W artykule przedstawiono wyniki prac projektu badawczego, którego celem było zrealizowanie mobilnej platformy inspekcyjnej (MPI). Zadaniem MPI jest monitoring stref zagrożonych wybuchem w kopalniach węgla kamiennego. W artykule opisano koncepcję budowy platformy bazującą na normach zharmonizowanych z dyrektywą ATEX.
EN
The article presents the results of a research project whose aim was to realize mobile platform inspection (MPI). MPI task is to monitor hazardous areas in underground coal mines. The article describes the concept of building a platform based on harmonized standards with the ATEX Directive.
Scharakteryzowano poszczególne zespoły Mobilnej Platformy Inspekcyjnej z podaniem zastosowanych technik budowy przeciwwybuchowej. Metodami symulacyjnymi określono parametry bloków napędowych złożone z bezszczotkowych silników prądu stałego, przekładni walcowych i luzowników. Wyznaczono momenty sił na kołach przy pokonywaniu założonych przeszkód. Przedstawiono algorytm wyznaczania poziomu zapewnienia bezpieczeństwa PL funkcji zatrzymania awaryjnego oraz ocenę ryzyka. Funkcja zatrzymania awaryjnego zrealizowana została z wyłączników bezpieczeństwa, przekaźników i styczników odcinających zasilanie od poszczególnych sterowników silnikowych.
EN
The particular parts of the Mobile Inspection Platform are characterized by applied explosion-proof techniques. The drive blocks parameters are determined by simulation methods. The drive blocks are composed of brushless DC motors, helical gears and brakes. The force moments on the wheels during the overcoming of assumed obstacles are determined by simulation methods. An algorithm of determination of the Performance Level of the emergency stop function is presented as well as risk assessment. The emergency stop function is realized by emergency stop switches, relays and contactors which switch off the power from individual motor controllers.
W artykule przedstawiono algorytm wyznaczania Poziomu Zapewnienia Bezpieczeństwa PL funkcji zatrzymania awaryjnego, zaimplementowanej w Mobilnej Platformie Inspekcyjnej. Najpierw zidentyfikowano podsystemy związane z realizacją funkcji bezpieczeństwa, po czym określono wymagany PLr na podstawie grafu ryzyka. Następnie wyznaczono poziomy PL poszczególnych podsystemów na podstawie parametrów MTTFd, DC, CCF i kategorii. Osiągnięty PL funkcji bezpieczeństwa wyznaczono na podstawie osiągniętych poziomów poszczególnych podsystemów i porównano go do wymaganego PLr.
EN
The article presents the algorithm for determining of Performance Level PL of an emergency stop function which was implemented in the Mobile Inspection Platform. At first sub-systems related with realization of the safety function were identified, then the required PL was determined based on the risk graph. Afterwards PL levels were determined of the particular sub-systems based on categories, MTTFd, DC and CCF parameters. Achieved PL of the safety function was determined on the basis of achieved levels of the particular sub-systems and finally it was compared to the required PLr. (The algorithm for determining the Performance Level using the example of an emergency stop function of a mining inspection robot).
The paper presents the Mobile Inspection Platform (MPI) – the innovative solution in the area of safety in underground coal mining. The robot is equipped with devices and sensors that allow the safe exploration and monitoring of these mine regions, that have environmental conditions which are potentially dangerous for a worker. The paper describes in details also the process and results of tests conducted in the Central Mines Rescue Station (CSRG).
PL
Artykuł przedstawia Mobilną Platformę Inspekcyjną – innowacyjne rozwiązanie w zakresie poprawy bezpieczeństwa w górnictwie węgla kamiennego. Robot w swoim wyposażeniu posiada oprzyrządowanie, pozwalające na bezpieczną eksplorację i monitorowanie tych rejonów kopalni, w których panują potencjalnie niebezpieczne dla człowieka warunki środowiskowe. Artykuł opisuje szczegółowo nie tylko wyposażenie urządzenia, ale także przebieg i wyniki testów w Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego.
Scharakteryzowano poszczególne zespoły Mobilnej Platformy Inspekcyjnej z podaniem zastosowanych technik budowy przeciwwybuchowych. Metodami symulacyjnymi określono parametry bloków napędowych złożone z bezszczotkowych silników prądu stałego, przekładni walcowych i luzowników. Wyznaczono momenty sił na kołach przy pokonywaniu założonych przeszkód. Przedstawiono algorytm wyznaczania poziomu zapewnienia bezpieczeństwa PL funkcji zatrzymania awaryjnego. Funkcja zatrzymania awaryjnego zrealizowana została z wyłączników bezpieczeństwa, przekaźników i styczników odcinających zasilanie od indywidualnych akumulatorów.
EN
The particular parts of the Mobile Inspection Platform are characterized by applied explosion-proof techniques. The drive blocks parameters are determined by simulation methods. The drive blocks are composed of brushless DC motors, helical gears and brakes. The force moments on the wheels during the overcoming of assumed obstacles are determined by simulation methods. An algorithm of determination of the Performance Level of the emergency stop function is presented. The emergency stop function is realized by emergency stop switches, relays and contactors which switch off the power from individual batteries.
W artykule opisano proces budowy Mobilnej Platformy Inspekcyjnej dedykowanej do pracy w strefach zagrożonych wybuchem metanu i/lub płynu węglowego. Omówiono dobór różnych technik przeciwwybuchowych realizowanych w celu dopuszczenia MPI do pracy w strefach wybuchowych. Przedstawiono koncepcje budowy mechanicznej, napędowej i wyposażenia elektronicznego robota.
EN
The article describes the process of building the Inspection Mobile Platorm dedicated to work in potentially explosive methane and/or coal dust. Discusses the selection of different techniques explosion carried out in order to allow MPI to work in hazardous areas. Presents the mechanical design concepts, propulsion and electronic equipment robot.
W artykule przedstawiono metodykę oceny ryzyka i jego zmniejszania wg PN-EN ISO 12100 oraz wyznaczania Poziomu Zapewnienia Bezpieczeństwa PL wg PN-EN ISO 13849-1. Omówiono procedurę wyznaczania PL systemu sterowania związanego z bezpieczeństwem, gdy podsystemy składowe mają określone poziomy PL oraz gdy samodzielnie należy wyznaczyć PL danego podsystemu, bazując na kategorii układu, oczekiwanym czasie do zaistnienia niebezpiecznego uszkodzenia MTTFd, pokryciu diagnostycznym DC oraz uszkodzeniach o wspólnej przyczynie CCF. Podano przepisy wprowadzające stosowanie zasad bezpieczeństwa maszyn w Polsce.
EN
The article features the methodology of risk assessment and reduction according to PN-EN ISO 12100 and determination of Performance Level (PL) according to PN-EN ISO 13849-1. The procedure was discussed of PL determination in a safety-related control system when its subsystems have certain PLs and when it is necessary to determine the PL of the given system by oneself, based on the system category, mean time to failure (MTTFd), diagnostic coverage (DC), and common cause failures (CCF). The regulations concerning machine safety in Poland were presented.
The articles presents the methodology and results of electromagnetic compatibility tests conducted on a non-commercial prototype of the Mining Mobile Inspection Robot. The tests were carried out in an accredited laboratory of the Institute of Innovative Technologies EMAG in compliance with European standards harmonized with the 2004/108/EC (EMC) directive. In the article the testing stands were characterized along with the test types, performance criteria and test results. The testing methodology and the selection of standards can be a pattern to conduct electromagnetic compatibility tests for similar products designed for the mining industry.
PL
Przedstawiono metodykę i wyniki badań kompatybilności elektromagnetycznej niekomercyjnego prototypu Górniczego Mobilnego Robota Inspekcyjnego. Badania te prowadzono w akredytowanym Laboratorium Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG wg europejskich norm zharmonizowanych z dyrektywą 2004/108/EC (EMC). Scharakteryzowano stanowiska badawcze, rodzaje badań, kryteria oceny oraz wyniki badań. Metodyka badań oraz dobór norm mogą posłużyć jako wzór do prowadzenia badań na kompatybilność elektromagnetyczną podobnych wyrobów przeznaczonych dla górnictwa.
W artykule przedstawiono algorytm wyznaczania parametrów elektromechanicznych napędów jezdnych górniczej Mobilnej Platformy Inspekcyjnej MPI przy pokonywaniu różnego rodzaju przeszkód, tj. nachyleń i progów. Zaprezentowano także koncepcje doboru silników elektrycznych oraz przekształtników energii do ich zasilania i sterowania nimi.
EN
The article features an algorithm to determine the electromechanical parameters of drives of the Mobile Inspection Platform (MPI). The parameters were determined while MPI was passing different kinds of obstacles, such as slopes and thresholds. Additionally, there were some concepts presented how to select electrical motors as well as energy converters which feed and control these motors.
W artykule zaprezentowano rozwiązania konstrukcyjne mobilnych robotów stosowanych w światowym górnictwie. Przeglądu dokonano na podstawie dostępnych opracowań naukowych i doniesień medialnych. Celem artykułu jest przedstawienie parametrów istniejących robotów górniczych, które wykorzystane zostaną przy projektowaniu mobilnej platformy inspekcyjnej tworzonej w ramach Programu Badań Stosowanych, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
EN
The article presents solutions of mobile robots used in the world mining industry. The review was made on the basis of available scientific papers and media news. The objective of the article is to present the parameters of the existing robots. The parameters will be used for the design of an inspective platform which is developed within the applied research programme financed by the National Centre for Research and Development.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono metodę wyznaczania Poziomu Zapewnienia Bezpieczeństwa PL na podstawie normy PN-EN ISO 13849-1, która jest zharmonizowana z dyrektywą maszynową 2006/42/WE. Krótko scharakteryzowano zasady oceny i zmniejszenia ryzyka wg normy PN-EN ISO 12100. Skoncentrowano się na określeniu wymaganego poziomu PLr na podstawie grafu ryzyka. Przedstawiono praktyczną realizację funkcji bezpieczeństwa złożonej z podsystemów wejściowych, logicznych i wykonawczych. Pokazano sposób wyznaczania osiągniętego PL dla funkcji bezpieczeństwa złożonej z elementów sprzętowych na podstawie struktury układu (kategorii), wartości średniego czasu pomiędzy niebezpiecznymi uszkodzeniami (MTTFd), pokrycia diagnostycznego (DC) i odporności na uszkodzenia spowodowane wspólną przyczyną (CCF).
EN
The article presents a method for determining the performance level (PL) on the basis of the PN-EN ISO 13849-1 standard, which is harmonized with the machinery directive 2006/42/EC. The risk assessment and risk reduction criteria, according to PN-EN ISO 12100, were briefly characterized. The focus was put on determining the required performance level PLr on the basis of a risk graph. The method was presented how to use a safety function composed of input-, logical- and execution subsystems. It was demonstrated how to determine the achieved PL for a safety function composed of hardware elements on the basis of a safety category, mean time to dangerous failures (MTTFd), diagnostic coverage (DC), and immunity to common cause failures (CCF).
Artykuł dotyczy projektu prototypu niekomercyjnego pneumatycznego Górniczego Mobilnego Robota Inspekcyjnego GMRI. Omówiono założenia funkcjonalne robota. Podano koncepcje rozwiązań konstrukcyjnych i technicznych spełniające normy zharmonizowane z dyrektywą ATEX 94/9/WE dotyczące budowy przeciwwybuchowej.
EN
This article applies to a project of non-commercial prototype of the Mining Inspection mobile robot GMRI. Functional assumptions of the robot were discussed. The technical and design solutions concepts which meet the requirements of harmonized standards with the ATEX directive 94/9/EC on explosion protection, were presented.
W artykule opisano zasady oraz proces certyfikacji wyrobów na zgodność z dyrektywą maszynową 2006/42/WE. Omówiono najważniejsze zagadnienia i definicje z dyrektywy maszynowej oraz kluczowych norm z nią zharmonizowanych: PN-EN ISO 12100, PN-EN 62061 oraz PN-EN ISO 13849. Opisano ocenę ryzyka, na którą składają się analiza ryzyka oraz ewaluacja ryzyka. Przedstawiono proces zmniejszania ryzyka w trzech krokach: rozwiązań konstrukcyjnych bezpiecznych samych w sobie, technicznych środków ochronnych i uzupełniających środków ochronnych oraz informacji dotyczących użytkowania. Omówiono zastosowanie norm PN-EN ISO 13849-1 i PN-EN 62061 oraz wynikających z nich poziomów bezpieczeństwa PL i SIL. W celu określenia wymaganego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa PLr oraz poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa SIL przytoczono graf ryzyka oraz matrycę przypisania SIL. Przedstawiono procedurę uproszczoną dla funkcji bezpieczeństwa, złożonej ż podsystemów o określonych parametrach SIL/PL oraz w przypadku, gdy użyte podsystemy nie posiadają określonych parametrów SIL/PL.
EN
The article describes the regulations and process of products certification according to the Machinery Directive 006/42/EC. The major issues and definitions of the directive were discussed, along with the key standards harmonized with the directive, i.e.: PN-EN ISO 12100, PN-EN 62061 and PN-EN ISO 13849. The risk assessment was described, consisting of risk analysis and risk evaluation. The risk mitigation process was described in three steps: safe structural solutions, technical security measures and supplementary security measures, as well as user-related information. The application of two standards (PN-EN ISO 13849-1 and PN-EN 62061) was discussed along with the resulting PL and SIL levels. In order to determine the required protection level PLr and safety integrity level SIL, a risk graph and SIL assignment matrix was referred to. A simplified procedure was presented for a safety function consisting of subsystems with determined SIL/PL parameters, as well as for the case when the used subsystems do not have determined SIL/PL parameters.
The mining mobile inspective robot is designed for monitoring explosive hazardous environments, where unknown gas mixtures consisting of explosive, toxic and suffocating gases can be present. This situation is often observed in mining hard coal excavations where inertia processes are carried out during or after a fire. Then the gas mixtures include, among others, significant concentrations of carbon monoxide, carbon dioxide and methane. In the paper the principle of operations and the robot assemblies which consist of mechanical, electronic, pneumatic and software elements were described. Furthermore in the paper initial traction tests of the robot were discussed.
Omówiono założenia funkcjonalne pierwszego na świecie mobilnego robota górniczego przeznaczonego do inspekcji stref zagrożonych wybuchem. Podano koncepcje rozwiązań technicznych spełniające normy zharmonizowane z dyrektywą ATEX 94/9/WE dotyczące budowy przeciwwybuchowej. Przedstawiono wyniki prób funkcjonalnych prototypu robota.
EN
The functional assumptions of the first all over the world mining mobile robot for inspections hazardous explosive zones were described. Solutions of technical concepts were given according harmonized standards with the ATEX 94/9/EU directive concerning explosion proof techniques. Results of functional tests of the robot prototype were presented.
The paper presents the subject of presentation which will be held in a seminar concerning closing of the PhD course and the progress in the scientific work.
W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania wybranych elektromechanicznych maszyn zmęczeniowych konstruowanych w Katedrze Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Opolskiej do innowacyjnych testów wytrzymałościowych materiałów. Skoncentrowano się przede wszystkim na omówieniu układów sterowania, w jakie wyposażono te maszyny. Przedstawiono też zasady ich działania oraz scharakteryzowano oprogramowanie. Osiągnięte rezultaty i zdobyte doświadczenia pozwalają na poszerzenie działalności badawczo-usługowej prowadzonej przez Centrum EMAG ukierunkowanej na projektowanie nowatorskich systemów sterowania.
EN
A construction and a principle of operation of selected electromechanical fatigue-testing machines developed by the Department of Mechanics and Machine Design Faculty of Mechanics, at Opole University of Technology designed for innovative fatigue tests of materials have been presented in the paper. The work has been focused first of all on presentation of the control systems the machines have been fitted with. The principles of operation of the control systems have been presented and their software has been characterized. The results achieved and the experiences acquired allow the research and service activity of the EMAG Centre to be extended towards development and design of innovative control systems.
Omówiono budowę i funkcje układu pomiarowego robota górniczego przeznaczonego do pracy w strefie zagrożonej wybuchem. Opisano zasadę działania poszczególnych rodzajów czujników zastosowanych do detekcji gazów trujących i wybuchowych.
EN
In the paper, build and functions of the measuring system of the mining robot for working in explosive hazardous zones were described. Moreover the principle of operations of the applied sensors for detection of explosive and toxic gases were discussed.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ogólny opis budowy i zasady działania maszyny do badań zmęczeniowych materiałów przy zmiennoamplitudowym zginaniu i skręcaniu oraz opis czterech układów do jej sterowania. Przedstawione warianty cyfrowych układów sterowania zawierają kartę pomiarową AMBEX z oprogramowaniem w języku C++, karty pomiarowe Daqboard/2000 i NI PXI-6259 z oprogramowaniem LabVIEW oraz sterownik PLC SAIA PCD2 i zostały użyte w systemie mechatronicznym, bazującym na maszynie zmęczeniowej typu MZGS-100 PL.
EN
General description and operating principles of a material fatigue testing machine under bending and torsion loads of varying amplitude are supplemented with descriptions of four versions of its control system.
W pracy przedstawiono opracowane i wdrożone układy sterowań elektrohydraulicznych maszyn wytrzymałościowych znajdujących się na wyposażeniu Katedry Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Opolskiej. Skoncentrowano się na omówieniu sposobu rewitalizacji stanowisk wytrzymałościowych, produkowanych w dawnej Niemieckiej Republice Demokratycznej, a także rozszerzeniu ich funkcji badawczych. Stanowiska takie znajdują się bowiem w wielu laboratoriach przemysłowych, instytutach i uczelniach, zarówno w kraju jak i za granicą.
EN
The developed and implemented electrohydraulic control systems of testing machines as equipment of the Mechanics and Machine Design Department of Opole University of Technology have been presented in the paper. The work has been focused on presentation of methods of revitalisation of test stands manufactured in ex-GDR (German Democratic Republic) as well as on extending them by new test functions because a number of domestic and foreign industrial labs, institutes and universities are fitted with the stands of this type.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.