Smart mining communication systems

• Autorzy: Stankiewicz Krzysztof

Warianty tytułu

PL

Inteligentne górnicze systemy komunikacyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Polish industry stands at the threshold of the 4th Industrial Revolution, whose core is data collected from manufacturing and exploitation processes. The number of the devices that are capable of communication increases exponentially. These facts imply a constant evolution of automated systems, intelligent data analysis, and methods for their reliable and efficient transmission. The current rapid development of communication technologies mainly focuses at the transmission of digital data. Digital data is most often sent within separated hardware segments of business management structures, for the control and monitoring of machines, devices, and processes. At the lowest levels, fieldbuses prevail, from which data is aggregated and transmitted, often by Ethernet protocols, to the level of enterprise branch servers. Then branches connect to the central structures using encrypted tunnels created within the Internet. The whole structure is exposed to a number of threats related to the presence of typical failures, disruptions, as well as actions leading to the data mismatch or transmission failures. A similar state of needs and threats in the field of acquisition and transmission of digital data occurs in Polish mining. The problem of the complexity of communication structures, including sensory networks and battery-powered wireless sensors, becomes a part of mining technology and the processing of raw materials. Development processes of sensory networks are mainly focused on its reliability, followed by performance. For this reason, as well as bearing in mind the reduction of the costs of building the communication infrastructure, networks with mesh topology develop, which are characterized by high transmission reliability due to its multi-redundant structure. This article describes the development of one of the latest communication protocols SSKIR, intended for use in mesh networks.

PL

Polski przemysł stoi u progu 4 Rewolucji Przemysłowej, której trzon stanowią dane pochodzące z procesów wytwórczych i eksploatacyjnych. Liczba urządzeń zdolnych do komunikacji rośnie wykładniczo. Fakty te implikują stałą ewolucję systemów zautomatyzowanej, inteligentnej analizy danych i metod ich niezawodnej oraz wydajnej transmisji. Obecny, gwałtowny rozwój technik komunikacyjnych dotyczy przede wszystkim transmisji danych cyfrowych. Dane cyfrowe przesyłane są najczęściej w ramach wyraźnie wyróżnionych segmentów sprzętowych struktur kierowania przedsiębiorstwem, sterowania i monitorowania maszyn, urządzeń oraz procesów. Na najniższych poziomach dominują magistrale polowe, z których dane są agregowane i przesyłane, często protokołami ethernetowymi, na poziom serwerów oddziałów przedsiębiorstwa. Następnie oddziały łączą się ze strukturami centralnymi za pomocą szyfrowanych tuneli tworzonych w ramach sieci Internet. Struktura ta narażona jest na szereg zagrożeń związanych z obecnością typowych awarii, zakłóceń, jak i celowych działań prowadzących do zawłaszczenia danych lub unieruchomienia transmisji. Podobny stan potrzeb i zagrożeń w zakresie akwizycji i transmisji danych cyfrowych sygnalizuje polskie górnictwo. W ramach procesów wydobywczych i przeróbczych surowców skalnych coraz częściej napotyka się na problem złożonych struktur komunikacyjnych, w tym sieci sensorycznych obejmujących czujniki bezprzewodowe zasilane bateryjnie. W ramach sieci sensorycznych główny nacisk kładziony jest na jej niezawodność, a w dalszej kolejności na wydajność. Z tego powodu, oraz mając na uwadze redukcję kosztów budowy infrastruktury komunikacyjnej, rozwija się sieci o topologii kratownicowej (ang. mesh), charakteryzujące się wysoką niezawodnością transmisji dzięki strukturze multiredundantnej. W niniejszym artykule opisano rozwój jednego z najnowszych protokołów komunikacyjnych SSKIR, przeznaczonego do zastosowań w sieciach kratownicowych.

Słowa kluczowe

EN

sensors; communication; network; data

PL

sensory; sieć; komunikacja; dane

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 2
• Strony: 105--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Stankiewicz Krzysztof

• Institute of Mining Technology KOMAG, Gliwice, Poland

Bibliografia

• 1. Bandyopadhyay L.K., Chaulya S.K., Mishra P.K.: Wireless Communication in Underground Mines: RFID-based Sensor Networking. Springer, 2010.
• 2. Basagni S., Conti M., Giordano S., Stojmenovic I.: Mobile Ad Hoc Networking. New Jersey: IEEE Press, 2004.
• 3. Roland Berger Strategy Consultants, BDI: The digital transformation of industry. [Online]. 2015. [Accessed 30 April 2019]. Available from: https://www.rolandberger.com/publications/publication_pdf/roland_berger_digital_transformation_of_industry_20150315.pdf
• 4. Boukerchea A., Turgutb B., Aydinc N., Mohammad A.Z., Bölönid L., Turgut D.: Routing protocols in ad hoc networks: A survey. Computer networks, 2011, 55(13), pp. 3032-3080.
• 5. Elgór-Hansen: Pressure monitoring system for roofsupports. [Online]. 2019. [Accessed 30 April 2019]. Available from: https://elgorhansen.com/en/offer/pressure-monitoring-system-for-roof-supports
• 6. PRASS III: Main website. [Online]. 2019. [Accessed 30 April 2019]. Available from: http://prass3.komag.eu/
• 7. Reynolds C.W.: Flocks, Herds, and Schools: A Distributed Behavioral Model. Computer Graphics, 1987, 21(4), pp. 25-34.
• 8. Stankiewicz K.: Mining control systems and distributed automation. Journal of Machine Construction and Maintenance, 2018, 2(109), pp. 117-122.
• 9. Stankiewicz K.: A self-organizing communication system based on the swarm algorithm. Presented at the International Conference Mechatronics: Ideas for Industrial Applications, Gdańsk (Poland), 11-13 May 2015.
• 10. Sztucki T.: Marketing przedsiębiorcy i menedżera. Warszawa: Agencja Wydawnicza Placet, 2000 [in Polish].
• 11. Trenczek S.: Kierunki rozwoju infrastruktury systemowej zasilania, informatyki technicznej i automatyki. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 2009, 9, pp. 9-15 [in Polish].
• 12. Wydro K.B.: Telematyka - znaczenie i definicje terminu. Telekomunikacja i techniki informacyjne, 2005, 1-2, pp. 116-127.
• 13. WojaczekA.:Telematyka w podziemnych zakładach górniczych. Mining – Informatics, Automation and Electrical, 2017, 7, pp. 27-34 [in Polish].
• 14. Żeliński J.: Co to jest proces biznesowy. [Online]. 2012. [Accessed 30 April 2019]. Available from: https://it-consulting.pl/autoinstalator/wordpress/2012/09/28/business-process-manifesto
• 15. ZAM-SERVICE: DPS 11 Mine Telemonitoring System. [Online]. 2009. [Accessed 30 April 2019]. Available from: http://www.zam.cz/KATALOG_DULNI/EN/DPS-11_EN_V140116.pdf
• 16. Zawiła-Niedźwiecki J.: Zarządzanie ryzykiem operacyjnym w zapewnianiu ciągłości działania organizacji. Kraków: Wyd. Edu-Libri, 2013 [in Polish].
• 17. Witkowski J.: Rodzaje działań w zakresie strategii logistycznej przedsiębiorstwa. Wrocław: AE we Wrocławiu, 1995 [in Polish].

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).