香港現代貨箱碼頭有限公司計劃改裝94 臺RTG，以電力驅動取代柴油驅動。在充分比較國內港口“油改電”各種方案的優劣之后，他們選定了低架安全滑觸線的供電方案。但該公司相鄰兩堆場的RTG 盲道間距大小不一，大多數間距嚴重不足，存在很大的安全隱患。基于此客觀原因，碼頭要求設計的鋼結構盡可能窄，同時需提供完善的大車防走偏保護及自動糾偏系統，在滿足這些要求的前提下，RTG 轉場操作必須可靠簡便，實現真正的全自動操作。在參與競標者提供的設計方案通過論證后，候選方案都按要求安裝一小段測試線供碼頭自行測試。在經過幾個月的不間斷、不同操作者的實際測試后，法勒公司的VAHLE 新一代ERTG 方案被選定為*終方案。

1 新方案的基本原理

沿RTG 行駛軌道外側架設滑觸線供電線路和集電器小車軌道，在RTG上安裝VAHLE專門設計的自動取電小車。當RTG準備轉入堆場使用市電作業時，自動取電小車根據檢測信號自動伸出，然后跟隨大車的向前走動而使集電器平穩地進入滑觸線內，此時發動機自動關閉，市電從滑觸線輸送到電動RTG，電動RTG沿滑觸線移動，實現對整個箱區的工作覆蓋，從而實行移動供電。當需轉場到其他箱區作業時，電動RTG走到滑觸線端部，通過自動取電臂控制系統，司機配合走大車切斷市電與電動RTG 的聯系，改由機載柴油發電機組驅動。轉場完成后，工作動力再切換為市電供電。這樣，電動RTG 既保留了可以轉場作業的優點，又具備了軌道式場橋節能環保的優點。

VAHLE 新一代RTG供電方案的主要部件有模塊化圓管系統、集電器小車、伸縮臂、安全型滑觸線、控制和輔助器件等，見圖1。

2 機械設計**點及其優點

2． 1 地面鋼結構采用獨特的模塊化的圓管設計與采用槽鋼結構相比，圓管設計有以下優點:

( 1) 槽鋼受力不對稱，側向強度不高，而圓管在整個圓周方向都是對等的，從而使鋼結構具有更好的抗變形能力，取電小車運行更加平順。

( 2) 在設計參數相同的情況下，圓鋼管設計更加輕型化，從而為用戶節省投資。在RTG“油改電”項目中，鋼材成本占很大一部分，采用圓管設計，可以使整個項目的鋼材總用量大大降低。以2個200m背靠背堆場安裝的“T”型鋼結構為例，使用槽鋼結構，總用鋼量約為20 t，而采用VAHLE的圓管結構，鋼材總用量約為15 t，降低20%以上。圓管系統采用國家標準的無縫圓鋼管制造，規格為89×5×5 997，同時，向用戶免費提供所有的設計圖紙，以便于進行本地制造，從而進一步降低投資。

( 3) 整套鋼結構由3 種部件組成的，即導入結構段、導出結構段及6 m機構分段。所有部件都在工廠預制好，在施工現場只需用標準連接件把這3種部件按順序連接起來即可，節省寶貴的現場安裝時間，降低堆場施工對碼頭作業的影響。

2． 2 滑線采用2+2的布置方式

與4 根并排的布置方式相比，可以額外多提供50 mm 安全距離供RTG行走，這讓RTG在狹窄的盲道里行走多一份安全保障，同時也為RTG的現場保養或故障搶修提供更大的空間。

2． 3 圓鋼管既是滑線安裝支架的支撐桿，又是自動取電小車的行走軌道圓形設計有利于輪子導向，不必額外安裝導向輪，使得集電器小車僅需要3個“DIABOLO”導向凹面輪( 同類集電器小車需12個輪子)。這既減少了故障的發生，又可以大大降低后期的維護成本。

2．4 VAHLE伸縮臂采用直汽缸進行伸出與縮進

與采用四邊形原理進行伸出與縮進相比，動作更加平順，對接成功率更高，避免了集電器小車在自動導入及導出過程中出現傾斜或位置偏差而導致事故發生，從而實現真正的全自動，這個過程不需要額外增加人員進行監控。兩節伸縮臂設計及伸縮臂與集電小車之間采用錨接方式，允許RTG垂直方向位置偏差范圍為±200mm，水平方向偏差范圍為±300mm，前后偏差范圍為±300mm。伸縮臂安裝所需空間小，所需要的安裝窗口僅為660mm×600mm，緊湊設計使得安裝非常容易，可直接安裝在RTG鞍梁下的空檔位置而不需要拆掉原有的理貨室或液壓站，機械改造成本非常低。

3安全型滑觸線

采用適用于港口設備的鋁基不銹鋼滑線，PVC－絕緣，防護等級為IP2X。*大連續電流:滑觸線型號為U35/600AE時為1000A;滑觸線型號為U35/230AE時為500A。*大電壓:配絕緣吊夾時為690V;配特殊絕緣吊夾(型號為UIM)時為900V。

集電器可根據實際電流需求配置雙頭、三頭或四頭，每150m配置1個2．5m長的預制膨脹段，可根據現場工段要求對滑線進行分段。

4電氣控制原理

在MTL改造項目中，采用一個集成觸摸屏功能的PLC來控制自動臂的信號輸入與動作控制，包括發動機起/停控制、供電方式切換、大車防撞保護及自動糾偏、信息顯示等。新加裝的系統只是通過電纜連接的方式與RTG進行幾組必需的信號交換，保持RTG原有電控系統運行的獨立性。具體如下:

自動取電臂所有的信號集中在其主控制箱里，通過電纜連接把信號接入新增加的IO模塊里，從電氣房敷設1根光纜到司機室，通過這根光纜使新增加的PLC(帶觸摸屏功能)與電氣房IO模塊進行通訊，在電氣房通過電纜直接與RTGPLC進行信號交換，從而組成一套完整的控制系統。

4．1大車防走偏保護

大車防走偏系統能防止RTG碰撞到集裝箱或鋼結構，在發動機兩側的原有兩個水平搖臂開關上面再安裝兩個水平搖臂開關(品牌均為Schmersal)。原有的兩個開關用來檢測保護樁，新安裝的兩個開關用來檢測鋼結構的下端圓鋼管。所有的開關設定根據各自的參考物設定相同的距離并串入原有的急停回路中。

4．2自動糾偏

在大車兩側安裝兩個激光開關，用來檢測RTG與鋼結構之間的距離。當檢測到RTG不在設定的安全工作區域時，系統自動觸發相應的糾偏信號給主PLC。此信號是一個模擬量輸出信號，是按照當前RTG行走速度、偏離距離、大車加減速時間等數據模型計算出的數值，通過RTG－PLC中一側電機的速度反向給定，從而使RTG返回設定的安全工作區域。糾偏精度達到±10mm。除激光開關外，還可以采用內置于自動伸縮臂的角度編碼器來檢測大車的走偏角度，從而實現自動糾偏。

在這個改造項目中，RTG與地面鋼結構之間的距離不是相同的，而RTG又不可能固定于一種類型場地進行作業，這就要求保護系統能兼顧不同的安全保護距離，同時，由于司機的經驗不同，新司機可能要求設定更窄的安全距離以確保操作安全。為了更加方便現場人員根據實際需求設定保護距離，我們設計了專門的軟件，可以很方便地讀取當前兩個開關的反饋位置，通過進入帶密碼保護的維修畫面，按相應的增減按鈕來設置大車的安全工作區域、報警區域及危險區域。報警區域代表此時安全距離過小，通過蜂鳴器、大車限速及整個屏幕黃色閃爍來提醒司機注意，當因某種原因RTG走偏進入設定的危險區域時，RTG在此方向禁止動作，司機只能反方向操作。

4．3 RTG防雷擊保護

采用Dehn的SPD浪涌保護模塊，根據標準EN61643－11具體分為3種保護形式:

(1)SPDType1用來防直接雷擊電流，安裝在傳導外界的雷擊電流的進線回路中(主進線回路)，它們承受所有的雷擊電流。

(2)SPDType2用來吸收支路的浪涌電流。

(3)SPDType3用來降低對電子元件的損害，用于終端元件。

5結語

新一代RTG“油改電”方案優點突出。滑線的***德國法勒(VAHLE)可根據用戶的實際情況，提供不同安裝結構、不同轉場技術(人工插拔或全自動牽引裝置)、安全可靠的解決方案。