载波通讯技术在岸边集装箱起重机中的应用

0 引言

随着技术进步，滑触线安全可靠，维护简单。以滑触线代替传统托令电缆成为现场布线趋势，但滑触线单体成本比较高，客户要求尽可能少用，在布线上一般除了动力线和信令传输线外，基本不再敷设其他线路。这使得司机室和岸边集装箱起重机 ( 以下简称岸桥) 上其他位置之间无法实现传统的电话布线，从而无法建立通信，这样，就需要新的办法解决此问题。一般首先会想到无线技术，但港口机械设备有其独特性，性能指标要求比较高。机器上电气设备比较多，高频、振动都是要考虑的主要因素。因此，*好是在现有的设备上考虑，否则无线装置不仅是成本问题，线号干扰、维护也是问题。

1 电力线载波技术

电力线载波技术是将高频信号耦合到低压电力线路上，实行压电力线载波通信。其中高频耦合技术的核心理论 OFDM ( Orthogonal FrequencyDivision Multiplex) 是一种多载波调制方式通过减小和消除码间串扰的影响来克服信道的频率选择性衰落。它的基本原理是将信号分割为 N 个子信号，然后用 N 个子信号分别调制 N 个相互正交的子载波。OFDM 系统可以通过灵活的选择适合的子载波进行传输，来实现动态的频域资源分配，从而充分利用频率分集和多用户分集，以获得*佳的系统性能。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率，近几年 OFDM 在无线通信领域得到了广泛应用。利用此载波技术，运用在实际的滑触线系统中，也取得了预期的效果。

2 技术**

把 OFDM 载波通讯技术**应用于电话通讯技术中，解决了通讯中遇到的强电磁干扰和多径干扰。随着科学技术的突飞猛进，大型设备模块化设计、集成度越来越高，功率越来越大，变频器、逆变器的使用，能节省能源外，较为严重的是电磁干扰 ( EMI) 。因电磁干扰的影响，在大型设备上，485 总线因误码率太大而不适用，模拟控制信号更易受到干扰。

光纤通讯、载波通讯是目前比较理想的 2 个方向，光纤通讯在抗强电磁干扰和长距离传输中具有先天优势，但在老设备改造上不方便。载波通讯在价格、通讯距离、带宽、抗干扰上、现场施工和光纤通讯上没有优势。

随着数字技术特别是微型计算机飞速发展，快速傅里叶变换、逆变换已经可以在微型计算机实 现，价格也降到了可接受的程度，OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) 即 正交频分复用技术的民用化成为可能，载波通讯的优势体现出来。

3 具体方案

利用现有的滑触线作为传输出介质，将司机室的 DT 数字电话机的高频载波信号和其他地方DT 数字电话连接起来，通讯系统简图见图 1。

3. 1 司机室试验装置

安装接线方式: 临时引 2 根滑触线过来的三相 380 VAC 中的 2 相电源 A，B; 提供一个 220 AC交流转 24 V DC 的电源给电话板供电，见图 2。

3. 2 电气房

安装接线方式: 1) 临时引 2 根滑触线过来的二相电源 A，B 接到偶合器板上; 2) 提供一个220 AC 交 流 转 24 VDC 给电话放大板电源，见图 3。

3. 3 司机室和电气房之间的三相动力滑触线司机室和电气房之间的三相动力滑 触 线 见图 4。

3. 4 机房电话

机房电话试验装置见图 5。

4 测试过程

4. 1 桥式起重机静态测试

测试人员从桥式起重机的前大梁、后大梁、机房、司机室多个点进行广播通信，测试效果比较满意，音质效果较好，图 6 为测试波形图。

4. 2 桥式起重机动态测试

测试人员一直保持通话，这时司机慢速动小车和起升，联系并保持动车过程中，通话效果无异样，无干扰和杂音，图 7 为测试波形图。

测试过程中，为了达到真实的现场效果，测试人员自带 300 m 延长线接入到电话总线系统，实现从司机室到桥式起重机前大梁通信总长度达500 m，基本能覆盖到整个桥式起重机的所有部位。并且在 500 m 的终端测试此电话效果，都能得到满意的音质。

5 结束语

此次的电话载波试验取得了预期的效果，为后续投产的项目总结了经验，可以在后续带有滑触线的项目上推广使用，并且可以改造现有的项目，不需要重新采购已有的电话通讯系统，直接在原有的基础上增加几个电路板即可完成，适用面较广。此项目的研究不仅局限于电话通讯系统的载波，也可以在此基础上视频载波。载波技术在桥式起重机的运用前景广阔。但电力载波技术也有不足之处，配电变压器对电力载波有阻隔作用，所以，电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送，不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同。相信随着科学技术的不断发展，现存在的不足之处可以一一攻克。