WinCC中的PCS OSx 監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯WinCC中的PCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用1引言

隨著科技發(fā)展，各種軟件的不斷更新?lián)Q代，以前的一些系統(tǒng)已經(jīng)跟不上時(shí)代，對(duì)很多新的功能不能支持，而且很多供應(yīng)商已經(jīng)停止對(duì)舊系統(tǒng)一些設(shè)備的供應(yīng)。所以對(duì)就系統(tǒng)的升級(jí)已經(jīng)迫在眉睫。本文以原來(lái)的控制系統(tǒng)采用SIMATICS5-155UPLC，編程軟件為SIMATICAPT，通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與分布式I/OET200M站相連，其上位機(jī)監(jiān)控軟件采用SIMATICPCSOSxV3.12A；操作員站的硬件平臺(tái)為基于IntelPentium133MHz的586工控機(jī)，已經(jīng)沒(méi)有備件供應(yīng)；軟件平臺(tái)為基于SCOUNIX的組態(tài)軟件，已于2022年6月宣告生命周期結(jié)束，不再提供技術(shù)支持，系統(tǒng)面臨著維護(hù)成本的增加以及系統(tǒng)崩潰帶來(lái)的停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，基于這種情況為例，我們對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

2控制系統(tǒng)構(gòu)成

為了不影響正常生產(chǎn)，保留原有正常運(yùn)行的S5下位機(jī)系統(tǒng)，將原來(lái)的監(jiān)控系統(tǒng)SIMATICPCSOSx升級(jí)為WinCC6.0，采用冗余客戶(hù)機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)，WinCC服務(wù)器通過(guò)CP1613卡通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和下位機(jī)CP1430卡進(jìn)行通訊，客戶(hù)機(jī)通過(guò)普通以太網(wǎng)加載冗余服務(wù)器上的數(shù)據(jù)包Serverdata和下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，冗余服務(wù)器可以在任意一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

圖6變量結(jié)構(gòu)

WinCC在畫(huà)面狀態(tài)顯示中提供了直接連接、動(dòng)態(tài)對(duì)話(huà)框，和C腳本語(yǔ)言等連接方式。直接連接可以將變量直接傳遞給對(duì)象屬性；動(dòng)態(tài)對(duì)話(huà)框可以利用變量進(jìn)行運(yùn)算或通過(guò)運(yùn)算改變對(duì)象屬性；當(dāng)對(duì)象屬性比較復(fù)雜時(shí)可以采用C腳本語(yǔ)言來(lái)對(duì)對(duì)象的屬性進(jìn)行操作，在本系統(tǒng)中，上傳上來(lái)的變量為一個(gè)16位的字，每一位都表示不同的信息，為此我們對(duì)于對(duì)象的屬性顯示采用C腳本進(jìn)行操作。

3.4.程序的修改

原來(lái)的控制系統(tǒng)為四套采用CPU948的SIMATICS5-155UPLC，編程軟件為SIMATICAPT1.9，隨著工藝的改進(jìn)和生產(chǎn)的要求，原有的程序不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)APT編程軟件編寫(xiě)新制工藝的生產(chǎn)程序。

在系統(tǒng)的改造過(guò)程中，出現(xiàn)了WinCC監(jiān)控畫(huà)面中對(duì)象的狀態(tài)顯示信息變化慢，不能及時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)的情況，即WinCC畫(huà)面信息和CPU信息不同步，明顯滯后。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因是WinCC監(jiān)控畫(huà)面涉及到的變量調(diào)用的數(shù)據(jù)塊太多（在APT程序編譯過(guò)程中，如果新Mark了上傳變量，每進(jìn)行部分編譯上傳變量，這些新上傳變量在自動(dòng)生成時(shí)就開(kāi)辟一個(gè)新的數(shù)據(jù)塊，從而造成了變量調(diào)用的數(shù)據(jù)塊比較分散），WinCC系統(tǒng)每次請(qǐng)求S5CPU的數(shù)據(jù)塊過(guò)多，相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換就會(huì)變慢甚至產(chǎn)生狀態(tài)信息丟失。

為了能夠及時(shí)的顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息，滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，我們通過(guò)在Step5中編寫(xiě)程序，將“Install.tag”中分散在零亂數(shù)據(jù)塊中的變量賦值到指定數(shù)據(jù)塊，大大減少WinCC調(diào)用的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量，經(jīng)過(guò)修改，將每個(gè)CPU中原來(lái)的幾十個(gè)數(shù)據(jù)塊中的變量集中到十個(gè)左右的數(shù)據(jù)塊，將數(shù)據(jù)塊合并的程序通過(guò)PG到CPU中，WinCC讀取的數(shù)據(jù)塊改為合并后的數(shù)據(jù)塊，提高了上下位機(jī)數(shù)據(jù)交換的速度，滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)的操作要求。

圖7數(shù)據(jù)塊合并示意圖

4控制系統(tǒng)運(yùn)行

系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)，首先在保留原有SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)的情況下，通過(guò)組態(tài)CP1430卡，加入WinCC的連接，觀察WinCC監(jiān)控系統(tǒng)是否能正確運(yùn)行和操作，待系統(tǒng)驗(yàn)證正確后，將原有的SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)去掉。升級(jí)后，現(xiàn)已投入正常生產(chǎn)。運(yùn)行結(jié)果表明，利用WinCC對(duì)原SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)后的系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確及時(shí)的反映現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的工藝和操作人員的操作需求，效果良好。

5系統(tǒng)升級(jí)體會(huì)

本系統(tǒng)的正常投運(yùn)證明了在原有的SIMATICS5PLC上采用CP1430通訊處理器與WinCC系統(tǒng)通訊的可行性，也證明了利用WinCC改造SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)的可行性，為S5老系統(tǒng)的改造積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

上位機(jī)在改造成WinCC的過(guò)程中，遇到了監(jiān)控反映速度變慢的情況，這是由于原有的APT是與PCSOSx的通訊是采用改變觸發(fā)方式，而上位機(jī)采用單獨(dú)的WinCC是自己主動(dòng)對(duì)下位機(jī)變量進(jìn)行掃描，加重了系統(tǒng)通訊的負(fù)擔(dān)，我們通過(guò)在S5中編寫(xiě)數(shù)據(jù)塊合并程序來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

APT是西門(mén)子早期的針對(duì)S5，TI系列的結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，將設(shè)備用Device來(lái)描述，然后在SFC和CFC中編寫(xiě)程序通過(guò)保留字（open、close、start、stop等）對(duì)這些Device進(jìn)行指令動(dòng)作，從而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行操作。

6wincc簡(jiǎn)介

SIMATICWinCC是個(gè)使用的32位技術(shù)的過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開(kāi)放性和靈活性。

wincc是通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案；多語(yǔ)言支持，通用；可以集成到所有自動(dòng)化解決方案內(nèi)；內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡(jiǎn)單、有效地進(jìn)行組態(tài)；可基于Web持續(xù)延展，采用開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)，集成簡(jiǎn)便；集成的Historian系統(tǒng)作為IT和商務(wù)集成的平臺(tái)；可用選件和附加件進(jìn)行擴(kuò)展；“全集成自動(dòng)化”的組成部分，適用于所有工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的解決方案。

WinCC集生產(chǎn)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng)用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例中業(yè)已證明，包括：汽車(chē)工業(yè)、化工和制藥行業(yè)、印刷行業(yè)、能源供應(yīng)和分配、貿(mào)易和服務(wù)行業(yè)、塑料和橡膠行業(yè)、機(jī)械和設(shè)備成套工程、金屬加工業(yè)、食品、飲料和煙草行業(yè)、造紙和紙品加工、鋼鐵行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、水處理和污水凈化。

WinCC是SIMATICPCS7過(guò)程控制系統(tǒng)及其它西門(mén)子控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面組件。

WinCC還為垂直市場(chǎng)解決方案提供有豐富的選件（options）和附加件（add-ons）。

通過(guò)利用“FDA選件”，并在