Sistema de comunicación de raidoenlace dirigido para explotación a cielo abierto o emplazamiento de carga y descarga de mercancías a granel.

Sistema de comunicación para explotación a cielo abierto o sistema de comunicación para emplazamiento decarga y descarga de mercancías a granel para la transmisión de información entre un puesto de mando (1) y almenos un equipo móvil de grandes dimensiones (5,

6, 7), caracterizado por que un punto trigonométrico está fijadocomo punto fijo del sistema de comunicación, que presenta por lo menos una antena direccional (2, 3, 4), que defineun sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19), dentro del cual puede moverse al menos un equipo de grandesdimensiones (5, 6, 7), que (5, 6, 7) dispone de un sistema de antena direccional (8, 9, 10), en el que

* se realiza una orientación automática del enlace de transmisión de radioenlace dirigido entre el puntotrigonométrico y el equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7),

* en la zona final del sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19) se encuentra una estación repetidora (12), quepor un lado presenta una antena direccional (13) dirigida a la antena direccional (2, 3, 4) del sector deradioenlace dirigido (17, 18, 19) y por otro lado presenta una antena direccional adicional (14), que define unsector de radioenlace dirigido adicional (20), dentro del cual puede moverse al menos un equipo de grandesdimensiones (15) con sistema de antena direccional de seguimiento automático (16), de modo que resulta unaconexión en serie de ambos sectores de radioenlace dirigido (17, 18, 19, 20), y

* se realiza el seguimiento del sistema de antena direccional de seguimiento automático (8, 9, 10, 16) de uno delos equipos de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) en función de su posición actual dentro del sector deradioenlace dirigido (17, 18, 19, 20) y su rotación o autorrotación actual.

Sistema de comunicación de radioenlace dirigido para explotación a cielo abierto o emplazamiento de carga y descarga de mercancías a granel

La invención se refiere a un sistema de comunicación en la explotación a cielo abierto así como emplazamiento de carga y descarga de mercancías a granel según el preámbulo de la reivindicación 1, en particular a un sistema para la transmisión de información (esquemas y señales de datos / proceso) entre un puesto de mando (central) y al menos un equipo de grandes dimensiones. La invención puede usarse por ejemplo como red de información para la explotación a cielo abierto en la excavación/el amontonamiento de escorias.

Por el documento EP 0 994 987 B1 se conoce un equipo de rueda de cangilones (equipo de grandes dimensiones) para la excavación de escombreras o para el amontonamiento de escorias de mercancías a granel, estando previsto un conductor de fibra óptica guiado a través de un tambor portacable como conexión de comunicación (preferiblemente bidireccional) entre el control del equipo de rueda de cangilones y un puesto de mando.

Debido a la geografía de explotación a cielo abierto continuamente en evolución se desea una comunicación altamente flexible entre equipos de grandes dimensiones y puesto de mando (central) . Hasta el momento los conductores de fibra óptica / líneas de alambre de cobre usados cumplen estos requisitos sólo de forma limitada, dado que deben instalarse en canales protegidos, siguiendo la geometría de los bancos. Si se traslada un equipo de grandes dimensiones, debe interrumpirse en primer lugar la comunicación con el puesto de mando y a continuación instalarse de nuevo, lo que es costoso y no son siempre posibles tareas de servicio tales como por ejemplo variaciones de esquemas de programa y de proceso o análisis de fallos. Para la realización de tareas de servicio es con frecuencia necesaria una parada en el equipo de grandes dimensiones.

El documento DE 40 11 316 describe cómo la posición de una parte de una excavadora de rueda de cangilones móvil se determina por medio de geodesia por satélite, estando dispuestos un receptor cerca de la rueda de cangilones, un receptor adicional en otro elemento constructivo de la excavadora de rueda de cangilones y un tercer receptor en un edificio fuera de la explotación a cielo abierto. Los receptores se encuentran en conexión de datos con un ordenador de procesos dispuesto en la excavadora de rueda de cangilones, pudiendo realizarse la conexión de datos por medio de un enlace de radio.

El documento EP 1 369 954 A da a conocer un sistema de comunicación móvil con terminales móviles, por ejemplo teléfonos móviles y una estación base. Los terminales móviles disponen de una unidad de antena adaptable, que está equipada con un sensor del ángulo de dirección para registrar la rotación, inclinación o posición actual del terminal móvil. Esta información se usa para la correspondiente corrección de la direccionalidad de la antena en la dirección de la estación base.

La invención se basa en el objetivo de realizar un sistema de comunicación del tipo mencionado al principio, que se adapta de manera flexible a las circunstancias variables.

Este objetivo se soluciona en relación con las características del preámbulo de acuerdo con la invención mediante las características indicadas en el rasgo distintivo de la reivindicación 1.

Las ventajas que pueden obtenerse con la invención consisten en particular en que el sistema de comunicación propuesto puede adaptarse de manera muy flexible, económica y empleando sólo poco tiempo, a circunstancias en sí variables de la geografía de la explotación a cielo abierto, es decir la estructura de comunicación puede adaptarse de manera muy flexible a circunstancias geográficas en sí variables y modificar en todo momento de manera correspondiente nuevos requisitos. En comparación con los sistemas de radio radiantes en redondo se aumenta considerablemente el alcance a causa del uso de radioenlace dirigido. Por ejemplo tareas de servicio tales como variaciones de esquemas de programa y de proceso o análisis de fallos, pueden efectuarse con control a distancia de forma inalámbrica por comunicación por radio, sin tener que entrar en que el propio equipo de grandes dimensiones, lo que tiene grandes ventajas relacionadas con el coste.

Ventajas adicionales son evidentes a partir de la siguiente descripción.

Configuraciones ventajosas de la invención están señaladas en las reivindicaciones dependientes.

La invención se explica a continuación por medio de los ejemplos de realización representados en los dibujos. Muestran:

la figura 1 una vista de un campo de explotación a cielo abierto-excavación con varios equipos de grandes dimensiones móviles como ejemplo,

la figura 2 una vista lateral de un equipo de grandes dimensiones,

la figura 3 una estructura de comunicación con estación de cliente/estación de servidor entre un puesto de mando central y los equipos de grandes dimensiones,

la figura 4 una estructura de comunicación de OPC (Open Process Control) entre un puesto de mando central y los equipos de grandes dimensiones.

En la figura 1 está representada una vista de un campo de explotación a cielo abierto-excavación con varios equipos de grandes dimensiones móviles como ejemplo. Dentro del campo de explotación a cielo abierto-excavación se mueven equipos de grandes dimensiones móviles 5, 6, 7, 15 a lo largo de bancos 11 existentes, es decir rutas incluyendo instalaciones de cinta para el transporte de material necesario para la excavación y amontonamiento de escorias. En el ejemplo de realización los equipos de grandes dimensiones 5 y 6 sirven por ejemplo para la excavación de material (mercancías a granel) , de modo que se utilizan por ejemplo excavadoras de rueda de cangilones o excavadora de cadena de cangilones, mientras que los equipos de grandes dimensiones 7 y 15 sirven para el amontonamiento de escorias de material (mercancías a granel) , para lo cual se utilizan por ejemplo descargadoras. Naturalmente pueden utilizarse otros equipos de grandes dimensiones a lo largo de los bancos dibujados, aunque no están representados por motivos de claridad.

Dentro del campo de explotación a cielo abierto-excavación está previsto un puesto de mando central 1, que sirve al mismo tiempo como punto fijo o punto trigonométrico fijo para el sistema de comunicación. A partir del puesto de mando 1 se realiza la comunicación con los equipos de grandes dimensiones 5, 6, 7, 15. La comunicación se realiza a través de radioenlace dirigido (Wireless Local Area Network según la norma IEEE802.11) , para lo cual el puesto de mando 1 y los equipos de grandes dimensiones 5, 6, 7, 15 están equipados con instalaciones de radioenlace dirigido correspondientes (radioemisor y/o radiorreceptor inclusive antenas) . Para la comunicación preferiblemente bidireccional el campo de explotación a cielo abierto-excavación está construido en los dos siguientes tipos de sectores de radioenlace dirigido (cabinas de radio) :

Un sector de radioenlace dirigido 17, que representa una comunicación directa de los equipos de grandes dimensiones con la primera antena direccional 2 del puesto de mando 1. Dentro del sector de radioenlace dirigido 17 se encuentran el equipo de grandes dimensiones 5 con sistema de antena direccional 8 y el equipo de grandes dimensiones 6 con sistema de antena direccional 9. Un sector de radioenlace dirigido 18, que, como estación repetidora, incluye un sector de radioenlace dirigido remoto 20 por medio de la antena 3 del puesto de mando 1 en la estructura de comunicación. Dentro del sector de radioenlace dirigido 20 se encuentra el equipo de grandes dimensiones 15 con sistema de antena direccional 16.

Un sector de radioenlace dirigido 19 con antena 4 asociada del puesto de mando 1 muestra un ejemplo de la posibilidad de ampliación modular de la estructura de comunicación. Dentro del sector de radioenlace dirigido 19 se encuentra el equipo de grandes dimensiones 7 con sistema de antena direccional 10.

En la zona final del sector de radioenlace dirigido 18 apartada de puesto de mando se encuentra la estación repetidora 12 (estación intermedia, estación receptora / estación emisora de radioenlace dirigido) con antena direccional 14 para el sector de radioenlace dirigido 20. La comunicación entre puesto de mando 1 con antena direccional 3 para el sector de radioenlace dirigido 18 y estación repetidora 12 con antena 13 puede estar equipada así mismo de manera correspondiente a la solución de acuerdo con la invención (la estación repetidora se encuentra entonces en un equipo móvil) .

En a figura 2 está representada... [Seguir leyendo]

1. Sistema de comunicación para explotación a cielo abierto o sistema de comunicación para emplazamiento de carga y descarga de mercancías a granel para la transmisión de información entre un puesto de mando (1) y al menos un equipo móvil de grandes dimensiones (5, 6, 7) , caracterizado por que un punto trigonométrico está fijado como punto fijo del sistema de comunicación, que presenta por lo menos una antena direccional (2, 3, 4) , que define un sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19) , dentro del cual puede moverse al menos un equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7) , que (5, 6, 7) dispone de un sistema de antena direccional (8, 9, 10) , en el que

• se realiza una orientación automática del enlace de transmisión de radioenlace dirigido entre el punto trigonométrico y el equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7) ,

• en la zona final del sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19) se encuentra una estación repetidora (12) , que por un lado presenta una antena direccional (13) dirigida a la antena direccional (2, 3, 4) del sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19) y por otro lado presenta una antena direccional adicional (14) , que define un sector de radioenlace dirigido adicional (20) , dentro del cual puede moverse al menos un equipo de grandes dimensiones (15) con sistema de antena direccional de seguimiento automático (16) , de modo que resulta una conexión en serie de ambos sectores de radioenlace dirigido (17, 18, 19, 20) , y

• se realiza el seguimiento del sistema de antena direccional de seguimiento automático (8, 9, 10, 16) de uno de los equipos de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) en función de su posición actual dentro del sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19, 20) y su rotación o autorrotación actual.

2. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el propio puesto de mando (1) está fijado como punto trigonométrico.

3. Sistema de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la determinación de la posición actual del equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) dentro del sector de radioenlace dirigido (17, 18, 19, 20) se realiza mediante evaluación de sus coordenadas GPS (Global Positioning System) así como de las coordenadas GPS del punto trigonométrico (1) .

4. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que se realiza una formación de valores medios de las coordenadas GPS a lo largo de un periodo de tiempo fijado, en el que se tiene en cuenta la velocidad de desplazamiento del equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) .

5. Sistema de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la determinación de la rotación actual del equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) se realiza mediante evaluación de las señales de una brújula magnética o preferiblemente digital.

6. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que se tiene en cuenta la desviación del polo Norte "magnético" con respecto al polo Norte "geográfico" en el emplazamiento de carga y descarga de mercancías a granel.

7. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que mediante el componente de hierro de un equipo de grandes dimensiones (6, 6, 7, 16) se tienen en cuenta las influencias relacionadas con el uso de una brújula magnética.

8. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que mediante el componente electromagnético de un equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) influencias provocadas, debido a grandes consumidores conectados del equipo de grandes dimensiones.

9. Sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que se registran y se tienen en cuenta variaciones de intensidad de campo del campo magnético terrestre.

10. Sistema de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se utiliza un rotor de antena (22) para el seguimiento de un sistema de antena direccional (8, 9, 10, 16) .

11. Sistema de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está presente una estructura de comunicación de estación de cliente/estación de servidor entre el punto trigonométrico

(1) y el al menos un equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) .

12. Sistema de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está presente una estructura de comunicación de OPC (Open Process Control) entre el punto trigonométrico (1) y el al menos un equipo de grandes dimensiones (5, 6, 7, 15) .