组态软件 技术 课件 基础 何小敏HMI_2.ppt

1、2007年9月6日,第2章WinCC组态软件简介,2.1WinCC系统综述2.2WinCC的SCADA基本功能2.3WinCCV6新特性2.4WinCC的安装,2007年9月6日,2.1WinCC系统综述,一WinCC系统综述（一）什么是WinCC？WinCC是在MicrosoftWindowsNT和Windows2000环境下的一种高效HMI系统，用于实现过程的可视化，并为操作员开发图形用户界面。WinCC是“WindowsControlCenter”（视窗自动化中心）的缩写。,2007年9月6日,通信,2007年9月6日,1操作员使用WinCC对过程进行观察，并以图形化的方式显示在屏幕上。

2、一旦过程的状态发生变化，屏幕显示便会随之刷新。2操作员使用WinCC对过程进行控制。3一旦出现临界过程状态，WinCC自动发出报警信号。4在使用WinCC进行工作时，既可以打印过程值，也可以对过程值进行电子归档。,作用,2007年9月6日,（二）WinCC的系统结构WinCC具有模块化的结构基本组件组态软件（CS）运行软件（RT）WinCC选项WinCC附加软件,按照使用环境划分,2007年9月6日,2007年9月6日,1组态软件（1）图形系统用于创建画面的编辑器，也称作图形编辑器。（2）报警系统对报警信号进行组态的过程，也称报警记录。（3）归档系统变量记录编辑器，用于确定对何种数据进行归档。

3、（4）报表系统用于创建报表布局的编辑器，也称作报表编辑器。（5）用户管理器用于对用户进行管理的编辑器。（6）通讯提供WinCC与SIMATIC各系列可编程控制器的连接。,2007年9月6日,2运行软件用户通过运行软件对过程进行操作和监控，主要执行下列任务：（1）读出已经保存在CS数据库中的数据；（2）显示屏幕中的画面；（3）与自动化系统通讯；（4）对当前的运行系统数据进行归档；（5）对过程进行控制。,2007年9月6日,2.2WinCC的SCADA基本功能,（一）用户接口和操作（二）图形系统（三）报警记录（四）归档系统（五）报表系统,2007年9月6日,（一）用户接口和操作1可组态的用户接口配

4、置标准、用户化的WinCC操作界面，保证生产过程的安全可靠，使操作员能够优化生产过程，其硬件配置主要包括键盘、鼠标和触摸屏等。画面总览表现为结构树的形式，并由画面树管理器（PictureTreeManager）管理。,2007年9月6日,2访问授权和用户管理可以禁止访问每一个生产过程、记录或WinCC的操作，以防止没有授权的存取，包括修改设定值、选择图形画面或从过程控制中调用组态软件。WinCC含有多达1000个不同的访问级别，可建立分级的访问保护，也可为个别用户提供唯一的用户访问权限。3语言切换每一个项目在组态时都可以指定10种运行（runtime）语言。,2007年9月6日,（二）图形系统

5、在组态工作中，图形系统用于创建并显示过程的画面,2007年9月6日,1图形系统的任务（1）显示静态画面和操作者可控制的画面元素，例如文本、图形或按钮等；（2）更新动态画面元素，例如根据过程值的变化修改棒图长度；（3）对操作员输入作出反应，例如单击按钮、或输入域中的文本输入等；2图形系统组件构成（1）图形编辑器是图形系统的组态组件，是用于创建画面的编辑器。（2）图形运行软件是图形系统的运行组件，显示运行系统中的画面上的图片，并管理所有的输入和输出。,2007年9月6日,3模块库模块库有助于用户高效创建用户画面，在组态期间采用拖放方式将模块库中的对象插入过程画面。（1）模块库含有大量的已预编译的对

6、象，这些对象根据相关主题（例如阀、电机、电缆、显示仪器等）进行排序。（2）用户自己创建的对象也可保存在项目库中，需要时可再次调出。,2007年9月6日,2007年9月6日,（三）报警记录1报警记录的任务报警记录编辑器负责消息的采集和归档，包括过程、预加工、表达式、确认及归档等消息的采集功能。报警系统给操作员提供关于操作状态和过程故障状态的信息，使操作员能了解早期阶段的临界状态。,2007年9月6日,2报警记录的组件构成（1）报警记录组态系统组件为报警记录编辑器，用来定义显示何种报警、报警的内容、报警的时间。（2）报警记录运行系统组件主要负责过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认。,2007年

7、9月6日,2007年9月6日,3报警的消息块（1）系统块（2）过程值块（3）用户文本块4报警的基本状态（1）已激活（2）已清除（3）已确认,2007年9月6日,5组消息在组态期间，一定数目的报警均可概括在一组报警中。6消息类型和等级将消息划分为16个类别，每个消息类别下还可以定义16种消息类型。7报警的归档短期归档和长期归档,2007年9月6日,（四）归档系统1归档系统的任务过程值归档的目的是采集、处理和归档工业现场的过程数据，所获得的过程数据可用于获取与设备的操作状态有关的管理和技术标准。归档系统除了用于过程值的处理外，还用于对报警进行归档。,2007年9月6日,2归档系统的组件（1）变量记

8、录是归档系统的组态组件，用于确定对哪些过程值进行归档以及何时归档。图形编辑器提供在线趋势控件和在线表格控件，在画面中显示过程值当前的发展进程，其中在线趋势控件提供图形显示，而在线表格控件提供表格显示。（2）变量记录运行系统是归档系统的运行系统组件，负责把运行系统中必须进行归档的过程值写入过程值归档，以及从过程值归档中读出已归档的过程值。,2007年9月6日,2007年9月6日,3归档的设置可用事件来启动和停止过程值归档。非周期、连续周期和可选择周期等。过程值归档：在组态过程值归档时，选择要归档的过程变量和存储位置；压缩归档：在组态压缩归档时，选择计算的方法和压缩的周期。,2007年9月6日,（

9、五）报表系统1报表系统的任务报表包括项目文档报表和运行系统数据报表：项目文档报表输出WinCC项目的组态数据，运行系统数据报表在运行期间输出过程数据。报表有下列基本类型：（1）报警消息顺序报表（2）报警归档报表（3）变量记录运行报表,2007年9月6日,2报表系统的组件（1）报表编辑器是报表系统的组态组件，包括页面布局编辑器和行布局编辑器。（2）报表运行系统是报表系统的运行系统组件3打印作业WinCC中的打印作业用于项目文档和运行系统文档的输出。在布局中对输出外观和数据源进行组态；在打印作业中对输出介质、打印数量、打印开始时间以及其他输出参数进行组态。,2007年9月6日,（六）通讯1通讯方式

10、WinCC与其它应用程序（例如MicrosoftExcel或SIMATICProTool）的通讯借助于OPC来实现，由WinCC提供集成的OPC服务器来完成，其它OPC服务器的数据也可通过OPC客户机由WinCC来接收。WinCC与自动化系统之间的通讯可以通过各自的过程总线（例如以太网或PROFIBUS）来实现，也可以由专门通讯驱动程序“通道”与SIMATICS5/S7/505等系列的PLC相连接。,2007年9月6日,2007年9月6日,2WinCC通讯的结构及原理WinCC使用变量管理器来处理项目产生的数据以及存储在项目数据库中的数据，其过程并不能为用户所见。WinCC的所有应用程序必须以

11、WinCC变量的形式从变量管理器中请求数据，这些应用程序包括图形运行系统、报警记录运行系统和变量记录运行系统等。,2007年9月6日,变量管理器管理运行时的WinCC变量，通过集成在WinCC项目中的通讯驱动程序从过程中取出请求的变量值。通讯驱动程序利用其通道单元构成WinCC与过程处理之间的接口，在大多数情况下其硬件连接是利用通讯处理器来完成的。WinCC通讯驱动程序使用通讯处理器向PLC发送请求消息，然后，通讯处理器将相应请求的回答发回WinCC。,2007年9月6日,3通道单元、逻辑链接、过程变量WinCC与自动化系统之间的通讯通过逻辑链接来实现，这些逻辑连接以分层方式排列成多个等级，每

12、个的等级都反映在WinCC资源管理器的分层结构上。通讯驱动程序位于最高等级，也称作通道；通道的通讯拥有一个或多个协议，协议用于确定所用的通道单元(例如“MPI”)，该通道单元和协议一起用来访问某个特定类型的自动化系统。,2007年9月6日,2007年9月6日,4运行系统中的通讯过程,2007年9月6日,2.3WinCCV6新特性,内容:延展性的加强Web功能的增强完整的数据归档功能IT功能和商务集成的优化新支持的开放性标准基本系统中新增的功能新选件,2007年9月6日,1.WinCCV6延展性的加强,.增加新的授权规格,.客户/服务器性能参数倍增,.从原来的归档方式到独立归档方式的转变,.We

13、b服务器也可以安装在WinCC客户端,2007年9月6日,2.WinCCV6新的授权规格,运行+组态(完全版),Complete128PowerTags,Complete256PowerTags,Complete1024PowerTags,Complete8000PowerTags,Complete65,536PowerTags,werack,256PowerPack(128),1024PowerPack(256),8,000PowerPack(1024),65,536PowerPack(8000),运行版,Runtime128PowerTags,Runtime256PowerTags,Run

14、time1024PowerTags,Runtime8000PowerTags,Runtime65,536PowerTags,werack,256PowerPack(128),1024PowerPack(256),8,000PowerPack(1024),65,536PowerPack(8000),2007年9月6日,3.WinCCV6更强的组态方式,对WinCC结点进行分类以及采取多客户端的方式，降低了工程化和维护的成本,多达32个WinCC客户端,多达12个WinCC服务器,自动化网络,局域网,WinCCWeb客户端,WinCCDatMonitor,局域网,2007年9月6日,4.WinCC

15、V6Web功能的增强,WinCC客户端,多达12个WinCC服务器,自动化网络,局域网内部网,WinCCWeb客户端,WinCCDatMonitor,局域网,WinCC客户端的Web服务器,2007年9月6日,WebNavigator访问WinCC客户端时，具有如下功能:访问全厂所有的服务器(包括冗余服务器)支持WinCC的用户管理系统支持WinCC的用户归档选件Web客户端具备简单的打印功能Web服务器现在可以安装在WinCC的客户端,WinCCV6Web功能的增强,2007年9月6日,5.WinCCV6新选件:WinCC/DatMonitorWebEdition,是显示和分析WinCC数据

16、的一套工具DatSymphony使用微软IE，监视和浏览WinCC画面(只读)DatWorkbook在MicrosoftExcel中将WinCC的归档数据和过程值进行记录，进而进行在线分析DatView以表格或曲线的方式在IE中显示归档数据的工具(包括导出的数据),2007年9月6日,6.WinCCV6完整的历史数据归档功能,Processdataarchivingandinformationinterchange,使用WinCC或任何其它任何软件进行数据分析和评估,长期归档,导出和备份,WinCCArchiveServer,数据压缩,2007年9月6日,WinCCV6完整的历史数据归档功能,

17、采集、归档、编辑和显示大量数据，如测量值、消息、报表集中式长期数据归档和分析可应用在：质量控制、长期归档、跟踪和回溯也应用在：生产和产品的优化评估、分析和显示成本和商务的优化,通过高性能的数据存储和分析实现商务的优化,2007年9月6日,WinCCV6完整的历史数据归档功能,WinCC客户端,从第1到第11WinCC服务器(可冗余),自动化网络(可冗余),局域网,WinCC中央归档服务器(可冗余),模块化使得由简到繁的配置都很容易实现,2007年9月6日,WinCCV6完整的历史数据归档功能,可以对过程值的归档以压缩方式进行存储在存储之前，可以求出最大、最小值，求和及计算平均值数据导出的概念系

18、统能够自动地将归档数据复制到外部介质上(网络上的其它计算机，CD刻录机，磁带)。导出可以用时间触发，也可以在数据量超过特定值时触发。导出的数据以后可以在WinCC中显示。,压缩后的归档,长期归档,过程值归档,2007年9月6日,7.WinCCV6IT功能和商务集成的优化,WinCC归档服务器,2007年9月6日,WinCCV6IT功能和商务集成的优化,在一个公司里影响IT功能和商务集成的关键性因素包括：连贯一致的数据存储方式支持标准接口对所有数据的一致性处理WinCC6.0版完全符合以上要求：以MicrosoftSQL2000这一标准数据库为中心，实现数据归档及不同公司应用程序间的信息交换针对

19、苛刻的工业使用环境进行设计(吞吐量，性能指标)对长期归档采取数据压缩和备份机制支持形式和规模不同的配置提供客户端上使用的选件和软件工具提供开放接口实现不同公司间应用的轻松集成,2007年9月6日,8.WinCCV6新支持的开放性标准,2007年9月6日,易于学习，程序有良好的容错性,WinCC集成了微软基于VB的运行期脚本语言集成了界面友好的编辑器优化过的方法使用微软标准的工具调试基于MicrosoftScriptingHost，在Windows2000,WindowsXP和WindowsME中自动具有该功能能够访问ActiveX控件和其它Windows应用的属性和方法,9.WinCCV6Vi

20、sualBasic脚本,2007年9月6日,WinCCV6VisualBasic脚本,WinCC使用VB脚本的例子:WinCC中实现动态化(图形编辑器中)WinCC对象的动态化、集成ActiveX控件通过MicrosoftOutlook发送电子邮件集成MicrosoftInternetExplorer集成AcrobatReader支持在线帮助联接Office应用(Excel,Word,Access)读写变量、启动报表连接数据库,通过简单地访问Microsoft标准应用来扩展WinCC的基本功能,2007年9月6日,10.WinCCV6VBA,是Microsoft用来拓宽标准应用的功能，以及对标

21、准应用进行客制化的解决方案通过其它应用程序扩展WinCC的功能时，图形编辑器中集成的VBA是个很好的选择。采用这种方式时，VB编辑器的易用性体现在：包含代码模板高亮显示语法支持智能感应(Intellisense)技术调试方便VBA是一个开放的解决方案：不仅能访问WinCC对象，也同时能访问其它具有COM组件的应用ANSI-C和ODK仍然可用,2007年9月6日,11.WinCCV6图形系统中的新功能,新的浏览选项:缩放Ctrl+鼠标左键在图形上拖曳Ctrl+转动鼠标滚轮平移点击鼠标滚轮对象自动隐藏根据以下条件显示/隐藏：当前对象的大小对象层,降低图形组态的时间和代价在运行期自适应显示,2007

22、年9月6日,缩放和自适应显示,从全图快速查看细节,2007年9月6日,平移(使用鼠标在全景组态画面上移动),2007年9月6日,图层数从16层增加到了32层-在组态和运行阶段可以使用VBScript在不同图层间进行切换,采用分图层的方式，组态时能看到视觉效果更好的全图采用分图层的方式，有助于在运行期能产生某些动态效果,简化视图,在更高显示级别下的包含更多对象的视图,2007年9月6日,增加了对.GIF和.JPG图形格式的支持,支持新的图形格式，制作图形变得更加快捷,.BMP.WMF.EMF.GIF.JPG,2007年9月6日,增加了操作员的安全性和便捷性,用户自定义的鼠标指针的形状,2007年

23、9月6日,12.WinCCV6消息系统中的新功能,报警可以以升序和降序方式排列运行期的Alarm控件中,对消息进行排序，可以实现快速有效的扰动分析,2007年9月6日,新的消息块当前用户，优先级和计算机名当一条消息被通知、阻塞或释放时，会记录用户和相应的计算机名称显示相关的操作员消息,对操作员的输入进行的纪录，能有效实现质量控制,2007年9月6日,通过WinCC变量直接控制报表的动态参数如：一段曲线记录的周期曲线记录的标度消息记录中选定的消息数据库中相关的SQL语句,2007年9月6日,通过控制属性,可以准确选择需要在报表中显示的内容图片：图形中被选定的某类对象(如：有动作和没有动作的对象)

24、图形中被选定的某类对象的属性(如：名称，位置，变量名称)变量：被选定的属性(如：初始值或替代值，数据类型，.)组态信息通过系统块，用户块和过程值块等选定的信息组态的测量值的归档选定的归档选定的归档属性(如：归档，系统启动时的归档等),2007年9月6日,在WinCC报表中嵌入动态图形：对应的图形窗口的尺寸,2007年9月6日,打印某个控件的当前视图WinCC曲线控件中当前的一组曲线WinCC消息控件中选定的消息/排序结果,2007年9月6日,其它改进的地方：能以CSV文件的格式接受外部的表格或曲线数据能以单独的值或表的形式接受数据库中的数据在系统信息中加入如下变量：对打印机的监视打印机的状态任

25、务状态空闲缓冲区的大小(以kB为单位).以C脚本的方式集成了数学运计算功能通过版面粘贴的方式(类似于在图片中包含图片的做法)支持更大的报表,2007年9月6日,13.WinCCV6重要的新增系统功能,监控类的选件中的BasicProcessControl控件和ChipcardReader控件不再需要授权许可在基本系统中还新增了一些选件，除此之外的变化有：把整个屏幕区域分成了概略图区，工作区和提示区三部分引入了树形图形管理器来处理图片的层次关系及管理多个视图把3Dbars作为了智能对象把Groupdisplay作为了智能对象通过DCF77或GPS来实现时钟同步,2007年9月6日,对组态数据进行

26、离线修改，并把改动加载到运行着的环境中,2007年9月6日,WinCCV6支持新的操作系统平台,WinCCWebNavigator客户端WindowsMEWindowsNTWindows2000WindowsXPHomeWindowsXPProfessional,WinCC服务器Windows2000ServerWindows2000AdvancedServer,WinCC单用户和客户端Windows2000(SP2或更高版本)WindowsXPProfessional,2007年9月6日,2.4WinCC的安装,1.安装要求硬件条件：表22,2007年9月6日,2.4WinCC的安装,软件条

27、件：操作系统WindowsXP或Windows2000SP2以上用户授权图形分辨率VGAInternetExplorerIE6.0SP1MSMessageQueuing（消息队列服务）SQLServer2000SP3（V5为Sybase）必须完全重启动（冷启动）,首先满足,其次设置,WinCC服务器必须运行在Windows2000Server上,缺少授权，WinCC就只能运行在演示模式下。在演示模式下，完整使用WinCC软件最多只有一个小时。,2007年9月6日,安装授权,授权可在WinCC安装期间或在以后安装。在安装期间装载授权，可在提示进行安装授权权插入授权权。所有必需的授权将自动安装。安

28、装WinCC后再安装授权，可使用AuthorsW程序。AuthorsW程序位于Windows开始菜单中的“Simatic”程序组中。安装授权后，它将在重新启动WinCC后起作用。安装授权权必须须足下列条件：需要管理员权限。授权盘不能写保护。授权只能安装在本地驱动器上。注意：WinCC卸载之后，授权仍然将保留安装在系统中。如果所获得的WinCC是由V5.x到V6.0的升级版，则通讯驱动程序和WinCC选项的现有授权将仍然有效。,2007年9月6日,第二章结束,2007年9月6日,2007年9月6日,第2章WinCC组态软件简介,2.1WinCC性能特点,SIMATICWinCC（WindowsC

29、ontrolCenter）西门子视窗控制中心，是人机界面HMI/数据采集监控系统SCADA软件。,主要性能特点：1.全集成自动化（TIA）连接不同的自动化部件，同时提供了一个共同的软件环境使所有的部件和任务集成为一个系统，将所有的数据放在中央数据库中，所有的工具都可以访问数据库。WinCC是其中监控级应用的软件，是TIA的中心部件。,2007年9月6日,主要性能特点：,2.WinCC采用MicrosoftWindows先进的32位操作系统，因此，具有同时执行多个应用的能力，以及支持均衡的多处理系统。,3.WinCC是具有内置所有SCADA功能的客户机/服务器系统：集成用户管理、图形系统、消息系

30、统、归档系统、报表和记录系统、系统组态等等。,4.众多的选件和附加件扩展了基本功能。,5.使用方便的脚本语言。,6.开放API编程接口可以访问WinCC的模块。:,2007年9月6日,集成用户管理,使用WinCC用户管理器，可以分配和控制组态和运行时的访问权限。同时作为系统管理员，还可随时(包括在运行时)建立最多128个用户组(每组最多包含128个单独的用户)，并为他们分配相应的访问WinCC功能的权限。所有操作员工作站都包括在用户管理范围内。,2007年9月6日,图形系统,使用WinCC图形编辑器可生成用于工厂可视化和操作的图形，在计算机屏幕上处理所有输入和输出。系统提供各种对象：图形对象，按钮、柱状图和控件等等。组态设计时，用户界面可通过变量值或从程序直接加以控制和设定，从而生成动态的画面。Wi