngesteuerte Betätigung der einzelnen, in der Gerätegruppe zusammengefaßten Steuergeräte 13 mit Hilfe einer Fernbedienung 16, die mehr im einzelnen in 2 dargestellt ist.
Bei der Fernbedienung handelt es sich um ein von Hand haltbares Gerät, das in an sich bekannter Weise mit einer Tastatureinheit 17 und einer Anzeigeeinrichtung 18 versehen ist. Zur Übermittlung von Steuerbefehlen ist die Fernbedienung ebenfalls mit einem Funktransceiver 18, also einer kombinierten Funksende- und Empfangseinheit S2, E2 versehen, die per Funk Daten an die Funksende- und Empfangseinheit 15 der Steuergeräte 13 einer Gerätegruppe I übermitteln bzw. von dieser empfangen kann, wie dies durch die angedeuteten Funkwellen 19 dargestellt ist.
Für die gezielte Auswahl der zu betätigenden Steuergeräte weisen diese alle je einen Infrarottransceiver 20 und die Fernbedienung ebenfalls an ihrer Vorderseite einen Infrarottransceiver 21 auf, womit es möglich ist, über eine drahtlose Infrarotfernübertragung eine Verbindung zwischen der Fernbedienung 16 und dem ausgewählten, zu betätigenden Steuergerät 13' herzustellen. Dabei strahlen jedoch die Infrarotsignale von den Infrarottransceivern 20, 21 nicht wie die Funksignale 19 über den gesamten Raumwinkel ab, sondern sowohl der in 2 mit 22 bezeichnete Sendesignalbereich des Infrarottransceivers 21 wie auch der Empfangsbereich 23 des Infrarottransceivers 20 an dem Steuergerät ist vergleichsweise schmal, so daß eine Infrarotkommunikation zwischen Fernbedienung und Steuergerät 13' – wie dargestellt – nur dann erfolgt, wenn sich Sendebereich 22 und Empfangsbereich 23 überschneiden.
Da die Infrarotübertragung zwischen der Fernbedienung und dem Steuergerät nur in dem schmalen Sende- und Empfangsbereich 22, 23 erfolgt, kann durch Übermittlung eines Infrarotbefehls von der Fernbedienung zum Steuergerät dieses gezielt ausgewählt werden, woraufhin eine mit den Steuergeräten über den Datenbus verbundene Rechnereinheit 25 alle übrigen, nicht ausgewählten Steuergeräte für eine Funkfernbetätigung sperrt, so daß die nachfolgend über die Funktransceiver 18, 15 übermittelten Steuerbefehle nur von dem Steuergerät 13' verarbeitet werden, das zuvor über die Infrarotübertragung ausgewählt wurde. Bei der Übertragung der Steuerdaten über die Funkstrecke ist es auch nicht länger erforderlich, die Fernbedienung auf das zu betätigende Steuergerät hin auszurichten und es ist auch nicht nötig, die gleiche räumliche Nähe zu dem Steuergerät zu halten, die für den erfolgreichen Aufbau der Infrarotdatenübertragung zwischen Steuergerät und Fernbedienung erforderlich ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen und Ergänzungen denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, nicht für mehrere Steuergeräte eine gemeinsame Funkempfangseinheit vorzusehen, sondern es ist durchaus vorstellbar, daß jedes Steuergerät seine eigene Funksende- und/oder Empfangseinheit besitzt, die durch Übermittlung eines Infrarotsignals für die nachfolgende Übermittlung von Funkbefehlen aktiviert wird.

Claims

Verfahren zur ferngesteuerten Betätigung eines von mehreren Steuergeräten (13) mittels einer Fernbedienung (16) für Ausbaugestelle im untertägigen Strebausbau, wobei das zu betätigende Steuergerät (13') mittels einer Infrarotfernbedienung (16, 21) angewählt wird und anschließend die Übertragung der Steuerdaten zwischen der Fernbedienung (16) und dem angewählten Steuergerät (13') durch Funkübertragung (19) erfolgt.
Einrichtung zur ferngesteuerten Betätigung eines von mehreren Steuergeräten (13) für Ausbaugestelle im untertägigen Strebausbau, mit: einer Fernbedienung (16), die mindestens einen Funksender (S2) und einen Infrarotsender (21) aufweist; mindestens einem Funkempfänger (E1) für die Steuergeräte (13); und mindestens einem Infrarotempfänger (20) für jedes Steuergerät (13), wobei das zu betätigende Steuergerät (13') über eine Infrarotübertragung zwischen der Fernbedienung (16) und dem jeweiligen Steuergerät (13') selektierbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei mehrere Steuergeräte (13) untereinander über einen Datenbus (14) vernetzt sind und einen gemeinsamen Funkempfänger (E1) haben.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Fernbedienung (16) neben dem Funksender (S2) einen Funkempfänger (E2) hat und die Steuergeräte (13) zusätzlich mindestens einen Funksender (S1) aufweisen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Funksender und -empfänger (15, 18) als Funktransceiver ausgestaltet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Infrarotsender und -empfänger (20, 21) als Infrarottransceiver ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Fernbedienung (16) eine Tastatureinheit und eine Anzeigeeinrichtung (17) aufweist.