1 引言

    西門子公司的Wincc (Windows Control Center)是功能強大的上位機監(jiān)控軟件，在自動化行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用。 2004年承鋼第一個高速線材廠建成，當(dāng)時的打包設(shè)備是瑞典森德斯進(jìn)口的線材打包機，使用E900設(shè)備作為人機交互界面，對打包機進(jìn)行實時監(jiān)控與操作。時至今日E900設(shè)備已無備件，并且通過咨詢打包機廠家，目前已不再生產(chǎn)此型號設(shè)備，而且E900的更新還沒有計劃?？紤]到E900損壞可能造成的生產(chǎn)停頓問題，我們決定利用西門子Wincc軟件自主研發(fā)出一套與E900作用相同的人機交互界面來代替E900。經(jīng)過實踐證明，新開發(fā)的人機界面在上線試用后已經(jīng)達(dá)到了使用的要求。

2 硬件構(gòu)成

    上位機采用以酷睿2雙核處理器為核心的研華工控機，通過CP5611網(wǎng)卡與西門子S7-300 CPU進(jìn)行DP網(wǎng)通訊，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及設(shè)備控制由分布式遠(yuǎn)程I/O模塊組成，遠(yuǎn)程I/O模塊各站之間通過PROFIBUS-DP協(xié)議與CPU進(jìn)行通訊。

3 軟件構(gòu)成

    上位機主要軟件為西門子Wincc 6.0，其它軟件如下：

    Windows XP SP3 Professional

    SIEMENS Step7 v5.2

    Photoshop 7.0

    SIEMENS SIMATIC NET 

    Microsoft SQL Server 2000

4 畫面應(yīng)用與設(shè)計方法簡介

    首先我們從打包機E900中將所有監(jiān)控畫面以圖形方式提取出來，再利用Wincc的圖形對象功能將畫面添加到Wincc圖形編輯器中。應(yīng)用Photoshop 等圖形軟件將所有按鈕、急停指示、液位等分別從圖片中分割中來，再添加到Wincc圖形編輯器中的原始圖片中去，將整幅圖片分割成各個獨立的塊，再分別對這些塊進(jìn)行變量連接，以此來實現(xiàn)對打包機的E900畫面的替代工作。

    4.1主畫面的設(shè)計

    如圖1所示，該圖為系統(tǒng)主畫面，通過該畫面可進(jìn)入到各子畫面，各子畫面均能一步返回主畫面。主畫面為打包機工作時最常用的監(jiān)控畫面，此畫面可很直觀的監(jiān)測到液壓站運行狀態(tài)、油溫油位的高低、手自動的選擇狀態(tài)、打包頭和壓實車是否報警以及急停是否拍下等。

圖1  系統(tǒng)主畫面

    4.1.1報警信號的設(shè)計方式

    當(dāng)打包頭或壓實車故障報警時，其相對應(yīng)地方就會出現(xiàn)形似“閃電”的圖標(biāo)，當(dāng)故障解除并對其進(jìn)行故障復(fù)位后，此圖標(biāo)消失。

    4.1.2急停顯示的設(shè)計方式

    當(dāng)操作人員拍下某個急停后，相對應(yīng)的急停在畫面顯示出來。將急停抬起并進(jìn)行復(fù)位后此急停顯示方可消失。

    4.1.3 打包頭選擇的設(shè)計方式

    圖1中1、2、3、4為四個打包頭，操作人員可以對其進(jìn)行選擇和取消操作。已經(jīng)選擇的打包頭背景為綠色，不選的則為灰色。

    其操作步驟為：當(dāng)看到某個打包頭為灰色時，用鼠標(biāo)左鍵在此打包頭上點一下，使其背景色變?yōu)榫G色則表示已選擇；再點一下背景色變?yōu)榛疑珓t表示已取消。此操作步驟在編程時可用圖2中的腳本程序來實現(xiàn)。

圖2 腳本程序

 4.2液壓站畫面的設(shè)計

    如圖3為液壓站畫面，此畫面主要用于操作人員對液壓泵、循環(huán)泵、加熱器的啟停以及對其狀態(tài)的監(jiān)測等。

    4.2.1液壓泵的選擇設(shè)計方式

    圖3中1、2、3、4為4臺液壓泵，三用一備。在沒有啟泵情況下可用鼠標(biāo)點擊下面的左右方向箭頭對4臺泵進(jìn)行備用的選擇。當(dāng)某臺泵被選為備用泵后，其背景顏色變?yōu)榘咨c其它泵加以分別。

    圖3 液壓站畫面

    4.2.2液壓泵、循環(huán)泵、加熱器的狀態(tài)顯示設(shè)計方式

    以液壓泵為例說明，泵體不同的顏色分別代表著不同的狀態(tài)。

    當(dāng)泵體背景色為灰色時，代表停泵狀態(tài)；背景色為綠色時，代表運行狀態(tài)；背景色為白色時，代表備用狀態(tài)；背景色為紅色時，代表故障報警狀態(tài)。這些狀態(tài)顯示的實現(xiàn)步驟為：首先用西門子Step7對液壓泵模擬量地址進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)從0到3的賦值，再利用Wincc對該變量進(jìn)行模擬量動態(tài)值范圍的編輯，方可實現(xiàn)上述功能（見圖4）。

圖4 模擬量動態(tài)值范圍

    4.3打包單元信號采集的設(shè)計方式

    4.3.1數(shù)字量信號的采集

    圖5中上半部分為接近開關(guān)和閥的數(shù)字量信號的反饋。當(dāng)某個數(shù)字量信號為1時，其相應(yīng)的方框背景色為綠色；當(dāng)信號為0時，則方框背景色為灰色。可用Wincc的布爾量動態(tài)對話框進(jìn)行編輯來實現(xiàn)。

    4.3.2模擬量信號的采集

    圖5下半部分為模擬量信號的反饋值?？捎肳incc輸入輸出域模板進(jìn)行變量的連接和編輯來實現(xiàn)。

    圖5 模擬量信號的反饋值

5 結(jié)束語

    在上述主要畫面設(shè)計中，我們大量利用了Wincc的圖形對象模板功能、模擬量及數(shù)字量動態(tài)值范圍編輯功能和靈活性非常強的腳本編輯功能。畫面完美地實現(xiàn)了原打包機E900的所有功能，并且畫面表現(xiàn)形式、操作步驟及操作方式都與E900設(shè)備基本相同。這樣可以使操作人員不用去適應(yīng)新設(shè)備，操作起來更加順手，保證了打包機正常生產(chǎn)。實踐證明，西門子Wincc軟件在目前以至將來自動化水平更高的工業(yè)系統(tǒng)中都將發(fā)揮出不可或缺的作用。