1　引言

冷軋產(chǎn)線是鋼鐵廠的*后一段工序，主要包括酸軋、連退、鍍鋅等主要產(chǎn)線，以及重卷包裝等輔助機組。對熱軋下線的鋼卷進行精軋、退火、涂鍍等后處

理，除爐區(qū)外，大部分設(shè)備在常溫下運行。常見需要外部供電通信的移動設(shè)備包括運卷梭車、上卷小車、下卷小車、換輥小車、活套車、天車等。

移動設(shè)備一般在固定的軌道上按照固定的方向移動，供電和通信電纜不能采用固定方式敷設(shè)，需要根據(jù)工況特殊考慮。目前比較成熟而且在冷軋產(chǎn)線應(yīng)用較多的供電通信方式主要有電纜拖鏈、安全滑觸線、電纜卷筒、無線等。

2　常用的移動供電通信方式

2.1　電纜拖鏈

電纜拖鏈，通常又稱為坦克鏈，由拖鏈、導軌、滑槽、支架、浮動頭等部件組成。將電纜穿入鏈條內(nèi)部的孔洞，并將其整體放置于帶有導軌的特殊滑槽上。一端固定在設(shè)備行程中間位置的進線端處（一般由地面埋管或橋架引出），另一端固定在移動設(shè)備上隨著設(shè)備運行，整個電纜隨拖鏈在移動設(shè)備的拖動下一起在滑槽中移動。實際配置長度為行程的1/2加上一定的安全余量即可。

拖鏈的優(yōu)點是可以同時放置大量的不同電壓等級的電纜、光纖、管線，拖鏈本身的結(jié)構(gòu)對電纜也有一定的保護作用，對電纜的彎曲性能要求較大，抗拉性要求一般。可以用于供電和通信，無中間斷點，傳輸穩(wěn)定。但是拖鏈安裝對位置空間有特定要求，受制于本身結(jié)構(gòu)和彎曲半徑的影響，適合于運動距離較短的場合（通常20m以內(nèi)，距離越長，拖鏈體積越大），也只適用于前后上下運動的場合。另外，拖鏈制作完成以后，開孔大小已固定，也限定了電纜的外徑尺寸。

2.2　電纜卷筒

電纜卷筒由驅(qū)動裝置、卷盤、動力及控制卷筒控制柜、中心集電器、防電纜拉斷的拉力保護裝置及相應(yīng)的限位、鋪設(shè)電機及限位用的動力和控制電纜等組成。是為大型移動設(shè)備同步提供動力電源、控制電源、控制信號和自動卷取電纜的機械設(shè)備。根據(jù)原理結(jié)構(gòu)，分為彈力式、重錘式、磁耦合式、磁滯式、變頻控制式。電纜一端固定在地上，一端固定在移動設(shè)備的卷筒上，通過卷筒設(shè)備內(nèi)的滑刷消解旋轉(zhuǎn)力，連接到移動設(shè)備上需要供電通信的部位。隨著移動設(shè)備的前進后退，卷筒電機收緊或放松，卷筒自動將電纜卷起或放出。

電纜卷筒的優(yōu)點是：供電方面，可以采用高壓電纜作為卷筒用電纜，所以可實現(xiàn)遠距離、大負荷供電，一般*大運行距離500m；在通訊方面，可以采用多芯電纜、以太網(wǎng)線或者DP電纜等，傳輸內(nèi)容比較多。電纜卷筒的缺點是：（1）由于是靠電機拉力卷起或者放下電纜，對電纜的抗拉強度要求較高，通常為特制，造價較高；（2）電纜在地上反復(fù)地拖放彎折、人踩車壓，經(jīng)常折斷、磨損，需要定期更換。且由于通信電纜比如DP電纜和以太網(wǎng)線較細，本身抗拉強度低，如果卷筒拉力設(shè)置不合適，更容易斷裂；（3）因滑刷對低電壓信號有較強的衰減效應(yīng)，在傳輸?shù)碗妷盒盘枙r，必須增加一些必要的信號通訊處理設(shè)備；（4）為了不引起電纜纏繞，每個卷筒通常只能安裝一根電纜，造價較高，不適合于電纜連接較多的場合；（5）也只適用于單軸往復(fù)運動的場合。

2.3　安全滑觸線

安全滑觸線由導軌、集電器、護套及連接件組成?；€導軌是固定部分，與電源相接，常導軌由單長4m/根的電纜連接而成。集電器與移動設(shè)備連接，可在滑線軌道上滑動并接觸良好。目前普遍采用安全滑觸線，在防護等級、絕緣方面有很大改進，安全可靠。

安全滑觸線的優(yōu)點是架線簡單，可以沿著設(shè)備運行方向敷設(shè)，直線或者彎曲，每段可以單獨更換，安裝檢修維護方便，費用低。

主要缺點：（1）不能夠傳送較高等級電壓，供電距離受空間與壓降限制；（2）在粉塵較多的不利工況下，滑觸線內(nèi)積聚粉塵造成滑觸線集電器與導軌接觸**，會出現(xiàn)電源欠相問題；（3）集電器碳刷長期磨損，在使用到一定時間后會產(chǎn)生火花、放炮現(xiàn)象，需要頻繁更換集電器；（4）在通訊方面，受空間與壓降限制，通訊的芯線不能夠太多，而且距離太遠的話，信號有較強的衰減。

2.4　無線通信

在許多情況下，受地理環(huán)境和工作內(nèi)容的限制，有線傳輸?shù)牟季€工程非常不便，施工周期長，甚至根本無法實現(xiàn)。采用無線網(wǎng)可以擺脫物理線纜路由的束縛，無須挖溝埋管、鋪設(shè)橋架線纜，安裝周期短。而且無線通信組網(wǎng)靈活，可擴展性好，安裝快速，可以迅速將新的設(shè)備加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，不需要單獨再鋪設(shè)線纜、增加通信設(shè)備，一次性投資，運行維護費用低。

無線通信已經(jīng)是一項非常成熟的技術(shù)，在各個行業(yè)已被廣泛地應(yīng)用。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，帶寬和性能越來越高，頻率主要有2.4GHz和5.8GHz兩種，傳輸速率從11Mbps到100Mbps，甚至到1000Mbps。借助中繼站或者運營商的5G網(wǎng)絡(luò)，理論上沒有距離限制。

無線網(wǎng)絡(luò)具有建設(shè)快、投資少、組網(wǎng)靈活、傳輸距離遠、維護方便、擴容能力強等優(yōu)勢和特點，帶寬大，傳輸內(nèi)容豐富，可以傳輸語音和視頻。

但是在現(xiàn)有條件下只能夠作為通信方式，無線輸電技術(shù)不成熟。電磁干擾和障礙物屏蔽造成的信號衰減也是很多現(xiàn)場經(jīng)常遇到的難題。

3　冷軋產(chǎn)線實際應(yīng)用

3.1　上卷小車、下卷小車、梭車這幾類小車一般都在地面，用于將鋼卷運送到指定鞍座，主要運動方式是前進、后退、上升、下降。由于小車本身不大，沒有足夠空間使用電纜卷筒的方式。通常采用電纜拖鏈，安裝在地下區(qū)域。如果地下區(qū)域空間受限，可以在槽溝內(nèi)沿著運動方向敷設(shè)滑線，減少占地。但是多個小車在同一軌道上運行，控制程序出錯容易發(fā)生碰撞，鋼卷擺放不穩(wěn)也有一定的翻倒風險，都可能會對地下電纜拖鏈造成破壞，修復(fù)更換困難，這就需要日常加強檢查和維護。

3.2　活套車

根據(jù)活套型式的不同（立式或者臥式），有水平運動和垂直運動兩種方式，當距離較長（每層50~100m，4~6層），電纜拖鏈不適用。活套車上一般安裝有帶鋼糾偏裝置，需要供電和通信，活套區(qū)域為封閉土建結(jié)構(gòu)，空間緊張，電纜卷筒方式也不適用。一般采用安全滑觸線，沿活套車運動方向在頂部土建結(jié)構(gòu)上敷設(shè)?；钐變?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，張力變化導致帶鋼凸起或者斷帶時，都會剮蹭或拍打到滑線裝置，造成損壞。由于滑線是多段連接，查找到哪段損壞耗時較長，不過可以根據(jù)傳輸中斷時的運動位置，大概判斷故障點。找到故障點后，更換相對簡單，恢復(fù)較快。

3.3　換輥車

軋機和平整機等軋制設(shè)備的軋輥由于工作壓力磨損等，需要定期更換修復(fù)，這就要用到換輥車。換輥車通常體積較大，相對于地面方向是單軸前后運動，大車上的小車在另外的軸向上左右或者上下運動。由于換輥車需要在軋機/平整機和軋輥儲存區(qū)域來回穿梭，運動距離較遠（30~50m），外部供電和通信不適用電纜拖鏈。一般可采用電纜卷筒方式或者滑觸線方式。小車與大車之間的連接，可以采用電纜拖鏈或者滑觸線方式。

3.4　天車

天車一般沿著安裝在主廠房柱上的天車軌道運行，距地面高度10~20m。相對于軌道，天車為單軸往復(fù)方向，運動距離幾十米到幾百米不等，且軌道和天車梁空間狹窄，所以拖鏈和卷筒方式不適用。傳統(tǒng)的天車一般都采用安全滑觸線方式，但是隨著技術(shù)的發(fā)展和無人天車的興起，與外界的通信有了更多需求，5G和無線傳輸技術(shù)逐漸被引入。

4　總結(jié)

綜上，對討論到的幾種供電通信方式的使用場合、優(yōu)缺點及應(yīng)用梳理如表1所示。

對于移動設(shè)備的供電和通信方式的選擇，要結(jié)合性價比、安全適用性、可靠性、移動距離、工況環(huán)境等方面綜合考慮。通過對常用的幾種方式的比較和分析，以及在冷軋產(chǎn)線移動設(shè)備上的應(yīng)用探討，為工程設(shè)計及設(shè)備選型提供了參考。