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EBH35 型悬臂式掘进机非常适合于切割煤及半煤岩巷道，或者硬度低于f4 的岩层，它的工作环境十分恶劣，对操作人员的人身安全造成很大威胁。因此通过对掘进机遥控理论及应用的分析与研究，设计出可行的遥控控制方案，使现场控制与遥控相结合，这样使操作人员的工作位置和机械作业位置可以在两个不同的地方。一方面保证了操作人员的人身安全和身体健康，另一方面也提高了劳动生产率，节约了生产成本。

国外掘进机的遥控技术发展已经十分成熟，但国内对此研究还停留在初始阶段，成型的产品还非常少，鉴于此种情况加之市场的广大需求，对EBH35 型悬臂式掘进机进行遥控化改造，并展开了一系列相关的研究，取得了一定的成果。通过分析，遥控功能的实现需要解决两项关键技术，即远程控制箱设计和遥控控制系统的设计。本文围绕这两项关键技术对EBH35型悬臂式掘进机遥控技术进行分析研究。

1  EBH35 型悬臂式掘进机遥控系统总体方案分析

EBH35 型悬臂式掘进机整机机身矮、结构紧凑，特别适合中小型煤矿的综合采掘以及中

小型煤巷，可以进行半煤岩、软煤岩的巷道掘进，也可以在铁路、公路、水利工程等隧道中使用。设备参数设计合理，符合我国目前中小煤矿标准化掘进机巷道的要求，能够满足煤巷的快速掘进和半煤岩的高效经济掘进的要求。

无线遥控具有无方向性、可穿透障碍物、不受工业辐射的影响等优点，还可以按频率的不同划分为不同的信道，也可以在相同的频率下对不同的发射机、接收机按不同的地址方式进行编码，因而无线电遥控广泛应用于工业遥控中。根据项目的要求，无线遥控掘进机控制系统采用以CAN 总线为基础的现场总线分布式结构，其总体结构如图1 所示。无线遥控掘进机通过电磁波传输控制信号以实现远距离控制，其遥控系统主要由遥控装置、控制器和各种执行器组成。

2 关键技术研究

2.1 远程控制箱设计

在远程控制箱研制过程中，制定了不同的遥控系统实施方案，对自行研制的遥控系统和选用厂家提供的遥控系统的利与弊进行充分的分析对比：自行研制的遥控系统可以充分掌握其核心技术，而且有利于日后规模化配置时降低成本，但由于技术能力和研制周期所限，很难保障遥控系统的工作可靠性；而且由于当今市场国际化的特点，已经出现了商品化的通用工业遥控系统，且技术已经基本成熟，工作性能稳定。经过综合分析考虑，结合EBH35 型掘进机工作现场要求和车上需要控制的模拟量与开关量的个数，最后选定采用德国HBC 生产的无线遥控设备。根据系统的输入输出要求，最后设计的控制箱操作面板如图2 所示。

采用防爆的发射器和普通等级的接收器，因为接收器可安装于掘进机的防爆电控箱中，而接收器的天线可以安装在车体上，这样更方便接受遥控信号。

在控制箱上，还要设计以下功能：

(1) 主泵P1\P2\P3\P4\P5 压力显示。

(2) 水泵压力显示。

(3) 液压、油温。

(4) 冷却水温。

(5) 电机电压、电流。

此功能牵涉到遥控反馈功能，即在遥控发射器上增设反馈显示屏，遥控高频模块选配双向模块，这样就可以实现机器运行状态的检测。

2.2 遥控控制系统设计

由于掘进机的作业环境恶劣，因而在选择其控制器时，必须考虑控制器的抗震、耐高温等性能。综合考虑，采用芬兰EPEC 公司产的SPT-K 系列控制器和显示模块(2023、2024 控制器，2040 显示模块)。该控制器是基于长期恶劣环境如高震动、温度变化剧烈和湿度较大等条件下可靠工作而开发的，是一种集可编程控制器、比例放大器、模拟量输入A/D 模块、继电器输出等功能于一身的高性能工程机械专用控制器。

遥控接收机将接收到的遥控指令传送到CAN 总线上，基本控制单元2023、2024 控制器实现对电磁阀和继电器控制，必须从CAN 总线上调用遥控接收机传来的指令信号，才能正确执行操作者的意图。

整个系统程序包括主程序、遥控通讯程序等组成。系统加电后，控制系统根据遥控器产生的指令信号自动完成系统的整体控制功能。程序采用Codesys 编写。

(1) 主程序设计

图3 是主程序流程框图。主程序首先进行系统变量的定义、I/O 和CANopen 的初始化，然后进入遥控工作模式。

(2) 遥控程序设计

遥控程序流程框图如图4 所示。当系统进入遥控工作模式，首先要从CANopen 总线上接收遥控器产生的遥控指令。从CANopen 总线上接受PDO(Process Data Object)就是从IEC 输入寄存器中读取数据帧，系统过程数据PDO 由PDO1、PDO2 两条指令组成。

遥控PDO1 指令：

Bucket_AK1 AT%IB400:USINT; (铲板摇杆前后方向)

LARM _AK2 AT%IB401:USINT; (小臂摇杆前后方向)

BARM_BACK_AK3 AT%IB402:USINT; (大臂摇杆前后方向)

BARM_RIGHT_AK4 AT%IB403:USINT; (大臂摇杆左右方向)

DOZER_BACK_AK5 AT%IB404:USINT; (截割头摇杆前后方向)

TRACK_LEFT_AK6 AT%IB405:USINT; (左履带摇杆前后方向)

TRACK_RIGHT_AK7 AT%IB406:USINT; (右履带摇杆前后方向)

遥控PDO2 指令：

OPEN_DK1 AT%IX204.1:BOOL; (启动)

CLSOE_DK2 AT%IX204.2:BOOL; (停机)

STOP_DK3 AT%IX204.3:BOOL; (停车制动)

LIGHT_FRONT_DK4 AT%IX204.4:BOOL; (前灯)

LIGHT_BACK_DK5 AT%IX204.5:BOOL; (后灯)

BUGLE_DK6 AT%IX205:BOOL; (电铃)

BUCKETMOTOR_LEFT1_DK7 AT%IX204.6:BOOL; (左星轮正转)

BUCKETMOTOR_LEFT2_DK8 AT%IX204.7:BOOL; (左星轮反转)

BUCKETMOTOR_RIGHT1_DK9 AT%IX204.8:BOOL; (右星轮正转)

BUCKETMOTOR_RIGHT2_DK10AT%IX204.9:BOOL; (右星轮反转)

CONVEYINGMOTOR_CLOCK_DK11 AT%IX206.1:BOOL; (刮板输送正转)

CONVEYINGMOTOR_COUNTERCLOCK_DK12 AT%IX206.2:BOOL; (刮板输送反转)

SUPPORTCYLINDER_UP_DK13 AT%IX206.3:BOOL; (支腿油缸伸出)

SUPPORTCYLINDER_DOWN_DK14 AT%IX206.4:BOOL; (支腿油缸收回)

DOZER_REVOLUTION_DK15 AT%IX206.5:BOOL; (截割头回转)

根据接收到的PDO 判断是否有遥控器手柄产生控制指令。如果有，利用codesys 库函数set_pwm_fq 设定PWP 信号的频率、占空比，利用库函数PWM_CONTROL_VOLTAGE_AMEPER 产生PWM 控制指令，以控制比例阀；如果没有遥控器手柄产生的控制指令，则可以直接将该数据值赋给中间变量，以便用来控制普通电磁阀或驱动继电器。最后发送控制指令。如果控制指令为开关信号，可以直接将所产生的控制变量读取2023控制器相对应的输出地址；如果控制指令为比例信号，则利用库函数Joufilter 和Motion 调用2024 控制器相应的比例量输出口，达到控制比例阀的目的。

3 结语

对EBH35 型悬臂式掘进机进行了遥控化改造，并展开了一系列相关研究，取得了一定的成果并成功运用到EBH35 型悬臂式掘进机中。下一步可以展开研究工作有以下几个方面：遥控掘进机的自动调节功能；完成动作精度，减少因遥控操作者的判断时间延迟造成的动作误差；开发遥控视频系统，进而开发远距离控制系统和方案，操作人员可在室内进行监控操作；最终达到掘进机的完全自动控制，输入预先设定的程序，掘进机可以自动完成整个工作循环，真正实现地下掘进机的智能化。如您有任何关于煤机的问题都请与我们联系400-009-6999。