WINCC自動(dòng)化組態(tài)在煤氣在線監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
2014-04-21 05:00:04司寶華
新媒體研究 2014年3期
摘 要 主要介紹煤氣在線監(jiān)控系統(tǒng)的建立、功能、使用及常見(jiàn)故障的處理辦法。
關(guān)鍵詞 組態(tài)；煤氣；監(jiān)控
中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0097-02
股份煉鐵廠新、老兩區(qū)的煤氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的是由控制計(jì)算機(jī)、顯示器，通訊適配器、交換機(jī)等部分組成，計(jì)算機(jī)通過(guò)適配器連接SIEMENS S7-300PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)操作控制及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的顯示、報(bào)警等功能，并通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過(guò)局域網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
1 現(xiàn)狀及系統(tǒng)方案的確立
在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，SIEMENS S7編程和WINCC自動(dòng)化組態(tài)軟件是最關(guān)鍵部分，外部煤氣通過(guò)監(jiān)測(cè)儀將吸取煤氣的含量轉(zhuǎn)化為4 mA～20 mA模擬信號(hào)，通過(guò)PLC模板上的通訊接口CP與WINCC相連和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控并能夠通過(guò)點(diǎn)擊或釋放畫面上的按鈕來(lái)進(jìn)行軟操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
2 系統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)
WINCC系統(tǒng)是一個(gè)真正開(kāi)放式的監(jiān)控軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)的PLC工業(yè)自動(dòng)化流程控制上運(yùn)行，多用于進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。它可以連接到已經(jīng)存在的自動(dòng)化程序當(dāng)中，從而在線監(jiān)控生產(chǎn)情況，并可通過(guò)模板上的通訊接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。
運(yùn)行環(huán)境：WINNT，WIN2000，WINXP，WIN7，這些伙伴關(guān)系為最終用戶提供了很多便利。
1）多任務(wù)服務(wù)。該系統(tǒng)具有提供多種應(yīng)用的能力，可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗口。
2）工業(yè)安全性。與之相匹配的PLC系統(tǒng)多為模塊化操作，當(dāng)它不需要使用時(shí)，可以很方便地關(guān)掉不用的應(yīng)用程序或者讓W(xué)INCC完全退出操作，但PLC系統(tǒng)并不會(huì)受到任何影響。
3）硬件實(shí)用性。它允許用戶在應(yīng)用中使用現(xiàn)貨硬件，比如打印機(jī)、PC攝像機(jī)和其他一些帶有Windows驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)備。
3 功能介紹
WINCC系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用提供了多種功能，在實(shí)際的生產(chǎn)中被大量的用到，煉鐵區(qū)域被應(yīng)用到煤氣在線監(jiān)測(cè)用途中所使用的最主要的功能有以下幾個(gè)方面。
1）圖形編輯器。用于制作出過(guò)程監(jiān)控中的各種不同畫面。
2）全局腳本。用于對(duì)各種畫面編輯以及各種函數(shù)變量和設(shè)備所要求的C動(dòng)作。
3）報(bào)警編輯器。
用于過(guò)程中的報(bào)警；當(dāng)濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)，文字“會(huì)議室”藍(lán)色會(huì)變黃色（如圖）。
當(dāng)濃度達(dá)到高報(bào)警時(shí)，數(shù)字“0.0”背景白色會(huì)變?yōu)榧t色（如圖）。
4）變量編輯器。用于保存過(guò)程變量曲線。
5）報(bào)表編輯器。用于記錄當(dāng)天的數(shù)據(jù)并打印報(bào)表（缺省為24小時(shí)）。
6）實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)編輯器。用于記錄當(dāng)天或歷史的數(shù)據(jù)趨勢(shì)。（時(shí)間周期可自主設(shè)定）。
4 實(shí)施過(guò)程
要想讓W(xué)INCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的SIEMENS S7-300PLC監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，主要是從以下幾個(gè)方面做起。
1）在新項(xiàng)目中裝入驅(qū)動(dòng)器。在新建項(xiàng)目中加入新的驅(qū)動(dòng)器，要右擊“Tag Manager”（變量標(biāo)簽管理器），選擇“Add New Driver”（加入新驅(qū)動(dòng)器）選項(xiàng)，在瀏覽窗口中找到要選擇的驅(qū)動(dòng)器后，單擊“open”按鈕，就能將其裝入到項(xiàng)目中去了。
2）組態(tài)所選的協(xié)議。驅(qū)動(dòng)器加入成功后，我們要對(duì)組態(tài)協(xié)議進(jìn)行選擇。在瀏覽窗口中會(huì)發(fā)現(xiàn)里面有多種協(xié)議與S7 PLC相連接，這些協(xié)議不必全部使用，只要選擇與現(xiàn)場(chǎng)通訊模板相匹配的協(xié)議即可。
3）組態(tài)連接參數(shù)。在“連接屬性”中，右擊“新驅(qū)動(dòng)器連接”選項(xiàng)，單擊“OK”鍵即可完成，這樣就會(huì)在WINCC和S7 PLC之間產(chǎn)生一個(gè)連接，產(chǎn)生握手圖標(biāo)。
為了檢查WINCC與PLC是否真正建立了連接，可在工具條中按下“運(yùn)行”快捷鍵，由于我們?cè)谝婚_(kāi)始時(shí)還沒(méi)有為項(xiàng)目生成任何畫面，將會(huì)產(chǎn)生一條提示“沒(méi)有初始畫面” 的錯(cuò)誤信息，取消這條信息后，在工具菜單中選擇“查看驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)”，OK則表示連接狀態(tài)良好，否則將表示沒(méi)有建立連接或選擇的協(xié)議不對(duì)，要進(jìn)行再次的連接處理才行。
通訊全部完成后，就要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行編輯了。
首先要用圖形編輯器做出煤氣測(cè)試儀的現(xiàn)場(chǎng)位置圖，如：會(huì)議室、主控室、重力除塵平臺(tái)、熱風(fēng)爐凈煤氣平臺(tái)、調(diào)壓閥組、泥炮室、液壓站等，全部完成后要將所有信號(hào)組態(tài)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接。
各種信號(hào)及圖形的組態(tài)具體操作步驟如下：
第一步：鼠標(biāo)選中需要組態(tài)的圖形。
第二步：為所選圖形生成動(dòng)態(tài)表達(dá)式。
第三步：對(duì)信號(hào)部分采用“直接連接”方式，為選中的圖形編輯C動(dòng)作。即：有外部信號(hào)輸入時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置1，信號(hào)為紅燈，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置0，信號(hào)為綠燈。
第四步：對(duì)于產(chǎn)生動(dòng)作的部分，由于在編輯圖形畫面時(shí)是將所指設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作按鈕隱藏起來(lái)的，需要時(shí)讓鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形上的設(shè)備畫面方能彈出小圖，同時(shí)又存在開(kāi)關(guān)量，所以多采用“布爾連接”方式，首先在“屬性”欄中找到“背景顏色”選項(xiàng)，點(diǎn)擊右鍵選中“C動(dòng)作”選項(xiàng)，選擇按下鼠標(biāo)左鍵時(shí)打開(kāi)圖形，按下鼠標(biāo)右鍵時(shí)關(guān)閉圖形，然后再用“直接連接”的方式進(jìn)行信號(hào)組態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。
第五步：在S7 PLC系統(tǒng)中，用中間標(biāo)志位M編輯出各個(gè)電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)量并為其設(shè)置相應(yīng)的地址與WINCC畫面中的按鈕相連。
第六步：在WINCC畫面上做出這些標(biāo)志位的按鈕，規(guī)定當(dāng)按下這些按鈕時(shí)，讓所對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置1，接入PLC系統(tǒng)中，發(fā)出對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)，產(chǎn)生外部電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行，如音響解除等，實(shí)現(xiàn)在畫面上控制外部電氣設(shè)備的功能。
WINCC中的編輯器都具有兩種操作模式，即：組態(tài)操作模式和運(yùn)行操作模式。組態(tài)操作模式主要用于開(kāi)發(fā)和組態(tài)編輯器中的各種圖形和信號(hào)，運(yùn)行操作模式主要用于根據(jù)設(shè)置，實(shí)際產(chǎn)生運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線監(jiān)控。
5 監(jiān)控軟件的使用
計(jì)算機(jī)啟動(dòng)起來(lái)后，雙擊桌面圖標(biāo)，打開(kāi)組態(tài)軟件，找到菜單上的激活按鈕向右的三角形就開(kāi)始運(yùn)行系統(tǒng)了。
6 常見(jiàn)故障及處理方法
1）畫面上的數(shù)據(jù)顯示變成灰色狀態(tài)：表示通訊有可能中斷、PLC斷電或者因?yàn)楣收隙Ｖ惯\(yùn)行。
2）畫面上的數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間一直顯示為零：需要查看儀表的輸出信號(hào)是否正常；如果正常，再查信號(hào)隔離柵的輸入輸出信號(hào)是否正常。
3）電腦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，不能正常進(jìn)入桌面：需要重啟電腦進(jìn)行系統(tǒng)還原。
4）通訊正常但實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)變化：這時(shí)可能是組態(tài)運(yùn)行采集數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)了死機(jī)，可退出系統(tǒng)后重新運(yùn)行。
7 結(jié)束語(yǔ)
這套WINCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的S7系統(tǒng)的聯(lián)合使用，使區(qū)域內(nèi)電氣自動(dòng)化控制改造工作上一個(gè)新臺(tái)階。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)確定后，僅依靠信號(hào)的轉(zhuǎn)換就可完成程序的運(yùn)行，受外部環(huán)境等因素的影響較小，減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，切實(shí)保障了職工的人身安全，使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)化過(guò)程控制。
參考文獻(xiàn)
[1]劉浩，蔡啟仲.組態(tài)軟件WinCC在公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005（05）.
作者簡(jiǎn)介
司寶華（1963-），男，山東萊蕪人，工程師，大學(xué)學(xué)歷，現(xiàn)從事特種設(shè)備管理工作。endprint
摘 要 主要介紹煤氣在線監(jiān)控系統(tǒng)的建立、功能、使用及常見(jiàn)故障的處理辦法。
關(guān)鍵詞 組態(tài)；煤氣；監(jiān)控
中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0097-02
股份煉鐵廠新、老兩區(qū)的煤氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的是由控制計(jì)算機(jī)、顯示器，通訊適配器、交換機(jī)等部分組成，計(jì)算機(jī)通過(guò)適配器連接SIEMENS S7-300PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)操作控制及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的顯示、報(bào)警等功能，并通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過(guò)局域網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
1 現(xiàn)狀及系統(tǒng)方案的確立
在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，SIEMENS S7編程和WINCC自動(dòng)化組態(tài)軟件是最關(guān)鍵部分，外部煤氣通過(guò)監(jiān)測(cè)儀將吸取煤氣的含量轉(zhuǎn)化為4 mA～20 mA模擬信號(hào)，通過(guò)PLC模板上的通訊接口CP與WINCC相連和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控并能夠通過(guò)點(diǎn)擊或釋放畫面上的按鈕來(lái)進(jìn)行軟操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
2 系統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)
WINCC系統(tǒng)是一個(gè)真正開(kāi)放式的監(jiān)控軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)的PLC工業(yè)自動(dòng)化流程控制上運(yùn)行，多用于進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。它可以連接到已經(jīng)存在的自動(dòng)化程序當(dāng)中，從而在線監(jiān)控生產(chǎn)情況，并可通過(guò)模板上的通訊接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。
運(yùn)行環(huán)境：WINNT，WIN2000，WINXP，WIN7，這些伙伴關(guān)系為最終用戶提供了很多便利。
1）多任務(wù)服務(wù)。該系統(tǒng)具有提供多種應(yīng)用的能力，可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗口。
2）工業(yè)安全性。與之相匹配的PLC系統(tǒng)多為模塊化操作，當(dāng)它不需要使用時(shí)，可以很方便地關(guān)掉不用的應(yīng)用程序或者讓W(xué)INCC完全退出操作，但PLC系統(tǒng)并不會(huì)受到任何影響。
3）硬件實(shí)用性。它允許用戶在應(yīng)用中使用現(xiàn)貨硬件，比如打印機(jī)、PC攝像機(jī)和其他一些帶有Windows驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)備。
3 功能介紹
WINCC系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用提供了多種功能，在實(shí)際的生產(chǎn)中被大量的用到，煉鐵區(qū)域被應(yīng)用到煤氣在線監(jiān)測(cè)用途中所使用的最主要的功能有以下幾個(gè)方面。
1）圖形編輯器。用于制作出過(guò)程監(jiān)控中的各種不同畫面。
2）全局腳本。用于對(duì)各種畫面編輯以及各種函數(shù)變量和設(shè)備所要求的C動(dòng)作。
3）報(bào)警編輯器。
用于過(guò)程中的報(bào)警；當(dāng)濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)，文字“會(huì)議室”藍(lán)色會(huì)變黃色（如圖）。
當(dāng)濃度達(dá)到高報(bào)警時(shí)，數(shù)字“0.0”背景白色會(huì)變?yōu)榧t色（如圖）。
4）變量編輯器。用于保存過(guò)程變量曲線。
5）報(bào)表編輯器。用于記錄當(dāng)天的數(shù)據(jù)并打印報(bào)表（缺省為24小時(shí)）。
6）實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)編輯器。用于記錄當(dāng)天或歷史的數(shù)據(jù)趨勢(shì)。（時(shí)間周期可自主設(shè)定）。
4 實(shí)施過(guò)程
要想讓W(xué)INCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的SIEMENS S7-300PLC監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，主要是從以下幾個(gè)方面做起。
1）在新項(xiàng)目中裝入驅(qū)動(dòng)器。在新建項(xiàng)目中加入新的驅(qū)動(dòng)器，要右擊“Tag Manager”（變量標(biāo)簽管理器），選擇“Add New Driver”（加入新驅(qū)動(dòng)器）選項(xiàng)，在瀏覽窗口中找到要選擇的驅(qū)動(dòng)器后，單擊“open”按鈕，就能將其裝入到項(xiàng)目中去了。
2）組態(tài)所選的協(xié)議。驅(qū)動(dòng)器加入成功后，我們要對(duì)組態(tài)協(xié)議進(jìn)行選擇。在瀏覽窗口中會(huì)發(fā)現(xiàn)里面有多種協(xié)議與S7 PLC相連接，這些協(xié)議不必全部使用，只要選擇與現(xiàn)場(chǎng)通訊模板相匹配的協(xié)議即可。
3）組態(tài)連接參數(shù)。在“連接屬性”中，右擊“新驅(qū)動(dòng)器連接”選項(xiàng)，單擊“OK”鍵即可完成，這樣就會(huì)在WINCC和S7 PLC之間產(chǎn)生一個(gè)連接，產(chǎn)生握手圖標(biāo)。
為了檢查WINCC與PLC是否真正建立了連接，可在工具條中按下“運(yùn)行”快捷鍵，由于我們?cè)谝婚_(kāi)始時(shí)還沒(méi)有為項(xiàng)目生成任何畫面，將會(huì)產(chǎn)生一條提示“沒(méi)有初始畫面” 的錯(cuò)誤信息，取消這條信息后，在工具菜單中選擇“查看驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)”，OK則表示連接狀態(tài)良好，否則將表示沒(méi)有建立連接或選擇的協(xié)議不對(duì)，要進(jìn)行再次的連接處理才行。
通訊全部完成后，就要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行編輯了。
首先要用圖形編輯器做出煤氣測(cè)試儀的現(xiàn)場(chǎng)位置圖，如：會(huì)議室、主控室、重力除塵平臺(tái)、熱風(fēng)爐凈煤氣平臺(tái)、調(diào)壓閥組、泥炮室、液壓站等，全部完成后要將所有信號(hào)組態(tài)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接。
各種信號(hào)及圖形的組態(tài)具體操作步驟如下：
第一步：鼠標(biāo)選中需要組態(tài)的圖形。
第二步：為所選圖形生成動(dòng)態(tài)表達(dá)式。
第三步：對(duì)信號(hào)部分采用“直接連接”方式，為選中的圖形編輯C動(dòng)作。即：有外部信號(hào)輸入時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置1，信號(hào)為紅燈，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置0，信號(hào)為綠燈。
第四步：對(duì)于產(chǎn)生動(dòng)作的部分，由于在編輯圖形畫面時(shí)是將所指設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作按鈕隱藏起來(lái)的，需要時(shí)讓鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形上的設(shè)備畫面方能彈出小圖，同時(shí)又存在開(kāi)關(guān)量，所以多采用“布爾連接”方式，首先在“屬性”欄中找到“背景顏色”選項(xiàng)，點(diǎn)擊右鍵選中“C動(dòng)作”選項(xiàng)，選擇按下鼠標(biāo)左鍵時(shí)打開(kāi)圖形，按下鼠標(biāo)右鍵時(shí)關(guān)閉圖形，然后再用“直接連接”的方式進(jìn)行信號(hào)組態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。
第五步：在S7 PLC系統(tǒng)中，用中間標(biāo)志位M編輯出各個(gè)電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)量并為其設(shè)置相應(yīng)的地址與WINCC畫面中的按鈕相連。
第六步：在WINCC畫面上做出這些標(biāo)志位的按鈕，規(guī)定當(dāng)按下這些按鈕時(shí)，讓所對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置1，接入PLC系統(tǒng)中，發(fā)出對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)，產(chǎn)生外部電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行，如音響解除等，實(shí)現(xiàn)在畫面上控制外部電氣設(shè)備的功能。
WINCC中的編輯器都具有兩種操作模式，即：組態(tài)操作模式和運(yùn)行操作模式。組態(tài)操作模式主要用于開(kāi)發(fā)和組態(tài)編輯器中的各種圖形和信號(hào)，運(yùn)行操作模式主要用于根據(jù)設(shè)置，實(shí)際產(chǎn)生運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線監(jiān)控。
5 監(jiān)控軟件的使用
計(jì)算機(jī)啟動(dòng)起來(lái)后，雙擊桌面圖標(biāo)，打開(kāi)組態(tài)軟件，找到菜單上的激活按鈕向右的三角形就開(kāi)始運(yùn)行系統(tǒng)了。
6 常見(jiàn)故障及處理方法
1）畫面上的數(shù)據(jù)顯示變成灰色狀態(tài)：表示通訊有可能中斷、PLC斷電或者因?yàn)楣收隙Ｖ惯\(yùn)行。
2）畫面上的數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間一直顯示為零：需要查看儀表的輸出信號(hào)是否正常；如果正常，再查信號(hào)隔離柵的輸入輸出信號(hào)是否正常。
3）電腦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，不能正常進(jìn)入桌面：需要重啟電腦進(jìn)行系統(tǒng)還原。
4）通訊正常但實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)變化：這時(shí)可能是組態(tài)運(yùn)行采集數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)了死機(jī)，可退出系統(tǒng)后重新運(yùn)行。
7 結(jié)束語(yǔ)
這套WINCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的S7系統(tǒng)的聯(lián)合使用，使區(qū)域內(nèi)電氣自動(dòng)化控制改造工作上一個(gè)新臺(tái)階。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)確定后，僅依靠信號(hào)的轉(zhuǎn)換就可完成程序的運(yùn)行，受外部環(huán)境等因素的影響較小，減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，切實(shí)保障了職工的人身安全，使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)化過(guò)程控制。
參考文獻(xiàn)
[1]劉浩，蔡啟仲.組態(tài)軟件WinCC在公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005（05）.
作者簡(jiǎn)介
司寶華（1963-），男，山東萊蕪人，工程師，大學(xué)學(xué)歷，現(xiàn)從事特種設(shè)備管理工作。endprint
摘 要 主要介紹煤氣在線監(jiān)控系統(tǒng)的建立、功能、使用及常見(jiàn)故障的處理辦法。
關(guān)鍵詞 組態(tài)；煤氣；監(jiān)控
中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0097-02
股份煉鐵廠新、老兩區(qū)的煤氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的是由控制計(jì)算機(jī)、顯示器，通訊適配器、交換機(jī)等部分組成，計(jì)算機(jī)通過(guò)適配器連接SIEMENS S7-300PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)操作控制及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的顯示、報(bào)警等功能，并通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過(guò)局域網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
1 現(xiàn)狀及系統(tǒng)方案的確立
在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，SIEMENS S7編程和WINCC自動(dòng)化組態(tài)軟件是最關(guān)鍵部分，外部煤氣通過(guò)監(jiān)測(cè)儀將吸取煤氣的含量轉(zhuǎn)化為4 mA～20 mA模擬信號(hào)，通過(guò)PLC模板上的通訊接口CP與WINCC相連和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控并能夠通過(guò)點(diǎn)擊或釋放畫面上的按鈕來(lái)進(jìn)行軟操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
2 系統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)
WINCC系統(tǒng)是一個(gè)真正開(kāi)放式的監(jiān)控軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)的PLC工業(yè)自動(dòng)化流程控制上運(yùn)行，多用于進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。它可以連接到已經(jīng)存在的自動(dòng)化程序當(dāng)中，從而在線監(jiān)控生產(chǎn)情況，并可通過(guò)模板上的通訊接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。
運(yùn)行環(huán)境：WINNT，WIN2000，WINXP，WIN7，這些伙伴關(guān)系為最終用戶提供了很多便利。
1）多任務(wù)服務(wù)。該系統(tǒng)具有提供多種應(yīng)用的能力，可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗口。
2）工業(yè)安全性。與之相匹配的PLC系統(tǒng)多為模塊化操作，當(dāng)它不需要使用時(shí)，可以很方便地關(guān)掉不用的應(yīng)用程序或者讓W(xué)INCC完全退出操作，但PLC系統(tǒng)并不會(huì)受到任何影響。
3）硬件實(shí)用性。它允許用戶在應(yīng)用中使用現(xiàn)貨硬件，比如打印機(jī)、PC攝像機(jī)和其他一些帶有Windows驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)備。
3 功能介紹
WINCC系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用提供了多種功能，在實(shí)際的生產(chǎn)中被大量的用到，煉鐵區(qū)域被應(yīng)用到煤氣在線監(jiān)測(cè)用途中所使用的最主要的功能有以下幾個(gè)方面。
1）圖形編輯器。用于制作出過(guò)程監(jiān)控中的各種不同畫面。
2）全局腳本。用于對(duì)各種畫面編輯以及各種函數(shù)變量和設(shè)備所要求的C動(dòng)作。
3）報(bào)警編輯器。
用于過(guò)程中的報(bào)警；當(dāng)濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)，文字“會(huì)議室”藍(lán)色會(huì)變黃色（如圖）。
當(dāng)濃度達(dá)到高報(bào)警時(shí)，數(shù)字“0.0”背景白色會(huì)變?yōu)榧t色（如圖）。
4）變量編輯器。用于保存過(guò)程變量曲線。
5）報(bào)表編輯器。用于記錄當(dāng)天的數(shù)據(jù)并打印報(bào)表（缺省為24小時(shí)）。
6）實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)編輯器。用于記錄當(dāng)天或歷史的數(shù)據(jù)趨勢(shì)。（時(shí)間周期可自主設(shè)定）。
4 實(shí)施過(guò)程
要想讓W(xué)INCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的SIEMENS S7-300PLC監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，主要是從以下幾個(gè)方面做起。
1）在新項(xiàng)目中裝入驅(qū)動(dòng)器。在新建項(xiàng)目中加入新的驅(qū)動(dòng)器，要右擊“Tag Manager”（變量標(biāo)簽管理器），選擇“Add New Driver”（加入新驅(qū)動(dòng)器）選項(xiàng)，在瀏覽窗口中找到要選擇的驅(qū)動(dòng)器后，單擊“open”按鈕，就能將其裝入到項(xiàng)目中去了。
2）組態(tài)所選的協(xié)議。驅(qū)動(dòng)器加入成功后，我們要對(duì)組態(tài)協(xié)議進(jìn)行選擇。在瀏覽窗口中會(huì)發(fā)現(xiàn)里面有多種協(xié)議與S7 PLC相連接，這些協(xié)議不必全部使用，只要選擇與現(xiàn)場(chǎng)通訊模板相匹配的協(xié)議即可。
3）組態(tài)連接參數(shù)。在“連接屬性”中，右擊“新驅(qū)動(dòng)器連接”選項(xiàng)，單擊“OK”鍵即可完成，這樣就會(huì)在WINCC和S7 PLC之間產(chǎn)生一個(gè)連接，產(chǎn)生握手圖標(biāo)。
為了檢查WINCC與PLC是否真正建立了連接，可在工具條中按下“運(yùn)行”快捷鍵，由于我們?cè)谝婚_(kāi)始時(shí)還沒(méi)有為項(xiàng)目生成任何畫面，將會(huì)產(chǎn)生一條提示“沒(méi)有初始畫面” 的錯(cuò)誤信息，取消這條信息后，在工具菜單中選擇“查看驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)”，OK則表示連接狀態(tài)良好，否則將表示沒(méi)有建立連接或選擇的協(xié)議不對(duì)，要進(jìn)行再次的連接處理才行。
通訊全部完成后，就要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行編輯了。
首先要用圖形編輯器做出煤氣測(cè)試儀的現(xiàn)場(chǎng)位置圖，如：會(huì)議室、主控室、重力除塵平臺(tái)、熱風(fēng)爐凈煤氣平臺(tái)、調(diào)壓閥組、泥炮室、液壓站等，全部完成后要將所有信號(hào)組態(tài)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接。
各種信號(hào)及圖形的組態(tài)具體操作步驟如下：
第一步：鼠標(biāo)選中需要組態(tài)的圖形。
第二步：為所選圖形生成動(dòng)態(tài)表達(dá)式。
第三步：對(duì)信號(hào)部分采用“直接連接”方式，為選中的圖形編輯C動(dòng)作。即：有外部信號(hào)輸入時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置1，信號(hào)為紅燈，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，編輯二進(jìn)制代碼置0，信號(hào)為綠燈。
第四步：對(duì)于產(chǎn)生動(dòng)作的部分，由于在編輯圖形畫面時(shí)是將所指設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作按鈕隱藏起來(lái)的，需要時(shí)讓鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形上的設(shè)備畫面方能彈出小圖，同時(shí)又存在開(kāi)關(guān)量，所以多采用“布爾連接”方式，首先在“屬性”欄中找到“背景顏色”選項(xiàng)，點(diǎn)擊右鍵選中“C動(dòng)作”選項(xiàng)，選擇按下鼠標(biāo)左鍵時(shí)打開(kāi)圖形，按下鼠標(biāo)右鍵時(shí)關(guān)閉圖形，然后再用“直接連接”的方式進(jìn)行信號(hào)組態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。
第五步：在S7 PLC系統(tǒng)中，用中間標(biāo)志位M編輯出各個(gè)電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)量并為其設(shè)置相應(yīng)的地址與WINCC畫面中的按鈕相連。
第六步：在WINCC畫面上做出這些標(biāo)志位的按鈕，規(guī)定當(dāng)按下這些按鈕時(shí)，讓所對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置1，接入PLC系統(tǒng)中，發(fā)出對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)，產(chǎn)生外部電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行，如音響解除等，實(shí)現(xiàn)在畫面上控制外部電氣設(shè)備的功能。
WINCC中的編輯器都具有兩種操作模式，即：組態(tài)操作模式和運(yùn)行操作模式。組態(tài)操作模式主要用于開(kāi)發(fā)和組態(tài)編輯器中的各種圖形和信號(hào)，運(yùn)行操作模式主要用于根據(jù)設(shè)置，實(shí)際產(chǎn)生運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線監(jiān)控。
5 監(jiān)控軟件的使用
計(jì)算機(jī)啟動(dòng)起來(lái)后，雙擊桌面圖標(biāo)，打開(kāi)組態(tài)軟件，找到菜單上的激活按鈕向右的三角形就開(kāi)始運(yùn)行系統(tǒng)了。
6 常見(jiàn)故障及處理方法
1）畫面上的數(shù)據(jù)顯示變成灰色狀態(tài)：表示通訊有可能中斷、PLC斷電或者因?yàn)楣收隙Ｖ惯\(yùn)行。
2）畫面上的數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間一直顯示為零：需要查看儀表的輸出信號(hào)是否正常；如果正常，再查信號(hào)隔離柵的輸入輸出信號(hào)是否正常。
3）電腦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，不能正常進(jìn)入桌面：需要重啟電腦進(jìn)行系統(tǒng)還原。
4）通訊正常但實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)變化：這時(shí)可能是組態(tài)運(yùn)行采集數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)了死機(jī)，可退出系統(tǒng)后重新運(yùn)行。
7 結(jié)束語(yǔ)
這套WINCC監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)運(yùn)行的S7系統(tǒng)的聯(lián)合使用，使區(qū)域內(nèi)電氣自動(dòng)化控制改造工作上一個(gè)新臺(tái)階。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)確定后，僅依靠信號(hào)的轉(zhuǎn)換就可完成程序的運(yùn)行，受外部環(huán)境等因素的影響較小，減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，切實(shí)保障了職工的人身安全，使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)化過(guò)程控制。
參考文獻(xiàn)
[1]劉浩，蔡啟仲.組態(tài)軟件WinCC在公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005（05）.
作者簡(jiǎn)介
司寶華（1963-），男，山東萊蕪人，工程師，大學(xué)學(xué)歷，現(xiàn)從事特種設(shè)備管理工作。endprint
