廣州港南沙港區(qū)一期集裝箱碼頭有4 臺(tái)岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“岸橋”）為 2004年投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)采用小車電纜拖令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣房與司機(jī)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(tǒng)的故障率上升，維保成本增加，且安全風(fēng)險(xiǎn)加大；因此，岸橋小車拖令系統(tǒng)改造迫在眉睫。滑觸線ProfiDAT通信系統(tǒng)具有通信速度快、帶寬高、抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)岸橋小車拖令系統(tǒng)實(shí)施滑觸線改造及應(yīng)用，不僅有利于提升港口作業(yè)效率，而且有利于縮減港口作業(yè)成本。
1 岸橋小車移動(dòng)供電系統(tǒng)比較
岸橋小車移動(dòng)供電系統(tǒng)經(jīng)歷了從電纜拖令系統(tǒng)、電纜拖鏈系統(tǒng)到滑觸線系統(tǒng)的產(chǎn)品演變過程，目前這 3 代產(chǎn)品在岸橋上均有使用。滑觸線系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性、故障率等方面較電纜拖令系統(tǒng)和電纜拖鏈系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)（見表 1）。
2 岸橋小車拖令系統(tǒng)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*主要的技術(shù)難點(diǎn)。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(yè)過程中經(jīng)常出現(xiàn)通信故障，存在較大的安全隱患；無線通信采用高速無線網(wǎng)橋和IEEE 802.11b無線擴(kuò)頻技術(shù)，具備較穩(wěn)定的通信性能，但極易被船舶雷達(dá)系統(tǒng)、碼頭作業(yè)系統(tǒng)、數(shù)字對(duì)講機(jī)系統(tǒng)以及起重設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等多種系統(tǒng)的無線通信信號(hào)干擾。
滑觸線 ProfiDAT 通信系統(tǒng)是一種*新開發(fā)的全封閉、非接觸式波導(dǎo)槽傳輸通信方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通信速度快、帶寬高，具有極強(qiáng)的抗干擾性能；（2）通過以太網(wǎng)協(xié)議傳輸，載頻 5 GHz，傳輸率達(dá)100 Mb/s，信號(hào)延遲小于3 ms，丟包率為零；（3）將通信信號(hào)與地線結(jié)合在同一條滑觸線中，使通信信號(hào)在傳輸過程中得到很好的屏蔽保護(hù)，有效阻止外部信號(hào)的干擾以及內(nèi)部信號(hào)的泄露；（4）減少滑觸線使用量，有效降低設(shè)備投資及維保成本。滑觸線ProfiDAT通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，滑觸線ProfDAT通信系統(tǒng)概況見圖 2。
岸橋采用安川電控系統(tǒng)，電氣房與司機(jī)室之間采用光纖通信，通信協(xié)議為安川內(nèi)部總線協(xié)議。滑觸線 ProfiDAT 通信系統(tǒng)和安川電控系統(tǒng)需要對(duì)接以太網(wǎng)，因此，增加相應(yīng)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，包括：在后大梁和司機(jī)室各安裝 1 個(gè)ProfiDAT信號(hào)收發(fā)器，將滑觸線腔體內(nèi)的無線信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)接口的傳輸信號(hào)；在電氣房和司機(jī)室各增加 1 個(gè)安川CP-317 通信模塊和 1個(gè)安川CP-316H/218 通信模塊。安川電控系統(tǒng)滑觸線ProfiDAT通信結(jié)構(gòu)原理見圖 3。
2.2 滑觸線系統(tǒng)功能
改造后的滑觸線系統(tǒng)由 8 條滑觸線組成，分別實(shí)現(xiàn)電氣房與司機(jī)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(jí)以及不同的信號(hào)類別合理布置，分別實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）動(dòng)力滑觸線采用三相四線制，分別為L(zhǎng)1，L2，L3，N；（2）語音通話系統(tǒng)通過L1，L2，L3 這 3 條滑觸線進(jìn)行載波通信，在電氣房和司機(jī)室分別加裝信號(hào)耦合器；（3）司機(jī)室緊停信號(hào)和起升重錘信號(hào)通過硬件滑觸線進(jìn)行載波通信；（4）電氣房和司機(jī)室的其他信號(hào)均采用滑觸線ProfiDAT通信系統(tǒng)。
2.3 滑觸線系統(tǒng)選型
在國(guó)內(nèi)岸橋的“油改電”項(xiàng)目中，德國(guó)康穩(wěn)公司的滑觸線系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，且口碑良好，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
（1）滑觸線系統(tǒng)采用康穩(wěn)公司 813 系列中電流強(qiáng)度為500 A的鋁基不銹鋼安全滑觸線；同時(shí)，在岸橋前后大梁鉸點(diǎn)兩側(cè)安裝長(zhǎng)度為 1 m 且電流強(qiáng)度為
1 250 A 的銅質(zhì)滑觸，以減緩小車通過鉸點(diǎn)時(shí)帶來的沖擊力。
（2）為保證鉸點(diǎn)滑觸線的準(zhǔn)確對(duì)接以及前大梁滑觸線的合理固定，康穩(wěn)公司的滑觸線系統(tǒng)設(shè)計(jì)了特殊的端帽和固定夾，既能雙重固定滑觸線，又能調(diào)節(jié)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(duì)接的穩(wěn)定性，又減少相互干擾。集電器的拖動(dòng)臂采用德國(guó)原裝進(jìn)口件，具有良好剛性，上下可調(diào)節(jié)范圍為 40 mm，左右可調(diào)節(jié)范圍為 100 mm，完全滿足小車運(yùn)行振動(dòng)和跑偏工況需求。
（4）滑觸線安裝在司機(jī)室左側(cè)，維修平臺(tái)焊接在小車車架上，以便維修人員從小車頂部到達(dá)維修平臺(tái)檢查滑觸線和集電器。
（5）滑觸線系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)采用不銹鋼材質(zhì)或經(jīng)防銹處理，從而*大限度地延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。
（6）滑觸線系統(tǒng)的易損件只有碳刷，且維保費(fèi)用低。日常維保只要重點(diǎn)檢查鉸點(diǎn)滑觸線是否錯(cuò)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(tǒng)滑觸線改造效果
廣州港南沙港區(qū)一期集裝箱碼頭于 2016 年 8月完成首臺(tái)岸橋小車拖令系統(tǒng)滑觸線改造，并達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
（1）滑觸線系統(tǒng)安全性能大大提高，徹底消除高空墜物隱患。
（2）滑觸線系統(tǒng)技術(shù)性能顯著提升，改造后的岸橋未出現(xiàn)故障，且作業(yè)效率提高。
（3）滑觸線系統(tǒng)維保工作量大幅減少，維保成本大幅降低。當(dāng)前滑觸線和集電器運(yùn)行狀態(tài)良好，從集電器碳刷的磨損情況來看，預(yù)計(jì)碳刷每 1.5 年更換 1 次，更換費(fèi)用約 1 萬元。
（4）滑觸線系統(tǒng)既降低了岸橋小車拖令運(yùn)行時(shí)的噪聲，又改善了司機(jī)的操作環(huán)境。
