【正文】 泛的通訊通道可以由選件和添加件提供。 6) 與基于PC的控制器SIMATIC WinCC的緊密接口:PLC操作、監(jiān)控系統(tǒng)在一臺PC機上結(jié)合無疑是一個面向未來的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實現(xiàn)了西門子的基于陀的強大自動化解決方案。 7) 集成到MES和ERP中:標準接口使得SIMATIC WinCC成為在TIA環(huán)境下的一個完整部件。這超越了自動控制過程，將范圍擴展到工廠監(jiān)控級，以及為公司管理(MES，ERP)提供管理數(shù)據(jù)。4 監(jiān)控系統(tǒng)的設計 WinCC項目的建立 WinCC項目管理器的介紹WinCC項目管理器代表最高層，所有的模塊都從這里啟動，啟動WinCC時進入WinCC項目管理器窗口[9]。 WinCC項目管理器 項目的設置為了更有效地創(chuàng)建WinCC項目，應對項目的結(jié)構(gòu)給出一些初步的考慮。根據(jù)所規(guī)劃項目的大小，按照確定的規(guī)則進行某些設置，在開始創(chuàng)建一個項目前應考慮以下幾方面：1) 項目類型在開始創(chuàng)建項目前，應清楚創(chuàng)建的是單用戶項目，還是多用戶項目。由于實驗設備沒有聯(lián)網(wǎng)，故本項目創(chuàng)建為單用戶項目。2) 項目路徑可將WinCC項目創(chuàng)建在一個單獨的分區(qū)上，不要將WinCC項目放在系統(tǒng)分區(qū)上。且由于WinCC的漢化功能不是很完善，項目路徑中最好不要包含任何中文字符。否則運行速度將會受到影響。3) 項目名稱一旦完成項目的創(chuàng)建，再對項目的名稱進行修改就會涉及許多步驟。因此，建議在創(chuàng)建項目之前就確定合適的名稱。此外，所創(chuàng)建的項目還具有統(tǒng)一的畫面、函數(shù)和變量命名的約定等。本項目名稱為“”。4) 設置運行環(huán)境在項目環(huán)境的計算機屬性一項中設置。包括運行時顯示畫面的形式(如是否全屏顯示等)、啟動畫面、運行的控制模塊等。其中運行的控制模塊中圖形運行是必需的，其他選項視實際情況而定。例如:項目中有記錄標簽值的功能，則標簽管理器的運行應選中；若使用了報警，則報警管理器及文本庫的運行應選中。如果運行環(huán)境參數(shù)的修改是在運行狀態(tài)下完成的，必須先退出運行狀態(tài)，再重新啟動運行才有效。本項目運行時的顯示畫面設置為全屏顯示。啟動了文本庫運行系統(tǒng)、全局腳本運行系統(tǒng)、報警記錄運行系統(tǒng)、變量記錄運行系統(tǒng)和圖形運行系統(tǒng)。 為項目添加驅(qū)動程序 每個項目都必須要有驅(qū)動程序才能運行，西門子WinCC 組態(tài)軟件共提供20了個驅(qū)動程序。在本設計中，我們添加了SIMATIC S7 Protecol 。其中SIMATIC S7 Protecol ，System 。添加驅(qū)動程序的步驟如下[10]:a) 在WinCC項目管理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理器”。b) 在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動程序”菜單項，打開“添加新的驅(qū)動程序”對話框，選擇SIMATIC S7 Protocol 。添加驅(qū)動程序 添加WinCC通訊驅(qū)動程序單擊“打開”按鈕，將添加此驅(qū)動程序到所組態(tài)的WinCC項目中。 變量管理 驅(qū)動程序添加完成以后，就要定義變量。本項目主要建立了三類變量：外部變量、內(nèi)部變量和系統(tǒng)變量[6]。 1) 外部變量由外部過程為其提供變量值的變量，稱為WinCC的外部變量，也稱為過程變量。每一個外部變量都屬于特定的過程驅(qū)動程序和通道單元，并屬于一個通道連接。相關的變量將在該通訊驅(qū)動程序的目錄結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建。外部變量的最大數(shù)目由Power Tags授權(quán)限制。為了使該項目可進行在線調(diào)試，該項目創(chuàng)建了三個外部變量，一個輸入變量，一個輸出變量，一個模擬變量。 建立外部變量 2) 內(nèi)部變量過程沒有為其提供變量值的變量，稱為內(nèi)部變量。內(nèi)部變量沒有對應的過程驅(qū)動程序和通道單元，不需要建立相應的通道連接。內(nèi)部變量在“內(nèi)部變量”目錄中創(chuàng)建。所組態(tài)的內(nèi)部變量的數(shù)據(jù)不受限制，也不需要授權(quán)。該項目創(chuàng)建了名為“bengzhan”的變量組，所創(chuàng)建的變量均放在該變量組中，變量的類型主要由二進制變量、浮點型變量以及文本變量等。3) 系統(tǒng)變量 WinCC提供了一些預定義的中間變量，稱為系統(tǒng)變量。每個系統(tǒng)變量均有明確的意義，可以提供現(xiàn)成的功能，一般用以表示運行系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)變量由WinCC自動創(chuàng)建，組態(tài)人員不能創(chuàng)建系統(tǒng)變量，但可使用由WinCC創(chuàng)建的系統(tǒng)變量。系統(tǒng)變量以“@”開頭，以區(qū)別于其他變量。系統(tǒng)變量可以在整個工程的腳本和畫面中使用。該項目還創(chuàng)建了分別為“年”“月”“日”“時間”類型的系統(tǒng)變量，用于主界面上系統(tǒng)時間的顯示。 內(nèi)部變量的建立 系統(tǒng)變量的建立 圖形的編輯組態(tài)編輯的內(nèi)容是整個監(jiān)控程序的核心。主要任務是通過WinCC軟件的圖形設計(Graphics Designer)功能，組態(tài)編輯一系列的用戶界面文件，通過這些界面文件從網(wǎng)絡上PLC中獲得各種監(jiān)控數(shù)據(jù)并以不同的形式顯示在界面上，利用這些數(shù)據(jù)完成一定的功能。這是建立項目中最重要的工作。利用圖形編輯器編輯監(jiān)控畫面，并將其中的對象與相應標簽建立動態(tài)連接。當監(jiān)控程序運行時，操作者就可以通過這些界面顯示的內(nèi)容完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)控。WinCC提供的圖形對象有很多種?；緦ο髱炖镉蠴LE控件、按鈕、滾動條、單選鈕、應用窗口(可以將記錄標簽值的表格、曲線及報警信息放入其中顯示)等等，圖形庫里有各種特殊的圖形對象，如水箱、泵組、閥門等等。除此之外，還可以針對特殊情況自己生成圖形對象存入圖形庫中，待使用時從中選取即可。用戶還可以導入外部圖形和文本數(shù)據(jù)。這樣就可以建立非常逼真的監(jiān)控畫面[11]。 圖形界面總述本設計制作的圖形界面分為監(jiān)控界面和操作界面。監(jiān)控界面包括工藝界面，報警界面，曲線界面和登錄界面。監(jiān)控畫面分別顯示了系統(tǒng)的運行工藝和各項系統(tǒng)參數(shù)，為操作員提供了直觀動態(tài)的監(jiān)控效果。操作界面主要是供操作員對水泵和風機進行操作。在各個監(jiān)控界面下方，都有導航按鈕，用以切換到需要監(jiān)控的界面，其設計方法是右鍵點擊按鈕，打開按鈕組態(tài)對話框，在單擊鼠標改變畫面選項中選擇相應的界面。其中退出按鈕選擇登錄界面。在界面標題兩側(cè)，還顯示了日期和時間，方便操作員查看。下面對主要界面分別進行介紹。 圖形界面介紹登錄界面主要用于進入監(jiān)控系統(tǒng)和退出監(jiān)控系統(tǒng)。在最后設置運行屬性時也常常把這一界面設置為系統(tǒng)的啟動界面。這個界面的內(nèi)容很簡單，主要由系統(tǒng)名稱文本和兩個按鈕組成。兩個按鈕的設置分別為：“進入系統(tǒng)”的動態(tài)設置為點擊時進入排水泵界面，“退出系統(tǒng)”按鈕的動態(tài)設置是在動態(tài)向?qū)Ю锏南到y(tǒng)函數(shù)里面選擇退出winCC,設計好的登錄界面。這一界面是此系統(tǒng)的主要工藝流程界面，用戶在登錄界面中點擊進入系統(tǒng)以后就進入到這一個界面。它顯示了排水泵站的排水工藝流程——從水進入水泵進水管到水泵把水抽出到排到泵站出水管這一整個過程，在這個界面上，我們還可以看到水泵工作時水流的動態(tài)效果，還有前池液位，外江液位以及各個水泵的啟動次數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)，各個水泵的工作電壓和電流以及風機的工作狀態(tài)也都可以從這個界面上直接觀察。我們還可以從這個圖上的泵操作界面對各個水泵進行操作，來控制各個水泵的啟動和停止。其中風機的工作狀態(tài)通過“風機無故障”和“風機有故障”兩個文本顯示，這兩個文本在設計時已經(jīng)編組并合并在一起，每次只能顯示一個文本，兩個文本的顏色也不一樣，“風機無故障”的背景色設置為黃色，而“風機有故障”設置為紅色，用以區(qū)別。這種設計方法在下面的多個界面中都有使用，設計方法相同，因此在下面的介紹中將不再具體介紹。冷卻水界面是此系統(tǒng)的另外一個主要工藝流程界面，這上面顯示了排水泵站的冷卻水的工藝流程。羅家路排水泵站的冷卻水使用的是循環(huán)水，即水冷卻水泵后又被抽回到冷卻水集水池，然后又可以再次去冷卻水泵，這一工藝可以在冷卻水界面上清楚的看出。另外，在冷卻水界面上還可以看出冷卻水界面上的各個閥的狀態(tài)。界面上還顯示了冷卻水池的液位和前池液位。 排水泵界面 冷卻水界面勵磁柜界面是監(jiān)控4個勵磁柜的勵磁電壓電流等參數(shù)和勵磁柜的工作狀態(tài)的界面。在界面中，可以動態(tài)的顯示勵磁柜的“合閘”“開閘”，是否工作和是否出現(xiàn)故障等信息。通過點擊勵磁柜曲線按鈕，還可以把界面切換到勵磁柜曲線界面，來觀察各個在勵磁柜的勵磁電壓和勵磁電流的變化曲線圖。 勵磁柜界面5．變壓器界面 變壓器界面主要是顯示供電系統(tǒng)中的三個變壓器的溫度，防止超溫發(fā)生事故。在變壓器界面中，分別顯示有主變壓器、10KV變壓器、6KV變壓器的工作狀態(tài)和每一相的溫度。“分閘”和“合閘”的設計方法如同排水泵界面中的“風機故障”。A、B、C三相的溫度用棒圖形式表示，并在棒圖上方設置報警溫度，一但溫度達到或超過報警溫度，系統(tǒng)就發(fā)出報警信息。 變壓器界面電機柜界面主要是顯示電機柜里面的系統(tǒng)參數(shù)，包括4個電機柜里面的線電壓線電流，定子溫度，軸承溫度等。這些參數(shù)表示了電機的工作狀態(tài)，供操作員監(jiān)控并進行相關操作。在電機柜上方，還有操作按鈕。按下操作按鈕后，顯示泵操作界 電機柜界面面，操作員可以在泵操作界面上直接對泵進行啟停操作。同樣在電機柜界面上也有“合閘”“分閘”“故障”“事故”的提示信息。 高壓室界面上顯示了互感器柜、高壓進線柜、10KV變400V進線柜、6KV變400V進線柜、和直流屏柜等六個高壓柜里面的故障信息，主要有互感器柜熔斷器斷、互感器柜接地故障、互感器柜失壓、互感器柜故障、超溫、跳閘、交變直故障、交變直事故、蓄電池故障、蓄電池事故等。因為高壓事故非常危險，所以高壓室內(nèi)的故障要及早發(fā)現(xiàn)并及時做出處理。一但發(fā)生故障，這些信息就會顯示給操作員，供操作員查清故障來源和故障類型，以便操作員及時做出處理。 高壓室界面雨量計界面主要顯示了當前的下雨情況，并統(tǒng)計了本月和上一小時的下雨情況，包括大暴雨、暴雨、大雨、中雨、小雨的下雨次數(shù)，本月的降雨量，當前降雨量、上月降雨量和上一小時降雨量等。這些統(tǒng)計信息為泵站合理調(diào)節(jié)泵站的運行提供了直接依據(jù)，泵站可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)找出規(guī)律，然后根據(jù)本月的降雨情況和當前的降雨情況來決定水泵何時工作，需要幾臺水泵工作等。點擊日降雨量曲線按鈕和月降雨量曲線還可以和日降雨量曲線和月降雨量曲線界面相互切換。 日雨量界面的內(nèi)容的雨量計界面的內(nèi)容相似，區(qū)別主要是曲線圖顯示的是日雨量曲線，在界面上也可以通過點擊“小時雨量曲線”和“日降雨量曲線‘兩個按鈕切換到雨量計界面和月雨量界面查看小時降雨量曲線和月降雨量曲線。 月雨量界面顯示的是月雨量曲線，該界面也可以和日雨量曲線和雨量計界面相互切換。 雨量計界面 泵操作界面是用于對泵進行運行方式選擇和啟動和停止操作的界面，操作員可以選擇自動運行使電機進行自動控制運行狀態(tài)，也可以選擇手動運行來手動操作。通過點擊曲線還可以查看系統(tǒng)運行的各項參數(shù)曲線。泵操作界面在系統(tǒng)運行時不是單獨出現(xiàn)的，它顯示在排水泵界面和電機柜界面上，在上述的這兩個界面中可以看到，這樣設計便于操作員直接面對工藝流程來對電機進行操作。共有4個泵操作界面，分別對應4臺水泵的操作。在項目被激活時，水泵處于手動停止狀態(tài)，操作員在此泵操作界面上