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门式起重机集装箱吊具信号衰弱问题的分析与处理

周威
摘 要：为了提升铁路门式起重机集装箱装卸的效率和安全性能，需要创新技术和工艺，自动化吊具的高效使用，为铁路装卸提供了便利的工具，从而极大地提高了铁路装卸作业的效率。为铁路货物运输的整体发展以及区域内资源的合理配置，创造了条件。
关键词：门式起重机；集装箱吊具；信号；衰弱
在国内物流规模激增的态势之下，集装箱自动化吊具控制系统为铁路装卸作业的效率提升提供了条件。而在铁路物流系统中门式起重机是重要的装卸作业工具，在对门式起重机集装箱吊具进行选择的过程中，我们需要依据其使用参数和结构特点，进行吊具控制系统的建构，并对门式起重机集装箱吊具信号传输线路中的信号衰减问题进行分析和处理。
1 门机集装箱吊具的选取及结构特点
在现代物流对装卸作业效率要求越来越高的发展背景下，40t全自动集装箱吊具广泛应用于铁路物流系统中，它使铁路货场的装卸能力大幅提升，这种吊具的性能更为优越，其主要结构包括：旋转吊钩、吊架构件，吊架构件主要由基架、伸缩架、悬挂部分组成，其相关的技术参数主要有：吊具下额定起重量、吊架质量、吊架与旋转吊钩的连接方式、最大平移时间、伸缩时间、导板翻转时间、吊钩旋转速度、吊架功率等，它主要呈现出三角形的架构，为了保持平衡，需要对起吊重心加以适当的调整，使集装箱达到相对水平的状态。这种吊具具有自重轻、能耗降低的特点，而且在吊具的吊架与平衡滑轮之间主要采用钢丝加以衔接，因而具有较好的安全性能和极强的弹性。
2 门式起重机集装箱吊具控制系统构建分析
在门式起重机集装箱吊具控制系统建构的过程中，由于这是一个较为复杂的系统，因而，要基于吊具互换的要求，采用AnyBus-CANopen网关，使用CIA DS444的通讯协议，并且要确定吊具的控制器，作为AnyBus-CANopen网关的从站，控制器至少需要有两路CANopen通讯端口。鉴于这一考虑，可以选用两个CR0505控制器，其中的一个控制器用于网关的从站，而另一个控制器则用于吊具的主站，在CAN通讯方式下实现联接，并且重点控制吊具的所有动作，在逻辑处理之后实施信号输出。
在控制器确定的前提下，要对吊具控制系统中的故障状态进行显示，其显示的主要内容为吊具限位、吊具信号输出等信息，抓取吊具指令数据、吊具限位状态数据、吊具信号数据以及吊具输出状态数据等，这些数据都可以用于对吊具的故障逻辑处理。同时，还可以对错误的信息显示进行逻辑运算，运算之后将吊具的限位、信号、输出等信息进行显示，由于吊具故障信息的周期时间变长，因而需要将吊具故障显示的逻辑置于显示器之内，从而可以减少扫描周期，降低吊具的荷载率。
吊具控制系统还可以实现临时的强制控制，在CAN网络正常的状态下，可以在吊具的主接线箱上添加按钮，将临时强制的指令发送到吊具的CAN通讯网络上，实现吊具控制器的实时、直接控制。
3 吊具控制系统的信号衰弱问题的分析与处理
下面针对控制系统中的信号衰弱问题，从不同的层面，加以分析和处理。
3.1 信号衰弱问题分析 由于吊具控制系统应用了总线信号传输方式，它的控制器采用双向、多站点的数字通信，其信号传输系统要经由传输电缆、ASI电源以及数据解耦电路，在这些信号传输系统中，使用的是RVVP专用通讯电缆，这种RVVP专用通讯电缆的截面积小于ASI总线系统所规定的截面积，在电缆截面积与电缆电阻成反比的物理定式之下，电缆截面积较小的状态必然会增大电缆传输电阻，这样，在电缆传输电阻增大的条件下，就会导致电缆信号传输强度的衰减。同时，在门机集装箱吊具控制系统中，有部分无效长度的控制电缆，这种无效电缆的增长也在无形中增加了信号传输的衰减量。
上述这种吊具控制系统中传输信号呈现衰减的现象，会对吊具控制器产生干扰，最终导致传输的电压值无法正常启动吊具控制器，或者出现传输信号的编码错误，在这种异常状态下将导致吊具控制系统无法动作。
3.2 吊具信号衰弱问题的处理 在门式起重机集装箱吊具控制系统中，如果一旦出现传输信号衰减而使吊具失灵的现象，则应当采取以下处理措施：
3.2.1 更换RVVP通讯电缆，替换成ASI专用的扁平电缆 由于RVVP通讯专用电缆的截面积仅有1mm2，因而需要考虑其截面积过于狭窄的缺陷，而替换成具有相同特性的ASI专用扁平电缆，并且在替换过程中要参考两个技术指标，即通信频谱的特性和直流阻抗的特性，这两个技术指标可以较好地显示吊具控制系统的信号传输状态，同时，具有扁形结构的通讯电缆还可以抵御干扰，尤其适用于弯曲部位较为频繁的区域。
3.2.2 要尽量缩短电缆的无效长度 在电气控制柜到吊具之间的电缆线路之中，存在部分无效长度，它对于信号传输的衰减具有一定的影响。因而，要在设计时考虑无效电缆的长度，减少电缆缠绕、电缆预留等无效长度，尽量将电缆控制在128m左右。
3.2.3 添加信号放大功能的中继器 在吊具控制系统中，可以增加一个型号为AC2225的ASI中继器，它可以将网路传输的信号进行放大和再生，由于在线路传输过程中难免出现损耗，导致信号衰减，最终造成信号失真而出现终端接收错误，因此，在长度超过100m的ASI网络中可以添加中继器设备，以应对线路延长过程中的信号失真状况。值得一提的是，这种添加的中继器还可以在保证传输信号强度的情况下，不影响网络的数据传输，并且还可以再将传输网络延长100m。中继器的这一特性适用于门式起重机集装箱吊具控制系统中，保持电源故障状态下的持续供电，持续不间断地获取相关的信息。
4 结束语
综上所述，门式起重机集装箱吊具控制系统是一个较为复杂的系统，在门式起重机集装箱吊具控制系统中，针对传输信号偶然衰弱的现象，要由监理工程师和调试工程师共同依据经验加以分析和处理，从多个层面对吊具控制系统中信号衰弱的问题进行控制，并对门式起重机集装箱吊具的直流电压值进行复测，从而确保门式起重机集装箱吊具控制系统的正常运行和动作，确保设备运行安全，提升铁路物流效率。
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