Спосіб і система програмування і займання електронних детонаторів

Номер патенту: 104510

Опубліковано: 10.02.2014

Автори: Труссель Рафаель, Гійон Франк

Є ще 7 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система програмування і займання множини електронних детонаторів (1), кожному з яких відповідає власний параметр ідентифікації (IDdet), що містить:

щонайменше один блок (20) програмування, що містить пам'ять (280) і призначений для визначення параметрів ідентифікації електронних детонаторів (1) і їх індивідуальної відповідності, в пам'яті, з інформацією про вибух (Tdet) для формування плану вибуху (РТ);

блок (10) займання, призначений для витягування з пам'яті (280) щонайменше одного блока (20) програмування плану вибуху (РТ), що формує зв'язки між відповідними параметрами ідентифікації (IDdet) і інформаціями про вибух (Tdet), і для керування послідовністю займання детонаторів, виходячи з витягнутого плану вибуху;

яка відрізняється тим, що щонайменше один блок (20) програмування містить:

пасивну мітку (28) для радіочастотного запису/зчитування, забезпечену мікросхемою (280), що служить як пам'ять для зберігання плану вибуху (РТ), і

радіочастотний зчитувач (27), призначений для запису і зчитування пасивних міток, включаючи пасивну мітку (28) блока (20) програмування.

2. Система за п. 1, в якій перший блок (20') програмування містить засоби керування радіочастотним зчитувачем (27'), призначеним для зчитування плану вибуху (РТ), записаного в пам'яті пасивної мітки (28) другого блока (20) програмування і для копіювання плану вибуху, зчитуваного в пам'яті (280') пасивної мітки (28') першого блока (20') програмування.

3. Система за п. 2, в якій пасивна мітка (28) містить асоційовані з планом вибуху ідентифікаційні дані (LTi) географічної зони (30, 40), якій належать згадані детонатори (1), що формують план вибуху (РТ).

4. Система за будь-яким з пп. 1-3, в якій блок (10) займання містить радіочастотний зчитувач (17), призначений для зчитування і запису пасивної мітки (28) щонайменше з одного блока (20) програмування так, щоб відновити план вибуху (РТ).

5. Система за п. 4, в якій блок (20) програмування містить засоби затримки радіочастотного зчитувача (27), коли зовнішній радіочастотний зчитувач (17) передає план вибуху (РТ) з пам'яті (280) цього блока (20) програмування.

6. Система за будь-яким з попередніх пп. 1-5, в якій інформація про вибух містить часову затримку займання відповідного детонатора.

7. Система за будь-яким з попередніх пп. 1-6, в якій пасивна мітка, що містить мікросхему, є знімною.

8. Спосіб програмування для займання множини електронних детонаторів (1), кожному з яких відповідає власний ідентифікаційний параметр (IDdet), що містить етапи, на яких:

визначають, за допомогою щонайменше одного блока (20) програмування, що містить пам'ять (280), ідентифікаційні параметри (IDdet) електронних детонаторів (1);

асоціюють, в пам'яті блока програмування, інформацію про вибух (Тdet) з кожним визначеним ідентифікаційним параметром, для формування плану вибуху (РТ);

одержують, за допомогою блока (10) займання, призначеного для керування послідовністю вибуху детонаторів, з пам'яті щонайменше одного блока програмування, план вибуху, сформований відповідними зв'язками між відповідними параметрами ідентифікації і інформацією про вибух;

який відрізняється тим, що на етапі асоціювання записують радіочастотним чином зв'язок в пам'ять пасивної мітки (28) для радіочастотного запису/зчитування.

9. Спосіб за п. 8, що містить етап, на якому передають шляхом радіочастотного зчитування, план вибуху (РТ) з пасивної мітки (28) першого блока (20) програмування в пам'ять (280') пасивної мітки (28') другого блока (20') програмування.

10. Спосіб за п. 9, в якому згаданий другий блок (20') програмування виконує етапи одержання і асоціювання для формування плану вибуху (РТ), що передається.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 8-10, в якому множина електронних детонаторів (1) розподілена по декількох окремих географічних зонах (30, 40), при цьому спосіб включає етап, на якому зчитують і асоціюють ідентифікатор (LTi) однієї згаданої географічної зони із згаданим планом вибуху (РТ) в пам'яті.

Текст

Реферат: Даний винахід стосується системи програмування і займання електронних детонаторів (1), кожному з яких привласнений ідентифікатор (IDdet), а також відповідного способу. Система містить: блок (20) програмування, призначений для визначення ідентифікаторів детонаторів (1) і їх індивідуального асоціювання, в пам'яті, з часовою затримкою (T det) займання для утворення плану вибуху (РТ); блок (10) займання, для витягування плану вибуху (РТ) з блока пам'яті (280) блока (20) програмування, і керування послідовністю займання детонаторів відповідно до витягнутого плану вибуху; і блок (20) програмування містить: пасивну мітку (28) RFID, забезпечену мікросхемою (280) як блок пам'яті для зберігання плану вибуху (РТ), і радіочастотний зчитувач (27), призначений для зчитування/запису пасивних міток. UA 104510 C2 (12) UA 104510 C2 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Галузь техніки Даний винахід стосується системи програмування і займання системи електронних детонаторів, а також відповідного способу програмування. Попередній рівень техніки При проведенні більшості вибухових робіт детонацію зарядів вибухівки, забезпечених детонаторами, здійснюють відповідно до дуже точної часової послідовності з метою підвищення ккд вибухових робіт і більшого контролю результатів. Недавня поява систем вибуху електронних детонаторів дозволяє одержати точність цієї часової послідовності, значно перевищуючу точність звичайних піротехнічних систем. У процесі впровадження систем вибуху електронних детонаторів значна частина роботи полягає в підготовці плану займання детонаторів, що відповідає цій часовій послідовності, потім в програмуванні і тестуванні "фронту" цих детонаторів, тобто поблизу шпурів, потім в запаленні детонаторів з "пункту керування вибухом", тобто на безпечній відстані від зони вибуху. Публікація WO 97/45696 описує етапи програмування детонаторів, що полягають, в основному, у використанні одного або декількох блоків або консолей програмування для зв'язку часу затримки в мілісекундах з кожним з детонаторів. Відповідна таблиця асоціювання формує план вибуху, який потім передається блоку або консолі вибуху з даними про потужності та коди займання детонаторів. Ця передача може бути здійснена за допомогою інфрачервоної технології, причому остання вимагає відносно точного позиціонування двох блоків, що утворює труднощі при використанні в місцях здійснення робіт або в забоях. Інші системи здійснення вибухів пропонують передачу цих даних між одним або декількома консолями програмування і консоллю вибуху за допомогою з'єднувальних кабелів, а також за допомогою бездротових технологій типу Bluetooth (комерційна назва). У першому випадку може трапитися, що кабель виявиться несправним або відключеним, що унеможливить збирання даних від консолей програмування. Нарешті, використовувані в даний час технології незалежно від того, чи є вони дротовими, бездротовими, інфрачервоними або типу Bluetooth, вимагають електроживлення для забезпечення передачі даних. Таким чином, існує необхідність забезпечення безпеки цієї передачі даних до консолі вибуху, не використовуючи ні кабелі, ні електроживлення консолі, з якою необхідно збирати дані. На практиці, оператор оглядає місце проведення робіт в довжину і ширину для послідовного і індивідуального підключення кожного з детонаторів до вибухової лінії. Блок програмування оператора також з'єднаний з вибуховою лінією, оскільки він визначає підключення нового детонатора і ідентифікує останній. Потім оператор за допомогою буквено-цифрової клавіатури блока програмування задає час затримки, асоційований з кожним з детонаторів, що послідовно ідентифікуються на лінії вибуху. Надалі ця операція в описі буде називатися "програмуванням детонаторів". Як варіант, замість асоціювання з кожним детонатором інформації про час затримки вибуху, оператор може уточнити в своєму блоці програмування інформацію вибуху типу, що ідентифікує просвердлену на місці провадження робіт свердловину, в яку вміщений детектуючий детонатор, асоціація з часом затримки може бути реалізована надалі, наприклад, в консолі вибуху. Під час операції програмування детонаторів виконують етап ідентифікації детонаторів. Для блока програмування ця ідентифікація полягає у відновленні параметра ідентифікації підключеного детонатора шляхом обміну повідомленнями по лінії вибуху, причому цей параметр запам'ятовується, наприклад, в пам'яті ПЗП електронного детонатора. Блок програмування запам'ятовує, таким чином, в пам'яті ПЗП, що електрично програмується, зв'язок між цим параметром ідентифікації і часом затримки або відповідним номером свердловини. Результуюча таблиця представляє план вибуху. Як варіант, для блока програмування ідентифікація може полягати в спрямуванні детонатору параметра ідентифікації, який буде запам'ятовуваний детонатором, наприклад, в пам'яті електрично програмованого ПЗП, при цьому блок програмування запам'ятовує, таким чином, зв'язок цього ідентифікатора і інформації про вибух типу часу затримки або номера свердловини. У процесі здійснення значної кількості вибухів ця операція програмування може швидко стати трудомісткою в основному через велику кількість програмованих і приєднуваних детонаторів. Таким чином, іноді може бути потрібні декілька годин для програмування. У цьому випадку операція програмування може бути виконана декількома операторами, кожний з яких 1 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 забезпечений блоком програмування для програмування кожним з них частини плану вибуху. На практиці, план вибуху розділяється на декілька зон, детонатори кожної з них з'єднуються між собою шинними лініями, а сукупність цих шинних ліній утворюють мережу, з'єднану з основною лінією, що називається лінією вибуху. У цій конфігурації часто використовується один і той же блок програмування для програмування однієї або декількох шинних ліній без змішування на одній і тій же шинній лінії програмованих детонаторів іншими блоками програмування. Після здійснення програмування всіх детонаторів часто вдаються, крім того, до здійснення тестування на місці провадження робіт за допомогою однієї або декількох консолей програмування. Це тестування призначене, зокрема, для уточнення того, що сукупність програмованих детонаторів правильно підключена до вибухової лінії і що ніякий інший "сторонній" детонатор не підключений без попереднього програмування консоллю програмування. Коли декілька консолей програмування використовуються для програмування одного вибуху, кожна з них містить параметри ідентифікації тільки частини детонаторів, приєднаних до вибухової лінії, і відповідних тільки програмованих детонаторів цієї консоллю. Кожна консоль виконує функцію підрахунку і подальшої ідентифікації підключених детонаторів. Однак до уваги не приймається наявність сторонніх програмованих детонаторів іншими консолями. Це вимагає уявного втручання операторів, зокрема, для порівняння кількості підключених детонаторів з кількістю запрограмованих детонаторів без забезпечення легкого детектування можливих сторонніх детонаторів. За винятком випадку, коли використовується єдина консоль програмування, ніяка консоль програмування не містить сукупності ідентифікаторів детонаторів плану вибуху. Таким чином, неможливо тестувати за один прийом всю сукупність детонаторів плану вибуху. Таким чином, існує також необхідність розташовувати засоби, що спрощують операції тестування, які проводяться, на сукупностях або лініях вибуху. Крім того, може трапитися, що один блок програмування стає несправним в процесі операцій програмування, наприклад, при виході з ладу батареї живлення або руйнуванні її конструкції внаслідок аварії в свердловині. Така ситуація вимагає загального перепрограмування детонаторів, спочатку занесених в пам'ять в (частковий) план вибуху несправної консолі. Наслідком цього може з'явитися значна втрата часу. Може також трапитися, що оператор не зможе закінчити свої операції програмування, оскільки батарея розряджена і вимагає дозарядки. Існує також необхідність розташовувати більш ефективні засоби програмування у випадку несправності консолі програмування. У цьому контексті винахід спрямований на виключення щонайменше одного недоліку відомого рівня техніки шляхом пропозиції, зокрема, спрощення передачі даних, включаючи плани вибуху, що програмуються, між різними консолями. Для досягнення цієї мети винахід пропонує, зокрема, систему програмування і займання множини електронних детонаторів, кожний з яких асоціюється власним ідентифікаційним параметром, що містить: - щонайменше один блок програмування, що містить блок пам'яті і призначений для визначення ідентифікаційних параметрів електронних детонаторів і їх індивідуального асоціювання, в блоці пам'яті, з інформацією про вибух, для формування плану вибуху; - блок займання, призначений для відновлення з пам'яті щонайменше одного блока програмування, плану вибуху, при цьому згаданий план вибуху утворений асоціаціями між ідентифікаційними параметрами і відповідною інформацією про вибух, і для керування послідовністю вибуху детонаторів виходячи з відновленого плану вибуху; яка відрізняється тим, що щонайменше один блок програмування містить: - пасивну радіочастотну мітку для зчитування/запису, забезпечену мікросхемою, що використовується як пам'ять для зберігання плану вибуху, і - радіочастотний зчитуваний пристрій, призначений для зчитування і запису пасивних міток, включаючи згадану пасивну мітку блока програмування. Система за винаходом основана на використанні міток RFID для зберігання планів вибуху в процесі програмування на місці або "фронтально". Під "на місці" або "фронтально" розуміють операції, здійснювані на місці проведення робіт, де встановлені детонатори. Ця операція протилежна запаленню, яке здійснюється на відстані через лінію вибуху за допомогою консолі займання, що називається також консоллю вибуху. Як варіант, "основна" консоль займання може, при необхідності, керувати декількома різними вибухами за допомогою "підлеглих" і локальних консолей займання, кожна з яких пов'язана з власною лінією вибуху. 2 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У противагу електрично програмованих ПЗП, що використовується в рішеннях по відомому рівню техніки, які вимагають для роботи живлення, використання радіочастотних міток RFID дозволяє, незважаючи на небажаність місця проведення робіт для інформаційних маніпуляцій, спростити і забезпечити безпеку передачі цих планів вибуху іншим консолям, навіть і тоді, коли основна консоль програмування може бути несправною. Передаючи план часткового вибуху на нову консоль програмування, за допомогою засобів RFID, можна продовжувати програмування плану вибуху без втрати того, що було зроблено до виходу з ладу першої консолі. Крім того, під час тестування, що проводиться після програмування плану вибуху, за допомогою декількох консолей, винахід спрощує також передачу програм на єдину консоль. Тести, що проводяться за допомогою цієї єдиної консолі, дозволяють здійснити легшу ідентифікацію сторонніх детонаторів і зменшити, і навіть виключити уявне втручання оператора. Спостерігається, крім того, що в противагу звичайному використанню пасивних міток типу RFID для радіочастотностей ідентифікації пасивна мітка за винаходом служить як пам'ять для некорельованих даних будь-якої ідентифікації консолі програмування, яку вона містить. У цьому випадку введений в блок пам'яті план вибуху не призначений для ідентифікації консолі програмування. Це чітко витікає з представленого нижче детального опису, в якому пасивна мітка являє собою тимчасову пам'ять планів вибуху перед передачею або іншої консолі програмування, або, звичайно, консолі займання. У варіанті втілення перший блок програмування містить засоби керування згаданим радіочастотним зчитувачем, призначеним для зчитування плану вибуху з пам'яті пасивної мітки другого блока програмування і для запису згаданого плану вибуху в пам'ять пасивної мітки першого блока програмування. Такий пристрій дозволяє забезпечити простої і швидке відновлення планів вибуху, частково запрограмованих блоком програмування, що вийшов з ладу. Зокрема, згадана пасивна мітка містить асоційовані з планом вибуху ідентифікаційні дані географічної зони, який належать згадані детонатори, що утворюють план вибуху. Зокрема, оскільки звичайно використовується консоль програмування тільки на одній лінії вибуху або на шинній лінії, мова може йти про ідентифікацію цієї лінії, наприклад, через ідентифікатор консолі вибуху, підлеглої і локально з'єднаної з цією лінією. Це, зокрема, спрощує перегрупування планів вибуху для тестування і/або живлення консолей вибуху. У варіанті втілення винаходу згаданий блок займання містить радіочастотний зчитувач, призначений для зчитування і запису пасивної мітки щонайменше одного блока програмування для того, щоб відновлювати план вибуху. Завдяки такій конфігурації відновлення плану вибуху з однієї або декількох консолей програмування стає більш легким, порівнянним, наприклад, з інфрачервоною технологією з відомого технічного рівня. Зокрема, згаданий блок програмування містить засоби затримки радіочастотного зчитувального пристрою, коли зовнішній радіочастотний зчитуваний пристрій передає план вибуху з пам'яті цього блока програмування. Виключаються, таким чином, конфлікти зчитування радіочастотних міток, здійснюваних двома паралельними зчитувальними пристроями. Це використовується, зокрема, коли консоль займання відновлюєплани вибухів від сукупності консолей програмування, а також, коли необхідно концентрувати сукупність зібраних планів вибуху в одній консолі програмування для здійснення, наприклад, тестування за допомогою цієї консолі. Відповідно до ознаки винаходу згадана інформація про вибух містить часову затримку займання відповідного детонатора. Одержаний таким чином план вибуху безпосередньо готовий до роботи для консолей вибуху. Зокрема, згадані параметри ідентифікації кодовані на 24 біти, а згадані часові затримки кодовані на 14 бітів. Така конфігурація дозволяє зберігати в формі таблиці план вибуху, що складається з декількох тисяч входів класичних радіочастотних міток, наприклад, забезпечених, наприклад, 32 КБ пам'яті. У варіанті втілення щонайменше один блок програмування містить множину радіочастотних міток для зберігання в кожній частині плану вибуху. Завдяки техніці попередження зіткнень при радіочастотному зчитуванні зберігаються переваги даного винаходу при розширенні можливостей програмування відповідних блоків. В іншому варіанті втілення радіочастотна мітка є змінною. Вона може, таким чином, бути вбудованою в інший блок програмування для продовження операцій програмування. 3 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Відповідно, винахід стосується також способу програмування для займання множини електронних детонаторів, кожному з яких привласнений власний ідентифікаційний параметр, що містить етапи, на яких: - визначають за допомогою щонайменше одного блока програмування, що містить блок пам'яті, ідентифікаційні параметри електронних детонаторів; - асоціюють, в блоці пам'яті блока програмування, інформацію про вибух з кожним певним ідентифікаційним параметром для формування плану вибуху; - одержують, за допомогою блока займання, призначеного для керування послідовністю вибухів детонаторів, з пам'яті щонайменше одного блока програмування, план вибуху, утворений асоціаціями між параметрами ідентифікації і відповідною інформацією про вибух; відмінного тим, що етап асоціювання включає в себе радіочастотний запис асоціації в пам'яті пасивної мітки радіочастотного запису/зчитування. Спосіб має також переваги, подібні перевагам представлених вище систем, зокрема, вільне надання плану вибуху в розпорядження іншим консолям. Як варіант, спосіб може включати етапи, що стосуються характеристик представленої вище системи програмування і займання. Зокрема, спосіб включає також етап передачі шляхом радіочастотного зчитування плану вибуху з пасивної мітки першого блока програмування в пам'ять пасивної мітки другого блока програмування. Ця передача, зокрема, може бути здійснена при відмові згаданого першого блока програмування або при необхідності перегрупування на місці провадження робіт планів вибухів декількох консолей програмування, наприклад, для проведення тестування всієї сукупності детонаторів. Відповідно до особливої характеристики згаданий другий блок програмування здійснює етапи одержання і асоціювання для доповнення переданого плану вибуху. Завдяки такому розташуванню не втрачається початок програми плану вибуху у випадку відмови першого блока програмування. Крім того, за допомогою другого блока програмування, наприклад, резервного блока, передбачається продовження програмування детонаторів для доповнення плану вибуху, відновленого з несправної консолі. У варіанті втілення множина електронних детонаторів розподілена по декількох різних географічних зонах, і спосіб включає етап зчитування і асоціювання ідентифікатора однієї згаданої географічної зони із згаданим планом вибуху, що є в пам'яті. Цей етап може, зокрема, полягати в зчитуванні мітки RFID, що є в консолі вибуху, пов'язаній з лінією вибуху, з якою з'єднані детонатори згаданої географічної зони. Короткий опис креслень Надалі винахід пояснюється нижченаведеним описом, що не є обмежувальним, з посиланнями на супроводжуючі креслення, на яких: - фіг. 1 зображує загальну організацію сукупності вибуху для втілення винаходу; - фіг. 2А, 2В і 2С схематично представляють сукупність вибуху, що містить включені паралельно детонатори із з'єднувальними ланцюгами, встановленими відповідно при програмуванні детонатора, передачі інформації від блока програмування до блока керування вибухом і при послідовності займання детонаторів комплекту шпурів; - фіг. 3 схематично зображує блок або консоль програмування за винаходом; і - фіг. 4 схематично зображує блок вибуху за винаходом. Опис переважних варіантів втілення Як зображено на фіг. 1, сукупність вибуху може бути утворена детонаторами 1, подібними представленим в публікації WO 97/45696. Ця сукупність вибуху, зображена також на фіг. 2В і 2С, містить деяку кількість електронних детонаторів 1, з'єднаних з шинними лініями 30, з'єднаними з однією лінією вибуху 40, яка, в свою чергу, з'єднана з дистанційним блоком 10 керування вибухом, що називається також "консоллю вибуху" або "консоллю займання". Для зменшення необхідних провідних з'єднань для зв'язку дистанційного блока керування вибухом з мережею, можна передбачити тільки один дистанційний блок керування вибухом, який називається "основним", який за допомогою радіозв'язку спрямовує команди множині локальних блоків керування вибухом, які називаються "підлеглими", кожний з яких пов'язаний, наприклад, з однією лінією вибуху 40. Детонатори 1 можуть бути використані в значній кількості при паралельному включенні, до 1000 штук. Детонатори 1 забезпечені постійною пам'яттю ПЗП, що зберігає єдиний ідентифікатор ID det детонатора, наприклад, на 24 біта. Може бути передбачена будь-яка інша комбінація ідентифікаційних параметрів детонаторів, така як згадана в публікації WO 97/45696. 4 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Детонатори здатні вести діалог з консоллю 10 вибуху (або підлеглою консоллю пультом), яка може передавати їм команди і приймати від них інформацію. Система вибуху містить також один або декілька блоків 20 програмування, які називаються також "консолями програмування". Останні призначені для ідентифікації кожного з електронних детонаторів 1 перед або після їх місцеположення в пробурену свердловину на місці проведення робіт і поступового формування інформації про послідовність вибухів або "план вибухів" в процесі цієї ідентифікації. Вони використовуються також для передачі цієї інформації про план вибуху на консоль 10 вибуху. Для з'єднань між детонаторами 1, консоллю 10 вибуху і консоллю 20 програмування можна використовувати три конфігурації. У першій конфігурації, представленій на фіг. 2А, консоль 20 програмування послідовно з'єднаний з кожним з детонаторів 1. Перша конфігурація відповідає першому етапу, в процесі якого оператор на місці проведення робіт "програмує" план вибуху, послідовно асоціюючи кожний підключений детонатор (і його ідентифікатор) за відповідним часом затримки з консоллю 20 програмування. Як буде показано нижче, ці асоціації заносяться в пам'ять консолі 20 програмування у вигляді таблиці. Як варіант, це підключення може полягати в з'єднанні консолі 20 програмування з шиною 30 лінії, потім в детектування через обмін посланнями кожного нового детонатора 1, з'єднаного на тій же лінії, при цьому напрямок послання знову підключеного детонатора може бути автоматичним або ручним за допомогою оператора. У другій конфігурації, представленій на фіг. 2В, консоль 20 програмування з'єднана за допомогою радіочастотного зв'язку, як описано нижче, з консоллю 10 вибуху, тоді як зв'язок між детонаторами 1 і консоллю 10 вибуху не є активним. Ця друга конфігурація відповідає другому етапу, в якому від консолі 20 програмування до консолі 10 вибуху передають інформацію, що стосується програмованого плану вибуху. У третій конфігурації, представленій на фіг. 2С, консоль 20 програмування і детонатори 1 з'єднані з консоллю 10 вибуху, при цьому детонатори 1 з'єднані з консоллю 10 вибуху шиною 30 лінії і лінією 40 вибуху. Як зображено на фіг. 1, система вибуху може містити декілька ліній 30, підключених паралельно, утворюючи, таким чином, дводротову мережу детонаторів. Ця третя конфігурація відповідає третьому етапу, в процесі якого консоль 10 вибуху здатна з'єднуватися з електронними детонаторами, потім фінальному етапу, в процесі якого консоль 10 вибуху може керувати процесом вибуху і займанням детонаторів 1, підключених до шин 30 лінії, пов'язаних з лінією 40 вибуху відповідно до наміченого плану вибуху. Консоль 10 вибуху і детонатори 1 обмінюються інформаціями за допомогою двосторонніх шифрованих повідомлень, наприклад, в формі слів в декілька байт по дводротовій лінії вибуху 30/40. Консоль 10 вибуху служить також для живлення електронних модулів детонаторів 1. Це живлення становить джерело енергії, яке здатне забезпечити займання. Таким чином, детонатори не представляють ризику невчасного займання поза послідовністю вибуху. У випадку "основної" консолі вибуху і "підлеглих" консолей вибуху, кожна з яких пов'язана з лінією 40 вибуху, саме підлеглі консолі з'єднані, з одного боку, з детонаторами 1 дводротовим зв'язком, і, з іншого боку, з "основною" консоллю за допомогою радіозв'язку. Консолі вибуху 10 і програмування 20 близькі по конструкції і, в основному, відрізняються своїми функціональними можливостями і, таким чином, керуючими програмами, які в них введені. Зазначається, що для забезпечення безпеки тільки консоль 10 вибуху має засоби займання, зокрема, програмою керування послідовністю займання детонаторів 1, а також кодами займання. Ці коди займання можуть, наприклад, бути введені в консоль 10 вибуху за допомогою плати з мікросхемою, яка зчитується зчитувачем плат, вбудованим в цю консоль 10. Як схематично зображено на фіг. 3, консоль 20 програмування переносного типу забезпечена автономним живленням 21 для забезпечення можливості оператору перейти на місці провадження робіт від детонатора до детонатора, зокрема, для здійснення операцій першого етапу (фіг. 2А). Консоль 20 містить інформаційну шину 22, що зв'язує процесор 23 обробки, ПЗП 24 для зберігання програм, що забезпечує виконання функцій консолі, інтерфейс 25 входу - виходу для з'єднання консолі 20 або безпосередньо з детонатором 1 або з дводротовою мережею 30, інтерфейс 26 користувача (зокрема, екран візуалізації і буквено-цифрову клавіатуру для введення даних) і зчитувач RFID 27 (радіочастотна ідентифікація). Консоль 20 програмування містить також мітку RFID 28, забезпечену мікросхемою пам'яті 280, здатною зберігати дані. Під "міткою RFID" розуміють класичне з'єднання мікросхеми RFID з 5 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 антеною, при цьому мікросхема RFID забезпечена засобами зв'язку по радіочастотним протоколах і здатністю зберігання. Мітка RFID 28 об'ємом 32 кБ має одночасно об'єм, достатній для запам'ятовування програми плану вибуху за винаходом, а також відносно низьку закупівельну ціну. Як варіант, консоль 20 програмування може містити декілька міток RFID 28, що приймаються зчитувачем 27 і викликаються послідовно, коли пам'ять попередньої мітки повністю використана. Механізми попередження зіткнень, добре відомі фахівцям, використовуються на рівні цього зчитувача для забезпечення зчитування цих міток. Таким чином, легко збільшується об'єм консолі 20 програмування. У варіанті втілення мітка RFID 28 встановлена на знімній підкладці, наприклад, формату карти з мікросхемою. Вона, таким чином, може бути легко витягнута для введення в іншу консоль програмування або в консоль вибуху, що спрощує передачу даних між різними блоками. Для використання винаходу мікросхема пам'яті 280 зберігає таблицю РТ, що формує повністю або частково план вибуху шляхом асоціювання ідентифікатор ID det детонатора із затримкою, відповідною часу затримки займання відповідного детонатора. Ця таблиця може бути ідентифікована за допомогою номера плану вибуху, при необхідності пов'язаної з ідентифікатором лінії вибуху або шиною лінії, які були запрограмовані цим планом вибуху (наприклад, ідентифікатор "підлеглої" консолі вибуху, з'єднаної з лінією вибуху). Таким чином, декілька таблиць РТ можуть бути запам'ятовувані разом в консолі 20 програмування. Крім того, можна передбачити, щоб ідентифікатор IDcons мітки RFID 28 був збережений в цій мікросхемі пам'яті таким чином, щоб забезпечити через асоціювання мітки 28 консолі 20, ідентифікацію консолі 20 програмування, що містить мітку. Як варіант, цей ідентифікатор може бути замінений ідентифікатором консолі програмування, що містить цю мітку. Приклади функцій, що виконуються програмами ПЗП 24, запропоновані в публікації WO 97/45696, зокрема, витягування ідентифікатора детонатора 1, підключеного на першому етапі, зображеному на фіг. 2А. Передбачена також додаткова керуюча функція зчитувача 27. Ця функція включає різні підфункції, такі як функція запису, функція копіювання, функція затримки і класична функція зчитування. Функція запису передбачена для заповнення таблиці РТ на першому етапі програмування плану вибуху. Функція копіювання дозволяє копіювати шляхом зчитування-запису вмісту пам'яті мітки запису RFID 28, що знаходиться в полі зчитування консолі 20, в мітку RFID 28 того ж блока 20. Ця функція, зокрема, виконується в процесі витягування з плану вибуху, частково використовується в процесі витягування плану вибуху, частково розробленого перед відмовою консолі програмування, або в процесі об'єднання декількох часткових планів вибуху в одній і тій же консолі 20 для здійснення тестування з'єднання детонаторів. Функція затримки дозволяє дезактивувати зчитувач 27 в процесі навмисної передачі плану вибуху або консолі 10 вибуху, або іншої консолі 20 програмування, наприклад, перед тестуванням. Ця затримка може бути здійснена шляхом автоматичного детектування іншого радіочастотного поля, або вручну. Як схематично зображено на фіг. 4, пульт 10 вибуху також містить зчитувач RFID 17, здатний, зокрема, зчитувати мітки RFID 28 консолей 20 програмування, які знаходяться в його полі зчитування. Консоль 10 вибуху виконує також функцію передачі таблиць РТ, що зберігаються в консолях 20 програмування, шляхом радіочастотного зчитування. Зберігання цих таблиць, що передаються РТ може здійснюватися або в мітку RFID 18, що належить консолі 10 вибуху, або, переважно, в перезаписувану пам'ять 19 типу ОЗП консолі вибуху. Інші функції і інтерфейси консолі 10 вибуху є класичними і подібні, наприклад, таким же, описаним в публікації WO 97/45696. Знову з посиланням на фіг. 2А, перший етап програмування детонаторів 1 здійснюється однією або декількома консолями 20 програмування. Кожна консоль може, наприклад, попередньо витягувати ідентифікатор (LTi) з лінії вибуху або шин лінії, які вона повинна програмувати. Для цього консоль 20 програмування зчитує знак RFID, що міститься в "підлеглій" консолі вибуху, з'єднаній з лінією або лініями для програмування. Оглядаючи місце проведення робіт, де встановлені детонатори, оператор індивідуально і послідовно підключає кожний детонатор 1 до консолі 20 програмування. 6 UA 104510 C2 5 10 15 20 Як варіант, оператор може підключати консоль 20 програмування до дводротової мережі 30 (або до частини останньої, наприклад, лінії вибуху), також забезпеченої детонаторами 1. Оператор далі підключає послідовно кожний детонатор 1 до мережі 30. Підключення нового детонатора 1 до мережі або консолі 20 детектується останньою, яка автоматично здійснює ідентифікацію ID det детонатора шляхом обміну повідомленнями через інтерфейс 25. Оператор, через інтерфейс користувача 26 забезпечує повідомлення часу затримки T det підключеному детонатору. Це "програмування" може полягати в наборі цифр на цифровій клавіатурі для уточнення затримки, що становить від 1 до 16000 мілісекунд при кодуванні цієї затримки на 14 бітів. Як варіант, час затримки може слідувати логічному ряду, і консоль 20 програмування автоматично пропонує, таким чином, затримку, відповідну цьому логічному ряду. Оператор підтверджує, таким чином, запропоновану затримку або здійснює іншу затримку. Реалізація цього рішення здійснюється, звичайно, коли оператору легко оглянути місце проведення робіт, слідуючи логічному ряду займання детонаторів і послідовно програмуючи ці детонатори для того, щоб максимально використовувати частину затримок, запропонованих автоматично, без ручного введення даних. Консоль 20 програмування повідомляє, таким чином, в пам'ять RFID затримку T det, призначену для вибраного детонатора 1. Це повідомлення записується в формі таблиці повідомлень типу look-up table (таблиці пошуку) в мікросхему пам'яті 280. Нижченаведена таблиця є спрощеним прикладом плану вибуху, позначеного РТ1, для лінії вибуху, позначеної LT1: Таблиця 1 План вибуху РТ1, що містить п детонаторів РТ1 LT1 IDDET 1 2 3 … n 25 30 35 40 45 TDET(ms) 0 5 25 X Коли в пам'ять введені декілька планів вибуху, оператор позначає, крім того, в якому плані вибуху (і, таким чином, таблиці PTi LTi) введене повідомлення повинне бути зареєстроване. В окремому випадку за фіг. 2А, програмований детонатор 1 далі відключається від консолі 20 і підключається до мережі 30. Ці операції виконуються послідовно для кожного з програмованих детонаторів 1 до одержання повного плану вибуху для всіх детонаторів, встановлених на лінії вибуху LT1. Іноді трапляється, що в процесі цього першого етапу відключається консоль 20 програмування (батарея 21 розряджається) або відбувається пошкодження будівельними механізмами, в той час як оператор знаходиться на місці проведення робіт далеко від інформаційного центра, що містить консоль 10 вибуху. У цих умовах винахід дозволяє легко відновити на місці проведення робіт план вибуху, частково створений в консолі програмування, і продовжити програмування на резервній консолі без перепрограмування вже оброблених детонаторів. і Для цього оператор використовує резервну консоль 20 , ідентичну консолі, що вийшла з ладу 20. Коли несправна консоль знаходиться в полі зчитування RFID резервної консолі, оператор вибирає функцію копіювання таблиці РТ, запропоновану резервним блоком, завдяки, зокрема, ідентифікаторам РТі і LTi, які дозволяють ідентифікувати певним чином відновлену інформацію. Зчитування і запис в мітках RFID здійснюється класичним методом і не будуть далі описані. Звідси випливає, що резервна консоль відновлює конфігурацію плану вибуху РТ, коли перша консоль програмування вийшла з ладу. Оператор може також продовжувати програмування інших детонаторів без втрати вже виконаної роботи. Перший етап програмування може закінчуватися фазою тестування приєднань детонаторів 1 до дводротової мережі. Для цього консоль 20 програмування, що містить програмований план 7 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вибуху, з'єднується з мережею. Як варіант, тестування може проводитися тільки на частині мережі, наприклад, одній шині 30 лінії. У процесі цього тестування консоль 20 програмування повинна перевірити, що сукупність детонаторів, запам'ятовуваних в таблиці РТ, правильно підключена до мережі і що в цій мережі відсутні сторонні детонатори. На практиці для значних по розмірах місць проведення робіт перший етап здійснюють декілька операторів паралельно за допомогою декількох консолей 20 програмування для підготовки плану вибуху в більш короткий час. У відомому рівні техніки кожна консоль програмування використовується окремо для тестування. Кожна консоль виконує функцію підрахунку підключених детонаторів (по стандартній програмі введення всіх підключених одночасно детонаторів) і функцію перевірки з'єднань запам'ятовуваних детонаторів шляхом передачі/прийому повідомлень від кожного і кожному з цих детонаторів (консоль 20 виділяє кожний запам'ятовуваний ідентифікатор і шляхом передачі повідомлення запитує про наявність на лінії вибуху детонатора з таким ідентифікатором). Визначення сторонніх щонайменше є ускладненим, оскільки серед не запрограмованих даною консоллю 20 детонаторів деякі запрограмовані іншою консоллю програмування. Розумові або ручні операції, в цьому випадку, необхідні і трудомісткі. У рамках даного винаходу в процесі операції тестування спочатку передбачають об'єднання (наприклад, логічним зв'язком) планів вибуху декількох консолей 20 програмування на одній з них, що називається основною консоллю. Наприклад, це може бути сукупність консолей 20, що програмують одну і ту ж лінію вибуху LTi. У цьому випадку, на базі єдиної програми витягування інформації про всі підключені детонатори основна консоль може автоматично визначити сторонні детонатори і чи добре підключені всі програмовані детонатори. Виходячи зі списку, одержаного програмою витягування, в таблиці РТ відмічають (наприклад, за допомогою прапорця) кожний із запрограмованих і підключених детонаторів і дають приріст лічильнику сторонніх детонаторів. Останніми є, наприклад, детонатори, які забули запрограмувати. Входи таблиці РТ, які, в кінцевому результаті не марковані, відповідають детонаторам, погано підключеним до мережі. Таким чином, видно, що за допомогою об'єднання планів вибуху, яке легко здійснюється завдяки міткам RFID, значно спрощується операція тестування. Для об'єднання планів вибуху дезактивують зчитувач RFID 27 вторинних консолей 20 програмування завдяки функції затримки і вміщують всі або частини цих вторинних консолей в полі зчитування RFID основної консолі. Останній, завдяки функції копіювання, детально описаний вище, спрямовує плани вибуху кожної з вторинних консолей у власний блок пам'яті 280, і об'єднує їх в одну таблицю РТ з урахуванням номера плану вибуху РТі і, при необхідності, лінії вибуху LTi. Тести можуть також здійснюватися за допомогою єдиної консолі 20 програмування для всієї мережі без відключення деяких детонаторів. Як варіант, можна згрупувати частину консолей програмування залежно від зон мережі, наприклад, лінії вибуху. Після того, як сукупність детонаторів 1, що використовуються в послідовності плану вибуху, була запрограмована і протестована, консоль 20 програмування, переважно, основна консоль, що перегруповує загальний план вибуху, що є наслідком об'єднання приватних планів вибуху, підводиться до консолі 10 вибуху, як зображена на фіг. 2В, для передачі плану вибуху. Зчитувач RFID 27 консолі 20 програмування дезактивується через функцію затримки. Оператор активує далі функцію передачі консолі 10 вибуху. Ця активація може бути здійснена тільки після введення відповідної карти, що містить секретні коди. Для здійснення цієї активації може бути також використаний будь-який інший орган забезпечення безпеки. Таблиця РТ плану вибуху передається, таким чином, консолі 10 вибуху за допомогою радіочастотного зчитування зчитувачем 17. Якщо декілька міток RFID є доступними, консоль 10 вибуху може запропонувати оператору відібрати всі або частину останніх і всі або частину таблиць РТі, збережених в останніх, для передачі. Передана таблиця РТ зберігається, таким чином, в ПЗП консолі 10 вибуху. Як варіант ця таблиця може бути збережена в пам'яті мітки RFID 18, також передбаченій в консолі 10 вибуху. Така конфігурація дозволяє виконувати в необхідному випадку функцію копіювання у допоміжній консолі вибуху подібно функції копіювання, передбаченій в консолях 20 програмування. Рівним чином, якщо декілька консолей програмування представлені для пізнання консолі 10 вибуху для передачі частин плану вибуху, консоль 10 вибуху об'єднує зібрані таблиці РТ для 8 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 формування загального плану вибуху з обліком, зокрема, номера плану вибуху РТі, відповідного кожній таблиці РТ консолей програмування. Як тільки сукупність таблиць РТ передана в консоль 10 вибуху, лінія 40 вибуху, зв'язувальна консоль 10 вибуху з детонаторами 1, активується, як це представлено на фіг. 2С. Консоль 10 вибуху може, таким чином, здійснити попередні тестування при виконанні послідовності вибухів, як описано в публікації WO 97/45696: автоматичне тестування модулів займання детонаторів в лінії, тестування експлуатаційної готовності детонаторів. Після здійснення цих тестувань оператор відповідною клавішею дає команду постановки на бойовий взвод консолі 10 вибуху, потім клавішею вибуху здійснює займання. Ця операція спричиняє займання кожного з детонаторів із затримкою, що відповідає затримці, передбаченій в плані вибуху РТ, завантаженій в пам'ять консолі 10 вибуху. Можуть бути використані класичні механізми займання, як наприклад, механізми, описані у вищеназваній публікації. Представлені приклади є тільки не обмежуючими варіантами втілення винаходу. Зокрема, вище описана таблиця РТ, занесена в пам'ять консолей 20 програмування, яка асоціює ідентифікатор детонатора із затримкою. Зокрема, може бути окремо передбачений попередній план вибуху, який об'єднує години затримок з конфігурацією сукупності свердловин на місці проведення робіт. Програмування консолі 20 програмування може, таким чином, укладатися в забезпечення відповідності детонаторів 1 зі свердловинами, при цьому таблиця РТ пам'яті служить, таким чином, для асоціювання детонатора зі свердловиною на місці проведення робіт. У цьому випадку відповідність детонатора із затримкою непрямо реалізовується шляхом використання попереднього плану вибуху. Будь-яка інформація про вибух, крім часової затримки і номера свердловини, може бути пов'язана з детонатором на рівні консолі програмування, якщо тільки надалі ця інформація дозволяє утворити послідовність вибуху (ідентифікатор детонатора - часова затримка займання). Крім того, консоль 10 вибуху, описана вище, має структуру, близьку до структури консолі 20 програмування, що включає в себе радіочастотний зчитувач і, при необхідності, мітку RFID. Винахід, щонайменше, сумісний з вже існуючими консолями 10 вибуху (без радіочастотного засобу). У цьому випадку консолі 20 програмування виконують функцію, подібну функції з публікації WO 97/45696, для автоматичної передачі запам'ятовуваного плану вибуху в консоль 10 вибуху, з якою вони (20) з'єднані провідним або інфрачервоним зв'язком. Однак, ця функція передбачає керування зчитувачем RF 27 консолі 20 програмування для зчитування запам'ятовуваної таблиці РТ і її передачі консолі 10 вибуху через відповідний комунікаційний інтерфейс. Ця функція автоматичної передачі виконується по програмах, запам'ятовуваних в ПЗП 24. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Система програмування і займання множини електронних детонаторів (1), кожному з яких відповідає власний параметр ідентифікації (IDdet), що містить: щонайменше один блок (20) програмування, що містить пам'ять (280) і призначений для визначення параметрів ідентифікації електронних детонаторів (1) і їх індивідуальної відповідності, в пам'яті, з інформацією про вибух (T det) для формування плану вибуху (РТ); блок (10) займання, призначений для витягування з пам'яті (280) щонайменше одного блока (20) програмування плану вибуху (РТ), що формує зв'язки між відповідними параметрами ідентифікації (IDdet) і інформаціями про вибух (T det), і для керування послідовністю займання детонаторів, виходячи з витягнутого плану вибуху; яка відрізняється тим, що щонайменше один блок (20) програмування містить: пасивну мітку (28) для радіочастотного запису/зчитування, забезпечену мікросхемою (280), що служить як пам'ять для зберігання плану вибуху (РТ), і радіочастотний зчитувач (27), призначений для запису і зчитування пасивних міток, включаючи пасивну мітку (28) блока (20) програмування. 2. Система за п. 1, в якій перший блок (20') програмування містить засоби керування радіочастотним зчитувачем (27'), призначеним для зчитування плану вибуху (РТ), записаного в пам'яті пасивної мітки (28) другого блока (20) програмування і для копіювання плану вибуху, зчитуваного в пам'яті (280') пасивної мітки (28') першого блока (20') програмування. 3. Система за п. 2, в якій пасивна мітка (28) містить асоційовані з планом вибуху ідентифікаційні дані (LTi) географічної зони (30, 40), якій належать згадані детонатори (1), що формують план вибуху (РТ). 9 UA 104510 C2 5 10 15 20 25 30 4. Система за будь-яким з пп. 1-3, в якій блок (10) займання містить радіочастотний зчитувач (17), призначений для зчитування і запису пасивної мітки (28) щонайменше з одного блока (20) програмування так, щоб відновити план вибуху (РТ). 5. Система за п. 4, в якій блок (20) програмування містить засоби затримки радіочастотного зчитувача (27), коли зовнішній радіочастотний зчитувач (17) передає план вибуху (РТ) з пам'яті (280) цього блока (20) програмування. 6. Система за будь-яким з попередніх пп. 1-5, в якій інформація про вибух містить часову затримку займання відповідного детонатора. 7. Система за будь-яким з попередніх пп. 1-6, в якій пасивна мітка, що містить мікросхему, є знімною. 8. Спосіб програмування для займання множини електронних детонаторів (1), кожному з яких відповідає власний ідентифікаційний параметр (IDdet), що містить етапи, на яких: визначають, за допомогою щонайменше одного блока (20) програмування, що містить пам'ять (280), ідентифікаційні параметри (IDdet) електронних детонаторів (1); асоціюють, в пам'яті блока програмування, інформацію про вибух (Т det) з кожним визначеним ідентифікаційним параметром, для формування плану вибуху (РТ); одержують, за допомогою блока (10) займання, призначеного для керування послідовністю вибуху детонаторів, з пам'яті щонайменше одного блока програмування, план вибуху, сформований відповідними зв'язками між відповідними параметрами ідентифікації і інформацією про вибух; який відрізняється тим, що на етапі асоціювання записують радіочастотним чином зв'язок в пам'ять пасивної мітки (28) для радіочастотного запису/зчитування. 9. Спосіб за п. 8, що містить етап, на якому передають шляхом радіочастотного зчитування, план вибуху (РТ) з пасивної мітки (28) першого блока (20) програмування в пам'ять (280') пасивної мітки (28') другого блока (20') програмування. 10. Спосіб за п. 9, в якому згаданий другий блок (20') програмування виконує етапи одержання і асоціювання для формування плану вибуху (РТ), що передається. 11. Спосіб за будь-яким з пп. 8-10, в якому множина електронних детонаторів (1) розподілена по декількох окремих географічних зонах (30, 40), при цьому спосіб включає етап, на якому зчитують і асоціюють ідентифікатор (LTi) однієї згаданої географічної зони із згаданим планом вибуху (РТ) в пам'яті. 10 UA 104510 C2 11 UA 104510 C2 12 UA 104510 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

System for programming and lighting electronic detonators and associated method

Автори англійською

Guyon, Franck, Trousselle, Raphael

Автори російською

Гийон Франк, Труссель Рафаэль

МПК / Мітки

МПК: F42D 1/05, F42D 1/055

Мітки: спосіб, займання, детонаторів, система, електронних, програмування

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/15-104510-sposib-i-sistema-programuvannya-i-zajjmannya-elektronnikh-detonatoriv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і система програмування і займання електронних детонаторів</a>

Подібні патенти