无线遥控技术极其在起重机上的应用

无线遥控技术及其在起重机上的应用在科学技术不段发展的今天，无线遥控技术应用已经十分广泛，大到人造卫星，小到家用的空调器、电视机、音响等都使用遥控技术来进行操作。遥控技术的发展被认为是一种现代化的标志，它可以充分使人从繁杂的体力劳动中解放出来，随心所欲地从远距离进行控制，如：电视机的遥控可以使人随意地躺坐来变换喜欢的电视节目，使人享受充分的休息。遥控技术的发展使人们享受着科学的魅力。由于遥控技术可以减低劳动强度、提高劳动生产率及提高作业的安全性等方面起着积极的作用，在工业自动化控制中的遥控技术的应用已愈来愈被人们重视。日常生活中我们使用的无线遥控发射方式多数为红外线型，因其成本低，易于人们接受。但由于该控制方式受发射距离、方向和条件的限制，局限性较大，应用在工业无线控制领域就显不足。而目前广泛用于工业无线控制领域的遥控装置，主流是以无线信号进行传输的方式。以下就起重机用无线遥控系统自身特点、发展概况、使用优势和遥控系统分类进行简单介绍。（一）起重机用无线遥控系统必须具有以下几个特点：可靠性。遥控系统一旦发生故障，将影响生产正常运行。因此其系统及系统的硬件必须具有高度的可靠性。安全性。遥控系统是起重机械的控制装置，如果动作有误，将发生物损、人伤的事故。因此必须保证遥控系统的百分之百的安全，具有操作者应能直接进行紧急停车和系统自动急停的安全保护。抗干扰性强。能够不受电焊、电炉及起重机变频器等的电磁杂波干扰，能够在小范围内同时多台使用，互不干扰。能在恶劣环境中使用。必须具有较强的防尘、防煤气、耐油、抗冲击等性能。轻小型便于操作。发射系统由操作者携带进行操作，故应体积小、重量轻、携带方便。（二）起重机用无线遥控系统的发展概况：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、实现自动化控制的良好途径。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了人们的重视。最初研制的遥控系统的通信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，可靠性与安全性有了很大的提高。80年代，采用了专用的集成电路,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。（三）起重机使用遥控系统具有以下几个优点：1．节省人力对于桥式、门式起重机及汽车起重机等装卸设备，其操作挂钩可由一人承担，操作者可直视操作，不需要指挥。对于工作效率低的起重机设备，一人可同时管理多台起重机设备。可在起重机操纵同时，完成与其关连的输送带、加料器、搬运车等其它设备控制和管理。提高工作效率由于操作者与地面指挥由一人承担，操作者可自行判断，进行作业，提高了作业的准确性及工作效率。避免了过去操作人员与地面指挥之间的误解，适用于设备组装等精密安装作业。省去了司机上、下起重机的所带来的诸多不便。3.环境安全的提高在有毒气体、高温、多粉尘和危险的作业场地，可选择环境好、且安全的位置进行操作，操作者的人身安全得到保护，作业条件得到改善。（四）起重机使用遥控系统的分类：以控制方式分类：实时控制系统，必须具备双CPU控制的遥控系统。即时控制系统，仅有专用芯片，无CPU控制的遥控系统。以操作方式分类：按键式主要用于双速以下的简单控制，国内主要用于20t以下的行车和单梁电动葫芦。摇杆式主要用于变频、调压等需要多档位控制，国内主要用于32t以上的行车控制。以接收系统输出方式分类：继电器输出：无源触点输出方式，触点容量一般为：220V8A。模拟量输出：标准输出为：0-5V、0-10V、4-20mA。总线输出：CAN、Profibus-DP等。以遥控系统频率控制方式分类：不可调节式（固定式频点）：主要用于相对固定的设备--如行车等。手动调节式（频选开关和钥匙开关调频）：主要用于常年移动的设备--如水泥泵车等。自动调节式（DECT技术）：主要用于港口等外来频率较多的区域--如卸船机等近年来中国经济持续稳定的高速发展，各大遥控系统制造商纷纷进入中国市场。经过国内十年优胜劣汰的市场选择，大致形成了以使用德国HBC产品和使用台湾禹鼎产品为代表的国内两大遥控用户群体。其中德国HBC以其优良品质和完善的服务体系，在国内占据了95％的高端市场的份额；台湾禹鼎以低廉的价格和广大的代理商机制，在国内占据了70％的低端市场的份额。下面以德国HBC遥控系统作为案例，介绍遥控系统在国内起重机的目前应用的状况。德国HBC-radiomaticGmbH公司从事无线电技术已有近六十余年历史，曾于上世纪五十年代发明德国第一部无线电话机，六十年代率先研制出用于起重机械的无线遥控系统，半个世纪以来，HBC在工业无线遥控系统制造领域一直处于主导地位，为现代工业自动化做出了其应有的贡献。HBC率先采用的双挡按键（TwoStepPush-Button）及摇杆（Joystick）操作方式，一直是行业沿用的标准。HBC一直是众多世界著名的起重机制造商的指定配套商，如目前在国内大家比较熟悉的：德马格、科尼、安博、法兰泰克等。在中国，HBC为海希工业通讯设备公司（前身为英德康工业通讯），自1994年起即专业从事HBC工业无线遥控产品在大中国地区（中港台）的销售、技术服务及维修保养，公司拥有在HBC工作多年的专业技术人员，优秀的销售、维修团队，本着“先做人，后做事”的经营之道，竭诚为用户提供最具专业的服务。公司总部目前设立在上海，并在深圳、沈阳、重庆、北京、大连、鞍山、南京、济南、太原、武汉、杭州、兰州、本溪、石家庄设立了十四个办事处。目前HBC遥控系统在国内的主要使用情况的领域为：钢铁、汽车、造纸、造船、有色金属、大型机床和变压器制造等行业。钢铁行业对于一个起重机制造商而言，往往能承接大吨位的冶金铸造吊是企业实力的象征。那么对于起重机的配套商，遥控系统使用于大吨位冶金铸造吊同样是树立品牌形象的业绩体现。目前国内现有大吨位冶金铸造吊使用的遥控系统均为HBC的产品。较有代表性的为：宝钢电炉分厂--190t、100t各一台，起重机制造商，科尼,1996年使用至今；新疆八一钢厂--140t一台、110t二台，起重机制造商，太重,1998年使用至今；南钢电炉分厂--160t铸造吊，起重机制造商：上起和太重，由于2003年底发生炉内爆炸事故造成起重机操作人员伤亡，于2004年8月进行了遥控系统改造工作，目前效果良好，用户非常满意最具代表性和说服力的是酒泉钢厂新上200t第二炼钢厂项目。由于酒钢老总在欧洲考察时，发现HBC遥控系统在各大钢厂的铸造吊上被大量使用，当时就有在新项目行车中采用遥控的意向。回国后即委托该项目主管到宝钢和新疆八钢进行了国内使用情况的实地考察，得出的结论是：铸造吊使用遥控操作是没有任何问题的，最后该项目的17台主线起重机均采用遥控操作，而且不设任何驾驶室作为后备，包括3台200t(上起)和2台180t（大起）铸造吊。上图为酒钢项目上起提供的200t铸造吊使用的遥控发射系统面板图。现场3台120吨转炉，3台200t铸造吊，3套遥控系统，6个发射系统。平常操作时，每台200t铸造吊，由两个发射系统在二个工位通过接管/释放功能，实现对起重机的操控。在故障状态下，只要是起重机本身是处于释放状态下，6个发射系统均可以通过行车选择和接管/释放功能，实现对起重机的操控。这大大方便了现场的使用。在《冶金自动化》中发表的酒钢200t炼钢项目起重机主管王志东先生，题为《全无线遥控行车在炼钢系统的成功应用》一文中提到，采用遥控系统操作，取消了起重机指车工，起重机操控系统人数与一炼钢相比从152人降低到64人，下降比例为57.89﹪。每年就工人工资减少投入43.2万元的，加上主令控制器、联动台等主要操控备件的年消耗在6万元以上（其中还不包含对操控系统设备的检修及事故抢修的人工费用），共合计每年少投入费用50万元以上。而遥控系统从炼钢投产至今的一年时间内只出现两次故障，一次是生产岗位人员对无线遥控器管理不善，发射系统被拆包机压坏；另一次是生产岗位人员操作过猛，将无线遥控器的转换开关损坏。目前HBC有5000套以上的遥控系统在宝钢、鞍钢、武钢、马钢、太钢、邯钢、新疆八钢、酒钢、珠钢、包钢等大型钢厂使用，从未发生过一例由于遥控系统的问题，而造成的设备损坏和人员伤亡的事故。宝钢作为国内钢铁行业的龙头企业，在一、二期中各种品牌遥控系统均有使用，经过十多年的使用比较，HBC的产品以其优良品质和完善的服务体系赢得了宝钢的一致好评。宝钢自九九底，决定在新项目遥控系统选择中全部选用HBC公司产品，并全面替换原有其它品牌的遥控系统。至今宝钢已有近600套德国HBC遥控系统在使用，2．汽车行业HBC遥控系统在上海大众的使用是国内遥控系统的一个缩影，非常具有代表性。1998年上海大众冲压七台行车招标中，德方考虑到在模具的安装中减少由于驾驶室操作引起的损坏，要求采用遥控操作方式，中方对遥控的安全性表示怀疑，因此操作方式为遥控+驾驶室；2000年上海大众冲压六台行车招标中，考虑到驾驶室确实多余但考虑到应急操作，因此操作方式为遥控+简易操作盒（放置于维修吊笼中）；2001年上海大众冲压二台行车招标中，考虑到简易操作盒点检不便，且操作者已不习惯车上操作的实情，因此操作方式为遥控+按钮盒（放置于维修部门）。至今为止在上海大众各冲压车间已有30多套HBC遥控系统被使用。上海大众对HBC遥控系统的从谨慎试用到大规模使用，也带动了国内各大汽车制造商对行车遥控操作的需求。目前国内汽车上海大众、上海通用、一汽大众、广州本田、北京现代、奇瑞汽车、华晨金杯、北京吉普、二汽风神、长安福特、海南马自达、一汽丰田、江苏悦达等企业的冲压车间的起重机均采用HBC遥控系统操作方式。造纸行业由于造纸行业吊纸卷时多为二小车、三小车控制，需要吊装同步和有一定的定位要求，而且厂房情况紧凑和复杂，现场高温高湿度。这些状况就决定了造纸行业的行车基本上全部是采用遥控控制的。上图为德马格起重为山东华泰纸业提供三小车加二个葫芦控制的HBC遥控系统面板图，此接收系统输出为Profibus-DP的总线。目前在德马格和科尼使用总线控制方式的遥控系统订单在逐步增加，国内起重机制造商目前仅有大连起重就岭奥二期核环吊上采用总线方式输出的HBC遥控系统，其它基本为空白。造船行业随着全球经济一体化的进程加快，航运业发展迅猛。作为劳动密集型的造船行业已经成为国内新的经济增长点，现在新建和待建的船厂项目已经超过了钢厂。为了降低劳动成本、提供工作效率，遥控系统在造船行业的起重机上被大量使用。下图为HBC为船厂常用的电磁吸盘起重机提供的遥控系统面板图。此类起重机不仅在船厂，而且在为船厂提供板材的钢厂也是常见的。如南京中厚板厂、韶关中厚板厂都有类似的遥控系统在使用。一般船厂钢材切割中心有多个工位或机台同时开工，带调磁的起重机可以一次携带多块钢板，逐一的放置到所需的工位，这样大大的提高了工作的效率。但未采用遥控操作时，主要靠地面指挥实现，但操作人员与地面指挥之间的误解，实际使用效果不佳。采用遥控操作后，操作者与地面指挥由一人承担，操作者可自行判断，进行作业，提高了作业的准确性及工作效率。目前此类带模拟量输出的调磁遥控系统在上海船厂、澄西船厂、青岛船厂、大连船厂和江阴船厂都有使用，现场效果非常理想。大型机床和变压器制造行业目前大型机床厂和大型变压器行业的发展也是经济发展的一个亮点。如一重、上重、济南机床、沈阳机厂等都在新建和扩建项目中，大吨位的起重机需求量是非常大的，而且往往要求具有抬吊功能。上图为太原重机提供东方电气的2x350t起重机的遥控系统操作面板图，它在实际工作中需要和另外1台700t的共同来抬吊L型的工件。平时2台起重机可以单独工作。在需要抬吊时，将副控系统的钥匙开关拔下，插入主控系统中标注副控钥匙的位置，将钥匙拨至1的位置，此时主控系统可以同时控制1台起重机联动。并且