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[KNB] Wincc在森德斯打包机人机界面中的设计与应用

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发表于 2017-6-16 11:15:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
1 引言
    西门子公司的Wincc (Windows Control Center)是功能强大的上位机监控软件,在自动化行业有着非常广泛的应用。 2004年承钢第一个高速线材厂建成,当时的打包设备是瑞典森德斯进口的线材打包机,使用E900设备作为人机交互界面,对打包机进行实时监控与操作。时至今日E900设备已无备件,并且通过咨询打包机厂家,目前已不再生产此型号设备,而且E900的更新还没有计划。考虑到E900损坏可能造成的生产停顿问题,我们决定利用西门子Wincc软件自主研发出一套与E900作用相同的人机交互界面来代替E900。经过实践证明,新开发的人机界面在上线试用后已经达到了使用的要求。
2 硬件构成
    上位机采用以酷睿2双核处理器为核心的研华工控机,通过CP5611网卡与西门子S7-300 CPU进行DP网通讯,现场数据采集及设备控制由分布式远程I/O模块组成,远程I/O模块各站之间通过PROFIBUS-DP协议与CPU进行通讯。
3 软件构成
    上位机主要软件为西门子Wincc 6.0,其它软件如下:
    Windows XP SP3 Professional
    SIEMENS Step7 v5.2
    Photoshop 7.0
    SIEMENS SIMATIC NET
    Microsoft SQL Server 2000
4 画面应用与设计方法简介
    首先我们从打包机E900中将所有监控画面以图形方式提取出来,再利用Wincc的图形对象功能将画面添加到Wincc图形编辑器中。应用Photoshop 等图形软件将所有按钮、急停指示、液位等分别从图片中分割中来,再添加到Wincc图形编辑器中的原始图片中去,将整幅图片分割成各个独立的块,再分别对这些块进行变量连接,以此来实现对打包机的E900画面的替代工作。
4.1主画面的设计
    如图1所示,该图为系统主画面,通过该画面可进入到各子画面,各子画面均能一步返回主画面。主画面为打包机工作时最常用的监控画面,此画面可很直观的监测到液压站运行状态、油温油位的高低、手自动的选择状态、打包头和压实车是否报警以及急停是否拍下等。
图1  系统主画面
    4.1.1报警信号的设计方式
    当打包头或压实车故障报警时,其相对应地方就会出现形似“闪电”的图标,当故障解除并对其进行故障复位后,此图标消失。
    4.1.2急停显示的设计方式
    当操作人员拍下某个急停后,相对应的急停在画面显示出来。将急停抬起并进行复位后此急停显示方可消失。
    4.1.3 打包头选择的设计方式
    图1中1、2、3、4为四个打包头,操作人员可以对其进行选择和取消操作。已经选择的打包头背景为绿色,不选的则为灰色。
    其操作步骤为:当看到某个打包头为灰色时,用鼠标左键在此打包头上点一下,使其背景色变为绿色则表示已选择;再点一下背景色变为灰色则表示已取消。此操作步骤在编程时可用图2中的脚本程序来实现。
图2 脚本程序
4.2液压站画面的设计
    如图3为液压站画面,此画面主要用于操作人员对液压泵、循环泵、加热器的启停以及对其状态的监测等。
    4.2.1液压泵的选择设计方式
    图3中1、2、3、4为4台液压泵,三用一备。在没有启泵情况下可用鼠标点击下面的左右方向箭头对4台泵进行备用的选择。当某台泵被选为备用泵后,其背景颜色变为白色,与其它泵加以分别。
图3 液压站画面
    4.2.2液压泵、循环泵、加热器的状态显示设计方式
    以液压泵为例说明,泵体不同的颜色分别代表着不同的状态。
    当泵体背景色为灰色时,代表停泵状态;背景色为绿色时,代表运行状态;背景色为白色时,代表备用状态;背景色为红色时,代表故障报警状态。这些状态显示的实现步骤为:首先用西门子Step7对液压泵模拟量地址进行相应状态从0到3的赋值,再利用Wincc对该变量进行模拟量动态值范围的编辑,方可实现上述功能(见图4)。
图4 模拟量动态值范围


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 楼主| 发表于 2017-6-16 11:31:54 | 显示全部楼层
4.3打包单元信号采集的设计方式
    4.3.1数字量信号的采集
    图5中上半部分为接近开关和阀的数字量信号的反馈。当某个数字量信号为1时,其相应的方框背景色为绿色;当信号为0时,则方框背景色为灰色。可用Wincc的布尔量动态对话框进行编辑来实现。
    4.3.2模拟量信号的采集
    图5下半部分为模拟量信号的反馈值。可用Wincc输入输出域模板进行变量的连接和编辑来实现。

图5 模拟量信号的反馈值
5 结束语
    在上述主要画面设计中,我们大量利用了Wincc的图形对象模板功能、模拟量及数字量动态值范围编辑功能和灵活性非常强的脚本编辑功能。画面完美地实现了原打包机E900的所有功能,并且画面表现形式、操作步骤及操作方式都与E900设备基本相同。这样可以使操作人员不用去适应新设备,操作起来更加顺手,保证了打包机正常生产。实践证明,西门子Wincc软件在目前以至将来自动化水平更高的工业系统中都将发挥出不可或缺的作用。
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