CYFROWY APARAT REJESTRUJĄCY AR-2c

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA

Rejestrator AR-2c jest rozszerzeniem rejestratora AR-1c. Posiada dopuszczenie WUG GM-241/94.Spełnia on wszystkie funkcje rejestratora AR-1c i dodatkowo wyposażony jest w szereg nowych funkcji, z których najważniejsza to rejestracja wszystkich danych do wewnętrznej pamięci zdarzeń. Dane zarejestrowane w tej pamięci mogą być drukowane na drukarce lokalnej na żądanie w postaci 1-minutowych wydruków lokalnych lub przesyłane do komputera typu IBM, zwanego komputerem centralnej rejestracji danych, na którym, dzięki specjalnemu programowi komunikacyjno - wizualizacyjnemu LOGGER możliwe jest ściąganie wykresów z rejestratora, oglądanie ich na ekranie monitora i drukowanie wybranych fragmentów na drukarce systemowej. Do rejestratora AR-2c można podłączyć do 188 sygnałów dwustanowych i 8 sygnałów analogowych. Szczegółowa specyfikacja techniczna rejestratora AR-2c znajduje się tutaj. Dzięki takiemu wyposażeniu możliwa jest rejestracja wielu dodatkowych istotnych parametrów takich jak prądy w obwodach silnika lub silników maszyny lub ciśnienia hamulców. Rejestrator próbkuje wejścia dwustanowe z częstotliwością 100/sek a wejścia analogowe 10 razy na sekundę. Dodatkowo, dzięki wyposażeniu rejestratora w panel wyświetlacza, i gdy współpracuje on z przetwornikiem obrotowo-impulsowym do pomiaru prędkości, może on spełniać rolę wskaźnika głębokości. Rejestrator AR-2c, dzięki swojej budowie, może rejestrować dane z dwóch maszyn wyciągowych równocześnie. Wyposażony jest również w dwukanałowe łącze transmisji szeregowej dla celów wizualizacji, rejestracji parametrów obwodu bezpieczeństwa i celów serwisowych. Dodatkowo, na specjalne zamówienie, można wyposażyć system centralnej rejestracji danych w program monitorujący, który umożliwia śledzenie parametrów pracy maszyny na bieżąco w czasie rzeczywistym. Dodatkową cechą odróżniającą rejestrator AR-2c od AR-1c jest to, że sygnał gotowości nie jest uzależniony od pracy drukarki. Każdy Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-2c może pracować w następujących konfiguracjach:

• w konfiguracji z lokalną drukarką,
• w konfiguracji z komputerem centralnej rejestracji danych,
• w konfiguracji mieszanej.

O wyborze konfiguracji, w której w danej chwili pracuje rejestrator, może zadecydować użytkownik dostosowując ją do aktualnych potrzeb.

Podczas ponad 10-letniej eksploatacji, w odpowiedzi na rosnące wymagania użytkowników oraz zmiany w przepisach górniczych, rejestratory AR-2c poddawane były sukcesywnym modernizacjom i uzupełnieniom. Zawsze gdy modyfikacje te powodowały zmianę funkcjonalności bądź poszerzenie zakresu stosowania były one potwierdzane stosownymi badaniami i konsultacjami WUG. W roku 2005, u schyłku okresu ważności dopuszczenia opracowane zostały nowe możliwości:

• karta 16 wejść dwustanowych jako zamiennik dla dwóch kart 8 wejść dwustanowych
• moduł zdalnego wyświetlacza wskazującego prędkość maszyny i położenie naczynia w szybie w oddalonych miejscach
• wydruk w trybie "on-line" wszystkich rejestrowanych sygnałów w zestawach po 22 sygnały dwustanowe i 2 sygnały analogowe
• możliwość pobierania sygnałów dwustanowych z nowoczesnych układów sterowania i sygnalizacji szybowej wykonanych w oparciu o sterowniki PLC za pośrednictwem kart komunikacyjnych PROFIBUS DP i MODBUS RTU

Dwie pierwsze zmiany zostały pozytywnie zopiniowane przez Zakład Atestacji CMG KOMAG, obecnie trwają starania o formalne zatwierdzenie możliwości wprowadzania tych zmian w istniejących rejestratorach AR-2c. Dobudowanie kart komunikacyjnych wiąże się z koniecznością uzyskania indywidualnych zezwoleń i dopuszczeń.

WEWNĘTRZNA PAMIĘĆ ZDARZEŃ

Konstrukcja tej pamięci chroni przed utratą zawartych w niej danych a procedury dostępu do niej zabezpieczają przed przypadkowym zapisem. Pojemność wewnętrznej pamięci zdarzeń - 1,5 MB do 4 MB - umożliwia zapamiętanie wszystkich przebiegów podłączonych do rejestratora sygnałów w okresie co najmniej 7 dni pracy wyciągu. Wewnętrzna pamięć zdarzeń zorganizowana jest w ten sposób, że zgromadzone w niej dane przechowywane są w blokach 1-minutowych. Te bloki są jednostkami niepodzielnymi.

WYDRUKI LOKALNE

Tworzony jest na żądanie na drukarce lokalnej z wybranych okresów pracy maszyny wyciągowej. Do wyboru zakresu danych do wydruku służy panel wyświetlacza oraz dwa przyciski na płycie czołowej modułu pamięci służące do przewijania czasu wyświetlanego na wyświetlaczu. Za pomocą klawisza "Wydruk" znajdującego się na płycie wyświetlacza uruchamiana jest funkcja drukowania 1 minuty żądanego wykresu, a za pomocą przycisków A1 i A2 znajdujących się na płycie czołowej karty wejść specjalnych można dokonać wyboru arkusza wydruku lokalnego. Poprzez ponowne naciśnięcie klawisza "Wydruk" w okresie krótszym niż 20s od zakończenia drukowania uruchamiany jest wydruk kolejnej minuty. Po 20s od wydrukowania ostatniej minuty na wyświetlaczu ukazuje się ponownie naprzemiennie wyświetlany czas ostatniego zapisu do wewnętrznej pamięci zdarzeń i czas "najstarszego" zapisu do wewnętrznej pamięci zdarzeń. Drukarka użyta do wykonania wydruków może być po zakończeniu pracy wyłączona i zabrana. Każdy nowy wydruk zaczyna się nagłówkiem zawierającym:

• datę
• godzinę
• nazwę szybu
• określenie (nazwy) sygnałów dwustanowych
• nazwy wielkości, jednostek (ms, MPa) i skalę wykresów analogowych

Następnie drukowany jest wykres z okresu 1 minuty pracy wyciągu szybowego z dokładnością do 0,1sek (co daje gęstość 7,2s/cal), na którym uwidocznione są kolejno:

• czas (co 8 linii)
• sygnały dwustanowe
• sygnały analogowe

Sygnały dwustanowe drukowane są w postaci pionowych wstęg umieszczonych na przerywanych liniach prowadzących - po jednej wstędze dla każdego sygnału. Istnienie wstęgi odpowiada logicznej "1", zaś jej brak logicznemu "0" sygnału.

Sygnały analogowe drukowane są po prawej stronie wydruku w formie dwóch krzywych dla których oś X (oś czasu) biegnie pionowo wzdłuż taśmy papieru. Wykres drugi jest odwrócony w stosunku do pierwszego.

Współrzędna czasu drukowana jest po lewej stronie wykresu w formacie GG:MM:SS:D co 8 linii.

Ciągłość wykresu może być przerwana jedynie dla wydrukowania serii sygnałów jednouderzeniowych (dzwonowych). Ponieważ sygnały dzwonowe przychodzą w seriach po kilka uderzeń i charakteryzują się większą od zwykłych sygnałów dwustanowych częstotliwością, dla oszczędności papieru (aby nie rozszerzać wydruku) drukowane one są poprzecznie w formie niewielkich pionowych kresek reprezentujących każde narastające zbocze sygnału dzwonowego. Dla serii sygnałów dzwonowych współrzędna pozioma jest osią czasu i każda kropka wykresu (1/60 cala) reprezentuje kolejne 0,02s. Tak więc na 1 cal przypada seria o długości 1,2s. Na początku linii z serią sygnałów dzwonowych jest wydrukowany dokładny czas zarejestrowania pierwszego narastającego zbocza sygnału dzwonowego. Na podstawie tej informacji można bardzo precyzyjnie określić moment przyjścia każdego kolejnego sygnału dzwonowego - do czasu podanego na początku linii należy dodać liczbę obliczoną ze wzoru:

gdzie N jest odległością danego sygnału od początku linii zmierzoną w calach.

Dla ułatwienia odczytu odpowiadające sobie sygnały dzwonowe przekaźnikowe i akustyczne (z przetwornika dźwiękowego) drukowane są parami jeden nad drugim.

PROGRAM LOGGER

Logger jest programem służącym do wizualizacji i archiwizacji przebiegów analogowych i binarnych z maszyny wyciągowej oraz sygnałów dzwonowych. Program współpracuje z rejestratorem AR-2c poprzez łącze szeregowe RS-232C lub łącze modemowe.

Możliwe jest bezpośrednie przeglądanie zawartości pamięci rejestratora, a także przepisanie danych z rejestratora na dysk twardy komputera lub dyskietkę. Tak zarchiwizowane dane są dostępne do oglądnięcia w dowolnym czasie. Interesujące przebiegi można wydrukować na drukarce dołączonej do komputera.

Program może współpracować z kilkoma Cyfrowymi Aparatami Rejestrującymi AR-2c w zakresie archiwizacji danych i wizualizacji. Dzięki wyposażeniu programu Logger w funkcję raportowania możliwe jest tworzenie raportów, których rodzaj i ilość może być zadeklarowana przez użytkownika wg jego aktualnych potrzeb i upodobań. Możliwe jest również przełączenie programu Logger do trybu "On line" w celu bieżącego śledzenia pracy wyciągu szybowego

Wymagania programu:

1. komputer PC skonfigurowany do środowiska Microsoft Windows to znaczy komputer z procesorem Intel 386 lub lepszym
2. 2 megabajty lub więcej pamięci RAM
3. 10 megabajtów lub więcej wolnego miejsca na dysku twardym, zalecany monitor kolorowy,
4. mysz,
5. drukarka - jeśli zamierzasz wykonywać wydruki,
6. wolny port szeregowy, jeśli połączenie z AR-2c będzie realizowane przez RS-232C,
7. modem, jeśli połączenie z AR-2c będzie realizowane przez łącze modemowe
8. program Microsoft Windows w wersji 3.1 lub nowszej, zalecana wersja polskojęzyczna.

Obsługa programu:

Podczas pracy z programem, na pulpicie pojawiają się dwa rodzaje okien: okno aplikacji i okna umieszczone w oknie aplikacji.

• Okno aplikacji zawiera:
• Pole menu sterowania - w lewym górnym rogu okna
• Pasek tytułu - z nazwą programu ( LOGGER )
• Pasek menu zawierający listę dostępnych poleceń lub czynności
• Przyciski "Pełny ekran" i "Do ikony w prawym górnym rogu"
• Paski przewijania

Wewnątrz okna aplikacji pojawiają się okna wtórne (zwane również oknami dokumentu). Można otworzyć jednocześnie więcej niż jedno okno wtórne. W oknach tych przedstawione są wykresy pracy wyciągu szybowego. Okna te korzystają wspólnie z paska menu aplikacji. Polecenia które oddziaływują na aplikację , mają również wpływ na okna wtórne. Okna dokumentu można zminimalizować do postaci ikony. W tej postaci będą one wyświetlane w dolnej części okna aplikacji. Okno wtórne zawiera:

• Pole menu sterowania - w lewym górnym rogu okna
• Pasek tytułu - z nazwą wyciągu szybowego którego wykresy zawiera
• Przyciski "Pełny ekran" i "Do ikony" w prawym górnym rogu
• Znacznik informujący o tym, czy wykres zawarty w oknie został sporządzony na podstawie danych z archiwum dyskowego czy danych bezpośrednio przetransmitowanych z cyfrowego aparatu rejestrującego AR-2c. Znacznik ten ma postać kolorowego paska w prawym górnym rogu okna
• Datę wykresu w postaci: rok - miesiąc - dzień, w lewej górnej części okna
• Pole wykresów analogowych, zajmuje ono górne 2/3 okna i zawiera wykresy prędkości i ciśnienia
• Informacje o czasie na wykresie, opisany jest początek, środek i koniec wykresu w formacie godzina : minuta
• znaczniki wystąpienia sygnałów jednouderzeniowych w postaci pionowych czerwonych kresek z nałożonymi na nie szarymi prostokątami
• pole sygnałów dwustanowych, zajmuje dolną 1/3 okna. Sygnały aktywne są przedstawione w postaci kolorowych kresek.

Dodatkowo, po uaktywnieniu okno wtórne może zawierać:

• przemieszczalny kursor w postaci niebieskiej pionowej kreski
• przemieszczalne okienko informacyjne kursora
• przemieszczalny kursor delta w postaci 2 kresek - niebieskiej i zielonej
• przemieszczalne okienko informacyjne kursora delta (różnicowego)
• przemieszczalne okienko z informacją o przebiegu transmisji na dysk
• okienko prezentujące sekwencje sygnałów jednouderzeniowych

WSKAŹNIK GŁĘBOKOŚCI

W instalacjach, w których zainstalowano impulsator i wyposażonych w program szybowskazu, podczas jazdy maszyny wyciągowej, na wyświetlaczu, oprócz prędkości, wyświetlana jest informacja o położeniu naczynia w szybie. Informacja ta wyświetlana jest na lewej "zielonej" grupie cyfr i wyrażona jest w metrach z dokładnością do 0,1 m . Informacja ta wyświetlana jest również w trakcie postoju maszyny przez 30 s od momentu jej zatrzymania. Informacja ta dotyczy jednego z naczyń wyciągu szybowego. Aby informacja o położeniu naczynia w szybie była wiarygodna konieczne jest podłączenie do rejestratora sygnałów z nadajników sygnału położenia ( łączników magnetycznych) umieszczonych w szybie. Mogą być to sygnały "Ustawienia Skipu" lub sygnały dojazdu do położeń krańcowych lub przejazdu przez zrąb szybu. Każde narastające zbocze takiego sygnału powoduje korekcję wskazań wyświetlacza położenia do wartości uprzednio zaprogramowanej dla danego nadajnika. Informacja o położeniu może być również rejestrowana w pamięci rejestratora i przedstawiana w postaci wykresu lub wskazań liczbowych na wydruku lokalnym i w komputerze Centralnej Rejestracji Danych.

REJESTRACJA OBWODU BEZPIECZEŃSTWA

Bardzo ważną zaletą rejestratora AR-2c jest możliwość podłączenia go do Testowego Sygnalizatora Stanów Awaryjnych TSSA produkcji Przedsiębiorstwa Projektowo - Wdrożeniowego "ELCON" w celu pobrania zarejestrowanych w nim informacji o zdarzeniach zaistniałych w obwodzie bezpieczeństwa maszyny wyciągowej tuż przed wystąpieniem awarii powodującej jego zadziałanie - czyli tuż przed zadziałaniem hamulca bezpieczeństwa. Sygnalizator TSSA rejestruje szereg zdarzeń powodujących przerwanie obwodu bezpieczeństwa wraz z rejestracją czasu zdarzenia liczonego w milisekundach względem czasu początku serii zdarzeń (przerwania pierwszego styku). Tak zarejestrowaną serię zdarzeń przesyła do rejestratora AR-2c, gdzie zostają one zapisane w wewnętrznej pamięci zdarzeń w odpowiednim formacie. Serie zdarzeń powodujące przerwanie obwodu bezpieczeństwa można oglądać na ekranie komputera Centralnej Rejestracji Danych przy pomocy programu LOGGER.

PROGRAM MONITORUJĄCY "MONITOR"

Stanowi uzupełniające narzędzie serwisowe przydatne również dla pracowników biur szybowych dla bieżącej obserwacji i diagnostyki działania wyciągu szybowego. Program ten zainstalowany na dowolnym komputerze typu PC w środowisku WINDOWS pozwala na połączenie się z rejestratorem AR-2c za pośrednictwem łącza RS232. Po uruchomieniu funkcji START ma ekranie komputera pojawiają się przebiegi sygnałów rejestrowanych przez rejestrator. Użytkownik programu może w sposób dowolny kształtować postać ekranu roboczego aplikacji, dobierać wg swoich potrzeb zestaw sygnałów, które chce obserwować oraz dokonywać ich skalowania.

KONFIGURACJA Z LOKALNĄ DRUKARKĄ

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-2c współpracuje z drukarką OKI Microline 280. Drukarka wraz z rejestratorem zabudowana jest w szafie pyłoszczelnej. Do rejestratora podłączony jest przetwornik akustyczny dzwonu wykonawczego PDP1. Dodatkowo może być zamontowany przetwornik akustyczny dzwonu porozumiewawczego PDP2 oraz dodatkowe urządzenia zewnętrzne, którym może być drugi rejestrator typu AR lub urządzenie do synchronizacji czasu oraz impulsator służący do pomiaru prędkości maszyny wyciągowej.

KONFIGURACJA Z KOMPUTEREM CRD

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR współpracuje poprzez zwykłe łącze szeregowe RS232 lub prądowe 0-20mA z komputerem centralnej rejestracji danych. Jako komputer centralnej rejestracji danych może być wykorzystany dowolny komputer typu IBM PC wyposażony dodatkowo w zainstalowany program komunikacyjno - wizualizacyjny LOGGER. Komputer centralnej rejestracji danych służy do komunikacji z rejestratorem AR-2c oraz do sporządzania obrazów graficznych z pracy wyciągu szybowego, na którym zainstalowany jest rejestrator. Do komputera centralnej rejestracji danych mogą być podłączone cztery, a nawet większa ilość rejestratorów, wymaga to jednak zabudowy specjalnej karty komunikacyjnej. Identycznie jak dla poprzedniej konfiguracji do rejestratora podłączony jest przetwornik akustyczny dzwonu wykonawczego oraz opcjonalnie przetwornik akustyczny dzwonu porozumiewawczego, impulsator lub/i dodatkowe urządzenie zewnętrzne.

AR-2c w sieci LAN

Wraz z rozwojem technik sieciowych, wobec coraz większej ilości przesyłanych danych z rejestratora do komputera CRD oraz pojawiajacego zapotrzebowania na wielostanowiskową współpracę stacji CRD z rejestratorem, powstała potrzeba integracji rejestratorów AR-2c w sieci kopalnianej. Ponieważ AR-2c nie dysponuje interfejsem sieciowym włączenie go do sieci LAN wymagało opracowania elementu pośredniczącego pomiędzy zwykłym łączem szeregowym a interfejsem sieciowym.

Zadanie to zostało wykonane na dwa sposoby:

• programowo - poprzez aplikację serwera pracującego na komputerze PC włączonym do sieci LAN i równocześnie współpracującym klasyczną metodą z rejestratorami AR-2c
• sprzętowo - poprzez zastosowanie konwertera transmisji TCP/IP / pętla prądowa

Oba sposoby integracji rejestratorów AR-2c w zakładowj sieci LAN zostały przedstawione poglądowo na rys. 7.
Włączenie rejestratorów AR-2c do sieci komputerowej umożliwiło:

• znacznie szybszą transmisję danych do komputera CRD - stosowana w rejestratorze prędkość transmisji 9600Bd ma mniejszy wpływ na czas transferu danych, gdyż urządzenie pośredniczące pełni rolę serwera proxy
• możliwość pracy wielostanowiskowej - w zależności od przyjętego sposobu pośredniczenia - w wersji ograniczonej (jednopołączeniowej) dla aplikacji serwera w starszej wersji do pełnej pracy wielopołączeniowej przy użyciu nowej aplikacji ar2c-lp-proxy

KONFIGURACJA MIESZANA

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-2c wyposażony jest, jak dla pierwszej konfiguracji, w lokalną drukarkę, a oprócz tego podłączony jest, jak w konfiguracji drugiej, do komputera centralnej rejestracji danych. Konfiguracja taka pozwala na pracę w obydwu trybach (AR-1c / AR-2c) oraz na wykorzystanie komputera centralnej rejestracji danych do szczegółowej analizy wykresów i tworzenia wydruków.

PARAMETRY TECHNICZNE

OPIS PARAMETRU		WARTOŚĆ PARAMETRU
1		2
Napięcie zasilania		24V - 28V AC lub DC lub 240 V AC
Tolerancja napięcia zasilania		-15%; +10% (dla 240V)
Pobór mocy		nie więcej niż 50VA
Temperatura otoczenia w trakcie pracy		5 - 40oC
Temperatura otoczenia w trakcie składowania i transportu		-40oC - +70oC
Wilgotność względna przy 30°C         w trakcie pracy         w trakcie transportu		30...85% do 95%
Wymiary		480 × 254 × 134 mm
Ciężar		7 kG
Czas rejestracji po zaniku napięcia zasilania		nie mniej niż 1 godz.
Wejścia dwustanowe	ilość rejestrowanych sygnałów dwustanowych	20 - 188
	napięcia wejściowe dla sygnałów dwustanowych	24 V, 48 V, 220 V, 110 V DC
	tolerancja napięć wejść dwustanowych	±35%
	prądy sygnałów wejściowych	4,5 - 10 mA
	rozdzielczość próbkowania	10 ms
	izolacja galwaniczna sygnałów wejściowych	2500 V
Wejścia analogowe	ilość sygnałów analogowych	8 (16)
	napięcia wejściowe dla sygnałów analogowych	-10... +10 V -20... +20 V -100 ... +100 V
	zakres rejestrowanych prądów	-20 ... +20 mA
	rodzaj napięć mierzonych	Napięcia stałe i zmienne
	rozdzielczość próbkowania	100 ms
	dokładność pomiaru	12 bitów + bit znaku
	dokładność rejestracji pomiaru	8 bitów + bit znaku
	izolacja galwaniczna kanałów pomiarowych	2500 V
Wejścia akustyczne	ilość sygnałów akustycznych	2
	rozdzielczość rejestracji sygnałów akustycznych	20 ms
Wejścia licznikowe	ilość	1
Wyjścia	ilość wyjść przekaźnikowych	2