ARMG 供电技术及通信方案分析

1 供电及通信技术概述

1.1 供电技术概述

目前主要有 非接触式移动供电，电缆拖链、拖令电缆[1]，电缆卷盘供电系统[2]，滑触式供电[3]等供电方式。 不同供电方案对比：

1）非接触式移动供电、电缆拖链、拖令电缆受到技术成熟度及自身结构特点的限制，主要适用于中小容量设备、中近距离移动场合的移动设备低压供电；

2）电缆卷盘方式的特点更适合用于较大容量、一定距离范围的移动的设备高、低压供电；

3）滑触线对于线性固定轨迹的移动设备适用性较好，可以实现大容量、远距离移动设备高、低压供电。

1.2 通信技术概述[4]

1.2.1 无线数传电台

通信频带宽，容量大，距离长，数话兼容、专用数据传输通道，建网灵活，实时性好，稳定性好，适用于恶劣环境等优点。 但需要申请频点使用权，如频点选择不够合理，相邻信道会产生干扰，通信速率低。

1.2.2 毫米波通信[5]

有很大的宽带和很高的数据传输率。缺点是设备成本高且设备复杂，维护困难，存在较难的技术缺陷，降水、地形、建筑、恶劣气候会降低毫米波通信性能。

1.2.3 无线感应通信

传输损耗小，覆盖线路长；有适中的信道宽带，可传输音频信号；架设方便，易于维护，成本低。 该技术在国内尚处于设计研究阶段，未推出可实际应用的产品。

1.2.4 公网移动数据通信

主要有 CDMA 和 GPRS，GPRS 的数据传输速率高，容量大，可以永远在线， 而且仅按数据流量计费；CDMA 的系统容量大， 性能质量高，配置灵活，频率规划简单。

1.2.5 漏波电缆

对地形适应性强、受环境影响小、场强分布稳定、传输速率高、频段利用率高。但它的收发中继设备复杂，打雷抗干扰能力低，电缆开槽尺寸要求严，工作环境要求洁净，成本高。

1.2.6 光纤通信

光纤通信的特点有：容量大，网速高；可靠性高、抗干扰能力强、不受电磁波和其他强电磁场影响；具有自愈功能；网络配备灵活，扩展方便；能够和 RS-232 或 RS-485 接口连接；相关设备体积小、重量轻，结构模块化，安装和调试方便。

1.2.7 电力线载波通信

投资少、施工周期短、设备简单、与电网建设同步、覆盖面与电力系统一致等优点；但电力线载波通道中各种尖脉冲多，可能影响数据正确接收，可靠性低。

2 ARMG 方案需求及方案初选

研究的港口自动化集装箱码头工艺方案中，ARMG 设备选型为每条堆场 2 台高速轨道吊，设备功率较大，容量将达到 700KW 或 者 更大， 再加上堆场纵深在 400m 以上，ARMG 属于较长距离固定轨道移动供电的情况，因此采用的供电方案必须能够适应较长距离范围移动的要求。

ARMG 设备自动控制过程中，除了需要移动供电外还需要移动状态下的数据通信。数据传输主要包括位置及状态信息、操作指令信息、视频监控信息等三方面信息数据。 在 ARMG 自动控制装卸作业时，位置状态信息和操作指令信息要求数据通信具有高可靠性和实时性，而视频监控信息则要求高数据通信具有高带宽，来满足传递数据量大的视频监控图像数据。

综合码头规模布局、轨道吊数量和工作方式，供电方案的投资成本和码头的经济效益以及码头气候特点的考虑，拖链电缆卷盘和低架滑触线供电方案是比较理想的选择。

3 ARMG 供电及通讯方案分析及结论

3.1 方案分析

两种供电方案进行对比分析：

 电缆卷盘+光纤或者低架滑触线+光纤两种方式，但从实际应用层面考虑轨道吊的供电及通讯综合方案时：使用带光纤的供电电缆既可以较容易的解决移动设备数据通信问题，不需额外建设通信系统，又能充分保障自动控制对数据通信的各种要求。

纤通讯的物理要求；如果再单独使用光缆卷盘，就需要卷盘光纤具有高强度耐磨高柔性耐拉耐弯折等特殊要求，目前市场上暂时没有可靠的专用光缆可供选择，且轨道吊上还需再设卷盘机构，额外增加整机重量。

3.2 结论

经过各方面的综合分析，推荐使用供电电缆带复合光纤的电缆卷盘作为自动化轨道吊优选供电及通讯解决方案。