基于WinCC Web Navigator的生產數據發布系統

曹路圓，吳 迪，劉征宇

（北京機械工業自動化研究所 自控中心，北京 100120）

0 引言

現在大型工業企業管理中，往往會建設若干個相對獨立，具備各自系統特色的PLC控制系統，并設置專人值班監控，定時記錄系統關鍵點的參數值，上報到總調度室，由此形成類似傳統信息孤島的生產現場數據孤島。

本文以河北某大型鋼鐵企業中下屬的焦化廠為背景，闡述通過WinCC Web Navigator將生產現場的多個PLC站點實時數據匯總，安全、實時地呈現在調度和管理人員面前，為企業的管控一體化提供了一個基礎平臺。

1 系統拓撲設計

圖1 系統網絡拓撲

該焦化廠于2007年開工建設，采用了先進的PLC控制系統對生產過程進行實時監控和管理。該廠生產現場網絡采用西門子工業交換機組成光纖環網連結各個PLC功能站點，在系統上線以前，現場網絡為一個獨立的局域網，和辦公網絡在物理上隔離。一個車間可能具備既鋪設了現場網，也鋪設了辦公網。

要實現在辦公網中能夠實時查看到現場網中的PLC運行數據，必然要打通連接兩個網絡。為了保證生產現場網絡的安全，采用了清華比威的UF3504網關來進行安全隔離。

生產數據發布系統的實際網絡拓撲結構如下：

2 生產數據發布

2.1 數據發布功能需求

系統采用西門子WinCC軟件套件中的Web Navigator作為發布工具，將WinCC監控畫面發布成可通過IE在線瀏覽的頁面。

根據客戶的實際要求，確定生產數據發布系統的主要功能為：實時采集PLC關鍵數據點并儲存到數據庫，通過WinCC設計數據發布畫面及趨勢圖，并通過WinCC的WEB發布控件進行發布，供調度和領導決策參考。

生產數據發布主要涉及：8個PLC工作站、1500個左右變量、45個監控畫面、41個趨勢圖。

2.2 發布畫面設計

作為發布的畫面，其最主要的特點是：能夠實時顯示現場PLC控制變量的狀態或數值，屏蔽了所有對現場設備的控制、設定、修改等操作。管理人員只能查看生產現場狀態，而不能做任何變更，這樣在系統中可以保證現場PLC設備的安全及責任區分。

畫面設計的主要過程如下：

1）在服務器建立發布用的PLC站點程序；

2）復制現場工作站已完成的PLC站點程序；

3）在服務器站點程序建立到各PLC的連接（參照各個站點程序）；

4）將各站點程序變量復制到服務器，為減少授權數量，需刪除不需要的變量；

5）摘選各站點程序的畫面及趨勢圖復制到服務器站點程序目錄下，并規范命名；

6）修改摘選畫面：刪除不必要的畫面元素；對畫面進行重新布局，統一畫面寬度；去掉畫面的所有操控動作，防止管理人員操作到生產現場設備。

圖2 系統畫面

7）做導航畫面，根據多站點發布的特點，設計了三級畫面的結構：系統首頁，顯示全部八個站點鏈接；站點頁面，顯示站點的主要畫面及趨勢圖鏈接；實際畫面，包括監視畫面及趨勢圖；每個下級頁面設置返回上級頁面的鏈接按鈕。

系統三級畫面圖示如圖2所示。

2.3 用戶權限設置

WinCC程序具備完善的權限管理體系，設置權限方式如下：

1）管理人員權限：可查看所有站點的實時監視畫面和趨勢圖；為系統管理員及公司高層、總調度人員

2）一般人員權限：為車間管理人員使用，可查看自己管理的車間站點畫面。

2.4 數據頁面發布

通過Web Navigator的發布向導，將全部或者指定的畫面發布到服務器的WEB站點，使用人員打開IE瀏覽器（僅支持IE內核的瀏覽器），在地址欄輸入服務器IP回車，輸入提示的用戶名和密碼，即可實時查看生產現場數據了。

3 結束語

通過短期開發，整合了8個站點的45個實時監控畫面、88個關鍵變量的趨勢圖。經過用戶的實際使用，符合用戶的操作習慣及實際需要，該系統得到了焦化廠用戶的認可。

[1] 鄒澤明.面向管控一體化的流程制造業綜合監控平臺研究[J].制造業自動化,2009,9.