WinCC监控系统方案

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1、工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统1/150 人机界面HMI概述 运行过程可视化 在HMI上显示当前设备的工作状态，显示画面包 括指示灯、按钮、文字、图形、曲线等，画面可 根据过程变化动态更新。 操作员对过程进行控制 操作员可以通过图形界面对设备的运行过程进行 控制。例如，操作员通过HMI画面中的按钮启动 电机，通过数据输入操作预置控件的参数。 归档过程值 HMI系统可以连续、顺序记录过程值，可以检索 以前的生产数据，并打印输出生产数据。 过程和设备的参数管理 HMI系统可以将过程和设备的参数存储在配方中 。例如，可以一次性将这些参数从HMI设备下载 到PLC，以便改变产品版本进行

2、生产。 HMI系统承担的主要任务 显示报警 运行过程的临界状态会自动触发报警，例如，当 压力值超出设定值时显示报警信息。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统2/150 SIMATIC HMI产品 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统3/150 WinCC 的特点 SIMATIC WinCC（Windows Control Center）组态软件是基于Windows操作 系统的强大的HMI系统，能为各种工业领域提供完备的监控与数据采集（SCADA） 功能，涵盖单用户系统、配有冗余服务器的分布式多用户系统、以及远程Web客户 机的解决方案。 WinCC集生产自动化和过程自动化

3、于一体，实现了相互之间的整合，在各种工 业领域中得到了广泛的应用 。 WinCC具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，系统构成包括图形系统、 消息系统、归档系统、报表系统、脚本/编程系统、报警系统、变量管理与通讯、用 户管理、语言库等，使用方式灵活，功能齐全。 WinCC的整体开放性，可以方便地与各种软件和用户程序组合在一起，建立友 好的人机界面，满足实际需要。 由于WinCC具有基于Microsoft SQL Server 2000的集成的Historian系统（实时 历史数据记录系统），可以通过智能化的功能和工具，获取重要的生产数据。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统4/1

4、50 HMI监控系统组态的基本结构 HMI设备PLC控制过程 通过变量通信 I/O模块 HMI监监控系统组态统组态 是通过过PLC以“变变量”方式实现实现 HMI与机械设设 备备或过过程之间间的通信。过程值通过I/O模块存储在PLC中，HMI设备通 过变量访问PLC相应的存储单元。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统5/150 HMI监控系统的设计步骤 新建HMI监控项目 在组态软件中创建一个HMI监控项目 建立通信连接 建立HMI设备与PLC之间的通信连接，HMI设 备与组态PC机之间的通信连接 在组态软件中定义需要监控的过程变量定义变量 创建监控画面绘制监控画面，组态画面中的元

5、素与变量建立 连接，实现动态监控生产过程 编辑报警消息 编辑报警消息，组态离散量报警和模拟量报警 组态配方组态配方以快速适应生产工艺的变化 用户管理 分级设置操作权限 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统6/150 启动WinCC项目管理器 双 击 在Windows“开始”菜单中选择“所有程序” “Simatic” “WinCC” “WinCC V6.2 ASIA”命令 。 或双击桌面的快捷图标 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统7/150 WinCC项目管理器的结构 标题栏 菜单栏 工具栏 数据窗口 浏览窗口 状态栏 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统8/1

6、50 项目类型单用户项目 过程总线 WinCC单用户项目 PLC 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统9/150 项目类型多用户项目 过程总线 WinCC服务器 WinCC客户机 LAN PLC 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统10/150 项目类型客户机项目 如果创建多用户项目，则随后必须在作为客户机的计算机上创 建客户机项目，组态对服务器进行访问的客户机，客户机不需要建 立与PLC的连接。 u如果组态只有一个服务器的多用户项目，不需要在WinCC客户 机上创建单独的客户机项目。 u如果组态具有多个服务器的多用户项目，必须在每台客户机上 创建独立的客户机项目。 uWe

7、b客户机，可组态通过Intranet或Internet对服务器进行访问 的客户机。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统11/150 创建新项目 注意：输入的项目名不要用中文字符，确定项目路径中也不能有中文字符，因为 中文项目名和中文路径将影响过程归档和报警功能的运行。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统12/150 设置项目的属性 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统13/150 设置项目的属性 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统14/150 更改计算机的属性 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统15/150 更改计算机的属性 工业自动

8、化技术 *第7章 WinCC监控系统16/150 更改计算机的属性 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统17/150 运行项目 退出运行系统 启动运行系统 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统18/150 任务13 建立灌装生产线监控项目 启动WinCC，新建物料灌装自动化生产线监控项目FILL。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统19/150 组态变量变量的类型 （1）过程变量 与外部控制器（如PLC）具有过程连接的变量称为过程变量或外部变量。过程变 量必须在特定的过程驱动程序及其通道单元下定义，定义过程变量对应的数据地址和 一个在项目中使用的符号名，数据地址

9、用于与自动化系统进行通讯。最多可使用的过 程变量数目与授权有关。 （2）内部变量 与外部控制器没有过程连接的变量称为内部变量。内部变量没有对应的过程驱动 程序和单元通道，不需要建立相应的通道连接。内部变量在变量管理器的“内部变量” 文件夹中定义，数量不受限制，可以无限制地创建。 （3）系统变量 WinCC应用程序预定义了一些项目内部管理所需的中间变量，称为系统变量。 每个系统变量均有明确的意义，这些变量的名称以“”字符开头，不能删除或重新命 名这些变量，用户可以查看但不能更改这些变量的值。 （4）脚本变量 脚本变量是用户在使用脚本编程时，在程序中定义和使用的变量。脚本变量只能 在其定义时所规定

10、的范围内使用。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统20/150 变量的数据类型 变量类型位数/bit取值范围 二进制变量1True(1)、false(0) 有符号8位数8-128127 无符号8位数80255 有符号16位数16-3276832767 无符号16位数16065535 有符号32位数32-21474836482147483647 无符号32位数3204294967295 32位浮点数32 3.40282310+38 64位浮点数641.7976931348623110+308 8位字符集文本变量8表示ASCII字符集中的字符串 16位字符集文本变量16表示Unicod

11、e字符集中的字符串 文本参考将文本库中条目的相应文本ID分配给变量 原始数据类型165535个字节 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统21/150 添加新的驱动程序 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统22/150 建立新驱动程序的连接 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统23/150 系统参数设置 更改逻辑设备名称后，需要重 新启动WinCC才有效。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统24/150 检查通信连接状态 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统25/150 创建和编辑变量 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统26/150

12、 设置过程变量的地址属性 变量的数据窗口显示的变量区域符为德文 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统27/150 任务15 建立WinCC与PLC的通信连接 添加新的驱动程序，建立新驱动程序的连接，设置连接的系统参数 ，检查通信连接状态。 自动化控制系统与HMI设备之间的数据交换是通过变量实现通信的 。使用WinCC的变量编辑器生成监控系统所需的变量，设置变量的属 性。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统28/150 创建过程画面 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统29/150 WinCC图形编辑器 调色板 缩放工具 对齐板 图层 绘图区 左上角为坐标原点 （

13、X=0，Y=0） 对象选项板 动态向导 样式选项板 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统30/150 WinCC图形编辑器 对象选项板的“控件” 样式选项板 动态向导 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统31/150 图形编辑器基本设置 图形编辑器的缺省对象设置 图形编辑器的网格设置 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统32/150 图形编辑器的图形库 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统33/150 设计画面结构 （1）初始画面 初始画面是开机时显示的画面，从初始画面可以切换到所有其它画面。 （2）运行画面 运行画面可以显示现场设备工作状态、对现场设备

14、进行控制。系统有上位控制和下位控制 两种运行方式，由控制面板上的选择开关设置。当运行方式为上位控制时，可以通过画面中的 按钮启动和停止设备运行。 （3）参数设置画面 参数设置画面用于通过触摸屏来设置现场中根据工艺的不同需要修改变化的数据，如限制 值、设备运行时间等参数。在本例中，参数设置画面作为画中画出现。 （4）趋势视图画面 趋势图画面用于监视现场过程值的变化曲线，如物料温度的变化、流量的变化、液罐中液 位的变化等。 （5）报警画面 报警画面实时显示当前设备运行状态的故障消息文本和报警记录，在该画面中对消息变量 、消息类别、消息文本、故障点以及报警消息的“进入”、“离开”、“已确认”等状态进

15、行组态。 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统34/150 设计画面布局 现场画面区 按 钮 区 总览区 现场画面区 按钮区 总览区 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统35/150 画面对象的属性 “对象属性”窗口的“属性”标签 “对象属性”窗口的“事件”标签 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统36/150 创建过程画面初始画面 添加WinCC时钟控件 显示数字时钟 设置字体、字形和大小 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统37/150 创建过程画面初始画面 设置“静态文本”的属性 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统38/150 创建过程

16、画面初始画面 添加图形对象 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统39/150 创建过程画面运行画面 工业自动 化技术 *第7章 WinCC监控系统40/150 组态对象动态属性 方 法说说 明类类型显显 示 标标 志 组态对话组态对话 框 （快速组态组态 ） 智能对对象 Windows对对象 I/O 物理属性绿绿色灯泡（变变量连连接） 事件蓝蓝色闪电闪电 （直接连连接） 动态动态 向导导 （组态组态 助手） 用C脚本组态组态 复杂杂功能I/O 绿绿色闪电闪电 黄色闪电闪电 （未通过编译过编译 ） 变变量连连接 （1对对1的连连接） 对对象的物理属性O绿绿色灯泡 动态对话动态对话 框 （复杂杂的连连接） 对对象的物理属性O红红色闪电闪电 直接连连接对对象的事件I蓝蓝色闪电闪电 C动动作 （C语语言编编程） 对对象的物理属性O 绿绿色闪电闪电 黄色闪电闪电 （未通过编译过编译 ） 对对象的事件I VB动动作 （VB语语言编编程） 对对象的物理属性O 浅蓝蓝色闪电闪电 对对象的事件I/O 工业自动 化