BEZDRÁTOVÝ SYSTÉM ZVONOVÉ SIGNALIZACE A HLASITÉHO HOVOROVÉHO SPOJENÍ Z KLECE, NEBO Z PLOŠINY SKIPOVÉ NÁDOBY KE STROJNÍKOVI TĚŽNÍHO STROJE TYPU VFSK5

Transkript

1 The Internatinal Jurnal f TRANSPORT & LOGISTICS Medzinárdný časpis DOPRAVA A LOGISTIKA ISSN X BEZDRÁTOVÝ SYSTÉM ZVONOVÉ SIGNALIZACE A HLASITÉHO HOVOROVÉHO SPOJENÍ Z KLECE, NEBO Z PLOŠINY SKIPOVÉ NÁDOBY KE STROJNÍKOVI TĚŽNÍHO STROJE TYPU VFSK5 František Ševčík 1, Martin Dstál 2 Klíčvá slva: Těžní věž, těžní lan, zvnkvá signalizace, hvrvá kmunikace, vyskfrekvenční transfrmátr Abstrakt: Zařízení VFSK5 pracuje na principu vyskfrekvenčníh transfrmátru. Přitm magnetický bvd se skládá z těžníh lana na které jsu vázány induktivní mduly a t 2 kusy umístěné nad úvazkem klece a 2 kusy na těžní věži v úrvní lanvnice. Induktivní vazba zajišťuje přens signálu frekvenci v rzsahu (kanály A až F) 240kHz až 400kHz. Tyt frekvence mají dsah cca 30 cm, takže je vylučen jejich vlivňvání jiných zařízení. Umžňuje vydávání zvukvých signálů, hlasité hvrvé spjení a přens dat. 1. Úvd Na hlubinných uhelných šachtách České Republiky Ostravsk-Karvinských Dlů Ostrava (OKD) a na plských uhelných dlech se již více jak 35 let pužívá elektrnický systém zvnvé signalizace z klece důlníh strje p těžním laně mezi strjníkem a pracvníkem v kleci. V průběhu tét dby pršel systém následujícím vývjem: Rk 1971 Zařízení jámvé signalizace z klece splečnsti Závd autmatizace a mechanizace (ZAM) typu VFSK4. Byl kl 100 kusů z th 75 kusů v Plsku. Rk 1991 Prběhla mdernizace systému na typ VFSK41, vylepšení stability frekvencí, dlnsti prti rušení ze strjů s tyristrvými zdrji. Pstupně byly prvzvané zařízení VFSK4 bměňvány. Rk 2007 Základní invace elektrniky systému s pužitím řízení mikrpčítačem. Rzšíření funkcí signalizace hlasité hvrvé spjení a přens dat z binárních bezpečnstních čidel např. čidla zavření zátyňvých dvířek, zkrutu lana, havarijní STOP. Dplnění kntrlních funkcí přensu signálu z jámy ke strjníkvi a zpět. Změna klasifikace zařízení z hlediska chrany před nebezpečím výbuchu metanu. Název nvéh zařízení je VFSK5. 2. Základní princip systému Zařízení VFSK5 pracuje na principu vyskfrekvenčníh transfrmátru. Přitm magnetický bvd se skládá z těžníh lana na které jsu vázány induktivní mduly a t 2 kusy umístěné nad úvazkem klece a 2 kusy na těžní věži v úrvní lanvnice. Induktivní vazba zajišťuje přens signálu frekvenci v rzsahu (kanály A až F) 240kHz až 400kHz. Tyt frekvence mají dsah cca 30 cm, takže je vylučen jejich vlivňvání jiných zařízení. Pmcí mikrpčítače se řídí úrveň signálu v celé délce jámy tak, aby byla v každém místě stejná. Nejsu hluchá místa. Na kmitčtu zvlených kanálů je mdulván hvrvý kmitčet. 1 Ing.František Ševčík, ředitel ZAM-SERVIS s.r.., Křišťanva 1116/ Ostrava Přívz, Česká republika, Tel.: , Fax: , sevcik@zam.cz 2 Ing. Martin Dstál, technický ředitel ZAM-SERVIS s.r.., Křišťanva 1116/ Ostrava Přívz, Česká republika, Tel.: , Fax: , dstalk@zam.cz 412

2 3. Ppis systému 3.1. Pužití Zařízení VFSK5 se pužívá k bezdrátvé signalizaci a kmunikaci mezi dpravní nádbu (nádbami) a bsluhu těžníh strje, využívající k přensu signálu těžní lan. VFSK5 umžňuje hvrvu kmunikaci mezi bsluhu dpravní nádby a bsluhu těžníh strje. Dál umžňuje busměrný přens binárních signálů. Kmunikace mezi vysílači/přijímači v dpravní nádbě a ve strjvně prbíhá pmcí vyskfrekvenčníh signálu v rzsahu (kanály A až F) 240kHz až 400kHz. Návěští vydávané v dpravní nádbě je přenesen k bsluze těžníh strje jak akustický signál, zde je dpslucháván a psílán zpět d reprduktrů v dpravní nádbě. Tím má bsluha dpravní nádby zpětnu kntrlu klik vydala signálu v návěští. Zařízení v dpravní nádbě je napájen z jiskrvě bezpečnéh akumulátru s kapacitu vystačující na prvz trvající jeden týden. Zařízení na pvrchu je napájen 230VAC, 50Hz ze sustavy TN-C neb IT. Zařízení je nutn jistit jističem hdntě 16A. VFSK5 je standartně určen pr dvě dpravní nádby. V případě pužití pr jednu dpravní nádbu se druhá nesadí Ppis Zařízení VFSK5 je pr přehlednst ppisu rzdělen na dvě části, důlní a pvrchvu. Obr.1 Blkvé schéma Důlní část se skládá z těcht kmpnentů, viz. Obr. 1: SKK kmunikační jedntka, Z čela SKK je umístěn mikrfón a z bků SKK jsu umístěny reprduktry pr hlasitu kmunikaci. SKK dispnuje čtyřmi tlačítky a smi kntrlními LED didami. Tlačítk 1: Vydávání návěští Tlačítk 2: Hvr z dpravní nádby ke strjníkvi Tlačítk 3: Rezerva 413

3 Tlačítk 4: Upzrnění ke strjníkvi Na základě tht signálu djde na RM1 k sepnutí výstupu OUT2.XX (1X d jedné dpr. nádby, 2X d druhé dpr. nádby) a k rzsvícení patřičné LED u strjníka. LED 1: Bliká při každé kmunikaci s pvrchem (kntrlní sig., hvr,..) LED 2: Svítí při nutnsti vyměnit akumulátr LS-01-D LED 3: Rezerva LED 4: Rezerva LED 5: Svítí při zadaném pvelu Upzrnění LED 6: Svítí při režimu nrmální jízdy LED 7: Svítí při režimu prvádění prhlídky jámy LED 8: Svítí při zastaveném těžním strji Zastavení těžníh strje prvádí strjník a infrmace prvedení zastavení je d systému VFSK5 přivedena na pvrchu d těžníh strje. LS-01-D jiskrvě bezpečný akumulátr Napájecí zdrj všech kmpnentů v dpr. nádbě VAV (VAM) vazební členy Navázání vyskfrekvenčníh signálu na těžní lan. Vazební členy v zapjené v systému VFSK5 jsu přeznačeny na prvedení. SSEi60-OM svrkvnicvá skříň Prpjvací skříňka s ddělením SK5-OM pr připjení vazebních členů VAM (VAV) k SKK a pr připjení (prpjení) dalších kmpnentů v dpr. nádbě. SSEi30 svrkvnicvá skříň Prpjvací skříňky kmpnentů v dpr. Nádbě jsu umístěny na všech etážích dpr. nádby Spínače pužité pr spínání 4 binárních vstupů kmunikační jedntky SKK: Pr spínání binárních vstupů SKK je mžné pužít jakékli spínací zařízení splňující pžadavky příslušných nrem pr spínání jiskrvě bezpečných bvdů (izlační napětí prti zemi min. 500V, min. IP54, ). X1K2B1/Z spínač návěští Zařízení určené k vydání návěští Umístěn v každé etáži V zapjené v systému VFSK5 přeznačen na prvedení. MS-03 magnetický spínač Kntrla zavření dveří etáže a/neb zvednutí můstku V zapjené v systému VFSK5 přeznačen na prvedení. Spínač pvlení úvazku lana Kntrla pvlení úvazku těžníh lana Skříňka OSia4 tlačítk pr vydávání návěští z jedntlivých etáží dpravní nádby. Skříň OSia4 je mžné sadit přepínačem pr vydání pvelu STÁT. Aretvaný přepínač pr vydání pvelu STÁT. U strjníka se rzsvítí LED Stát a na RM1 se sepne výstup OUT7.XX (1X d jedné dpr. nádby, 2X d druhé dpr. nádby). Pvrchvá část se skládá z těcht kmpnentů, viz. Obr. 1: SA-22 vazební člen Navázání vyskfrekvenčníh signálu na těžní lan RM1 rzvaděč Zpracvání a vyhdncení kmunikace a signalizace Napájení rzvaděče 230VAC/50Hz. V rzvaděči jsu umístěny kmpnenty: Jistící prvky Zdrj 230VAC / 12VDC Relé Jedntky SK5-FILTR pr přijímací vazební člen Jedntky SK5-CPU řízení Jedntky SK5-TRX příjem a vysílání Jedntky SK5-IO výstupy Jedntky SK5-GOOM jiskrvě bezpečné ddělení vazebních členů SA

4 Svrky Na rzvaděči jsu umístěny kntrlky: Napájení RM1 STÁT svítí při vydání pvelu z dpravní nádby. Kntrlní signalizace infrmace tm, že spjení důl - pvrch je v přádku. Obsahuje 5 vstupů např. d těžníh strje, 8 binárních výstupů rzmnžených na 8x2 přepínacích kntaktů d každé klece. Binární výstupy jsu zavedeny např. d záznamvéh zařízení, d těžníh strje neb jsu určená k jinému pužití (dle zákazníka), např. viz. Schéma zapjení pvrch. Dále bsahuje vstupy pr dpslech vydaných návěští pr jejich přenesení d klece d SKK. Rvněž bsahuje vstupy a výstupy d OS-01, a připjení vazebních členů SA-22. OS-01 vládací skříňka Skříňka je umístěna na pracvišti strjníka. Skříňka je pticky rzdělena na dvě části: Dpr. nádba (klec) 1 a dpr. nádba (klec) 2. Na OS-01 je umístěn přepínač určující dpr. nádbu, se kteru je mžné prvádět hvr. Dále je na OS-01 umístěn 17 LED did (8 pr dpr. nádbu 1, 8 pr dpr. nádbu 2, 1 napájení RM1-VFSK5 12VDC). LED 1(9): Svítí v případě, že kntrlní signál je OK. LED 2(10): Svítí při režimu prhlídka jámy. LED 3(11): Svítí při režimu nrmální jízdy. LED 4(12): Svítí při zadaném pžadavku z dpr. nádby na zastavení (stání) těžníh strje LED 5(13): Svítí při tevřených dveřích na dp. nádbě neb nezvednutém můstku k dp. nádbě. LED 6(14): Svítí při pvlaném úvazku lana. LED 7(15): Svítí při zadaném signálu Upzrnění d dpr. nádby. LED 8(16): Svítí při vybitém akumulátru v dpr. nádbě. Dále bsahuje reprduktr a mikrfón pr kmunikaci s dpr. nádbu, ptencimetr pr regulaci hlasitsti reprduktru. SH-01 nžní spínač SH-01 je umístěn u strjníka na pdlaze. Služí k umžnění kmunikace směrem k dpr. nádbě (SKK). Strjník je vždy na příjmu. MIC1 - Akustický snímač Služí ke zpětné kntrle vydaných návěští d dpr. nádby (reprduktr na SKK). Závislsti vstupů d SKK, d těžníh strje, d strjníka a výstupů z SKK, z RM1, z OS 01 lze upravit dle pžadavků zákazníka. Jedná se sftwarvu změnu vyhdncení signálů. Kmunikace s dpr. nádbu 1 bsahuje hvrvý kanál a signalizační kanál. Kmunikace s dpr. nádbu 2 bsahuje hvrvý kanál a signalizační kanál jiných frekvencí než s jakými pracuje kmunikace s dpr. nádbu 1 (v případě, že jsu bě dvě dpravní nádby umístěny v jedné jámě). Zařízení služí ke kmunikaci mezi bsluhu v dpr. nádbě a strjníkem. Strjník vládá těžní strj puze na základě vydanéh návěští. Zbylé infrmace (plha přepínače OSia4 pr zastavení těžníh strje, plha dveří neb můstku, pvlení úvazku lana, signál Upzrnění) jsu pr strjníka puze dplňkvé. Zařízení nemůže být pužit pr přímé vládání (řízení) těžníh strje! Binární vstupy (3) v dpr. nádbě (plha přepínače pr zastavení těžníh strje, plha dveří neb můstku, pvlení úvazku lana) lze využít na přenesení jiné infrmace než je zde ppisván. Tzn. nemusí se jednat plha přepínače pr zastavení těžníh strje, plha dveří neb můstku, pvlení úvazku lana. Kmunikace mezí pracvníkem v dpr. nádbě a strjníkem je dvjíh druhu, a t pmcí návěští z X1K2B1/Z neb OSia4 (krátké binární sig.), které jsu u strjníka přeměněny na akustický signál (pr každu dpr. nádbu jiný tón) neb prstřednictvím klasickéh hvru za pmcí mikrfónu a reprduktru. Hvrvé kmunikace se především pužívá při zvláštních režimech jízdy, např.: transprt rzměrných materiálů neb prhlídka jámy (kntrla výstrje a vybalení jámy), atd. 415

5 3.3. Funkce VFSK5 Obsluha se musí řídit bezpečnstními předpisy pr těžní zařízení. Zařízení je neustále v prvzu a vysílá kntrlní impulzy. (kntrla spjení mezi RM1 a SKK). Nejsu-li p dbu cca sec. přijaty kntrlní impulzy, je tat skutečnst signalizvána strjníkvi pmcí LED na OS-01 a zařízení VFSK5 nesmí být pužíván. Obsluha klece může vydávat Návěští z kterékliv etáže a střechy pmcí spínače X2K2B1/Z a/neb spínače OSia4 a/neb pmcí tlačítka Návěští umístěnéh na skříni SKK. Obsluze těžníh strje (strjníkvi) jsu tyt signály zbrazeny akusticky. Při pužití dvu klecí mají zvuky dlišný tón. Akustický signál u strjníka je dpslucháván a zpět přenesen d klece d SKK, kde je slyšet z piezsirén v SKK. Při využití sazení skříně OSia4 přepínačem: Obsluze dpr. nádby je přístupný přepínač OSia4 umžňující dát strjníkvi znamení tm, že bsluha klece vyžaduje zastavení těžníh strje a/neb jeh setrvání v zastaveném stavu. Přepínače je mžné umístit v každé etáži a na střeše klece. Obsluha dpr. nádby p zmáčknutí tlačítka hvr na SKK může hvřit se strjníkem. Pkud chce strjník hvřit s bsluhu dpr. nádby musí sešlápnut pedál SH-01. Strjník, aby slyšel a/neb mhl hvřit s bsluhu pžadvané dpr. nádby, musí mít tut dpr. nádbu navlenu přepínačem umístěným na OS 01. Obsluha dpr. nádby má k dispzici tlačítk Upzrnění na SKK služící např. pr upzrnění strjníka, že bsluha dpr. nádby si přeje s ním hvřit. Strjníkvi se rzsvítí kntrlní LED na skříni OS-01. Na skříni OS-01 jsu pr ptřebu strjníka umístěné signalizační LED: Kntrlní signál svítí je-li kmunikace v přádku Prhlídka svítí je-li nastaven režim jízdy revize jámy. Jízda svítí je-li nastaven režim nrmální jízdy. Stát svítí je-li pžadavek na zastavení a/neb stání těžníh strje. Dveře, můstek svítí v případě tevřených dveří etáže a/neb nezvednutém můstku. Lan svítí v případě pvlení úvazku lana. Upzrnění svítí v případě pžadavku bsluhy dpr. nádby na ckliv upzrnit. Akumulátr nutnst výměny (nabití) akumulátru LS-01-D Technické parametry Zařízení na/v dpravní nádbě: a) Skříň SKK napájecí napětí l2 V V relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C prvedení rzměry 360 x 190 x 110 mm hmtnst 2,8 kg pčet binárních vstupů 4 Vysílač/přijímač /TRX/ plná duplexní hvrvá kmunikace vysílací/přijímací kmitčet kanál A 242,5 khz kanál B 257,5 khz kanál C 282,5 khz kanál D 362,5 khz kanál E 382,5 khz kanál F 402,5 khz kanál G kanál H mdulační kmitčet hvrvý signál stabilita vysíl. kmitčtu + - 0,l % stabilita mdul. kmitčtu + - 0,l % kntrla přensvé trasy vlitelně za 8/16/32/64 sec klidvý dběr 40 ma dběr kntrlních impulsů max. 140 ma dběr při signalizaci max. 140 ma 416

6 dběr při hvru v závislsti na hlasitsti ma citlivst příjmače 8 uv nastavení umlčvače šumu 20 uv dlnst prti chvění N2 dle ČSN l b) Skříň zdrje LS-01-D prvedení (I M1 Ex ia I) rzměry 300 x 300 x 250 mm hmtnst 18,5 kg napětí zdrje l2 V (11 V až 14 V) relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C c) Vazební člen VAV prvedení rzměry 2l0 x 2l0 x 220 mm hmtnst 7,1 kg IP54 relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C d) Vazební člen VAM prvedení rzměry l65 x l70 x 220 mm hmtnst 6 kg IP54 relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C e) Skříň SSEi60-OM prvedení rzměry 235 x 220 x 85 mm hmtnst 2,2 kg relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C f) Skříň SSEi30 prvedení I M2 Ex e I rzměry 220 x 130 x 85 mm hmtnst 1,8 kg relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C g) Skříň Osia4 prvedení I M1 Ex ia I rzměry 110 x 110 x 75 mm hmtnst 1,5 kg relativní vlhkst 95 % teplta klí -20 C až + 40 C h) Magnetický spínač MS 03 Tlušťka clny min. 2 mm Průřez vdičů 1,5mm 2 Min. zasunutí clny pr rzepnutí 80 mm Hmtnst, bez kabelu 2,8 kg Rzměr 69 x 125 x40 mm Dvlená teplta klí 0 C až +40 C Relativní vlhkst 99 %, bez kndenzace 417

7 Typ chrany prti výbuchu Rázvá pevnst 20J i) Rázvý spínač X2K2B1/Z Prvedení skříně: Stupeň chrany m: IP 54 Minimální připjvací průřez vdiče: 1,5 mm 2 Maximální připjvací průřez vdiče: 6 mm 2 Vývdky : pr kabel průměru 10 až 30 mm, dle pžadavku Teplta klí: - 20/+40 C Dpručená prac. plha: svislá, vývdky dle Hmtnst: 9,5 kg Zařízení na pvrchu (zařízení strjníka): a) Rzvaděč RM1-VFSK5 napájecí sustava TN-C, IT napájení napětí 230VAC, +10%, -20%, 50Hz předřadné jištění 16A příkn 30VA vládací napětí 12VDC rzměry 1000 x 600 x 300 mm hmtnst 60 kg IP 65/20 zatížitelnst výstupních kntaktů 6A/250VAC Vysílač/přijímač /TRX/ plná duplexní hvrvá kmunikace ddt skříň SKK b)filtr rušivých signálů šířka pásma pr zesílení předzesilvače napájecí napětí dběr předzesilvače c)oddělení SA-22-GOOM prvedení rzměry hmtnst d) Vazební člen SA-22 prvedení rzměry hmtnst frekvenční rzsah e) Ovládací pult OS-01 napájecí napětí napájecí prud prvedení IP 30 rzměry hmtnst f) Mikrfón dpslechu MIC prvedení rzměry hmtnst g) Nžní spínač SH-01 prvedení rzměry hmtnst 3 db 25 khz 20dB 12V +- 2V 15mA 190 x 75 x 60 mm 0,8 kg IM2 Ex ib I 130 x 600 mm 8 kg kHz, kHz 12VDC 160mA nrmální prstředí 150 x 85 x 300 mm 2 kg IP30 nrmální prstředí 110 x 75 x 55 mm 0,5 kg IP30, nrmální prstředí 120 x 80 x 50 mm 0,5 kg 418

8 3.5. Ft kmpnentů Pvrch: Vazební člen SA-22: Rzvaděč RM1: Externí mikrfón MIC1, MIC2: Skříň OS-01: Nžní spínač: 419

9 Důl: Vazební člen VAV (VAM): Skříň SSei60-OM: Skříň SSei30: Ovládací skříň SKK: Akumulátr LS-01-D (LS-01-C) bez skříně: 420

10 Ft z kmpletace systému Literatura: Recenzia/Review: dc. Ing. Gabriel Fedrk, PhD. 421