在冶金、机械制造、石油、化工、港口等行业中大量存在的重载轨道运输车采用的还是传统供电模式，这种模式在运输安全、效率、维护等方面都存在着一定的问题。本文探讨了将非接触式供电技术在重载RGV（Rail Gui ded Vehi cl e）运输领域的应用，并通过工程实例的验证得到满意的结果。

   1 非接触式供电重载RGV的技术特点

   1.1 非接触供电技术

   1.1.1 非接触式供电原理

   非接触供电技术是基于电磁耦合感应原理通过非机械接触的方式进行电力和信号传输的技术，特别适合于电能和信号在固定电源与移动设备之间的传输。

   非接触式供电系统CPS（Contactl ess Power System）主要由初级供电柜、初级通讯模块、埋于地下的高频电缆和通讯电缆、车上拾电器、数据天线及逆变器等元件组成。初级供电柜将380V、50Hz的工频电转换为地下电缆中20kHz左右的高频电流，车上拾电器与此高频电流感应耦合获得电能，输出560V的直流电，通过逆变器等电源转换装置将直流电转换成电机及车上用电设备所需电源类型，通常是380VAC或24VDC，用于运输车的驱动或控制。

   根据需要，还可通过主通讯模块、通讯电缆及车上数据天线来完成车上PLC与地面PLC之间的数据通讯，实现地面上PLC对运输车的控制。

   1.1.2 非接触式供电特点

   1）移动供电过程无物理接触，几乎100%免维护，可在低维护成本情况下发挥设备功能；2）对设备行走距离、速度和加速度没有过多限制；3）不会产生电火花和触电等安全隐患；4）可工作于露天、潮湿、结冰、多尘等恶劣环境；5）数据通讯系统集成在初级电缆中，无需另外装设通讯线；6）无噪音和粉尘，电磁辐射量极少，对环境无污染，节能环保；7）不需传统蓄电池、电缆卷筒等移动供电设备，减小了车体自重。

   1.2 轨道式运输

   重载情况下采用轨道式运输运行阻力小、承载能力高、节电节能、控制简单；同时，轨道不但控制了运输车的运行方向，而且还特别限制了非接触式供电过程中车上拾电器对感应电缆的偏移，使拾电器的拾电效率得以保证。

   1.3非接触通讯方式及定位技术

   1.3.1 RGV通讯方式

   RGV采用非接触的供电方式可以摆脱车体供电电缆长度的束缚，但也造成了传统有线通讯方式无法在非接触供电RGV上应用，取而代之的是非接触式通讯或无线通讯。

   非接触通讯技术是与非接触供电技术一起发展起来的，通讯电缆与供电电缆一同埋于地下，由车载的数据拾取装置进行读取和传输，从而实现车体控制器和远程物流控制系统的实时双向通讯。传统的GPRS、WIFI、GSM等无线通讯也可应用在RGV上，但这些无线通讯方式存在着一定的局限性，不建议在复杂的工厂环境下使用。

   漏波电缆通讯方式也是一种较好的通讯方式。漏波电缆与非接触供电电缆一样埋于运输车运行线路上，车上的通讯天线通过这条电缆可以实现车体控制器和远程物流控制系统的实时双向通讯。

   1.3.2 RGV工位控制方式

   RGV是靠轨道进行导向，其控制相对简单，不需要对车的方向进行控制，只需对行进路线上的工位位置进行定位。通常的重载运输RGV总是担负几个生产车间或几个工序之间的物料运输。需要若干个固定的工件装卸位置，即工位，也可是任意位置的装卸。运输车的位置控制方式与其操作方式有很大的关联性。常用的操作控制模式有以下3种：手动模式、本地自动、在线自动。

   “本地自动”和“在线自动”均有工位控制功能，通过车载控制器或远程控制系统完成运输车的控制。一般而言，对于“本地自动”操作模式，可在运行线路地面下埋设位置传感器（Mar k），车载控制器拾取Mar k信号后，对位置进行判断并实施控制；“在线自动”操作模式下，可在行走机构上装设编码器并与位置传感器（Mar k）定位配合使用，可以实现固定位置或任意位置的停车控制。

   1.4 多重安全防护系统

   手动操作模式下采用跟车操作，RGV只需配备极限开关及缓冲装置。

   对于具有“本地自动”和“在线自动”功能的RGV，其安全系统必须是可靠的和完备的，一般应有多重保护。

   1）声光报警器。用于安全报警和提示。

   2）安全防撞杆。位于车体前后方并探出车体，当障碍物接触到防撞杆时，触动其微动开关并立即发出停车指令。

   3）接地靴。保证了车体的安全接地，防止雷电对车上的电气设备造成损坏。

   4）激光安全保护装置。每台运输车前后可安装激光安全扫描仪。通过扫描仪可设置警示区域和停止区域。当运行方向前方障碍物进入警示区域内时，运输车降速并进行声光报警；当障碍物继续进入到安全区域时，运输车无条件停车；障碍物移出安全区域后，运输车自动恢复运行。

   5）急停装置。车体上设有急停按钮，通过“手按”操作就可实现紧急停止功能。

   2非接触供电RGV在重载物流领域的优势

   1）采用CPS供电，供电过程无物理接触，不会发生元件磨损，几乎无需维护；

   2）非接触供电是无实际接触的安全供电方式，不会产生电火花、电缆破损等问题；

   3）采用非接触供电的RGV行走距离几乎不受限制；

   4）非接触供电RGV不受露天环境和道路交叉运输影响，它可以用一条运输线将同一区域内各厂内部的生产物流与各厂间的生产物流完整地整合在一起，即使穿越马路也非常方便；

   5）非接触供电RGV无电缆拖缆、无滑触线，电缆埋在地下，地面无沟槽，运输线上平坦整洁，可做到清洁生产；

   6）采用非接触通讯和定位技术，通过与远程物流系统的实时通讯，与天车管理系统、路灯控制系统、工厂大门控制系统进行连锁，结合完备的安全防护系统，完全可以实现RGV的全自动自主运行。

   3工程应用实例

   某冷轧带钢厂有三条钢卷过跨运输线，为解决钢卷的长距离运输问题，采用了非接触供电技术。所涉及的非接触式供电RGV共4台，分为两种型式：A型3台和B型1台。

   运输线1：运输线长度126m，A型车1台，承载60t，一次可运送两个钢卷。

   运输线2：运输线长度304m，A型车2台，承载60t，一次可运送两个钢卷。

   运输线3：运输线长度154m，B型车1台，承载30t，一次可运送一个钢卷，同时运输过程中可将钢卷进行翻转。B型过跨车同时具备运输和翻卷功能。

   运输线1和运输线2的供电系统采用了15kW非接触供电系统。运输车型为A型，配有5.5kW变频行走电机，小车速度0-40m/min可调。车上所有电能均由3个2kW拾电器从非接触供电系统获得。车上设有PLC和控制面板，通讯系统采用了非接触式通讯方式，与地面PLC可实时通讯，具有“本地自动”和“在线自动”功能。

   运输线3的供电系统采用了45kW非接触供电系统。运输车型为B型，行走机构与A型车完全相同，行走电机5.5kW，速度0-30m/min可调。所不同的是B型车的翻卷功能是由液压缸实现的，因此车上配有液压站。液压站电机功率为7.5kW。车上所有电能由3个3kW拾电器从非接触供电系统获得。车上设有PLC和控制面板，通讯系统采用漏波电缆通讯方式，与地面PLC可实时通讯，具有“本地自动”和“在线自动”功能。

   4台非接触供电RGV均采用了完备的安全防护系统，包括急停系统、安全扫描仪、声光报警器、软触防撞装置、安全接地装置等，成功解决了生产中可能遇到的各种安全状况，从而保证了运输车安全自动运行。近年的生产运行表明，非接触供电重载RGV运行安全可靠，自动化程度高，完全满足用户的生产需求。

   （杨建立 韦富强 赵亮 郑江涛 陈建华）