Wincc课程设计报告水位水温检测系统

1、河南理工大学组态软件技术基础设计报告水位、水温检测系统姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 2012年7月 6 日摘要本设计是基于SIMATIC WinCC的水位水温监控系统，可以自动完成蓄水和排水功能，满足工业生产过程中的需要。SIMATIC WinCC是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。随着科学技术的发展，工业生产过程的自动化水平越来越高，相应的要求其控制界面也应该越来越人性化和简洁化，人们也逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。组态王软件是一种通用的工业监控软件，它把过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理与一体，实现最优化管理。它基于M

2、icrosoft Windows XP/NT2000操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布是大型集中监控管理系统的开发。它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。关键字：WinCC、组态王软件、工业监控AbstractThis design is based on SIMATIC WinCC and water temperature contro

3、l system, you can auto-complete of water storage and drainage features, and meet the needs of industrial production processes.SIMATIC WinCC is the first process monitoring systems with the latest 32-bit technology, openness and flexibility with good. With the development of science and technology, t

4、he industry increasingly higher level of automation of the production process, the corresponding requirements under its control interface should be more humane and simplicity of, people also come to realize that the original development of computer programming. Kingview software is a general industr

5、ial monitor software, it design, hands-on process control and plant resource management and integration, achieving optimal management. It is based on the Microsoft Windows XP/NT2000 operating system, the user can at all levels of the corporate network wherever it can get real time information system

6、. Using the kingview software development industry to monitor the project, can greatly enhance user control, to improve productivity and efficiency, improve product quality, reduce costs and raw material consumption. It is suitable for production and operations management from a single device and tr

7、oubleshooting to the network structure is the distribution of the large concentrated monitoring system development.It to a standard industry computer software and hardware platforms constitute integrated system to replace the traditional closed systems.Keywords: WinCC, kingview software, industrial

8、monitor20 / 24文档可自由编辑打印目录1 概述41.1 组态软件WinCC介绍41.2 总体设计思想52 创建项目52.1 创建单用户项目liu52.2 Wincc项目管理器介绍62.3 内部变量、过程界面组态82.3.1 建立内部变量82.3.2 过程界面的创建83 过程值归档、趋势和表格及统计113.1 变量记录113.2 趋势画面123.3 表格画面124 组态报警144.1报警记录144.2 组态模拟量报警164.3 报警显示175 多画面切换196 总结21参考文献22致谢231 概述1.1 组态软件WinCC介绍组态软件是数据采集监控系统SCADA（Supervisor

9、y Control and Acquisition）的软件平台工具，是工业应用软件的一个组成部分。它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早期单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。随着组态软件自身以及控制系统的发展，监控组件部分地与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分发挥作用的舞台。西门子视窗控制中心SIMATIC WinCC(Windows Control Center)是HMI/SCADA软件中的后起之秀，在设计思想上，SIMATIC WinCC秉承了西门子公司博大精深的企业文化理念，性能最全面、技术最先进、系统最开放的HMI/SCADA软件是Wi

10、nCC开发者的追求。WinCC是按世界范围内使用的系统进行设计的，因此从一开始就适合于世界上各主要制造商生产的控制系统。WinCC确保了与SIMATIC S5，S7和505系列的PLC连接的方便和通讯的高效。同时，WinCC具有强大的标准接口，如OLE，ActiveX和OPC，可以方便的与其他应用程序交换数据。提供了ANSI-C和VB脚本，具有大量的向导来简化组态工作。WinCC是基于多语言设计的，可以在多种语言之间进行选择，也可以在系统运行时选择所需要的语言。1.2 总体设计思想本设计采用的是WinCC V6.0组态软件，项目管理器支持的组态工具包括变量管理、画面生成、组态消息系统的编辑器、

11、过程值存档、报表系统、脚本建立、用户管理系统等。（1） 在图形编辑器中分别创建主画面、过程画面、报警画面、趋势画面、表格画面；（2） 变量管理中建立所需变量，变量记录中完成变量的归档；（3） 报警记录中完成所需报警变量的归档和设置；（4） 全局脚本中可以完成脚本的编写。2 创建项目2.1 创建单用户项目liu首次运行Wincc时，会出现一个对话框，从中可以选择建立新项目，新项目的类型包括单用户项目、多用户项目和客户机项目三种。这里选择单用户项目，并单击“确定”，再出现的“创建新项目”对话框中，定义项目名称为“liu”和项目目录d:wincc，此两项内容可以根据自己需要自行定义。图2-1 创建单

12、用户项目2.2 Wincc项目管理器介绍WinCC项目管理器（WinCC Explorer）是WinCC的核心，用于项目管理和访问所有WinCC组件。项目的建立过程中，由它提供变量管理、启动用于基本系统和所安装选件的专门编辑器，保证高效地创建一个理想的项目。项目管理器支持的组态工具包括变量管理、画面生成、组态消息系统的辑器、过程值存档、报表系统、脚本建立、用户管理系统等。打开Wincc项目管理器如图2-2所示，实际窗口内容根据配置情况有细微差别。窗口的左边为浏览窗口，包括所有已安装的Wincc组件。有子文件夹的组件在其前面标有“+”，单击此符号可显示此组件下的子文件夹。窗口右边显示左边组件或文

13、件夹所对应的元件。图2-2 Wincc项目管理器在本次设计中，我们主要用到了以下几个编辑器，下面将它们的功能做一下简要介绍。计算机：计算机属性设置；变量管理：管理项目中使用的变量和通讯驱动程序；图形编辑器：图形系统的组态软件，是用于创建过程画面的编辑器；报警记录：分为组态系统和运行系统两个组件，组态系统为报警记录编辑器，报警记录定义显示何种报警、报警的内容、报警的时间。使用报警记录组态系统可对报警消息进行组态，以便将其以期望的形式显示在运行系统中。报警记录的运行系统主要负责过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认。全局脚本：使用ANSI-C及VBS来创建并编辑函数及动作，通过脚本对项目进行组态

14、，函数和动作均在编辑窗口中进行写入和编辑，只有在所要编辑的函数或动作已经打开时，它才是可见的。每个函数或动作都将在自己的编辑窗口中打开，可同时打开多个编辑窗口。在导航窗口中单击“计算机”，在右边窗口中将显示与用户的计算机名一样的计算机服务器。右击此计算机，在快捷菜单中选择“属性”菜单项，在随后打开的对话框中，“启动”项中可设置Wincc运行时的属性。在此设计中，因为要运行全局脚本、报警、报表，所以要选中全局脚本运行系统、报警记录运行系统、变量记录运行系统、报表运行系统和图形运行系统，在以后的组态过程中就不用再去激活。启动项选择，如图2-3所示。 图2-3 启动项选择2.3 内部变量、过程界面组

15、态2.3.1 建立内部变量此次设计中需要对水位和水温进行监控并完成报警功能，所以需要在变量管理中建立内部变量a_tank100、a_value255，变量类型均为无符号8位，范围分别为0100和0255。有开关控制阀门的开、合和指示灯的颜色变化，所以需要新建二进制变量a_binary。若使用全局脚本使画面完成自动动态化，则程序中还需要一个中间变量，因此需要新建无符号8位变量a_option。以上变量均是Wincc内部变量，建立方法：在Wincc项目管理器中左边的浏览窗口中单击“变量管理”，其前面会出现一个“+”号，单击该加号，再右键单击出现的“内部变量”“新建变量” 在出现的“变量属性”对话框

16、“常规”选项中的“变量属性”栏里可以输入变量的名称和选择变量的数据类型，然后单击“确定”，即完成变量的新建。新建变量，如图2-4所示。图2-4 新建变量2.3.2 过程界面的创建第一步：右键单击Wincc项目管理器中的“图形编辑器”新建一个新的画面，重命名为Process.pdl；第二步：双击打开Process.pdl，出现图形编辑器的窗口。从编辑器右边对象面板/ActiveX控件中拖放两个WinCC SliderControl放到画布合适的地方；第三步：右键单击WinCC SliderControl选择“属性”“控件属性” ，将标题分别改为“水位”和“水温” 。将水位棒图和水温棒图的“范围最

17、大值”分别改为100和255。在“位置”选项上右键单击，选择“变量” 。在“变量项目”对话框中的“数据源”选为WinCC变量，分别为水位棒图和水温棒图动态关联内部变量a_tank100和a_value255，更新周期选为250ms。若要想改变所放对象或者控件的颜色，应首先将“属性”中“效果”选项中的“全局颜色方案”选为“否” ，然后再根据自己的需要及习惯设置它们的颜色。此处将背景颜色的透明度改为100，不显示滑块；第四步：从全局库Operation中的Toggle Button中选择On_Off_6，拖放到画布中，选中开关，右键单击，选择“属性”“用户定义1” ，将Toggle以变量的方法关联

18、二进制内部变量a_binary，更新周期为250ms；第五步：从全局库中PlantElements中拖放一个容器Tank，在其“属性”选项中的“用户定义1”中把“最大值”改为100，将Process用变量的方法动态关联内部变量a_tank100，更新周期为250ms；第六步：再从PlantElements的Valve选项中选择Valve1（2个），放置在画面中合适的位置，以动态对话框的形式给这两个阀门关联二进制变量a_binary。选中阀门，右键单击，选择“属性”“颜色”“背景颜色”，右键单击选中“动态对话框”，在出现的“动态值范围”对话框中的“数据类型”选为“布尔型”，然后在其“背景颜色”中

19、选择所需的颜色，在“是/真”中选择“蓝色”，在“否/假”中选择“灰色” ；阀门动态关联如图2-5所示。 图2-5 阀门动态关联第七步：从全局库中的Siemens HMI Symbol Library 1.4.1中“管道”选项中选择弯曲90度和短水平管，在从“泵”选项中选择“传统泵1” ，在“属性”中修改它们的各种属性；第八步：再从PlantElements中的Valve中选择Valve1，组合成进水排水系统。排出的水进入到水处理池中，水处理池选择全局库Siemens HMI Symbol Library 1.4.1中的“水和废水”选项中的“水处理3”。还可以从Siemens HMI Symbo

20、l Library 1.4.1中“自然”选项中添加土地和植物，使过程画面更加接近现实。第九步：在“窗口对象”中选择“圆形按钮” ，用作指示灯。右键单击该按钮，在“属性”中“字体”选项中修改文本，“效果”选项中“全局颜色方案”改为“否”。在“颜色”选项中的“背景颜色”以动态对话框的方法关联二进制内部变量a_binary，选择开关合上颜色为“红” ，开关打开颜色为“绿” ，单击“应用”即可。第十步：从标准对象中拖放一个静态文本框，右键选择“属性”，在“字体”选项中把其中的“文字”改为“水位水温监控系统” ，“字体”选为“宋体”（由于本机中没有华文行楷字体），“字体大小”为30,对齐方式均为“居中”

21、。“效果”选项中“全局颜色方案”改为“否” ，“颜色”中将“边框颜色”和“边框背景颜色”的“透明度”改为100。背景颜色、填充图案颜色和字体颜色根据自己喜欢可以自行定义，样式中填充图案可以自行选择。过程控制画面如下所示。图2-3 过程监控画面3 过程值归档、趋势和表格及统计3.1 变量记录打开Wincc项目管理器中的变量记录，在数据窗口中归档选项中右键选择归档向导过程值归档归档名称设为“Mydata” ，选择要归档的（过程）变量a_tank100 、a_value255、a_binary、a_option，并修改归档变量的默认值（右键属性），为归档周期2sec.，采集周期500ms。双击归档名

22、称，便可以出现归档的变量的信息，右键属性可以修改它们的属性。变量归档如图3-1所示。图3-1 变量归档3.2 趋势画面趋势控件可显示归档值，也可显示过程值，在图形编辑器中新建画面，重命名为“Trend.pdl”，双击打开。从对象面板的控件/ActiveX控件中拖放一个Wincc OnlineTrendControl趋势控件双击属性页。趋势组态画面，如图3-2所示。（1）趋势选项中添加新的趋势2，分别将趋势1和趋势2的对象名称改为“水位趋势”和“水温趋势”；（2）数据连接中的数据源均改为“归档变量”，变量名分别选择a_tank100和a_value255；（3）数值轴新添加数值轴2，对象名称分别

23、改为“水位轴”和“水温轴”，水温轴左对齐，水温轴右对齐；（4）趋势窗口和时间轴均只使用一个即可；图3-2 趋势组态画面3.3 表格画面在图形编辑器中新建画面，重命名为“Table.pdl”，双击打开。从对象面板的控件/ActiveX控件中拖放一个wincc OnlineTableControl趋势控件双击属性页。（1）数值列中新建数值数值列2，分别将数值列1和2的对象名称改为“水位”和“水温”；（2）数据连接中的数据源均改为“归档变量”，变量名分别选择a_tank100和a_value255。在此，我为趋势画面和表格画面分别添加了统计控件WinccRulerControl，双击该控件常规属性中

24、来源选择所组态控件的对象名称，此处为“控件1”，该控件类型会自动同时显示在类型区域中。表格组态画面，如图3-3所示。图3-3 表格组态画面4 组态报警4.1报警记录第一步：在Wincc项目管理器的左边浏览窗口中，右击“报警记录”组件，从快捷菜单中选择“打开”菜单项；第二步：单击报警记录编辑器的主菜单“文件”“选择向导”“选择向导”对话中双击“系统向导”，打开“系统向导”对话框中，单击“下一步”，在“系统向导：选择消息块”对话框中，选中“系统块”中的“日期，时间，编号”，选中“用户文本块”中的“消息文本，错误位置”，对于“过程值块”选中“无”，单击“下一步”，在打开的“系统向导：预设置类别”对话

25、框中选中“带有报警，故障和警告的类别错误（进入的确认）”，单击“下一步”，点击“完成”即可；第三步：组态报警消息和报警消息文本。在报警记录编辑器的表格窗口中组态，右键单击需要组态的报警消息，在出现的“单个消息”对话框中“文本”选项中，填写“信息文”、“消息文本”和“错误点”；第四步：组态报警消息的颜色，在运行系统中，不同类型消息的不同状态可以表示为不同的颜色，以便快速地识别出报警的类型和状态。在浏览窗口中双击“消息类别”单击“错误”在数据窗口中右击“报警”“属性”在打开的“类型”对话框中将组态不同的报警状态的文本颜色和背景颜色，如图4-1所示。图4-1 组态报警消息4.2 组态模拟量报警在组态

26、报警时可以对某一个过程值进行监控，并设定一个或者多个限制值。当过程值超过设定的限制值时所产生的报警成为模拟量报警。要使用模拟量报警必须先激活模拟量报警组件。单击报警记录编辑器上的菜单“工具”“附加项”，打开“附加项”对话框，激活复选项“模拟量报警”，单击“确定”按钮后，浏览器窗口的消息类别下面会出现一组件“模拟量报警”。组态模拟量报警的步骤。第一步：右击浏览窗口的“模拟量报警”“新建”，打开“属性”对话框，定义监控模拟量报警的变量和其它属性，选择需要组态的变量a_tank100和a_value255，单击“确定”按钮，关闭“属性”对话框。第二步：右击刚刚建立的在浏览窗口中的变量a_tank10

27、0“新建”打开“属性”对话框，选择“下限”，输入10，在“消息”栏中输入1作为消息编号，单击“确定”按钮。再次重复第二部中操作，只是选择“上限”，输入90，消息编号为2。按该步骤依次将变量a_value255的下限值和上限值设为50和200，消息编号分别设为3和4。模拟量报警属性设置，如图4-2所示。 图4-2 模拟量报警属性设置第三步：在表格窗口中对各个报警变量的属性进行设置，例如：对报警消息文本、错误点、上下限等进行设定。图4-3 组态好的模拟量报警4.3 报警显示通过使用报警控件，用户在组态时就可以获得高度的灵活性，因为希望显示的消息视图、消息行和消息块均可在图形编辑器中组态。在WinC

28、C运行系统中，报警事件将以表格的形式显示在画面中。在图形编辑器中新建画面，重命名为“Alarm.pdl”，双击打开，从对象面板的控件/ActiveX控件中拖一个WinCC AlarmControl控件到画布中，拖至满意尺寸后释放。双击打开它的属性页，在“消息列表”选项中选择需要的“消息块”，此处选择的是日期、时间、编号、消息文本和错误点；“统计列表”选项选择的内容同上。报警画面，如图4-4所示。图4-4 报警画面5 多画面切换将前面组态的各个单独画面（即Process.pdl, Trend.pdl, Table.pdl, Alarm.pdl）组态为一个主画面下的子画面，步骤如下。（1）新建主画

29、面Main.pdl，在图形编辑器中，分别添加智能对象图形对象，标准对象静态文本框(2个), 全局库displaysdisplaysDigital output（2个）,窗口对象按钮(5个), 智能对象画面窗口；（2） 添加“河南理工大学校徽”位图，具体步骤；智能对象图形对象，在弹出的“图形组态对话框”中使用“查找”来添加河南理工大学校徽，单击“确定”即可。（3）在静态文本框中添加标题“WinCC课程设计”，右键选择“属性”先将“效果”选项中“全局颜色方案”改为“否”，再依次改变设置“颜色”“边框颜色”和“边框背景颜色”的透明度均改为100，其余的背景颜色、填充图案颜色和字体颜色随意设置，此处依

30、次设为浅蓝色、黄色和深蓝色；（4）修改按钮文本，选中最上边的按钮，右键选择“属性” ，然后将“效果”选项里的“全局颜色方案”改为“否”，在“字体”选项里将文本改为“过程控制”，“颜色”选项你可以根据自己的喜好定义不同配色方案。当“属性”里的各个需要改变的参量组态完成后，再点击“事件”选项，选择“鼠标“鼠标动作”“动作”“直接关联”。在“源”中“常量”，选择对应的画面名称，赋给“当前画面的对象”“画面窗口”“画面名称”，在弹出的对话框中选择“Process.pdl”，单击“确定”。用鼠标依次点击剩余的四个按钮，按以上步骤进行组态，选择的画面名称依次为“Trend.pdl”、“Table.pdl”

31、、“Alarm.pdl” ；多画面切换按钮设置，如图5-1所示。 图5-1 多画面切换按钮设置 （5）在WinCC项目管理器中的“变量管理”右击“添加新驱动程序连接”，在出现的对话框中双击“system info”，然后再在“变量管理”上单击，出现新建驱动连接新建变量-time地址为“时间” ；（6）液晶显示当前系统时间，“属性”“输入/输出值”“输出值”关联“time” ，再把“数据格式”改为“字符串型” ；（8）“退出”按钮组态动态向导系统函数退出WinCC运行系统。多画面切换主显示窗口，如图5-2所示。图5-2多画面切换主显示窗口6 总结通过本次课程设计，使我对WinCC组态软件有了更深刻的了解和更熟练的应用。组态就是用应用软件中提供的工具、方法来完成工程中某一具体任务的过程。目前组态软件被广泛应用于工业控制领域。组态软件依据自身的过程数据库，下连各种硬件设备，并通过动态人机界面将采集处理的数据展现给用户，或者传递给其它应用程序。组态软件的出现，由于其预先提供了各种常用组件和相关设备驱动，一方面将监控系统设计的难度大为降低，开发相关系统的时间大为缩短，另一方面，由于可以自由连接多种设备，用户可以依据需要设计出成本最优的工程。组态软件在工业自动化领域应用十分广泛，随着工业信息化、