岸邊集裝箱起重機小車拖令系統滑觸線改造

沈洲

廣州港南沙港區一期集裝箱碼頭有4臺岸邊集裝箱起重機（以下簡稱“岸橋”）為2004年投產，原設計采用小車電纜拖令系統實現電氣房與司機室之間的供電、控制和通信等功能。隨著拖令電纜、拖令小車及其附件逐漸老化，小車電纜拖令系統的故障率上升，維保成本增加，且安全風險加大；因此，岸橋小車拖令系統改造迫在眉睫。滑觸線ProfiDAT通信系統具有通信速度快、帶寬高、抗干擾性能好等優點。對岸橋小車拖令系統實施滑觸線改造及應用，不僅有利于提升港口作業效率，而且有利于縮減港口作業成本。

1 岸橋小車移動供電系統比較

岸橋小車移動供電系統經歷了從電纜拖令系統、電纜拖鏈系統到滑觸線系統的產品演變過程，目前這3代產品在岸橋上均有使用。滑觸線系統在安全性、穩定性、故障率等方面較電纜拖令系統和電纜拖鏈系統具有明顯優勢（見表1）。

2 岸橋小車拖令系統滑觸線改造

2.1 滑觸線通信方式

滑觸線通信方式改造是滑觸線改造中最主要的技術難點。滑觸線通信方式分為載波通信和無線通信。從使用效果來看：載波通信抗干擾性能差、傳輸速度慢、帶寬低，在岸橋作業過程中經常出現通信故障，存在較大的安全隱患；無線通信采用高速無線網橋和IEEE 802.11b無線擴頻技術，具備較穩定的通信性能，但極易被船舶雷達系統、碼頭作業系統、數字對講機系統以及起重設備遠程監控系統等多種系統的無線通信信號干擾。

滑觸線ProfiDAT通信系統是一種最新開發的全封閉、非接觸式波導槽傳輸通信方式，具有以下優點：（1）通信速度快、帶寬高，具有極強的抗干擾性能；（2）通過以太網協議傳輸，載頻，傳輸率達/s，信號延遲小于，丟包率為零；（3）將通信信號與地線結合在同一條滑觸線中，使通信信號在傳輸過程中得到很好的屏蔽保護，有效阻止外部信號的干擾以及內部信號的泄露；（4）減少滑觸線使用量，有效降低設備投資及維保成本。滑觸線ProfiDAT通信系統結構見圖1，滑觸線ProfDAT通信系統概況見圖2。

岸橋采用安川電控系統，電氣房與司機室之間采用光纖通信，通信協議為安川內部總線協議。滑觸線ProfiDAT通信系統和安川電控系統需要對接以太網，因此，增加相應的通信協議轉換模塊，包括：在后大梁和司機室各安裝1個ProfiDAT信號收發器，將滑觸線腔體內的無線信號轉換為工業以太網接口的傳輸信號；在電氣房和司機室各增加1個安川CP-317通信模塊和1個安川CP-316H/218通信模塊。安川電控系統滑觸線ProfiDAT通信結構原理見圖3。

2.2 滑觸線系統功能

改造后的滑觸線系統由8條滑觸線組成，分別實現電氣房與司機室之間的供電、控制和通信等功能。8條滑觸線按照不同的電壓等級以及不同的信號類別合理布置，分別實現以下功能：（1）動力滑觸線采用三相四線制，分別為L1，L2，L3，N；（2）語音通話系統通過L1，L2，L3這3條滑觸線進行載波通信，在電氣房和司機室分別加裝信號耦合器；（3）司機室緊停信號和起升重錘信號通過硬件滑觸線進行載波通信；（4）電氣房和司機室的其他信號均采用滑觸線ProfiDAT通信系統。

2.3 滑觸線系統選型

在國內岸橋的“油改電”項目中，德國康穩公司的滑觸線系統被廣泛應用，且口碑良好，具有以下優點。

（1）滑觸線系統采用康穩公司813系列中電流強度為的鋁基不銹鋼安全滑觸線；同時，在岸橋前后大梁鉸點兩側安裝長度為且電流強度為 的銅質滑觸，以減緩小車通過鉸點時帶來的沖擊力。

（2）為保證鉸點滑觸線的準確對接以及前大梁滑觸線的合理固定，康穩公司的滑觸線系統設計了特殊的端帽和固定夾，既能雙重固定滑觸線，又能調節滑觸線的上下、前后以及左右間距。

（3）滑觸線采用雙臂集電器，既保證對接的穩定性，又減少相互干擾。集電器的拖動臂采用德國原裝進口件，具有良好剛性，上下可調節范圍為，左右可調節范圍為，完全滿足小車運行振動和跑偏工況需求。

（4）滑觸線安裝在司機室左側，維修平臺焊接在小車車架上，以便維修人員從小車頂部到達維修平臺檢查滑觸線和集電器。

（5）滑觸線系統的框架結構采用不銹鋼材質或經防銹處理，從而最大限度地延長產品使用壽命。

（6）滑觸線系統的易損件只有碳刷，且維保費用低。日常維保只要重點檢查鉸點滑觸線是否錯位以及集電器碳刷的磨損情況即可，維保工作量小。

3 岸橋小車拖令系統滑觸線改造效果

廣州港南沙港區一期集裝箱碼頭于2016年8月完成首臺岸橋小車拖令系統滑觸線改造，并達到預期目標。

（1）滑觸線系統安全性能大大提高，徹底消除高空墜物隱患。

（2）滑觸線系統技術性能顯著提升，改造后的岸橋未出現故障，且作業效率提高。

（3）滑觸線系統維保工作量大幅減少，維保成本大幅降低。當前滑觸線和集電器運行狀態良好，從集電器碳刷的磨損情況來看，預計碳刷每1.5年更換1次，更換費用約1萬元。

（4）滑觸線系統既降低了岸橋小車拖令運行時的噪聲，又改善了司機的操作環境。

（編輯：許玲 收稿日期：2017-06-01）endprint