西门子6ES7307-1BA01-0AA0功能参数

第三代ROADM基于WSS。WSS是多端口模块，包括一个公共光端口和与之对应的N个光端口，在公共端口的任意波长可以远程指配到N个光端口中的任意一个。

WSS可以在上路侧（Nx1 WSS）和下路侧（1xN WSS）同时使用。但为了节省成本，在实际应用上，大部分系统设计成只在上路侧使用WSS。

仅显示两位维度的连接，但Mesh Out和Mesh In端口是用来连接到其他方向的光纤线路的。

　　所以WSS可以连接多个维度，比如1X9 WSS模块，可以用8个端口连接8个维度的光纤，两个端口用作本地波长的上下。

　　业界当前WSS端口数的高水平为1x23，由科纳公司于2010年的美国OFC展会上推出。

　　基于WSS的ROADM完全满足前述动态DWDM系统的要求，商用以来迅速成为ROADM系统设备的主导技术。

　　早期的WB ROADM和PLC ROADM仅在原有设备中保留，新采用的方案均为WSS型ROADM。

　WSS ROADM的主要优势：

　　1.通过取消O-E-O设备，极大降低设备成本支出。

　　2.通过减少设备占用空间、电力消耗，减少机房线缆连接，极大降低运营成本。

　　3.可以较低成本建造初期网络，本来以模块化扩展方式增加光纤维度和上下波长数。

　　4.实现多维度单一系统，便于管理维护。

　　5.内置增强的光功率管理和均衡能力，提高传输性能，延长传输距离。

　　6.与控制平面结合，提供波长资源自动发现。自动匹配和光层自愈等功能。

　　7.适应光网络未来发展，可兼容40G/100Gb/s，Colorless/Directionless/Contentionless技术，以及Gridless（Flex Grid/Flex Band）等光网络技术趋势。

　　，ROADM技术从出现伊始就受到级（Tier1）网络运营商的欢迎，代WB和第二代PLC的ROADM系统都得到大量部署。但从WSS问世后，网络运营商和设备商都将重点转向基于WSS的ROADM，例如美国Verizon即是较早大规模部署WSS ROADM的一级电信运营商。

　一、项目概述

　　罐笼提升系统在原系统基础上需在每个中段入口处，增加语音报站系统，用于提示罐笼的运行状态及到站语音报站功能。鉴于此要求，我方设计了一套实施方案，供矿方参考确认，以便尽快实施。

　　二、总体设计思路

　　整个监控系统核心控制部件选用多台腾控PLC,分别安装在各中段入口处，PLC之间采用RS485通讯方式进行数据传输，连接电缆为4芯双绞屏蔽通讯电缆。另外，外配语音报站模块与PLC连接。在卷扬机房利用卷扬机房PLC采集光电编码器信号，获取罐笼当前位置数据，在930中段采集提升种类（人员、材料、车辆、设备、火药及检修）开关状态，确定当前罐笼运输的是人员、材料、车辆、设备、火药还是处在检修状态并将这些数据传输到网络，实现多台PLC数据共享。

　　三、系统结构

四、系统设备配置及说明

　　1、卷扬机房设备
　　光电编码器1台，用于测量卷扬机钢缆长度，确定罐笼所在位置；腾控T-910 PLC  1台，用于采集光电编码器数据并传输至网络；电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　2、930中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集罐笼提升种类开关状态（人员、材料、车辆、设备、火药及检修）及控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　3、870中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC 1台，用于采集开关量状态及控制LED屏的显示和控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　4、810中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制LED屏的显示和控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　5、750中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　6、690-1中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制LED屏的显示和控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　7、690-2中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制LED屏的显示和控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　8、530中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制LED屏的显示和控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　9、410中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。另外与690中段一样。

　　10、340中段信号房设备
　　语音报站器1台，播报到站等语音信息；腾控T-910 PLC  1台，用于采集开关量状态及控制语音报站器报站。电气控制柜1台，用于安装PLC和相关电气采集、控制回路；24V电源模块1个，为PLC供电和PLC外部开入、开出供电。

　　五、系统特点

　　1、整个系统设计采用模块化结构，控制核心部件为通用PLC，编程设计采用梯形图编程，普通操作人员即能看懂程序，为以后的维护、维修带来方便。
　　2、各PLC之间进行网络连接实现数据共享，比如卷扬机房编码器数据，930的提升种类数据经过各自的PLC采样后其它的PLC可以实现共享，减少了线缆的敷设同时减少了故障点，使维护简单化。
　　3、该系统能够实现自动语音报站，控制方式极为简单，直接由PLC开关量控制。

　　六、主要设备介绍

T-910 可编程逻辑控制器是我公司T9系列PLC 其中一款产品，使用大频率72MHz的ARM 工业级CPU，外扩32M SDRAM 和4M FLASH，嵌入式操作系统，1M 用户程序存储区和100K 用户数据存储区。编程软件使用KW MULTIPROG，通过以太网下载程序，另有3 路RS232/485 接口。T-910 集成12 路DI、8 路DO、8 路AI、2 路AO、2 路高速脉冲计数、24VDC VOUT 于一体。单台模块即可灵活应用于各种小型工业自动控制场合。

1 前言

　　随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。本文以河北单侯煤矿井上胶带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，适合于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，取得了很好的效果。

　　2 系统设计

　　2.1系统概况

　　单候矿井隶属于河北开滦矿业集团，位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内北方城村附近，是张市矿区中心地带，矿井地质储量313.74Mt，矿井可采储量177.08Mt，设计能力150万吨/年，矿井服务年限81.4，于2006年10月正式投产。

　　单候煤矿井上胶带机集控系统可分为两部分：1，筛分车间系统;2，储煤及装车系统。

　　其中，筛分车间系统包括图示的主井至筛分车间胶带输送机、矸石转载胶带输送机、矸石输送胶带机以及筛分车间内部所包含的六条拣矸胶带输送机、三条刮板机等设备;其余胶带输送机均属于储煤及装车系统。

　　在设计上，要求该系统能够实现就地控制与集中控制两种控制模式，集中控制可以分为联锁控制和单机控制等多种控制模式，可以供操作者根据现场实际情况灵活选用，确保在系统正常运行时操作灵活、易于维护，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保皮带设备的正常运行，提高了系统的稳定性。

　　2.2系统硬件部分

　　整个系统从上往下可以分为两层：集中控制管理层和就地控制管理层。集中控制管理层由两台上位机和一台交换机组成。在系统运行中，两台上位机互为冗余，并通过交换机直接与现场设备互联，从而实现对现场设备的监控。

就地控制管理层由PLC，交换机和胶带保护装置组成。PLC是整个控制系统的核心，在本系统中，采用了西门子公司的S7-300。由于在实际中，储煤子系统和筛分子系统有相互的闭锁关系，因此，可将筛分子系统和储煤子系统构建一个DP网络。所以，本系统PLC均采用 CPU315-2DP，在组网时，筛分子系统作为master站，储煤子系统作为slave站，并在筛分子系统PLC柜中增加以太网模块CP341，使得上位机通过交换机可以与现场级设备互连，从而实现集中控制。此外，胶带运输机沿线安装了跑偏、堆煤、拉线开关等多种保护装置，以便胶带运输机运行出现故障时，系统可以快速地作出反应。

2.3系统软件部分

　　本系统的软件部分主要由两部分组成：上位机的组态监控软件和现场PLC的编程软件。

　　上位机的编程软件选用了Inbbblution的IFIX3.5，它具有以下特点。

　　a.实时库显示：实时显示系统内所有实时点;

　　b.实时遥控：选中画面上的控制开关，实时下发遥控命令;

　　c.实时和历史曲线：可设定显示系统内所有记录的遥测点;

　　d.实时和历史报警：报警分为重报警，中报警，轻报警;

　　e.事件和报警记录查询：可按天查询事件和报警日志;

　　f.事件和报警实时打印：有报警事件发生时，事件打印机实时打印。

　　上位机监控软件采用OPC方式与现场的PLC进行通信，可以方便灵活地获取现场机电设备及其保护设备的遥测遥信信息，实现远程控制。

现场PLC的编程软件采用西门子公司的Step7，当PLC处于“RUN”工作模式下时，除上电初始化外，其它程序都采取周而复始的循环扫描方式，称之为“PLC的扫描工作方式”。

3 系统关键技术

　　3.1系统有关通信程序的设计

　　本系统主PLC控制柜（筛分子系统PLC控制柜）安装在现场的低压配电室内，由于与调度中心相距较远，而现场电磁干扰又比较严重，为此，特采用以太网与光纤传输技术实现SIMATIC s7—300 PLC与上位机人机界面的通信。在主PLC柜中配备了以太网模块CP341以及以太网转光纤的交换机。

　　为了正确地传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一套约定称为规约或协议。本系统在进行通信程序设计时，采用模块化编程的设计思想，把程序分成若干程序块，各程序块分别含有一些设备和任务的程序指令，每个功能区被分成不同的块进行编程，有利于多人同时编程，也有利于程序调试和故障的查找。系统中PLC需处理多种通信协议，单独编制每种协议的处理程序，分别放在不同的功能模块（FC）中。在PLC的主程序块OB1 中，通过调用语句，可依次执行这些协议的处理程序，实现与这些综保装置或智能仪表进行通信的目的。

　　3.2 DP网络的配置

　　基于筛分子系统和储煤子系统之间存在着闭锁关系，因此可将筛分子系统和储煤子系统组态成为一个DP网络。这样使得系统的逻辑关系更加清晰，同时系统具有了很好的扩展性，也在经济上节约了成本。

　　关于DP网络的配置，可参考西门子公司的有关手册。尤其应该注意以下几点。

　　a.进行主从站配置时，应该首先配置从站，然后再配置主站;

　　b.在组态Hardware时，主站和从站的Consistency均需要设置为All;

　　c.编程时，主站的OB1中必须有OB1、OB82、OB86、OB100、OB121;

　　d.由于在系统运行时，上位机会对PLC进行读和写操作，因此在主站和从站的程序块中还都要添加SFC14和SFC15功能块。

　　3.3现场设备的闭锁控制

　　为了弥补现场设备防误功能的缺陷，保障安全生产，应该对现场所有设备进行闭锁控制。

　　本系统既有机械闭锁，又有逻辑闭锁，达到了“逆煤流依次启动设备，顺煤流依次停止设备”的要求。具体做法：机械闭锁：将逻辑上先启动设备的运行返回信号的常闭点串入后启动设备的二次控制回路中;逻辑闭锁：

　4 结语

　　（1）通过利用大中型PLC（如西门子S7-300）可以与多种智能电子设备进行通信，方便地实现了现场设备的监控。

　　（2）该系统自2006年10月运行以来，维护量大大降低，大部分故障能够在电脑显示器上直接显示，减少了故障查找环节。系统操作简单，维护方便，提高系统安全性，降低运行费用，大大减少故障时间，提高经济效益。

　　本文作者创新点：

　　1. 本文系统地阐述了以PLC为控制核心，构建一个集控系统的方法，基于该方案的控制系统与原系统相比在性能和自动化程度上都得到大幅度提升，对相近系统有重要的参考价值。

　　2. 对于集控系统中子系统的处理，通常做法是给各个子系统均配置以太网通信模块，然后将每个子系统作为节点，组成环形网络。在本系统中，将逻辑上有闭锁关系的多个子系统视作网络中的一个节点，减少了以太网通信模块，节约了成本。对于同一节点下的多个子系统则采用级联的方式配置成DP网络，大大减轻了网络的负担。

　　3. 本文给出了配置DP网络的详细方法和注意事项。在PLC程序设计中，本系统采用功能块化的方法，有利于系统的维护和升级。