PLC技术培训班第讲WinCC组态软件介绍

2024/11/91第6讲：WinCC组态软件介绍作为完整的现代工业自动化系统，除了前面几讲中介绍的自动化控制装置PLC和现场总线产品、通信网络之外，HMI/SCADA（人－机接口/上位计算机监控和数据采集）系统，也是其重要的组成部分。HMI/SCADA系统对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑，处理事件报警和系统报警，提供多种数据通信驱动程序，完成各类报表的生成和打印输出。而且还给用户提供多种脚本语言，可以进行二次开发。还有对实时数据的归档和对历史归档数据的查讯功能等。2024/11/92WinCC组态软件介绍在20世纪末期，有多种性能完善的HMI/SCADA软件系统面世，例如，美国Intellution公司的iFIX组态软件（Intellution公司现已被GE-Fanuc

公司收购），Wonderware公司的Intouch

组态软件，还有PCSoft公司的WizconSCADA应用开发软件。德国西门子公司的SIMATICWinCC组态软件，也是这一类软件的优秀产品之一。这一讲将对SIMATICWinCC组态软件的功能、设计和应用作一介绍，如果读者想了解有关WinCC组态软件的更多内容，请参考SIMATICWinCC组态软件的详细使用手册。

2024/11/93

WinCC是在微软公司Windows2000和WindowsXP平台上的功能强大的HMI/SCADA（人－机接口/上位计算机监控和数据采集）系统。亦即，操作员和控制过程间的接口。对过程的实际控制是由自动化系统来实现的。用WinCC

实现操作员和自动化系统之间的通信。SIMATICWinCC

组态软件介绍2024/11/94WinCC项目开发和组态环境

为了开发和组态项目，WinCC提供了一组特殊的编辑器，由WinCC的浏览器（Explorer）访问这些编辑器。所提供的每一个编辑器能对WinCC某一个专门的子系统进行组态。WinCC的主要子系统有：•

图形系统

图形设计器是用来建立屏幕图形的编辑器；•

报警系统

命名报警登录的编辑器是用来组态报警的；2024/11/95WinCC项目开发和组态环境•

归档系统

用来对指定的数据进行归档的编辑器，取名标签登录；•

报告系统

报告设计器是用来编辑建立一个报告格式；•

通信系统

能直接在WinCC的浏览器中进行组态；所有的组态数据都存储在CS的数据库中。2024/11/96WinCC的实时运行通过应用实时运行软件（runtime）,操作员能运行和监视一个实际的过程，实时运行软件具有以下任务：•

读取存储在CS数据库中的数据；•

显示屏幕；•

与自动化系统通信；•

对当前的实时数据，例如，过程值和报警事件，进行归档；•

过程的实时运行，例如，指定设定值，激活、去激活过程。2024/11/97第1个WinCC

项目这一讲介绍WinCC的基本部件，以及通过一个简单的例子来解释怎样建立和编辑一个WinCC项目。

1.WinCC的部件WinCC的基本部件是组态软件和实时运行软件。WinCC浏览器是组态软件的核心。在WinCC浏览器中显示整个项目的结构以及项目的管理。为了开发和组态项目，提供了一组特殊的编辑器，由WinCC的浏览器访问这些编辑器。通过每一个编辑器，组态WinCC的一个特殊的子系统。应用实时运行软件，操作员能运行和监视过程。2024/11/98第1个WinCC

项目2.在WinCC内开发和组态项目

为了在WinCC内建立一个项目，步骤如下：(1)

启动WinCC。(2)

建立一个项目。(3)

选择和安装通信驱动。(4)

定义标签。(5)

建立和编辑过程屏幕。(6)

指定WinCC的实时性质。(7)

在WinCC实时运行下激活屏幕。(8)

应用仿真器测试过程屏幕。2024/11/99启动WinCC

点击Windows任务条的启动按钮，激活WinCC。或通过SIMATIC→WinCC→WindowsControlCenter6.0启动WinCC,如图6－1所如。2024/11/910建立一个项目

•

建立一个“单用户项目”（默认设置）；•

建立一个“多用户项目”；•

建立一个“客户机项目”；•

打开一个已经建立的项目。如果是第一次打开WinCC，会弹出一个对话框提供建立新项目的三个选择

2024/11/911建立Qckstart项目步骤

(1)选择“单用户项目”，点击“OK”。

(2)输入Qckstart项目名称并选择项目路径。如果有必要，可以重新命名子文件夹，否则这将作为给出的项目名称。如果要打开一个已经建立的项目，会显示一个打开的对话框，可以查找.mcp文件。在下一次WinCC启动时，将自动地打开最后工作的项目。如果在退出WinCC时，项目处于激活状态，则重新打开时，项目仍然是激活的。下图所示为WinCC浏览器。其对话框可能很淡，这与组态有关。2024/11/912WinCC浏览器对话框2024/11/913

WinCC浏览器对话框对话窗口的左边部分包含“导航”窗口，它引导进入个别的“项目步”。符号表示包含子文件夹。单击这一符号能打开和观察到子文件夹。对话框的右边部分，列出所选择的编辑器和文件夹中的文件。在WinCC浏览器窗口的左边，点击“计算机”图标。在窗口的右边部分，将看到以你的计算机命名的服务器计算机（NetBIOS）名。将光标指在该计算机上，单击鼠标右键，从显示的弹出菜单上选择属性（Properties）,在显示对话框中，可以设置WinCC实时运行的属性，包括在项目激活时，将启动哪些实时运行的部件，选择哪一种使用语言，用什么按钮进行“去激活”等。2024/11/914

增加通信驱动器

为了通过WinCC访问当前的自动化系统（PLC）的过程值，必须对WinCC和自动化系统之间的连接进行组态。由专门指定的通信驱动和通道来进行通信处理。WinCC对自动化系统的处理通道有SIMATICS5/S7/505以及其它独立制造商的通道。(1)为了加入一个通信驱动，将光标指在WinCC浏览器左边窗口中的标签管理器(TagManagement)上,单点击鼠标右键。(2)在弹出菜单上，选择“增加新的驱动项”（AddnewDriver）并单击该项目。2024/11/915

对WinCC项目Qckstart加入一个驱动器

2024/11/916对WinCC项目Qckstart加入一个驱动器(3)在对话框AddnewDriver中，选择所显示的驱动器中的某个驱动器。例如，SIMATICS7协议组，并单击Open按钮。在“标签管理器”的子文件夹中将会显示这一被选择的驱动器,如图6－3和图6－4所示。

(4)为了建立新的连接，单击所显示驱动器前面的图标，将会打开和显示所有存在的通道单元。通过通道单元，将建立起对多个自动化系统的逻辑连接，该逻辑连接通过这一通道单元进行通信。

(5)在通道单元MPI上，单击鼠标右键。

(6)在显示的弹出菜单上，单击进入“新的驱动器连接”（NewDriverConnection...）,如图6－4所示。2024/11/917对WinCC项目“Qckstart”;建立一个新的连接

2024/11/918对WinCC项目“Qckstart”;建立一个新的连接

在右面的属性对话框中，在名称场位置，写入“PLC1”。点击“OK”按钮。2024/11/919标签和标签组(TagsandTagGroups)

在WinCC中使用的标签，既可以表示一个实际值，例如，表示水箱中的填充水位，也可以是WinCC中的一个内部变量，这些变量是用来计算或仿真的。在WinCC和自动化系统之间进行数据交换的连接是过程标签（“外部标签”“externaltags”）。在WinCC中，每一个过程标签相应于所连接自动化系统存储器中的某一个过程值。在实时运行时，WinCC读过程值储存在自动化系统中的数据区，从而决定了过程标签的值。例如，一个水箱的填充水位是由水位传感器测量得到的，并储存在PLC中，通过一个连接（通信通道），填充水位值转移到WinCC中。2024/11/920对过程标签的标签分类管理

在内部标签文件夹中建立的标签（“内部标签”）不支持过程值。标签组用来对标签进行组织分类。为了改善分类的清晰程度，将全部标签分配成若干个标签组。2024/11/921对内部标签的标签分类管理

如果在WinCC浏览器中的标签管理节点没有被打开，则用鼠标双击打开它。在内部标签上点击鼠标右键。在显示的弹出菜单上，点击“新标签”项。2024/11/922对WinCC项目“Qckstart”;建立一个内部标签2024/11/923对WinCC项目“Qckstart”;建立一个内部标签

在标签属性对话框中，写入标签名”TankLevel”。在数据类型中，选择“无符号的16位值“。点击“OK“按钮，确认你的输入。所有已经建立的内部标签，将在WinCC浏览器窗口的右边列出。这一点表明建立一个标签是很容易的。对每一个需要加入的标签，简单地重复这些步骤就可以了。你也可以应用“复制”、“剪切”、“粘贴”等工具于标签。（对希望操作的标签）用这些命令时，需要点击鼠标右键，访问弹出菜单来实现，2024/11/924对WinCC项目“Qckstart”;一个内部标签的属性

2024/11/925建立一个标签组

标签组，例如，能够配置以下的逻辑连接。为了建立一个新的标签组，在先前建立的连接处，点击鼠标右键。在显示的弹出菜单中，点击写入“新的组”（Entry“NewGroup”）。2024/11/926建立一个标签组2024/11/927建立一个标签组在标签组属性对话框中，在名称场区域，写入组名。点击“OK”按钮，确认你的输入。在路径PLC1下，将显示你建立的标签组。2024/11/928对WinCC项目“Qckstart”;建立一个过程标签

2024/11/929对WinCC项目“Qckstart”;建立一个过程标签

在你建立过程标签之前，你必须安装一个驱动器和组态一个连接。已经建立的内部标签，能够用“复制”和“粘贴”的方法，复制到一个新的连接上。注意，标签只能用“复制”和“粘贴”命令，放置到一个连接上。标签不能用“拖动”方法放置到连接上。为了建立一个过程标签，在先前建立的连接处，点击鼠标右键。在显示的弹出菜单中，点击写入“新标签”（Entry“NewTag”）。2024/11/930

对WinCC项目“Qckstart”;过程标签属性

2024/11/931对WinCC项目“Qckstart”;过程标签属性

）

在PLC中指定一个地址WinCC的标签分配在PLC的数据区域，而且必须按一定的方法，寻址这一地址。寻址的类型和通信对象的类型有关。点击“选择”按钮（位于地址场的下一个位置），显示地址属性对话框。从数据区的列表对话框中，选择数据区“标志”（“Flag”）。检查那一个地址类型“字”和地址“0”已经被设置。2024/11/932对WinCC项目“Qckstart”;指定一个地址

点击“OK”按钮。

2024/11/933对WinCC项目“Qckstart”;指定线性标度

2024/11/934对WinCC项目“Qckstart”;指定线性标度

如果希望显示的过程值和PLC提供的过程值不同，则需要用线性标度来转换。这时过程值自身并没有改变。线性标度只有过程标签可以使用。选择“线性标度”检查对话框。这里允许有两个输入场，“过程值范围”输入场和“标签值范围”收入场。指定过程值范围（例如，从－20到＋20），以及标签值范围（例如，从0到100）。注意：如果你在过程值范围内，使用的是带“正”和“负”的数，则在数据类型中要指定带符号的标签，“符号”在“格式适配器”（“FormatAdaptation”）中选择。2024/11/935建立过程屏幕

实时描绘过程的屏幕是用图形系统来建立的。通过本章节的学习，你将学会设计一个过程屏幕，以及能自由地有效的运行它。为了建立一个新的屏幕，需要打开图形设计器，处理如下：建立一个过程屏幕(CreatingaProcessScreen)在WinCC浏览器窗口的左边，用鼠标右键点击“图形设计器”，访问其弹出菜单。在弹出菜单上，点击“新的图形”（“NewPicture”）。以“NewPdlo.pdl”命名的图形文件（“.pdl”=“PictureDescriptionFile”）将被建立，并且将在WinCC浏览器窗口的右边部分显示出来。2024/11/936对WinCC项目“Qckstart”;建立一个新的屏幕

2024/11/937对WinCC项目“Qckstart”;建立一个新的屏幕在WinCC浏览器窗口的右边部分，用鼠标右键点击“NewPdlo.pdl”。在弹出菜单上，点击“重新命名图形”（“RenamePicture”）。在跟随出现的对话框中，输入“START.pdl”。建立第二个过程屏幕(CreatingasecondProcessScreen)用简单地重复上述步骤，建立第二个屏幕，取名“SAMPLE.pdl”。打开图形设计器(OpeningtheGraphicsDesigner)

为了打开图形设计器和观察屏幕“START.pdl”，双击WinCC浏览器窗口右边部分的文件“START.pdl”。另一种方法是用鼠标右键点击文件“START.pdl”，然后从弹出菜单中，选择“打开图形”。2024/11/938图形设计器2024/11/939一旦你已经打开了图形设计器，你能看到类似于下图的说明。为了优化你的工作空间，我们建议配置好上图所提供的各种菜单栏和样板。为了重新定位目标和格式样板，当保持鼠标左键压下的同时，拖动这些样板到绘图空间。为了做到这一点，鼠标的指针必须指在样板桢上。保持鼠标指针一直在样板桢上（鼠标指针会变成黑色的双箭头），保持鼠标按钮一直压下，拖动样板桢到所希望的位置。图形设计器2024/11/940调色板（ColorPalette）可以用调色板，将颜色分配到所选择的目标上。除了16种标准颜色外，你还能定义用户自选的颜色。目标样板（ObjectPalette）目标样板包含有标准目标（多角形、椭圆、矩形等），智能目标（OLE控件、OLE单元、I/O场等），以及窗口目标（按钮、检查框等）。风格样板（StylePalette）风格样板用来改变所选择目标的“表现性”。它和目标有关，你能通过它改变线条或边框的类型、线条或边框的宽度、线条终端的式样或填充的格式。图形设计器2024/11/941准直样板（AlignmentPalette）

准直样板允许你改变一个或多个目标的绝对位置，改变所选择目标相对于每一个其它目标的位置，或者统一若干个目标的高度和宽度。缩放样板（ZoomPalette）应用缩放样板可以对一个激活的窗口设置缩放因子（百分数％）。通过按钮能选择设置若干默认的缩放因子。菜单条（MenuBar）菜单条包含所有图形设计器的菜单命令。凡是当前没有被激活的命令在菜单条上呈灰色。图形设计器2024/11/942工具条（ToolBar）工具条包含能快速实现的常用的命令按钮。字形样板（FontPalette）字形样板能用来改变文本目标的字体、尺寸大小和颜色，以及标准目标的线条颜色。分层条（LayerBar）用分层条可以选择观察分层的图形目标，最多可达32个分层。默认的选择是第0层。为了学习有关所显示目标的更多的内容，首先点击图标，然后点击所希望选择的目标。有关的附加信息，请参考WinCC信息系统或WinCCV6用户手册。图形设计器2024/11/943过程屏幕

作为我们的第一个项目，我们将建立一个表示Atlanta供水的水箱。在WinCC的图形库中，能够找到在我们的过程屏幕上所需要的全部图形目标。我们还需要一个按钮，一个静态文本和一个输入/输出场。2024/11/944对WinCC项目“Qckstart”;过程屏幕

2024/11/945首先，我们将组态一个按钮，用它在实时运行时，完成一个屏幕与另一个屏幕之间的切换。为了建立一个按钮，能在“START.pdl”和“.SAMPLE.pdl”两个屏幕之间进行触发转换，步骤如下：在屏幕“START.pdl“的目标样板上，选择“WindowsObject”→“Button”。在绘图空间上，用鼠标指针指向按钮，并保持鼠标左键压下，拖动按钮到所希望的位置。在释放按钮之后，按钮组态的对话框被打开。在文本场中写入，你希望将要切换至的屏幕名字，例如，“SAMPLE”。

建立一个按钮

2024/11/946点击图标，用鼠标在下一个场“改变图形”（“ChangePictureonMouseClick”）中，选择你希望切换至的屏幕。在下一个对话框中，双击屏幕名称“SAMPLE.pdl”。关闭“按钮组态”（“ButtonConfiguration”）对话框，并点击工具条上的图标，对组态屏幕“START.pdl”存盘保存。

建立一个按钮

2024/11/947

建立第二个按钮

为了在实时运行时，从屏幕“SAMPLE.pdl”，开关返回到启动屏幕。在“SAMPLE.pdl”屏幕上也需要组态一个按钮，用这个按钮开关返回到“START.pdl”屏幕。可以通过点击图标来打开屏幕“SAMPLE.pdl”，或者从WinCC浏览器，也能打开屏幕“SAMPLE.pdl”。2024/11/948

建立水箱在图形设计器的菜单条上，点击“View”→“Library”，或者点击工具条上的图标。这时会显示带有自己的工具条和目标文件夹的目标库。双击“全局库”（“GlobalLibrary”）,然后在窗口右边，打开“设备单元”（“PlantElement”）文件夹。双击文件夹“水箱”（“Tanks”）.点击“库工具条”（“LibraryToolbar”）上的图标，预览所有的“水箱”单元。2024/11/949

建立管线(CreatingthePiping)保持鼠标左键按下，拖动“Tank1”到绘图空间区。包围水箱的黑色边框的尺寸是可以修改的。将鼠标的指针定位在黑色边框上，保持鼠标左键压下，拖动“水箱”，改变其尺寸，一直到我们希望的大小，再释放鼠标。从“全局库”→“设备单元”→“管线－智能目标”（“GlobalLibrary”→“PlantElements”→“Pipes－SmartObjects”）,放置所需要的管线段到绘图空间区。从“全局库”→“设备单元”→“阀－智能目标”（“GlobalLibrary”→“PlantElements”→“Valves－SmartObjects”）,放置所需要的阀到绘图空间区。

2024/11/950

建立一个静态文本从目标样板中，选择“标准目标”→“静态文本”（“StandardObject”→“StaticText”）将目标定位在绘图空间区的右上角，保持鼠标左键压下，拖动至一个合适的尺寸。写入标题“AtlantaWaterSupply”(“立柱形供水箱”)。设置字形尺寸为“20”。为了做到这一点，可以点击工具条上的字形样板图标，从下拉菜单中选择“20”。为了调整文本桢的大小，点击文本以及拖动黑色框到所希望的大小尺寸。2024/11/951

“填充水位”的动态显示举例，将目标属性中的有关项与一个标签相联系，就能实现目标的动态显示。为了显示或改变目标的属性，对所选择的目标，用鼠标右键点击。在弹出菜单上，点击“属性”（“Properties”）。在目标属性窗口，能够对属性进行定义或改变属性。例如，你能够改变颜色和几何属性（例如，几何宽度或高度），以及设置最大值或最小值。2024/11/952

对WinCC项目“Qckstart”;显示目标属性

2024/11/953

PROFIBUS的报文格式

在窗口的左边，点击“标签分配”（“TagAssignment”）。在本项目中，已建立的标签“水箱水位”（“TankLevel”）将被设置（动态标记）为水箱的填充水位。在窗口的左边，用鼠标右键，点击“填充水位”行上的透明灯泡。从弹出菜单上选择“标签”（“Tag”）。2024/11/954

对WinCC项目“Qckstart”;连接一个标签

在“标签项目”（“Tags-Project”）对话框上，选择文件夹“所有标签列表”（“ListofallTags”）,点击标签“水箱水位”（“TankLevel”）项，再点击“OK”按钮。对话框上的透明灯泡将转变成绿颜色。在“更新当前周期”（“UpdateCycle(Current)”）列上，对“填充水位”（“FillLevel”）行，用鼠标右键点击显示周期（2秒）。在弹出菜单上，点击“确认更改”（“UponChange”）。默认的填充水位的最小和最大显示值，分别设置为0和100。2024/11/955

对WinCC项目“Qckstart”;连接一个标签

2024/11/956

对WinCC项目“Qckstart”;改变更新周期2024/11/957

WinCC项目“Qckstart”;动态目标的辨认

2024/11/958

建立一个I/O场和使I/O场动态化在过程屏幕上，包含有一个I/O场，本例中I/O场在填充液位显示的顶部。这一I/O场不仅用来显示“标签”的值，而且也用来改变“标签”的值。建立一个I/O场

(CreatinganI/OField)从目标样板上，点击选择“智能目标”→“I/O场”（“SmartObjects”→“I/OField”）。将“I/O场”定位在绘图空间位置，保持鼠标左键压下，拖动“I/O场”至一个合适的尺寸。随后，将会显示一个“I/O场组态”的对话框。为了选择一个“标签”，点击图标，在下面的对话框中，从内部标签文件夹里边，选择标签“水箱水位”（“TankLevel”）。2024/11/959

对WinCC项目“Qckstart”;组态一个I/O场选择“500ms”作为刷新周期。为了做到这一点，点击“刷新场”边上的箭头，从下拉菜单的列表中选择“500ms”。点击“OK”按钮。

2024/11/960

使“I/O场”动态化

在目标属性窗口中，能够改变“I/O场的属性”用鼠标右键，点击刚才建立起来的“I/O场”。在弹出菜单中，点击进入“属性”。在窗口的左边，点击属性“极限”。在窗口的右边，双击“低限值”（“LowlimitValue”）。在对话框中，键入“0”，点击”OK”按钮。在窗口的右边，双击“高限值”（“HighlimitValue”）。在跟随的对话框中，键入“100”，点击”OK”按钮。点击图标，保存屏幕“START.pdl”,然后，将图形设计器最小化。

2024/11/961

定义实时性能

下一步，我们将定义项目运行的实时性能。另外，还包括对实时显示的观察。处理如下：在WinCC浏览器窗口的左边，点击“计算机”（“Computer”）。在WinCC浏览器窗口的右边，用鼠标右键点击“计算机名”。在弹出菜单上，点击输入“属性”。点击“图形实时”条。在这里我们能够定义，想要观察的实时显示。为了选择一个启动屏幕，点击“浏览”（“Browse”）按钮,以及选择屏幕“START.pdl”,然后点击“OK”按钮。2024/11/962

在“窗口属性”（“WindowAttributes”）项中，激活