WinCC中的PCS OSx 監(jiān)控系統(tǒng)升級應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯WinCC中的PCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)升級應(yīng)用-設(shè)計應(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)跟不上時代，對很多新的功能不能支持，而且很多供應(yīng)商已經(jīng)停止對舊系統(tǒng)一些設(shè)備的供應(yīng)。所以對就系統(tǒng)的升級已經(jīng)迫在眉睫。本文以原來的控制系統(tǒng)采用SIMATICS5-155UPLC，編程軟件為SIMATICAPT，通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線與分布式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為基于IntelPentium133MHz的586工控機(jī)，已經(jīng)沒有備件供應(yīng)；軟件平臺為基于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)崩潰帶來的停產(chǎn)風(fēng)險，基于這種情況為例，我們對該系統(tǒng)進(jìn)行升級。

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)，將原來的監(jiān)控系統(tǒng)SIMATICPCSOSx升級為WinCC6.0，采用冗余客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)，WinCC服務(wù)器通過CP1613卡通過工業(yè)以太網(wǎng)和下位機(jī)CP1430卡進(jìn)行通訊，客戶機(jī)通過普通以太網(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)器可以在任意一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障后實(shí)現(xiàn)自動切換，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在畫面狀態(tài)顯示中提供了直接連接、動態(tài)對話框，和C腳本語言等連接方式。直接連接可以將變量直接傳遞給對象屬性；動態(tài)對話框可以利用變量進(jìn)行運(yùn)算或通過運(yùn)算改變對象屬性；當(dāng)對象屬性比較復(fù)雜時可以采用C腳本語言來對對象的屬性進(jìn)行操作，在本系統(tǒng)中，上傳上來的變量為一個16位的字，每一位都表示不同的信息，為此我們對于對象的屬性顯示采用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，原有的程序不能滿足用戶的需要，在此基礎(chǔ)上，通過APT編程軟件編寫新制工藝的生產(chǎn)程序。

在系統(tǒng)的改造過程中，出現(xiàn)了WinCC監(jiān)控畫面中對象的狀態(tài)顯示信息變化慢，不能及時反映現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)的情況，即WinCC畫面信息和CPU信息不同步，明顯滯后。通過分析發(fā)現(xiàn)問題的原因是WinCC監(jiān)控畫面涉及到的變量調(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生成時就開辟一個新的數(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)每次請求S5CPU的數(shù)據(jù)塊過多，相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換就會變慢甚至產(chǎn)生狀態(tài)信息丟失。

為了能夠及時的顯示現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息，滿足生產(chǎn)的需要，我們通過在Step5中編寫程序，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)過修改，將每個CPU中原來的幾十個數(shù)據(jù)塊中的變量集中到十個左右的數(shù)據(jù)塊，將數(shù)據(jù)塊合并的程序通過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，滿足了現(xiàn)場的操作要求。

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，首先在保留原有SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)的情況下，通過組態(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)驗證正確后，將原有的SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)去掉。升級后，現(xiàn)已投入正常生產(chǎn)。運(yùn)行結(jié)果表明，利用WinCC對原SIMATICPCSOSx監(jiān)控系統(tǒng)升級后的系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確及時的反映現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的工藝和操作人員的操作需求，效果良好。

5系統(tǒng)升級體會

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。

上位機(jī)在改造成WinCC的過程中，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是自己主動對下位機(jī)變量進(jìn)行掃描，加重了系統(tǒng)通訊的負(fù)擔(dān)，我們通過在S5中編寫數(shù)據(jù)塊合并程序來解決這個問題。

APT是西門子早期的針對S5，TI系列的結(jié)構(gòu)化編程語言，將設(shè)備用Device來描述，然后在SFC和CFC中編寫程序通過保留字（open、close、start、stop等）對這些Device進(jìn)行指令動作，從而對現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備進(jìn)行操作。

6wincc簡介

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

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；多語言支持，通用；可以集成到所有自動化解決方案內(nèi)；內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進(jìn)行組態(tài)；可基于Web持續(xù)延展，采用開放性標(biāo)準(zhǔn)，集成簡便；集成的Historian系統(tǒng)作為IT和商務(wù)集成的平臺；可用選件和附加件進(jìn)行擴(kuò)展；“全集成自動化”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)自動化和過程自動化于一體，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過程控制系統(tǒng)及其它西門子控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面組件。

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

通過利用“FDA選件”，并在