WinCC人机界面的组态

WinCC人 机 界 面 的 组 态川 懸 恋、'''I 心叩：尤加雌邱毘ff SCADAtSupervisory Control and. Data AcquisitiorO的软评平台工具'是工业应用软件的一个组成部分.它具有丰富的 设置顶目橙用方式灵活，功能蛊大目前组态按件比较名，比较常用的倒如工FI輸 Inlouc-h, WinCC,组罰 ,:维力控、HOGS"仇西门子现窗控制巾心關EMEM町是一牛集底的人机界面(HMI)系统和监 控管理票轨 WinCCWuidows Conlrol CerTterC视窗控制中的简称.它辜成 JrSCADA.组窸、脚本语言和DPC：等兒边技术，抿供了适甲于工业的圏常显示.消 息归档旦反痢尊功能模块.WirCCB供鲁种匹匚呃动理序因此便FIX与上检机 连接变輻非常容島.柞ISIMT瓦全集曲向功化系蜿的重矍俎成部分.ITinCC确保 与FLC连接的方便却通讯的斋效o WinCGi-j StepV程轶杵的紧密结台缩短了项目 的开投周期fIVmM具有以下性能优肛(D强大的标淮接口 (&1OLE, Activel和OPC) = WinOC供了0LEDDE, ActiveX, OPCflft*器和客户机尊接口或控件r可戎幅方换地与其他应甲程序交换數期。 (刀使用方便的脚本语言。肥nCC可编写ANSI,匸和Visual Basic脚本语言.(引挺供大蛍的I；呂来箭化蛆态在调试阶駁可以在熾储改°提供折有主PLCM统的H讯通迪基于姜种语言设计的组蛊软件和在蛭语言 切换a(5艸mCC是个棋块化的自动化组种'可U灵活地进齐扩展主空多帕选杵和附加 件扩展基4；功龍5.1.2WinCC乘统构成WinLCi本荼统是棍务应朿程序的按心它包含以下九个韶件，(tag management)iVMinCC I怦仃泊外怖I勺 E 腿试和迪 i t驱动程序°(2) 图形编辑器(graphics designer)用于设计各种圈形61面。(3) 报警记录(alarm logging)负责采集和归档报警消息。变灵归档Gag logging)负责处理測駅值，并长期存储所记录的过程值。 执衣编常器(report designer)提供许多标准的报表，也诃以设计备种格式的 报表，并可按照预定的时间进行打印。(6)全局脚木(global script)/e系统设计人员用ANSI. C和Visual Basic编写的 代码，以满足项目的需耍。(；)文木库仕ext library)编辑不同语言版木下的文木消息。(8) 用户管理器(user adaninistrator)用来分配、管理和曲控用户对组态和运行 系统的访问权限。(9) 交叉引用表(cross-reference)负贡搜索在页面、函数、归档和消息中所有的 变显、函数、OLE对象和ActiveX控件"'I5.1.3曲控界面的总体设计住木系统小，需要监控的设备和采集显示的数据比较多，让所有的内容显示 在一张a面上是不太可能的。因此我们根据系统组成将s面分类，分别jt-发不同 的界而，通过切换按钮来实现各个m间的切换。对水处理系统的单套系统， 我们通过点击总萦统画面中的设备图标,将进入各个单套萦统的详細页面。对每 个泵和阀采用局部显示的方式來显示英实际运行状态。这样将&系统的人部分信 息都能任一个ffliKid'显示。5.2组态变量变址系统是爼态软件的匝要勿1成部分。在细态软件的运行环境下.业现场 的生产状况将实时地反映任变量的数值中：操作人员监控过程数据.他住计算机 上发伤的肃令通过变竝传送给生产现场.VmCC的变竝系统是变盘管理器。VmCC使川变晁管理器来组态变:®。变盘管 理爲对项II所使用的变屋和通讯驱动程序进行竹理。WinCC与自动化控制系统间 的通讯依靠通讯驱动程序来实现：门动化控制系统»jVinCC I.程问的数堀交换通 过过程变益来完成。WmCC的变址孩照功能«>分为外部变li：、内部变址、系统变竝和脚木变!>!：四 种类型。1. 外部变蚩山外部过程为K擬供变址值的变如.称7jWinCC的外部变1,:.也称为过程变虽。毎一个外部变量都風于特定的过程驱动程序和通逍单元，并風于一个通道连 接。相关的变竝将任该通m驱动程序的H录结构中创建。夕卜部变量的鼓大数目由 Powe r T ags授权限制°2. 内部变量过程没有为其提供变绘值的变量,称为内部变SL内部变:St没有对应的过程 驱动程序和通道单元,不需要建立相应的通道连接.内部变竝在“内部变5T目 录中创建。所组态的内部变M的数目不受限制。3. 系统变竝WinCC提供了一些预定义的中间变量，称为系统变疑。每个系统变趣均有明 确的寇义.可以提供现成的功能，-傲用以表示运行系统的状态。系统变址山 WmC C H动创建，织态人员不能创建系统变1.：.但町使川山W inCC创建的系统变址， 系统变虽以“”开头，以区别于其他变昴。系绒变量可以在整个匸程的脚木和 画面中使用。4. 脚木变量脚木变量是在肌的全局脚木及画阳唧木中定义并使川的变最。它只能在 其定义时所规定的范IW内使用。WinCC项II管理器的变量管理器小，打开“内部变城"目录。右击并从快 捷菜单中选择“新建变竝”莱单项,打开“变竝別性”对话框。输入变量名称井 在数罐类型列表框中选择变量的数据炎型。如有需要,可在“限制/报告”选项 卡上设置上限值、下限值和起始值.5.3创建过程画面工作画面主要实现生产工艺的流程实时监视，设备工作状态的参数显示和系 统故障报曆显示.可通过CRT对系统设备进行控制、系统的参数设定等。1. 心功设备运行柠制粗屮CPUJI：关拨到RUN位胃，商个拧制柜的电源检块I：电.CPU的RUN脂朮 灯亮，衣示PLC运行正常。如果GPU的SFC系统故障）红色抬示灯亮，GPU没有运行, 可以断掉电源重新上电,CPU仍不能正常工作说明外部设备出现问題.诸检修后 再启动设备。2. 进入监控系统WinCC监控系统山A系统、B系统两大部分纽诫，因为阴大系统伍工艺装置方 面存在独立和公用部分,S面也相应的分为独立和公用0面°以A系统为例.独龙画面包捕A系列J主沆程、A系列脱盐系统流程、A系列祐制 系统流程、A系列电导率趋势,公用画面包括反洗塔流程、中和流程、系统报警、按切操作记录、PID调节回路參数、历史趋孙。在A系列主流程页而F方按F相应的按纽将会在这儿个丽面Z何切换这几个丽面都仃窗A 按乩按下这个面右下角由虚变实的按辄.任随之出现的对话框中用戶名栏输入:这两个按纽将回到A系列主流程画面：而在A系列主流程画而中按下按钮将回到W111CC监控系统|T页，见下图5. 1所示3如需要退出-inCC可以在A系列主流程01面中同时CTRL+O组合眩 点咖guest,密码栏输入；;03748 U即可退出VinCCo而E系统的独立画面则包播B系列主流程、B系列脱盐系统流程、B系列轿制系 统流程、B系列电导率趋孙，公用两阳包折反洗塔流程、小和流程、系统报警、 按切操作记录、PID凋节回路型数、历史趋势。伽系列主流程厨面下方按下相应 的按纽将会任这儿个画面之间切换，这儿个画而都有n或營爲.按 下这两个抜钮将回到B系列主流程SS面：而在B系列二流程画面中.狡卜I * |这 个按钏将回到VmCC监控系统杵页。如需要退HWinCG可以在B系列主流程画面中.同时CTRL+O组合键点击価面右胺钮.在随之出现的对话框中用户名栏输入:guest.密码栏输入二037431.即可退岀linCCo由于A系统、B系统在画面监控方面基本 致.以下我们以A系统的监控0j面 为例&启动计條机进入WmCC监控系统沖贞.如閤5-1所示。系统选抒:图5-l*inCC监控系统首页Fig. 5TW ir£ C FirctFicture祝标点击选择“A系统” / 41B系统”，可以进入A系列主流程Slftl/B系列 主流程瓯面。3A系列主流程“ A系列主流程"画面给IH 了 I；海石化股份有限公司30万吨/年乙烯装置纯水 制备单元A系列主流程瓯面如图5-2所示»人*貝几取WS触ru-"» T A®列fW就“代1*、月*味&y TA系列主流程5*1101匸淞I&MIIIoaiicP)2貝心弊mr mh. 啣怎削耒审"! I3 ,2"tcv.n1111&；曲3*初*图5吆A系列主流程画而F i;. 5-2 N aonPictureO £Serie?sA该画面可以监视人系列整个系统的运行惰况，包W:1）各个阀门开启与关两的控制信号情况.绿色表示开控制输出、红色表示关控制 输出：由于现场阀门未安装阀位检测接触幵关M以木®iiki也不能反映阀门现场 反惯的开到位/关到位状态。2）各个泵的控制和反馈信弓状态，乗屮心圆圈部分为泵现场电气反馈信対，绿色 表示泵在运行，红色农示泵停机；泵除中心IBIH的其他部分为plc控制泵输出的 运行与停止情况，绿色表示输出运行泵信号，红色表示输卅停止泵信号。3）&个进出管路的流量、电导率、二氧化硅含蚩、PH值、齐个水池的高度、各个 调节阀的开启百分比等参数，以数字形式显示任相应位置。<1）徐个酸诚池的高低液位状态，以文字形式显示在相应位實，如低于低液位显示“L” .高于高液位则显示“H” °5）在0而上方,有A系列脱盐处理水累积制水!,：、A系列脱盐处理水周期制水ffi、 A系列粘制处理水累枳制水S、A系列精制处理水周期制水址四个显示栏其中周 期制水址为两次再生间制水的累枳M，这四个显示栏毎个后而都何对应的潸零按纽。另外还仃脱盐MT.条件满足、粘制再生条件满足两个揣示灯.指斥灯颇色为 绿则说明条件允许可以进行再化操作:拆不灯颜色为红则说明条件不允许不 能进行再生操作。就标点I刚5-2卜方的Moi、即可进入A系列脱盐系1. A系列脱盐系统流程A系列脱盐系统流程统晁程画面如阁5-3所乐22E2EdS©AiH02：FBVM图5-3 A系列脱盐系统流程画ifiiFig. 53 LevellD esaUmgSystan Picture 0 £S cries A该画面可以监视喺列脱盐系统的运行情况.包抵:1）各个阀门开启与关闭的控制信号侑况»2）徉个泵的控制和反馈信号状态。3）备个进出管路的流蛍、电导率、二软化硅含跟 备个水池的高度、备个调 节阀的开启百分比等参数，以数字形式显示在相应位置。1）各个勰域池的离低液位状态,以文字形式显示任相应位置.如低F低液位显示离于高液位则显示.5）画面下方的|鮭阀 停尺为脱盐投运的状态提示栏.提醒操作人萸芍 询所处的工艺段.如循环、运行.沉降.停川.6）0110下方的卜沿坠为脱盐再生的状态提示栏捉酹操 作人员为询所处的工艺段.如沉降挣置、计昴校正.加药、加药检査、置换、沽 洗1、消洗2、再生检査、再生结束；进入相应的丁艺段官状态提示栏还会出现倒 计时提馭Dnffi下方的L沁 曲脱盐再生的垂复当附工艺段按乩 如现在处在清洗1 工艺段.按下这个保持型的按钮后（按钮会保持凹陷狀态）.系统一宜在淌洗1 工艺段循环运作，而不会跳到紧砸其后的淸洗2匚艺段：再次技卜-这个按钮后抜 钮会保持正常状态），系统按照工艺流程顺序,正常往下运行8）亟面下方的IL步口为脱盐再生的跳步按凱,系统处于脱盐再生过程中井且系统不处于粹停状态.如现任处在淸洗1工艺段.点击这个曉动型的按纽系 统会跳到紧随其后的淸洗2匚艺段，再次上（击.系统会跳到紧随J!；后的再生检衣 工艺段，以此次摧，宜至跳到再生结束为止。&）页面下方的_为脱盐再生的舒停/恢塑按钏，系统正常运trtti况下这 个按紐显示为“皙停”.系统有连锁条件或打按下这个按紐后显示为“恢复”. 萦统处于暫停状态程序停留在当前步，所有阀门和泵的控制输岀全部停止,操 作人员可以安全的对现场设备进行排査维修,维修好后，再次点击这个按钮,如 果连锁条件2经消失厉，系统A动恢塑到之谕皙停所处的程序步和所有输111状 态.按纽再次显示为"轉停” 系统按照工艺涼程顺序.正常往下运行。5. A系列粘制系统流程DA1104itl甌标点击S5-2T方的安钮或图标.即M进入A系列枯制系统诡程囲面.如附5-4所爪。图5FA系列糰制系统流程画而Fig.5-1 LevelHD esaHhigSystan P ic tore 0 f Series Aa系列粘制系统流程画面与a系列脱盐系统流程 m 功能基木和似不再赘 述.6.反洗塔流程啟标点击图5-2下方的即可进入反洗塔流程趣面.如圏5-5所爪，反洗塔流榨图5七反洸塔流程画面F ig. 5-5 F ic tu-e 0 fT he I ashing To* a-Pi-ocedui7中和流程阳5七中和流«lfilF ig. 56 P icture 0 £T h«e IT eufaralize Pi"oce dures.参数设圮朦l标点伽5-2下方的H按乩即可进入PID调节何路绥数设定画而如15-7所示。PID调节冋路参数LICN17C1LIC-16C1»»0厳我上*冋昇r -1 “ t t 1'll 1L 'l-i- .i-11-LICA-1804讥-!' K.-2-G1bl 11 町 1«；K.E -*'0 1LIGA-16O2I14>nLCV17C3图5许参数设定画面F ig. 57 P SQ-am eterSeHmgs PicWea面为系统所有调节阀的pid型数设定页面,在此可以设定阀门的手/ h动操 作模式.以及在自动功能下的备类参数（如汝定点、比例、积分、微分、死区宽 度值等），在手动功能卜的阀门手动输出值筹“同时还可以充看阀门的任线和丙 史趋势。5.4过程值归档过程值归档的目的是采集、处理和归档匸业现场的过程数堀。以这种方法获 得的过程数据M用于获瞅与设备的操作状态有关的營理和技术标准°在运行系统 中，采集并处理将被归档的过程值.然后将其存储崔归档数据库中。在运行系统 I'.可以以表格或趋势的形式输出幷询过程值或已归档过程值，也可将所归档的 过程值作为记录打印输出.linCC®用"变竝记录”组件来组念过程值的归档，可选择组态过程值归档 和用缩归档，定义采集和归挡周期，井选择想要归挡的过程值。在 M 形编 ilt 器中.WinCC 提供了 VinCC OnlineTableControl 和 WinCC OnlineTr end Control id M个控fl .以便能作运行系统屮以不同的方式显 示过程数据。1. A系列电导率趋势載标点Fir图52下方的刼，即对进入A系列电导率趋势画面，如图5- 9 所示。A系列贞圧牟迨势1 « n f t f r r .图5七A系列电导率趋势画面F ig. 5S C oiuluctxvi-tjr Trend P ictureO fSeriesA因为电导率参数在纯水制备中的重要性.木系统单独为其配置了监控画面. 在上图画面中蓝颜色为脱盐出水电导率红颜色为精制出水电导率，橫坐标为时 间.纵坐标为电导率单位为US/C3RO上图中显示了当前12个小时内的趋势.可 以通过凋节时间地标匕U网标往询或往后件看总如纽。2.历史趋势亂标点击国5-2下方的按乩即可进入历史趋势画面.如图5-9所示。图57历史趋势画面F ig. 5£ H istoricalT read P icture乒隘ssxg器H5:s:ds:£:Z.F 二兰二st諾1ITRRIT用八可以通过选择右側小窗|Aj的模拟变址，茂看系统所1模拟晁的"j归趋沽 图，非常倚单方便。55报警系统/I:WinCC-l'.报警记录编辑器负贾消息的采集和归档.包插过程、预加工、 农达式、确认及归档等消息的采集功诡，消息系统给操作员提供了关于操作状态 和过程故障状念的信息。在组态期间,可对过程中应触发消息的条件进行定义, 这个M件可以是设置|'|动化系统中的某个特能位也可以是过程值超出预宦义的 限制值。系统可用画面和声音的形式报告记录消息事件还可以用电子和书面的 形式归档。报警可以通知操作员任生产过程中发生的故障和错溟消息，用于及早 警吿临界状态，并谴免停机或缩知彷机。报警ill录分为两个殂件:：爼态系统和运行系统。报警记录的组态系统为报警 记录编辑器。报警记录定义显示何神报警、报警的内容、报警的时间、日期。使 川报警记录组态系统可对报警消总进行组态，以便将其以期望的形式显示在运行 系统中。运行系统主要负贡过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认°在报警记录编辑器中，可组态消息的短期和长期归档。短期归档用于在出现 电源故障Z/S,将所幻1态的消息数匝新装俶到消息窗口，短期小只须设立一个参 数.训消总的条II数，它指的是一旦发:生了断电等需要匝新加栽时，应考虑从氐 期归档小加磁瑕近产生的消息数，姒多可设置10000条。消息的归档可利用消息的长期归档来完成.长期归档可设置归档的尺寸,包 扌忑所有分段的垠大尺寸和甲个归档尺寸，还可设置归档的时间°比外，为归档达 到设定尺寸时.还可以设置归档备份的存储路径。在对话框中可选择消息种类、 授权方式、变量类型以及声音來源。通过以组态，可实现在系统故障肘，发出声1.报警记录按钮,即可进入系统报警页面,如图5-10所示。系统报警点叵A I &回B15-10系统报警iMiiF ig. 510 S ystem W arming; P lcture2 按纽记录就标讥们国5-2下方的按乩 即对进入按钮操作记录画面如图5-115.6本章小节木章详细介绍T Wir£ C人机界面的组态。首先概述了昭nCC组态软件.然后 分别介绍了爼态变晁、创建过程画面、过程值归档以及报警系统的具体实现方法 和实现过程。