专用汽车作业装置无线遥控的初步探讨.docx
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专用汽车作业装置无线遥控的初步探讨
专用汽车无线遥控作业装置的初步探讨
泰安赵殿华
1.概述
1.1专用汽车的定义、分类方法
专用汽车是指为完成特定的载运（货物或人员）或作业任务，装置有专用设备或经过特殊改装的汽车。
可分为厢式汽车、罐式车、专用自卸汽车、起重举升汽车、仓栅式汽车和特种结构汽车。
中国行业标准ZBT50004-1989对此做了专门的规定。
（l）厢式汽车―指具有独立的封闭结构车厢或与驾驶室联成一体的整体式封闭结构车厢，装备有专用设施。
用于载运人员、货物或承担专门作业的专用汽车和专用挂车。
例如，救护车、售货车、淋浴车、冷藏车、电视转播车、邮政车。
（2）罐式汽车―指装置有罐状的容器，并且通常带有工作泵，用于运输液体、气体或粉状物质，以及完成特定作业任务的专用汽车和挂车。
例如，油罐车、液态沥青运输车、液化气罐车、洒水车、消防车等。
（3）专用自卸车―装有由本车发动机驱动的液压举升机构，能将车厢卸下或使车厢倾斜一定角度，货物依靠自重能自行卸下的专用汽车。
（4）起重举升汽车―起重举升汽车是指装置有起重设备或可升降的作业台（斗）的专用车。
（5）仓栅式汽车―仓栅式汽车是指只有仓笼式、栅栏式结构的车厢，用于运输散装颗粒食物、畜禽等货物的专用汽车和专用挂车。
（6）特种结构汽车―特种结构汽车是指具有析架形结构、平板结构等各种特殊结构的专用汽车和专用挂车。
1.2专用汽车的用途特点
完成特定的载运（货物或人员）或作业任务，装置有专用设备或经过特殊改装
2.无线遥控器产品及使用特点
2.1无线遥控器的发展
50年代，各类工业用遥控系统在欧美开始出现。
60年代，以德国HBC为代表的遥控系统制造商开发了专用于起重机控制的遥控系统，被认为是企业减少劳动力，实现自动控制的良好途径。
当时欧洲的制造业、建筑业等人手不足的现象越来越严重，遥控系统的使用渐渐引起人们的重视。
最初研制的遥控系统的通讯方式为频分制周期传送方式，即每个操作指令要配置一个频率信号。
70年代初，采用了与时分制周期传送方式并用的方法，增加了操作指令，并实现了设计、制造的标准化。
70年代末，采用了当时最先进的CMOS电路，研制出了周期循环数字方式的遥控系统，可靠性和安全性有了很大提高。
8O年代，采用了集成电路，开发出了可靠性更高，可手持的遥控系统。
90年代初，采用了微处理器和大规模集成电路，使遥控系统的发展又上了一个新的台阶。
近年来，又研制出了具有自动跳频技术（即DECT技术）、自动频率管理技术（即AFM技术）和各类总线输出的遥控系统。
目前工业无线遥控器生产企业主要有德国HBC、德国海德、德国NBB、德国凯特龙、意大利奥泰克、法国捷亿、瑞典泰瑞以及台湾三易、台湾禹鼎和上海技景自动化、沈阳圣德法和河南盛大博元等内地企业。
2.2无线遥控装置产品类型
无线遥控器在生活中得到了越来越多的应用，带来了极大的便利。
随着科技进步，无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见有2种，一是家电用的红外遥控模式，另一种是起重机、防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等用的无线电遥控模式。
2.1.1红外遥控器
红外遥控器（IRRemoteControl）利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号遥控。
常用红外遥控系统分发射和接收两部分。
发射部分主要元件为红外发光二极管，接收部分的主要元件为红外接收二极管，由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此要增加高增益放大电路。
红外遥控常用载波频率为38kHz，是由发射端所使用455kHz晶振来决定。
发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。
也有遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。
红外遥控器特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。
其无法穿透墙壁，故不同房间家用电器使用通用遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要给定电路连接无误，不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。
因此，红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛应用。
2.1.2无线电遥控器
无线电遥控器（RFRemoteControl）利用无线电信号对远方各种机构进行控制的无线遥控设备。
信号被远方接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应机械或者电子设备，完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由机械进行需要的操作。
作为与红外遥控器相补充的遥控器种类，在起重机、车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛应用。
常用无线电遥控系统分发射和接收两个部分。
发射器部分一般分为遥控器与发射模块，接收器部分分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超外差式解调电路与超外差收音机相同，它设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。
由于载频频率固定，所以电路要比收音机简单。
超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。
无线电遥控常用载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。
我国开放频段规定为315mHz，欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家产品应使用433mHz遥控器。
无线电遥控常用的编码方式有两种类型，即固定码与滚动码，滚动码是固定码的升级换代产品，目前凡有保密性要求场合，都使用滚动编码方式。
滚动码编码方式具有保密型强、编码容量大、对码容易、误码小等优点。
2.1.3无线电遥控器与红外遥控器区别（ThedifferencebetweenIRandRFRemoteControl）：
红外遥控和无线遥控是对不同载波来说的，红外遥控器是用红外线来传送控制信号，特点是有方向性、不能有阻挡、距离不超过7米、不受电磁干扰，电视机遥控器就是红外遥控；
无线电遥控器用无线电波来传送控制信号，特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远（可达数十米，甚至数公里）、易受电磁干扰。
在需要远距离穿透或无方向性控制领域，如工业控制等等，使用无线电遥控器
2.1.4无线遥控距离影响因素
影响无线电遥控距离（RemotedistanceofRFRemoteControl）的因素主要有如下几点：
1、发射功率：
发射功率大则距离远，但耗电大，易产生干扰；
2、接收灵敏度：
接收灵敏度提高，遥控距离增大，但易受干扰造成误动或失控；
3、天线：
用直线型天线，并相互平行，遥控距离远，占据空间大，使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离；
4、高度：
天线越高遥控距离越远，但受客观条件限制；
5、阻挡：
目前使用的无线遥控器使用国家规定UHF频段，传播特性和光近似，直线传播，绕射较小，发射和接收之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离，如是钢筋混泥土墙壁，由于导体对电波的吸收作用，影响更甚。
2.2无线遥控装置性能特点
工业无线遥控器技术是通过无线发射器将操作指令经数字化编码、加密后以无线方式传递给接收系统，接收系统经解码转换后实现对各种机械设备的控制；在强磁场、强电场及无线电信号复杂的环境中有百分之百抗干扰能力。
操作人员活动范围大：
可以近距离观测目标，也可以远离危险场所。
方便：
遥控器可以随身携带，使用方便。
个体小，重量轻微，拿在手里比较方便。
操控精准：
一个人既可以近距离观测目标，又可以远距离控制设备，不需要两个人配合，可以实现精准操控，细微操作无误差。
工业无线遥控器的灵敏性极高，即可大幅度运动操作，也可细微操作。
每套（发射器和接收器）遥控器具有独一无二的信号加密编码，不会受其它系统的影响或影响其它系统。
任何一套都有唯一的一对一的服务编码，保证了唯一性，也就保证了控制的唯一性，避免了干扰的可能。
信号编码具有高强纠错能力，保证控制安全。
能够自动检测，自保持，长时间不用可以自动停机。
双微处理器检测两对停机信号，保证可靠的急停功能。
急停是安全性能那点关键。
选择无操作自动关机的时间设定，在规定的时间内无任何操作，系统即自动关机。
保证安全。
长时间不用自动关机也有节电方面的考虑。
无操作盲点：
在目标前一定距离处操作，无盲点。
视野范围的大面决定了操作中的无盲点。
提高生产效能：
两个人的工作，一个人干；无须两个人之间的联系，提高工作效率。
单人运转协调，远超越了多人配合的不默契，提高了生产效率。
安全，可靠：
连续信号：
系统运行中，发射器与接收器之间始终保持联系，一旦信号中断，接收器立即自动停机，保证生产安全。
?
自动检测功能就是为了保持信号的连贯性，一旦有了异常要保证能够及时处理。
2.3无线遥控装置使用特点
无线遥控装置主要应用于工作环境费工、费力、费时、效率不高、不方便、环境恶劣、具有危险或有毒、有害气体、近距离操作高温等的场合，如航天、纸业、钢铁、冶炼、铸造、锻造、自动化系统等设备中，方便、安全、扩大操作人员活动范围、提高工作效率，操控精准，无盲点，改善工作环境，提高生命安全系数，且使用方便，可随身携带。
各式起重机如桥式起重机、臂式起重机、港口起重机、行车等，工程机械，液压机械，升降机，缆车，绞盘，绞车，输送带，牵引支架，破碎机，筛网机，清障车，装卸车，翻转料斗车，混凝土拖泵，农林业机械，混凝土泵车，水泥泵车，消防车，桥梁检修车及起重设备，工业特种车辆，工业制造设备，建筑机械设备，装料吊车，碎石机，废料撵压机等。
4.当前我国专用汽车无线遥控作业状况
4.1无线遥控应用范围
工业无线遥控器的应用领域主要包括泵车、工业行车、吊车、港口设备和冶金设备等。
工业用行车是遥控系统应用最广泛的领域之一，以德国为例，占遥控系统每年产量的40%左右；特别是冶金、汽车制造、造纸厂、物料仓库等新增行车几乎全部配备工业无线遥控器；在建筑塔吊中应用广泛，当前在欧洲、北美超过60%的建筑回转式塔吊采用无线遥控方式控制，不仅在设备制造时节省成本（无空中操作台），安全性和可靠性也得到充分保障，提高了施工效率；在矿山机械中，大部分用于矿井里能见度较低的场合下，选用配有反馈装置的工业无线遥控器控制液压机械，控制重型凿岩机架钻孔作业。
操作员不必呆在距钻孔作业点十米以外的钻孔机的操作台上，可以选择最近的地点对位钻孔。
另外，某些专用机械如炼钢厂清渣装载机，采用工业无线遥控器对装载机进行遥控改造，在不改变现有手动操作方式的前提下，百分之百模拟原履带装载机的机械动力性能和作业功能，达到无人驾驶完成清渣作业的目的。
4.2专用汽车无线遥控作业设备
涉及到的专用车领域，目前主要应用在起重机和混凝土泵车。
4.2.1汽车吊、随车吊
在汽车吊、随车吊行业中，通常，大型汽车吊遥控系统还配置了数据反馈装置，反馈装置可将运行参数（如负荷、起重臂长、负荷力矩、油温，压力，角度等）显示在发射系统显示屏上，操作人员可根据显示数据来监控吊车；
4.2.2混凝土泵车
混凝土泵车操作时因控制台距浇注作业面有几十米（甚至上百米），传统的操作方式需数人配合才能完成，由于效率低，限制了混凝土泵车的性能发挥；对于长距离、大排量的大型泵车，矛盾更为突出；采用工业无线遥控器可以最大地发挥整机的性能，泵车司机在工作地点驾车定位后，即可用携带遥控系统依次操作泵车的各个动作，如布料杆的左右回转，多级杆的变幅升降等。
操作人员可携带发射系统，远离泵车控制台，直接站在软管喷口附近，控制布料杆的动作和混凝土泵的运作；
4.3无线遥控作业现有的专用汽车产品
在通用无线遥控器领域，广泛应用在工程机械企业（如吊车制造企业、泵车制造企业、工业行车制造企业等），冶金企业（如首钢、宝钢、武钢、鞍钢等），造纸企业（如晨鸣纸业、岳阳纸业等），港口企业（如上海港、天津港、大连港、青岛港、珠海港等）。
4.3.1混凝土泵车无线遥控器应用范例
中联重科ZLJ5292THB125-37混凝土泵车的布料臂采用全回转折叠式四节臂，液压操作，最大布料半径32.6m，最大布料高度36.6m，最大布料深度24.9m，液压系统采用先进的电液比例控制方式，使臂架动作更加平稳，因此器控制方式可实现手动控制、电缆远距离和无线控制，其中遥感式遥控器小巧简便，人机界面好，图解易懂，功能全面，可实现对布料臂、泵送方量（次数）以及底盘柴油机转速的控制。
正近日,徐工首台XE40遥控式液压挖掘机由徐工挖掘机公司顺利完成试制。
XE40遥控式液压挖掘机的有效远程遥控范围可达100m。
同时,在该机型中首次研发设计水平倾斜角度限制、回转对中、学习和复位功能、工作装置压力传感、自动调节先导流量等,将小型挖掘机的灵活和电子控制系统的智能控制集为一体,具有复合型功能优势。
Putzmeister普茨迈斯特M20-4，M24-4，M28-4，M31-5，M32-4，M36-4/M38-4，M42-4，M42-5，M46-5/M47-5，M49-5，M52-5，M58-5，M62-6，M63-5，M70-5
Optimumandflexibleoperationofthemachinewiththeradioremotecontrolwithdisplay
Thepumpoperatorreceivesup-to-datefeedbackandsystemdisplaysforthe
machinedirectlyonthecleardisplayviaanadditionalsignaltransmission.
nThestrengthoftheradiosignalandthebatterychargestateareshownby
bars.
nRelevantmachinedata,suchasspeedofrotation,fluidtemperature,concretepressure,deliveryrateandpressureandvolumelimit,canbequicklycalledup.
nAswellasEBCparameters,suchastheupperandlowerlimitsoftheworkingrangeandtheslewinggearlimit,thevibratorandendhosesqueezevalvecanalsobeswitchedonandoff.TheslewinggearandboomarmscanbelockedorreleasedandtheboomspeedsetindependentlyoftheEBC.
上海施维英KVM34XG车载式混凝土泵
AM7FH混凝土搅拌车
SYRC三一遥控器是为提升泵车操作的方便性而自主开发的一款高性能、高可靠性工业遥控产品，由湖南三一智能控制设备有限公司为提升泵车操作的方便性而研制，在通信的稳定性及产品人机交互等方面具备技术领先优势，可广泛应用于泵车、车载泵、起重机、搅拌车等各类工程机械。
4.3.2随车起重机工业无线遥控器用量统计（套）
4.3.3移动起重机工业无线遥控器用量统计
4.3无线遥控作业应用状况
上海技景自动化科技有限公司营销网络
图表：
大连重工起重集团有限公司无线遥控主要应用机械
图表：
大连重工起重集团有限公司主要机械无线遥控配套情况
图表：
河南重工起重机集团无线遥控主要应用机械
图表：
河南重工起重机集团主要机械无线遥控配套情况
图表：
河南重工起重机集团主要机械无线遥控配套情况预测
图表：
杭州起重机械有限公司主要机械无线遥控配套情况
图表：
徐州工程机械集团进出口有限公司无线遥控主要应用机械
图表：
徐州工程机械集团进出口有限公司主要机械无线遥控配套情况
图表：
中联重科无线遥控主要应用机械
图表：
中联重科主要机械无线遥控配套情况
图表：
中联重科主要机械无线遥控配套情况预测
图表：
三一重工无线遥控主要应用机械
图表：
三一重工主要机械无线遥控配套情况
图表：
三一重工主要机械无线遥控配套情况预测
图表：
普茨迈斯特机械（上海）有限公司无线遥控主要应用机械
图表：
普茨迈斯特机械（上海）有限公司主要机械无线遥控配套情况
图表：
普茨迈斯特机械（上海）有限公司主要机械无线遥控配套情况预测
图表：
河南省新乡市矿山（集团）起重机有限公司工业行车产量
图表：
河南省新乡市矿山（集团）起重机有限公司工业行车无线遥控配套情况
图表：
河南省新乡市矿山（集团）起重机有限公司工业行车无线遥控配套预测
图表：
上海亿路起重机械国际集团有限公司工业行车产量
图表：
上海亿路起重机械国际集团有限公司工业行车无线遥控配套情况
图表：
上海亿路起重机械国际集团有限公司工业行车无线遥控配套情况预测
图表：
大连重工起重集团有限公司工业行车产量
图表：
大连重工起重集团有限公司工业行车无线遥控配套情况
图表：
河南重工起重机集团工业行车产量
图表：
河南重工起重机集团工业行车无线遥控配套情况
图表：
河南重工起重机集团工业行车无线遥控配套情况预测
图表：
首钢无线遥控主要应用机械
图表：
首钢主要机械无线遥控配套情况
图表：
首钢主要机械无线遥控配套情况预测
图表：
上海宝钢无线遥控主要应用机械
图表：
上海宝钢主要机械无线遥控配套情况
图表：
上海宝钢主要机械无线遥控配套情况预
4.4无线遥控作业应用存在的问题
5.无线遥控专用汽车的发展前景
5.1
在国际范围内，工业技术潮流与其他潮流的传播方式不可避免地存在共通之处，技术进程的差距必将带来接受方式的主动与被动之分
尽管工业无线技术兴起的时间并不算长，但这一正在快速崛起的技术越来越成为深刻影响自动化市场的趋势。
在这种形势下，国内企业迎来了主动发展工业无线技术的契机。
上海工业自动化仪表研究所教授级高级工程师彭瑜认为：
当前社会经济和技术的因素，共同为国内发展无线技术工业应用提供了良好机遇。
首先，国际上无线技术渗透到工业应用中的时间是21世纪初，正值我国大力提倡自主创新战略，科技投入和人才建设有充分的保障，有利于形成无线技术工业应用开发的团队；其次，在技术层面，无线技术主要基础来自IT和通信行业，其通信协议和设备器件，也广泛借鉴于IT和通信行业，自动化的附加值则集中在应用层面。
这些因素都成为了国内发展工业无线技术的有利的先决条件。
而随着近些年来国内自动化产业环境的不断改善，无线技术的工业应用也越来越受到国内业界的关注，相关的组织也应运而生。
2007年，国内一些科研院所和企业成立了中国工业无线联盟，其核心使命包括：
解决工业无线技术难题，为用户提供可行的技术解决方案，支持并参与工业无线标准化工作制定，为工业无线系统的鲁棒性与可靠性提供认证以及共同推动工业无线技术的产业化与市场开发。
这标志着，在国内，集标准、技术开发、产品开发和应用为一体的综合力量已经形成。
另外，随着国内行业协会服务体系的日趋成熟，一系列相关研讨活动也相继举行，这也为多方面力量共同参与工业无线技术的研究搭建了桥梁。
2008年8月，中国仪器仪表行业协会与沈阳自动化所共同组织了首届“中国工业无线技术与应用研讨会”，在会上各企业与科研院所进行了广泛的技术交流与合作；而在11月举行的第十届中国国际工业博览会同期，中国自动化学会仪表与装置专业委员会又举办了“工业自动化和控制环境下的无线技术和无线网络的开发与应用研讨会”，这次盛会同样邀请到众多机构的专业人士共同参与探讨。
在这种欣欣向荣的气氛中，酝酿着国内发展工业无线技术的新的契机。
国内企业寻求创新方式灵活
事实上，在工业无线遥控器产品的工业应用方面，国外大公司早就做好了进军中国市场的准备，甚至已经提前开展了宣传推广。
而国内良好的基础和气氛，也已经孕育出了一批国内企业和院校积极发展相关的产品与技术，并且一些成熟的产品已有了现实的应用。
不难发现，国外大公司与国内研究机构在无线技术的工业应用上，仍然呈现出不同的发展方式。
相对而言，国外大公司在工业无线领域终究发展较早，比较重视整体的工业无线遥控器产品体系及面向行业的标准化解决方案。
在这方面，艾默生过程管理有限公司和Honeywell等公司已经走在了最前列，早在去年，这些公司已经向中国推出了成体系的无线工业遥控器产品和相应的解决方案，至今其无线产品还在不断扩充。
而国内的研究机构则偏重于比较灵活的以及有针对性的应用，其推广方式也是以点代面，逐步扩大范围，很多应用是从一个车间、一条生产线出发推广到全厂的。
实际上，这种灵活的推广风格和操作方式也正应了用户的尝试心理。
而且，国内企业虽然在实力上略逊国外大公司一筹，却很乐于与国内的院校合作，这种产学研结合的方式无疑弥补了企业研发实力不足和院校单位研发资金不足的双重限制，达到了双赢的效果。
研发与应用契合
尽管在无线技术工业应用方面，国内已经初步具备了“主动对接”的资本，但不可否认的是，如果想要真正掌握这项技术的核心优势，在发展的道路上还有很多需要注意的方面。
彭瑜教授认为，制定我国自己的无线短程网协议，目标一定要明确。
主要包括以下几个方面。
首先，在开发协议的同时要重视协议开发软件和评估包的开发。
要在开发无线技术工业应用的进程中，形成无线技术开发、仪表技术开发、应用技术开发、专门领域应用开发多方面、多层次的科研和生产制造团队，合理解决团队成员的利益分配问题。
对于国内企业来说，需要的更多是一个事实上的、能为市场所接受的标准。
要做到这一点，在制定协议时一定要从市场实际要求出发，有应用的需求，有实践的基础。
目前一些企业的科研院所前期的工作已经能够很好地满足这个要求。
如北京科技大学计算机系在鞍钢冷轧带钢退火生产线中炉辊轴承温度状态的无线监测系统、上海工业自动化仪表所在上海锅炉厂焊接过程参数的无线监测系统都是方向非常有针对性的应用。
其次，当已经拥有协议之后，在开发实际示范应用时，在设计开发网络设备时，还要同时重视开发工具的设计开发，只有在统一内核的基础上才能保证今后以低成本达到完全可相互操作的性能。
最后，如果协议开发得很完善，包括上述问题都解决得很好，还需要注意应用，特别是典型行业的应用，需要与应用系统方面的人员沟通交流结合。
根据应用的实际要求开发各种品种的无线变送器和传感器。
如电动机能源管理要和电机理论和设计单位合作，与电气自动化专业单位合作。
无论如何，我们欣喜地看到，工业无线遥控器的前景，已经不完全掌握在国外大公司以及标准化组织的手中了。
国内的企业和机构，已经有能力在这一领域和别人一同展示起跑的姿态，这是值得肯定的。
我们也相信，今后在越来越多的领域内，国内也能获得主动对接的资格，进而掌握国际技术浪潮的先机。
5.2专用汽车无线遥控作业前景分析
6.结束语
参考文献
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