電力載波通信技術在物流裝備行業的應用
——訪昆山網電科技有限公司副總經理李鴻

文 / 本刊記者 喜崇彬

在物流裝備和物流系統當中，通信系統是保障系統運行不可或缺的基礎性技術。隨著智能制造和工業互聯的深入推進，工業現場的通信需求會越來越大，對通信技術的要求會越來越高。在這個領域，昆山網電深耕工業級電力載波通信技術，為客戶提供了一種高效、穩定、便捷、經濟的通信方案。

昆山網電的電力線通信產品的可靠性、經濟性、實用性均得到市場的認可，大大降低了物流系統的通信成本，縮短了建設周期，保證了通信質量，提高了客戶企業的市場競爭力。

電力載波通信技術的特點

據昆山網電科技有限公司副總經理李鴻介紹，隨著制造業向智能化升級發展，客戶現場設備環境愈發復雜，需要的通信設備數量越來越多，數據傳輸量越來越大，對通信傳輸的可靠性、時延要求都越來越高。為了解決客戶生產中的工業通信需求，目前市場上大體能提供以下四種技術方案：電力載波通信、Wireless AP+Wireless Client通信、RCOAX漏波通信、紅外通信。

1. 電力載波通信技術

所謂電力載波通信，就是把數據信號加載于電力線上，通過電力線路傳送數據的一種技術。早在2005年前，歐洲發達國家就開始將該技術應用于室內網絡覆蓋。中國互聯網發展稍微晚于歐洲國家。在2008年隨著中國互聯網的快速發展，電力載波通信技術也開始在家庭網絡建設中應用，2011年開始隨著中國幾大運營商大力發展光纖到樓道FTTB，電力載波通信技術進一步應用于運營網絡，解決從樓道入戶的問題。2015年開始，隨著電力載波通信技術的發展和產品的進一步市場應用，開始在工業市場得以應用。

2.Wireless AP+Wireless Client通信技術

該通信技術的優勢是可以接入一定量的終端，能夠滿足工業環境下多個通信設備的需求；其次是組合方便，管理簡單，使用者對無線技術基礎知識相對比較熟悉。但其缺點也比較明顯,包括：（1）市場上適合工業現場的無線AP的價格往往偏高，大大增加了企業智能制造升級的成本；（2）工業無線AP不能像無線路由器那樣單獨使用，需要和其他設備配套使用，這樣會涉及通信協議的問題，目前開發工業無線的工程師，對工業通信協議棧相對陌生，導致無線AP在工業市場應用中的穩定性大打折扣；（3）無線網絡是以空氣作為媒介，在傳輸過程遇到障礙物容易斷線或者丟包，而工業現場往往金屬較多，阻隔也比較多，這樣大大影響了無線通信的效果，不利于系統穩定運行；此外，這項技術還存在無線AP布線難、信道干擾等等問題。

3.RCOAX漏波通信技術

這種技術受周邊環境影響較小，信號覆蓋漏波電纜周邊較近的空間。而且該種技術引入中國較早，已培養了比較充裕的現場安裝技術人員，他們對應用技術比較熟悉。這種技術比較適合復雜環境下的無線覆蓋，但是其缺點也比較明顯，包括：（1）需要鋪設專門的漏波電纜，安裝精度、設備成本和施工成本都非常高；（2）漏波電纜要分段布設，存在漫游斷線等問題；（3）容易受到環境的其它同頻干擾，影響通信。

4.紅外通信技術

顧名思義，就是利用紅外光，點對點高速數據連接，由于需要對射形成回路才能傳輸信息，安全性較強。這項技術引進也比較早，行業人士比較熟悉，對安裝技術的要求相對比較低。這項技術在應用中的限制性在于：（1）安裝精度要求高、設備成本高；（2）通訊具有方向性（不能轉彎），距離短；（3）由于是光波傳輸所以當遇到障礙物時會導致通訊中斷。

電力載波通信技術的應用情況

李鴻副總經理介紹到，昆山網電自2008年成立起產品不斷迭代，從民用、商用、運營級、工業級到軍用領域，提供精準滿足市場需求的產品。隨著德國“工業4.0”的推進及《中國制造2025》的提出，智能制造在中國快速發展，因此解決工業現場的通信是全世界各企業面臨的問題。昆山網電針對工業制造不同的細分市場提供針對性、高匹配的電力載波通信產品，相關產品在智能物流裝備尤其是智能倉儲市場的應用持續上升，目前已與50余家規模以上國內外物流裝備企業成功合作。

如昆山網電專門為立體庫堆垛機應用推出WD-2001M-DIN工業級電力網橋，完美滿足了堆垛機在通信上的嚴格要求。WD-2001M-DIN 的特點包括: 高端CPU 速度可高達2000M；運行穩定，7天24小時全天候工作；抗干擾能力強，PLC Turbo技術、MIMO多通信和SISO 單路通信兼容；傳輸距離較遠，傳輸距離可達600米；超寬電壓設計，滿足工業現場電壓的要求。工業以太網絡協議棧，支持Profinet EtherNet/IP Modbus TCP。堆垛機采用滑觸線供電，契合電力載波通信設備的應用特性，無需重新布設通信網線，且滑觸線供電穩定，電力載波設備通過滑觸線即可實現穩定的數據傳輸。

堆垛機設備使用現場

還有，昆山網電為某交叉帶分揀項目提供的CRC2ETH?高速總線通信系統。分揀機環形軌道總長約300米，在安裝完供電滑觸線后再單獨布置的1根3P30A的3極滑觸線進行通信(該客戶采用的美國康穩公司的滑觸線）。軌道上運行的12組小車，每組小車組裝一臺CRC2ETH? 客戶端 WDH1200M-G3-S，CRC2ETH? 客戶端的載波信號接口的三個端子與三個碳刷連接，通過碳刷與滑觸線進行通信。WD-H1200M-G3-S的以太網口與終端控制設備的以太網口通過網絡線連接，實現網絡通信；在控制柜端再安裝一臺CRC2ETH?主機（WD-H1200MG3-M）， CRC2ETH?主機的載波信號接口的三個端子與電纜線連接（該電纜線與CRC2ETH?分機連接的滑觸線連接）；以太網絡口與上位機或其他網絡控制設備連接。實現1：12的高速總線通信。單獨的滑觸線路上無任何諧波干擾，CRC2ETH?設備采用OFDM技術和基于MIMO通信技術及底層工業以太網絡通信協議標準，保證了整個系統的穩定性。

看好電力載波通信技術應用前景

李鴻副總經理介紹到，目前工業級通信市場主流解決方案還是光通訊（紅外通訊），電力載波通信解決方案所占市場份額排在第二位，大概10%左右，此外還有一些小眾的通訊方式和技術。隨著智能制造和工業互聯的深入推進，工業現場的通信需求會越來越大，對通信技術的要求會越來越高，主要是因為客戶現場需要的通信設備數量會越來越多，數據傳輸量越來越大，設備環境愈發復雜，對通信傳輸的可靠性、時延要求都越來越高。

工業級電力網橋WD-1201M-DIN

電力網橋安裝--地面柜

漏波電纜工作原理示意圖

他進一步談到，由于我國通信產業起步較晚，工業級通信中的光通信和漏波通信技術掌握在國外大廠手中，因此成本和效率對中國企業不是很友好。加之近幾年波譎云詭的國際局勢和不見緩解的芯片危機，進口設備的基本貨期得不到保證，這對客戶企業來說是比較危險的信號。尤其在疫情期間，進口工業通信產品如光通信設備等出現了嚴重的貨期問題。在這樣的情況下，昆山網電提供的電力線通信產品可以實現完美的方案替代，產品的可靠性、經濟性、實用性均得到市場的認可，大大降低了物流系統的通信成本，縮短了建設周期，保證了通信質量，提高了客戶企業的市場競爭力。

李鴻也坦率承認，工業客戶對技術和產品質量的穩定性、可靠性的要求都極高。而且在工業級通信市場，售前、售中和售后技術的介入很占精力，約公司工作量投入的70%以上。電力載波通信作為新的技術，昆山網電作為新的工業級通信解決方案提供商，他們看好智能物流市場發展前景，做好了長期扎根技術、打造優質品牌的準備。

誠然，在工業核心零部件領域，目前的國產品牌發展仍然是任重而道遠，國產品牌想增強市場競爭力，需要在自己擅長的技術領域加大研發力度，立足產品本身，提升產品質量，打造出高品質的產品，才能跟上行業和時代發展的浪潮。