工程機械的遙控實現(xiàn)分析

摘要：

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對于工作環(huán)境的重視程度越來越高，惡劣的工作環(huán)境往往會給工人的作業(yè)帶來極大的困難與不便，有些作業(yè)環(huán)境還可能產(chǎn)生有毒、爆炸或者是坍塌的危險，任何工作的開展都不能以犧牲作業(yè)人員的健康和生命為代價，因此如何實現(xiàn)工程機械的遠程控制已經(jīng)成為現(xiàn)代機械研究的一個重點。將遠程虛擬的儀器植入到工程控制的系統(tǒng)中，是實現(xiàn)工程機械的遙控控制有效的途徑之一。

在比較惡劣的工作環(huán)境中，進行工程機械作業(yè)的施工人員不但會遇到較多的不便與麻煩，同時還可能增加操作的危險性，一旦出現(xiàn)有毒、爆炸或者是坍塌的情況就會危及施工人員的生命財產(chǎn)安全，因而遙控機械作業(yè)是社會發(fā)展的必然趨勢。筆者就工程機械的遙感技術(shù)的應(yīng)用進行論述。

1.工程機械領(lǐng)域遠程的虛擬儀器的運用

所謂的虛擬儀器就是指虛擬技術(shù)重要的組成部分之一，它是將通用儀器的硬件（例如：數(shù)字的輸入/輸出，A/D變換器，信號和定時處理器等等）與計算機（包括顯示器、處理器、存儲器等）以及用來進行過程的通訊、數(shù)據(jù)的分析和用戶圖形的界面的軟件相結(jié)合，從而形成將計算機當作核心的平臺上面，將用戶的設(shè)計定義完成，其操作以及測控功能的實現(xiàn)依賴的是虛擬的面板的一套儀器。用鼠標進行虛擬面板的點擊，使用者就能夠進行計算機的硬件平臺的操作，這與普通的專用測控儀器的功能相同。“軟件是儀器”就是虛擬儀器核心的思想，要盡可能的、最大化的進行軟件功能的發(fā)揮，同時保證必須的硬件環(huán)境保持不變，從而對于信號的采集、處理、測試以及顯示、存儲和控制等工作完成。

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，

技術(shù)不斷的革新，人們對于遙控技術(shù)的了解已經(jīng)不在僅僅局限于軟件，更加重視互聯(lián)網(wǎng)的作用。通過將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬儀器進行結(jié)合，創(chuàng)造出來遠程控制儀器，使得整個互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)都可以進行遠程操作，能夠使信號的傳輸、采集以及處理達到一體化。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加強在遠程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)成為了社會發(fā)展必然的趨勢。

2.比較分析虛擬儀器的控制方案

美國NI公司生產(chǎn)制造的Lab view軟件是虛擬儀器歷史進程中比較有代表性的作品之一，它具有的編程語言比較的強大，軟件開發(fā)的環(huán)境也比較的完整。

對于Data Socket基礎(chǔ)上的遠程測控的方案進行分析，其優(yōu)點在于Data Socket對于測控數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議進行了定義，此方法的運用可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，實時的性能也比較好；但是其缺點就在于，不能實現(xiàn)B/S的模式，僅能實現(xiàn)C/S的模式，對于客戶端的程序和服務(wù)器一端的程序必須要求進行同時的開發(fā)，有待加強對于客戶端的控制，對其控制的能力比較弱。對于Active x基礎(chǔ)上的遠程測控的方案進行分析，其優(yōu)點在于開發(fā)的效率比較高，在進行程序的下載之后，相比較于Java程序其效率和執(zhí)行速度比較高，比較少的資源占用；同時這個軟件的缺點就在于，想比較于Java程序其系統(tǒng)尺寸更大，用戶用來進行下載的時間也就相應(yīng)的增加。對于Java Applet基礎(chǔ)上的遠程測控的方案進行分析，其優(yōu)點在于既可以實現(xiàn)c/s模式，有能夠?qū)崿F(xiàn)B/S模式，客戶無需進行插件的下載，僅僅需要進行服務(wù)器的開發(fā)，就能夠使用，容易下載且執(zhí)行效率較高是其主要的特點；同時其缺點也比較大，圖像的質(zhì)量相對較低，且畫面經(jīng)常跳躍，連續(xù)性較差。對于Applet VIEW基礎(chǔ)上的遠程測控的方案進行分析，其優(yōu)點在于這是一款專門應(yīng)用于遠程測控的軟件，對于系統(tǒng)的可視化提供了良好的環(huán)境，能夠自動的生成Java儀器的面板，開發(fā)效率比較高。其數(shù)據(jù)的吞吐量也比較大；其缺點就在于本地的測控程序需要進行修改，只有將App]et VIEW的控件和Java程序進行通信，才能夠保證網(wǎng)絡(luò)測控的順利進行。

3.遙控工程機械實例的分析

（1）將CASE cx-160式挖掘機作為參照，控制對象和原理進行分析。

液壓系統(tǒng)和計算機進行聯(lián)合控制的動力裝置是控制系統(tǒng)主要的構(gòu)成部分，液壓系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的采集以及控制共同的完成。計算機系統(tǒng)對于液壓泵的功率以及發(fā)動機輸出的功率進行控制，液壓系統(tǒng)對于液壓泵本身的變量的過程進行控制。液壓系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)相互之間是獨立的，如果一個系統(tǒng)發(fā)生了故障，則另一個系統(tǒng)可以照常的運行。發(fā)動機的控件以及泵閥的控制分別采用了兩種控制器，壓差的傳感器、負載傳感的控制閥、一定比例的電磁閥、可調(diào)節(jié)壓力的補償閥以及由高速電磁閥控制的變量泵等同時構(gòu)成。通常情況來講，負載傳感系統(tǒng)是通過在不同位置分部的開關(guān)和傳感器，將速度、負載以及工作模式等信號傳回到駕駛室內(nèi)的計算機的處理系統(tǒng)。各個指令信號經(jīng)過處理之后再經(jīng)過控制器傳輸?shù)诫姶砰y和控制電機等，從而對液壓泵、閥以及發(fā)動機等進行準確的控制，從而使得工作方式與機器的速度、動作以及負載的條件相協(xié)調(diào)，進而精準的控制所有的步驟。由于采用的是計算機控制，因而工作效率和自動化的程度都比較高。原系統(tǒng)保持不變，通過無線網(wǎng)絡(luò)對I/O控制、參變量監(jiān)視以及所有的動作進行控制。挖掘機工作的裝置是遠程控制的主要方面，對于變量的監(jiān)視，挖掘機的開啟和停止等進行操作。

（2）控制方案的設(shè)計

對于工程機械中挖掘機的遠程控制最少要對獨立的六個部件以上進行控制，同時還要注意操作的參數(shù)、視覺的能力、緊急的剎車以及遙控啟動等環(huán)節(jié)。Field Point模塊的設(shè)置就是為了加強對于上述部件的控制，這是現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)控制的節(jié)點，是對于模擬處理、數(shù)據(jù)的記錄以及和外界設(shè)備進行通訊的控制系統(tǒng)，可以遠程的對挖掘機的動作進行控制。Lab VIEW和Field Point模塊相結(jié)合，是為了在進行挖掘機的實時遙控過程中，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且不但保證了對于挖掘機智能控制過程的實時性，對于防止挖掘機自動發(fā)生的故障也有一定的效果。Field Point模塊的構(gòu)成一般是DAQ和電子傳感器共同構(gòu)成的，采用DAQ是為了使數(shù)據(jù)實時采集的能力得到提升，最后通過網(wǎng)絡(luò)將Field Point模塊有機的組合在一起。Field Point模塊的通信功能是通過串口的數(shù)據(jù)傳輸和以太網(wǎng)進行連接的，無線串行的調(diào)制解調(diào)器是模塊之間進行通信的主要工具。對于挖掘機基本的操作就需要將設(shè)備模擬的電壓通過遠程的遙控站進行輸入，然后在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸，在Field Point模塊中進行執(zhí)行。DAQ和Data Socket模塊二者是相輔相成缺一不可的，一個是為了使得實時的數(shù)據(jù)采集能力得到提升，一個是為了使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)男实玫教嵘瑑烧叩挠袡C結(jié)合，能夠使得大部分工程機械的需要得到滿足。通過將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與挖掘機的有機組合，能夠更好的達到控制的效果，對于工程機械的操作也更加便捷。

4.結(jié)語

想要實現(xiàn)工程機械的遙控控制就是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等虛擬的儀器與工程機械的操作相結(jié)合，其優(yōu)點就在于遠程操作不受環(huán)境、地域的限制。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將遠程的虛擬儀器進行組建，有利于信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及處理有機的統(tǒng)一，不但有利于進行機械的有機的分享，對于測控系統(tǒng)的擴展控制效率的提高也有著很大的益處。遠程控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得人們在異處進行工程機械的操作成為可能，打破了傳統(tǒng)封閉式的控制系統(tǒng)，使得開放式的系統(tǒng)得以建立。這不但改善了工作人員的環(huán)境，同時有利于數(shù)據(jù)收集、傳輸和處理的一體化控制，還能有效的避免人員的中毒或爆炸事件的發(fā)生，應(yīng)用前景良好。