江苏智能电网产业发展研究（电力载波通信技术在物流装备行业的应用）

文｜ 《物流技术与应用》 喜崇彬

在物流装备和物流系统当中，通信系统是保障系统运行不可或缺的基础性技术。随着智能制造和工业互联的深入推进，工业现场的通信需求会越来越大，对通信技术的要求会越来越高。在这个领域，昆山网电深耕工业级电力载波通信技术，为客户提供了一种高效、稳定、便捷、经济的通信方案。

昆山网电科技有限公司副总经理 李鸿

电力载波通信技术的特点

据昆山网电科技有限公司副总经理李鸿介绍，随着制造业向智能化升级发展，客户现场设备环境愈发复杂，需要的通信设备数量越来越多，数据传输量越来越大，对通信传输的可靠性、时延要求都越来越高。为了解决客户生产中的工业通信需求，目前市场上大体能提供以下四种技术方案：电力载波通信、Wireless AP Wireless Client通信、RCOAX漏波通信、红外通信。

1. 电力载波通信技术

所谓电力载波通信，就是把数据信号加载于电力线上，通过电力线路传送数据的一种技术。早在2005年前，欧洲发达国家就开始将该技术应用于室内网络覆盖。中国互联网发展稍微晚于欧洲国家。在2008年随着中国互联网的快速发展，电力载波通信技术也开始在家庭网络建设中应用，2011年开始随着中国几大运营商大力发展光纤到楼道FTTB，电力载波通信技术进一步应用于运营网络，解决从楼道入户的问题。2015年开始，随着电力载波通信技术的发展和产品的进一步市场应用，开始在工业市场得以应用。

2.Wireless AP Wireless Client通信技术

该通信技术的优势是可以接入一定量的终端，能够满足工业环境下多个通信设备的需求；其次是组合方便，管理简单，使用者对无线技术基础知识相对比较熟悉。但其缺点也比较明显,包括：（1）市场上适合工业现场的无线AP的价格往往偏高，大大增加了企业智能制造升级的成本；（2）工业无线AP不能像无线路由器那样单独使用，需要和其他设备配套使用，这样会涉及通信协议的问题，目前开发工业无线的工程师，对工业通信协议栈相对陌生，导致无线AP在工业市场应用中的稳定性大打折扣；（3）无线网络是以空气作为媒介，在传输过程遇到障碍物容易断线或者丢包，而工业现场往往金属较多，阻隔也比较多，这样大大影响了无线通信的效果，不利于系统稳定运行；此外，这项技术还存在无线AP布线难、信道干扰等等问题。

3.RCOAX漏波通信技术

这种技术受周边环境影响较小，信号覆盖漏波电缆周边较近的空间。而且该种技术引入中国较早，已培养了比较充裕的现场安装技术人员，他们对应用技术比较熟悉。这种技术比较适合复杂环境下的无线覆盖，但是其缺点也比较明显，包括：（1）需要铺设专门的漏波电缆，安装精度、设备成本和施工成本都非常高；（2）漏波电缆要分段布设，存在漫游断线等问题；（3）容易受到环境的其它同频干扰，影响通信。

漏波电缆工作原理示意图

4.红外通信技术

顾名思义，就是利用红外光，点对点高速数据连接，由于需要对射形成回路才能传输信息，安全性较强。这项技术引进也比较早，行业人士比较熟悉，对安装技术的要求相对比较低。这项技术在应用中的限制性在于：（1）安装精度要求高、设备成本高；（2）通讯具有方向性（不能转弯），距离短；（3）由于是光波传输所以当遇到障碍物时会导致通讯中断。

电力载波通信技术的应用情况

李鸿副总经理介绍到，昆山网电自2008年成立起产品不断迭代，从民用、商用、运营级、工业级到军用领域，提供精准满足市场需求的产品。随着德国“工业4.0”的推进及《中国制造2025》的提出，智能制造在中国快速发展，因此解决工业现场的通信是全世界各企业面临的问题。昆山网电针对工业制造不同的细分市场提供针对性、高匹配的电力载波通信产品，相关产品在智能物流装备尤其是智能仓储市场的应用持续上升，目前已与50余家规模以上国内外物流装备企业成功合作。

如昆山网电专门为立体库堆垛机应用推出WD-2001M-DIN工业级电力网桥，完美满足了堆垛机在通信上的严格要求。WD-2001M-DIN 的特点包括: 高端CPU 速度可高达2000M；运行稳定，7天24小时全天候工作；抗干扰能力强，PLC Turbo技术、MIMO多通信和SISO 单路通信兼容；传输距离较远，传输距离可达600米；超宽电压设计，满足工业现场电压的要求。工业以太网络协议栈，支持Profinet EtherNet/IP Modbus TCP。堆垛机采用滑触线供电，契合电力载波通信设备的应用特性，无需重新布设通信网线，且滑触线供电稳定，电力载波设备通过滑触线即可实现稳定的数据传输。

堆垛机设备使用现场

还有，昆山网电为某交叉带分拣项目提供的CRC2ETH.高速总线通信系统。分拣机环形轨道总长约300米，在安装完供电滑触线后再单独布置的1根3P30A的3极滑触线进行通信(该客户采用的美国康稳公司的滑触线）。轨道上运行的12组小车，每组小车组装一台CRC2ETH. 客户端 WD-H1200M-G3-S，CRC2ETH. 客户端的载波信号接口的三个端子与三个碳刷连接，通过碳刷与滑触线进行通信。

WD-H1200M-G3-S的以太网口与终端控制设备的以太网口通过网络线连接，实现网络通信；在控制柜端再安装一台CRC2ETH.主机（WD-H1200M-G3-M）， CRC2ETH.主机的载波信号接口的三个端子与电缆线连接（该电缆线与CRC2ETH.分机连接的滑触线连接）；以太网络口与上位机或其他网络控制设备连接。实现1：12的高速总线通信。单独的滑触线路上无任何谐波干扰，CRC2ETH.设备采用OFDM技术和基于MIMO通信技术及底层工业以太网络通信协议标准，保证了整个系统的稳定性。

看好电力载波通信技术应用前景

李鸿副总经理介绍到，目前工业级通信市场主流解决方案还是光通讯（红外通讯），电力载波通信解决方案所占市场份额排在第二位，大概10%左右，此外还有一些小众的通讯方式和技术。随着智能制造和工业互联的深入推进，工业现场的通信需求会越来越大，对通信技术的要求会越来越高，主要是因为客户现场需要的通信设备数量会越来越多，数据传输量越来越大，设备环境愈发复杂，对通信传输的可靠性、时延要求都越来越高。

他进一步谈到，由于我国通信产业起步较晚，工业级通信中的光通信和漏波通信技术掌握在国外大厂手中，因此成本和效率对中国企业不是很友好。加之近几年波谲云诡的国际局势和不见缓解的芯片危机，进口设备的基本货期得不到保证，这对客户企业来说是比较危险的信号。尤其在疫情期间，进口工业通信产品如光通信设备等出现了严重的货期问题。在这样的情况下，昆山网电提供的电力线通信产品可以实现完美的方案替代，产品的可靠性、经济性、实用性均得到市场的认可，大大降低了物流系统的通信成本，缩短了建设周期，保证了通信质量，提高了客户企业的市场竞争力。

李鸿也坦率承认，工业客户对技术和产品质量的稳定性、可靠性的要求都极高。而且在工业级通信市场，售前、售中和售后技术的介入很占精力，约公司工作量投入的70%以上。电力载波通信作为新的技术，昆山网电作为新的工业级通信解决方案提供商，他们看好智能物流市场发展前景，做好了长期扎根技术、打造优质品牌的准备。

诚然，在工业核心零部件领域，目前的国产品牌发展仍然是任重而道远，国产品牌想增强市场竞争力，需要在自己擅长的技术领域加大研发力度，立足产品本身，提升产品质量，打造出高品质的产品，才能跟上行业和时代发展的浪潮。

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