Rozproszone systemy sterowania maszyn i urządzeń górniczych

• Autorzy: Stankiewicz K. , Jasiulek D. , Jagoda J. , Jura J.

Warianty tytułu

EN

Dispersed systems for control of mining machines and equipment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia z zakresu zaawansowanych systemów sterowania mobilnych maszyn górniczych, z wykorzystaniem magistrali rozproszonej CAN, oraz perspektywy rozwoju systemów sterowania dedykowanych do pracy przestrzeni zagrożonych wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego. Jednym z kierunków rozwoju systemów jest wprowadzenie w sieciach bezprzewodowych czujników samozasilających, co umożliwia ich zastosowanie w miejscach, w których zastosowanie czujników konwencjonalnych jest utrudnione. Przedstawiono również zagadnienie inteligencji w samoorganizacji ścieżek transmisji danych (trasowanie, routing) w złożonej sieci sensorycznej.

EN

Selected problems as regards advanced systems for control of mobile mining machines, which use the dispersed CAN bus, as well as views for a development of control systems for operation in areas threatened by methane and/or coal dust explosion hazard are presented. Implementation of self-powered sensors, which can be used in places where use of traditional sensors is difficult, to wireless networks is one of directions of development of such systems. Problem of intelligence in self-organization of data transmission routes (routing) in a complex sensor network is presented.

Słowa kluczowe

PL

monitoring; sieć sensoryczna; samoorganizacja; Internet rzeczy; czujnik samozasilający; CAN

EN

monitoring; sensor network; self-organization; Internet of things (IoT); self-powered sensor; CAN

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Maszyny Górnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 34, nr 3
• Strony: 54--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Stankiewicz K.

• Instytut Techniki Górniczej KOMAG

autor

Jasiulek D.

• Instytut Techniki Górniczej KOMAG

autor

Jagoda J.

• Instytut Techniki Górniczej KOMAG

autor

Jura J.

• Instytut Techniki Górniczej KOMAG

Bibliografia

• [1] Arabshahi P., Gray A., Kassabalidis I., Das A., Narayanan S., Sharkawi M., El Marks R. J. Adaptive routing in wireless communication networks using swarm intelligence. AIAA 19th Annual Satellite Communications System Conference Toulouse. France 2001: 1-9.
• [2] Bartoszek S., Jagoda J., Jura J.: System diagnostyczny ładowarki bocznie wysypującej bazujący na iskrobezpiecznej magistrali CAN. Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe (32) nr 1, Ośrodek Badawczo – Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych OBRUM sp. z o.o., Gliwice 2013.
• [3] Bartoszek S.: Metoda pozycjonowania górniczych maszyn mobilnych w wyrobiskach korytarzowych. Monografia KOMTECH 2012, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2012 s. 387-399.
• [4] Bartoszek S., Jagoda J., Jura J., Latos M.: Systemy wbudowane w zespołach sterowania, diagnostyki oraz wizualizacji dla górnictwa. Monografia KOMTECH 2014, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2014, ISBN 978-83 -60708-83-5
• [5] Basagni S., Conti M., Giordano S., Stojmenovic I. Mobile Ad Hoc Networking. IEEE Press. New Jersey 2004.
• [6] Batko W., Borkowski B., Głocki K. Application o f database systems in machine diagnostic monitoring. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2008; 1: 7-10.
• [7] Bombor J. Sztuczna inteligencja w kopalni Pniówek! Górnicy niepotrzebni? http://www.dziennikzachodni.pl/artykul/586769,sztuczna-inteligencja-w-kopalni-pniowek-gornicy-niepotrzebni,id,t.html#czytaj_dalej . Dziennik Zachodni – Western Journal 2012; 95: 4.
• [8] Boukerche A. Alhorithms and Protocols for Wireless and Mobile Ad Hoc Networks. Wiley. Ottawa 2009.
• [9] CAN in Automation (CiA) 301 “CANopen application layer and communication profile”
• [10] CAN in Automation (CiA) 401 “Device profile for generic I/O modules”
• [11] Cunefare K. A., Skow E. A., Erturk A., Savor J., Verma N., Cacan M. R.: Energy harvesting from hydraulic pressure fluctuations. Smart Materials and Structures 22 (2013) 025036 (10pp).
• [12] Feeney L.M. A Taxonomy for Routing Protocols in Mobile Ad Hoc Networks. SICS. Technical Report T99/07. Kista 1999.
• [13] Gładysiewicz L., Król R., Bukowski J. Tests of conveyor resistance to motion. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2011; 3: 17-25.
• [14] Gong T., Tuson A.L.: Particle swarm optimization for quadratic assignment problems - a formal analysis approach. International Journal of Computational Intelligence Research, 4, 2008, 177-185.
• [15] Gilbert J. M., Balouchi F.: Comparison of Energy Harvesting Systems for Wireless Sensor Networks. International Journal of Automation and Computing 05(4), October 2008, 334-347.
• [16] Ilyas M. The Handbook of Ad Hoc Wireless Networks. Florida Atlantic University. Florida 2003.
• [17] Jasiulek D., Rogala-Rojek J., Stankiewicz K.: The applicability of artificial intelligence techniques in control and diagnostics of mining machinery. Monograph. KOMTECH Conference. ITG KOMAG 2011: 45-54.
• [18] Jasiulek D., Stankiewicz K., Jagoda J.: Możliwości zastosowania czujników samozasilających się przeznaczonych do pracy w podziemiach kopalń. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa. Nr 8(519), pp. 73-80 (2013)
• [19] Jasiulek D.: Alternatywne źródła zasilania czujników stosowanych w górnictwie. ITG KOMAG Gliwice (2012) (not published)
• [20] Jasiulek D.: “Propozycje zastosowania czujników samozasilających się w przemyśle wydobywczym” Przegląd Górniczy vol. 1/2014
• [21] Jonak J., Prostański D., Jasiulek D., Rogala-Rojek J., Puchała B.: Koncepcja adaptacyjnego układu sterowania w kombajnach chodnikowych REMAG SA. Problemy bezpieczeństwa w budowie i eksploatacji maszyn i urządzeń górnictwa podziemnego. Monografia pod redakcją Krzysztofa Krauze, Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego sp. z o.o., Lęziny 2010 s. 115-123.
• [22] Jonak J., Rogala-Rojek J.: System doradczy wspomagający operatora kombajnu chodnikowego. Prace Naukowe - Monografie KOMAG nr 38, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2012.
• [23] Jonak J., Gajewski J.: Operating diagnostics and monitoring issues of selected mining belt conveyers. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2006; 4: 74-78.
• [24] Jura J. i inni: „Iskrobezpieczny system sterowania maszyn górniczych bazujących na magistrali CAN i protokole CANopen.” Praca statutowa E/BM-12398, ITG KOMAG 2010-2013, (praca niepublikowana),
• [25] Jura J.: „Iskrobezpieczny system sterowania maszyn górniczych bazujących na magistrali CAN i protokole CANopen.” Sprawozdania z realizacji prac statutowych ITG KOMAG 2010-2015, (prace niepublikowane).
• [26] Jura J.: „Instrukcja Obsługi Moduł Inteligentnego Sterownika MIS-1” Praca statutowa. ITG KOMAG 2015 rok (praca niepublikowana).
• [27] Jura J.: „Instrukcja Obsługi Inklinometru INK-2D” Praca statutowa. ITG KOMAG 2015 rok (praca niepublikowana).
• [28] Karta katalogowa: BOSCH GmbH: CAN Specyfication ver 2.0, 1991
• [29] Karta katalogowa systemu KOGASTER http://www.gabryp ol.com/
• [30] Karta katalogowa Elgór-Hansen EH-PressCater system www.elgorhansen.com
• [31] Karta katalogowa Famur FAMAC RSPC system www.famur. com.pl
• [32] Latos M., Bartoszek S., Rogala-Rojek J.: Diagnostics of underground mining machinery. Proceedings of the 19th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), Międzyzdroje, 2014, s. 782-787.
• [33] Latos M., Stankiewicz K.: Studies on the effectiven ess of noise protection for an enclosed industrial area using global active noise reduction systems. Low Frequency Noise, Vibration and Active Control Journal, 2015, vol. 34, nr 1, s. 9-20 2.
• [34] Legutko S.: Development trends in machines operatio n maintenance. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2009; 2: 8-16.
• [35] Lokomotywa z napędem akumulatorowym przeznaczona do eksploatacji w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Projekt celowy ROW-III-235 /2012.
• [36] Misra S., Misra S. C., Woungang I. Guide to Wireless Ad Hoc Networks. Springer- Verlag. London 2009.
• [37] Mitcheson P.D., Rao G.K., Green T.C.: Energy Harvesting From Human and Machine Motion for Wireless Electronic Devices. Vol 96. No. 9, September 2008. Proceedings of the IEEE.
• [38] Mohapatra P., Krishnamurthy S. V. Ad Hoc networks ( Technologies and Protocols). Springer 2005.
• [39] PN-EN 60079-11 Atmosfery wybuchowe: Część 11: „Zabezpieczenie urządzeń za pomocą iskrobezpieczeństwa i”
• [40] Radkowski S., Lubikowski K., Piątak A.: Vibration Energy Harvesting in the Transportation System: a Review. Diagnostyka - Applied Structural Health, Usage and Condition Monitoring’ 4(64)/2012.
• [41] Reynolds C. W. Flocks, Herds, and Schools: A Distributed Behavioral Model. SIGGRAPH. Anaheim 1987.
• [42] Sarkar S. K, Basavaraju T. G, Puttamadappa C. Ad Hoc Mobile Wireless Networks. Principles, Protocols, and Applications. Second edition. CRC Press. Taylor & Francis Group. Boca Raton 2012.
• [43] Sazonov E., Li H., Curry D., Pillay P.: Self-Powered Sensors for Monitoring of Highway Bridges. IEEE Sensors Journal, Vol. 9, NO. 11, November 2009
• [44] Słoczyński J. Untypical routing algorithms. Master’s thesis. Lodz University of Technology 2004.
• [45] Stankiewicz K. The concept of self-organization method of complex communication system in the mining implementation. Monograph. KOMTECH Conference. ITG KOMAG 2012: 329-337.
• [46] Stankiewicz K., Woszczyński M.: Metody odzyskiwania i przetwarzania energii cieplnej. Maszyny Górnicze nr 1, pp. 39-46 (2010)
• [47] Stankiewicz K. Model of self-organizing, complex communication system. Modelowanie Inżynierskie – Modelling In Engineering 2014; 51: 94-99.
• [48] Stankiewicz K. Self-organization of network structure based on swarm algorithms. Problemy Eksploatacji – Maintenance Problems 2014; 2: 5-14.
• [49] Sudevalayam S., Kulkarni P.: Energy Harvesting Sensor Nodes: Survey and Implications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 13, no. 3, third quarter 2011.
• [50] Świder J., Woszczyński M.: Zastosowanie układu rekuperacji energii w silniku spalinowym maszyny górniczej. Prace Naukowe - Monografie KOMAG nr 43, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2014 s. 1-106; 6,69 ark. wyd., ISBN 978-83-60708-82-8
• [51] Świder J., Woszczyński M.: Use of the System for Energy Recuperation and Control in Diesel Machines. Machine Dynamics Research 2014, Vol. 38, No 1
• [52] Tanenbaum A.S., Stehen M.V.: Systemy rozproszone. Zasady i paradygmaty. Klasyka informatyki. WN-T, Warszawa 2006.
• [53] Wischke M., Masur M., Kröner M., Woias P.: Vibration harvesting in traffic tunnels to power wireless sensor nodes. Smart Materials and Structures Volume 20 Number 8. 2011.
• [54] Woszczyński M., Świder J.: Use of the System for Energy Recuperation and Control in Diesel Machines. Machine Dynamics Research, 2014, Vol. 38, No 1
• [55] Wang Z. L.: Self-Powered Nanosensors and Nanosystems. Advanced Materials. Volume 24, Issue 2, pages 280–285, January 10, 201.
• [56] Vullers R.J.M., van Schaijk R., Doms I., C. Van Hoof, R. Mertens: Micropower energy harvesting. Solid-State Electronics 53 (2009) 684–693
• [57] Zhu D., Beeby S.P., Tudor M. J., Harris N. R.: A credit card sized self powered smart sensor node. Sensors and Actuators A: Physical. Volume 169, Issue 2, October 2011, Pages 317–325

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.