组态软件概述(1)

1、Automation Training for WinCCWinCCWinCC概述概述王兵王兵Wincc2Automation Training for WinCC主要内容主要内容组态软件的产生与发展组态软件的产生与发展组态软件的特点组态软件的特点 当前的组态软件当前的组态软件 WinCC概述概述 Wincc3Automation Training for WinCC一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展1.工业过程控制系统的发展工业过程控制系统的发展 20世纪世纪40年代，多数工业生产过程处于手工操作状年代，多数工业生产过程处于手工操作状态，人们主要凭经验、用手工方式去控制生产过程

2、。如态，人们主要凭经验、用手工方式去控制生产过程。如生产过程中的关键参数靠人工观察，生产过程中的操作生产过程中的关键参数靠人工观察，生产过程中的操作也靠人工去执行，劳动生产率是很低的。也靠人工去执行，劳动生产率是很低的。 Wincc4Automation Training for WinCC50年代前后，一些工厂企业的生产过程实现了仪表化和年代前后，一些工厂企业的生产过程实现了仪表化和局部自动化。此时，生产过程中的关键参数普遍采用仪局部自动化。此时，生产过程中的关键参数普遍采用仪表（多数为气动仪表）等进行显示；进入表（多数为气动仪表）等进行显示；进入60年代，随着年代，随着工业生产和电子技术的

3、不断发展，开始大量采用气动、工业生产和电子技术的不断发展，开始大量采用气动、电动单元组合仪表甚至组装仪表对关键参数进行指示，电动单元组合仪表甚至组装仪表对关键参数进行指示，计算机控制系统开始应用于过程控制，实现直接数字控计算机控制系统开始应用于过程控制，实现直接数字控制和设定值控制等。制和设定值控制等。 一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc5Automation Training for WinCC 70年代，随着计算机的开发、应用和普及，对全年代，随着计算机的开发、应用和普及，对全厂或整个工艺流程的集中控制成为可能。厂或整个工艺流程的集中控制成为可能。 集散控制系统是把

4、自动化技术、计算机技术、通集散控制系统是把自动化技术、计算机技术、通信技术、故障诊断技术、冗余技术和图形显示技术融信技术、故障诊断技术、冗余技术和图形显示技术融为一体的装置为一体的装置 数据通道数据通道控制单元控制单元1控制单元控制单元2多路采集器多路采集器网络接口网络接口去上级网去上级网其它系统其它系统操作计算机操作计算机1组态计算机组态计算机一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc6Automation Training for WinCC 在组态软件出现之前，大部分用户是通过第三方在组态软件出现之前，大部分用户是通过第三方软件（如软件（如VB、VC、DELPHI、PB甚

5、至甚至C等）编写人机等）编写人机交互界面（交互界面（Human Machine Interface，HMI），这样），这样做存在着开发周期长、工作量大、维护困难、容易出做存在着开发周期长、工作量大、维护困难、容易出错、扩展性差等缺点。错、扩展性差等缺点。 世界上第一款组态软件世界上第一款组态软件InTouch在在20世纪世纪80年代年代中期由美国的中期由美国的Wonderware公司开发。公司开发。 一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc7Automation Training for WinCC 组态软件类似于组态软件类似于“自动化应用软件生成器自动化应用软件生成器”，根

6、，根据其提供的各种软件模块可以积木式搭建人机监控界据其提供的各种软件模块可以积木式搭建人机监控界面，不仅提高了自动化系统的开发速度，也保证了自面，不仅提高了自动化系统的开发速度，也保证了自动化应用的成熟性和可靠性。动化应用的成熟性和可靠性。 一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc8Automation Training for WinCC2. 组态软件的定义组态软件的定义 组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件，即和监控软件，即SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition

7、）软件，亦称人机界面或）软件，亦称人机界面或HMI/MMI（Human Machine Interface/Man Machine Interface）软件，在国内通常称为软件，在国内通常称为“组态软件组态软件”。 一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc9Automation Training for WinCC 组态软件从总体结构上看一般都是由系统开发环组态软件从总体结构上看一般都是由系统开发环境（或称组态环境）与系统运行环境两大部分组成。境（或称组态环境）与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实时系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是

8、实时数据库。数据库。组态环境：组态环境：组态生成组态生成应用系统应用系统运行环境：运行环境：解释执行解释执行组态结果组态结果实时数据库实时数据库：组态结果：组态结果一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc10Automation Training for WinCC3. 组态软件的功能组态软件的功能 作为通用的监控软件，所有的组态软件都能提供作为通用的监控软件，所有的组态软件都能提供对工业自动化系统进行监视、控制、管理和集成等一对工业自动化系统进行监视、控制、管理和集成等一系列的功能，同时也为用户实现这些功能的组态过程系列的功能，同时也为用户实现这些功能的组态过程提供了丰富和

9、易于使用的手段和工具。提供了丰富和易于使用的手段和工具。 利用组态软件，可以完成的常见功能有：利用组态软件，可以完成的常见功能有： （1）读写不同类型的）读写不同类型的PLC、仪表、智能模块和板卡，、仪表、智能模块和板卡，采集工业现场的各种信号，对工业现场进行监视和控采集工业现场的各种信号，对工业现场进行监视和控制。制。（2）可以以图形和动画等直观形象的方式呈现工业现）可以以图形和动画等直观形象的方式呈现工业现场信息。场信息。一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc11Automation Training for WinCC（3）可以将控制系统中的紧急工况（如报警等）及时）

10、可以将控制系统中的紧急工况（如报警等）及时通知给相关人员，使之及时掌控自动化系统的运行状通知给相关人员，使之及时掌控自动化系统的运行状况。况。（4）可以对工业现场的数据进行逻辑运算和数字运算）可以对工业现场的数据进行逻辑运算和数字运算等处理，并将结果返回给控制系统。等处理，并将结果返回给控制系统。（5）可以对从控制系统得到的以及自身产生的数据进）可以对从控制系统得到的以及自身产生的数据进行记录存储。行记录存储。（6）可以将工程运行的状况、实时数据、历史数据、）可以将工程运行的状况、实时数据、历史数据、警告和外部数据库中的数据以及统计运算结果制作成警告和外部数据库中的数据以及统计运算结果制作成报

11、表，供运行和管理人员参考。报表，供运行和管理人员参考。一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc12Automation Training for WinCC（7）可以提供多种手段让用户编写自己需要的特定功）可以提供多种手段让用户编写自己需要的特定功能，并与组态软件集成为一个整体运行。大部分组态能，并与组态软件集成为一个整体运行。大部分组态软件提供通过软件提供通过C脚本、脚本、VBS脚本等来完成此功能。脚本等来完成此功能。（8）可以为其它应用软件提供数据，也可以接收数据，）可以为其它应用软件提供数据，也可以接收数据，从而将不同的系统关联和整合在一起。从而将不同的系统关联和整合在

12、一起。（9）多个组态软件之间可以互相联系，提供客户端和）多个组态软件之间可以互相联系，提供客户端和服务器架构，通过网络实现分布式监控，实现复杂的服务器架构，通过网络实现分布式监控，实现复杂的大系统监控。大系统监控。一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc13Automation Training for WinCC（10）可以将控制系统中的实时信息送入管理信息系）可以将控制系统中的实时信息送入管理信息系统，也可以反之，接收来自管理系统的管理数据，根统，也可以反之，接收来自管理系统的管理数据，根据需要干预生产现场或过程。据需要干预生产现场或过程。（11）可以对工程的运行实现安全

13、级别、用户级别的）可以对工程的运行实现安全级别、用户级别的管理设置。管理设置。（12）可以开发面向国际市场的，能适应多种语言界）可以开发面向国际市场的，能适应多种语言界面的监控系统，实现工程在不同语言之间的自由灵活面的监控系统，实现工程在不同语言之间的自由灵活切换，是机电自动化和系统工程服务走向国际市场的切换，是机电自动化和系统工程服务走向国际市场的有利武器。有利武器。（13）可以通过因特网发布监控系统的数据，实现远）可以通过因特网发布监控系统的数据，实现远程监控。程监控。 一、组态软件的产生与发展一、组态软件的产生与发展Wincc14Automation Training for WinCC

14、(1)功能强大功能强大(2)简单易学简单易学(3)扩展性好扩展性好(4)实时多任务实时多任务二、组态软件的特点二、组态软件的特点 Wincc15Automation Training for WinCC三、当前的组态软件三、当前的组态软件 1.国外组态软件国外组态软件（1）InTouch（2）iFIX（3）Citect（4）WinCC（5）RSView32（6）TraceModeWincc16Automation Training for WinCC2.国内组态软件国内组态软件（1）组态王）组态王（2）力控）力控（3）WebAccess此外，国内的组态软件还有此外，国内的组态软件还有MCGS，

15、Controx（开物），易控，杰控（开物），易控，杰控（Fame View），世纪星），世纪星以及紫金桥组态软件等。以及紫金桥组态软件等。三、当前的组态软件三、当前的组态软件 Wincc17Automation Training for WinCC四、四、 WinCC概述概述 SIMATIC WinCC（Windows Control Center，视窗控制中心），是西门子在自动化领域中的先进技视窗控制中心），是西门子在自动化领域中的先进技术和术和Microsoft的强大功能相结合的产物。它有各种有的强大功能相结合的产物。它有各种有效功能用于自动化过程，是用于个人计算机上的，按效功能用于自动化

16、过程，是用于个人计算机上的，按价格和性能分级的人机界面和价格和性能分级的人机界面和SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统。可以容易的结）系统。可以容易的结合标准和用户程序生成人机界面，准确的满足实际要合标准和用户程序生成人机界面，准确的满足实际要求。求。 Wincc18Automation Training for WinCC WinCC集成了集成了SCADA、组态、脚本、组态、脚本(Script)语言和语言和OPC等先进技术，为用户提供了等先进技术，为用户提供了Windows操作系统操作系统(W1ndows 2000或或XP)环境下

17、使用各种通用软件的功环境下使用各种通用软件的功能，它继承了西门子公司的全集成自动化能，它继承了西门子公司的全集成自动化(TIA)产品产品的先进技术和无缝集成的特点。的先进技术和无缝集成的特点。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc19Automation Training for WinCC什么是OPCOPC全称是全称是OLE for Process Control，它的出现为基于，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。OPC出现以前，为了存取现场设备的数据信息，每一个出现以前，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件

18、开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。标准应运而生。Wincc20Automation T

19、raining for WinCC WinCC运行于个人计算机环境，可以与多种自动化运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。 用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂

20、、形象直观的操作环境，不仅缩短了软者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。件设计周期，而且提高了工作效率。 WinCC的另一个特点在于其整体开放性，它可以方的另一个特点在于其整体开放性，它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。用户也可将界面，满足实际需要。用户也可将WinCC作为系统扩展作为系统扩展的基础，通过开放式接口，开发其自身需要的应用系统。的基础，通过开放式接口，开发其自身需要的应用系统。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc21Automation T

21、raining for WinCCWinCC Explorer系统控制器系统控制器. . .数据管理器数据管理器CS文本库文本库RTCS访问保护访问保护RTS7S5CS变量管理过程数据变量管理过程数据RTCSRT报警记报警记录录选项选项RTCSCS图形图形RTCSRT报表设报表设计器计器CSRT全局脚本全局脚本CSRT变量记录变量记录RT DBDB1. WinCC的体系结构的体系结构 四、四、 WinCC概述概述 Wincc22Automation Training for WinCCanzahl ()float zaebeginif wert 0 begom zae = zae + 1 en

22、dend编程接口编程接口PLC通讯通讯Protokolle报表编辑器报表编辑器（报表系统）报表系统）变量记录变量记录（存档）存档）Ventil geschlossenKlappe zuMotor ein报警记录报警记录（消息系统）（消息系统）标准接口标准接口过程可视化过程可视化四、四、 WinCC概述概述 Wincc23Automation Training for WinCC WinCC以开放式的组态接口为基础，开发了大以开放式的组态接口为基础，开发了大量的量的WinCC选件（选件（Options，也称选项，来自于西门，也称选项，来自于西门子自动化与驱动集团）和子自动化与驱动集团）和WinC

23、C附件（附件（Add-ons，来自西门子内部和外部合作伙伴），主要包括以下来自西门子内部和外部合作伙伴），主要包括以下部件：部件： 四、四、 WinCC概述概述 Wincc24Automation Training for WinCC（1）服务器系统）服务器系统 （2）冗余系统）冗余系统（3）Web浏览器浏览器（4）用户归档）用户归档（5）开放式工具包）开放式工具包（6）WinCC/DatMonitor（7）WinCC/ProAgent（8）WinCC/Connectivity Pack（9）WinCC/IndustrialDataBridge（10）WinCC/IndustrialX（11）

24、SIMATIC WinBDE四、四、 WinCC概述概述 Wincc25Automation Training for WinCCWinCC不是孤立的软件系统，它时刻与以下系统集成不是孤立的软件系统，它时刻与以下系统集成在一起：在一起：与自动化系统的无缝集成与自动化系统的无缝集成与自动化网络系统的集成与自动化网络系统的集成与与MES系统的集成系统的集成与相应的软硬件系统一起，实现系统级的诊断功能与相应的软硬件系统一起，实现系统级的诊断功能WinCC不仅是可以独立使用的不仅是可以独立使用的HMI/SCADA系统，系统，而且是西门子公司众多软件系统的重要组件。比如，而且是西门子公司众多软件系统的重

25、要组件。比如，WinCC是西门子公司是西门子公司DCS系统系统PCS7的人机界面核心组的人机界面核心组件，也是电力系统监控软件件，也是电力系统监控软件PowerCC和能源自动化系和能源自动化系统统SICAM的重要组成部分。的重要组成部分。四、四、 WinCC概述概述 Wincc26Automation Training for WinCC2. WinCC的性能特点的性能特点 （1）创新软件技术的使用。）创新软件技术的使用。 （2）包括所有）包括所有SCADA功能在内的客户机功能在内的客户机/服务器系统。服务器系统。 （3）可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂任务。）可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂

26、任务。 （4）众多的选件和附件扩展了基本功能。）众多的选件和附件扩展了基本功能。 （5）使用）使用Microsoft SQL Server作为其组态数据和归档作为其组态数据和归档数据的存储数据库。数据的存储数据库。（6）强大的标准接口（如）强大的标准接口（如OLE，ActiveX和和OPC）。）。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc27Automation Training for WinCC（7）使用方便的脚本语言。）使用方便的脚本语言。 （8）开放）开放API编程接口可以访问编程接口可以访问WinCC的模块。的模块。 （9）具有向导的简易（在线）组态。）具有向导的简易（在线）组态。

27、（10）可选择语言的组态软件和在线语言切换。）可选择语言的组态软件和在线语言切换。（11）提供所有主要）提供所有主要PLC系统的通讯通道。系统的通讯通道。（12）与基于）与基于PC的控制器的控制器SIMATIC WinAC紧密连接，紧密连接，软软PLC/插槽式插槽式PLC和操作、监控系统在一台和操作、监控系统在一台PC机上相结机上相结合无疑是一个面向未来的概念。合无疑是一个面向未来的概念。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc28Automation Training for WinCC（13）全集成自动化）全集成自动化TIA（Totally Integrated Automation）的

28、部件。）的部件。 （14）SIMATIC PCS7过程控制系统中的过程控制系统中的SCADA部件，部件，如如SIMATIC PCS7是是TIA中的过程控制系统；中的过程控制系统；PCS7是结是结合了基于控制器的制造业自动化优点和基于合了基于控制器的制造业自动化优点和基于PC的过程工的过程工业自动化优点的过程处理系统。基于控制器的业自动化优点的过程处理系统。基于控制器的PCS7对过对过程可视化使用标准的程可视化使用标准的SIMATIC部件。部件。（15）集成到）集成到MES和和ERP中。中。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc29Automation Training for WinCC3

29、. WinCC的安装的安装 四、四、 WinCC概述概述 在安装在安装WinCC前应先安装前应先安装Microsoft消息队列服务消息队列服务（MSMQ）和）和SQL Server 2000；对于操作系统和；对于操作系统和IE浏浏览器也有一定的要求。览器也有一定的要求。 单用户系统应运行在单用户系统应运行在Windows2000 Professional SP2及以上版本、及以上版本、Windows XP Professional上，多用户系统上，多用户系统的的WinCC服务器推荐使用服务器推荐使用Windows 2000 Server SP2或或Windows 2000 Advanced S

30、erver SP2及以上。及以上。 WinCC V6.0要求安装要求安装Microsoft Internet Explorer 6.0 SP1及以上版本。及以上版本。 Wincc30Automation Training for WinCC4. WinCC的授权的授权 使用使用WinCC需要安装授权，授权类似一个需要安装授权，授权类似一个“电电子钥匙子钥匙”，用来保护西门子公司和用户的权益，没有，用来保护西门子公司和用户的权益，没有经过授权的软件是无法使用的。经过授权的软件是无法使用的。 WinCC基本系统分为完全版和运行版。完全版包基本系统分为完全版和运行版。完全版包括运行和组态版的授权，运行版仅有括运行和组态版的授权，运行版仅有WinCC运行的授运行的授权。权。 四、四、 WinCC概述概述 Wincc31Automation Training for WinCC 选项 n选项1WinCC 软件保护安装安装SI C OM PI P C R I 2 0SI EME N SWinCC卸装卸装安装授权之后，不能执行 SCANDISK、DEFRAG 或者 VIRENSCAN 命令，因为这样会使授权丢失。WinCC 和多级授权四、四、 WinCC概述概述 Wi