1.4 WinCC概述_组态软件WinCC及其应用第2版-QQ阅读男生武侠网

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1.4 WinCC概述

1996年，西门子公司推出了HMI/SCADA软件——视窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center），它是西门子在自动化领域中的先进技术与Microsoft相结合的产物，性能全面，技术先进，系统开放。WinCC除了支持西门子的自动化系统外，可与AB、Modicon、GE等公司的系统连接，通过OPC方式，WinCC还可以与更多的第三方控制器进行通信。目前，已推出WinCC V7.4版本。本书将对WinCC V7.4的功能和应用详细介绍。

WinCC 需要使用 32 位版本的 Microsoft SQL Server 2014 Service Pack 2数据库进行生产数据的归档。WinCC安装时自动包括SQL Server。同时，WinCC具有Web浏览器功能，管理人员在办公室就可以看到生产流程的动态画面，从而更好地调度指挥生产。

作为SIMATIC全集成自动化系统的重要组成部分，WinCC确保与SIMATIC S5、S7和505系列的PLC连接的方便和通信的高效；WinCC与STEP 7编程软件的紧密结合缩短了项目开发的周期。此外，WinCC还有对SIMATIC PLC进行系统诊断的选项，给硬件维护提供了方便。

WinCC集成了SCADA、组态、脚本语言和OPC等先进技术，为用户提供了Windows操作系统环境下使用各种通用软件的功能，继承了西门子公司的全集成自动化（TIA）产品的技术先进和无缝集成的特点。

WinCC运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。

1.4.1 WinCC的体系结构

WinCC Explorer类似于Windows中的资源管理器，它组合了控制系统所有必要的数据，以树形目录的形式分层排列存储。WinCC分为基本系统、WinCC选件和WinCC附件。

WinCC基本系统包含以下部件，其体系结构如图1-3所示。

（1）变量管理

变量管理器（Tag Management）管理着WinCC中所有使用的外部变量、内部变量和通讯驱动程序等。WinCC中与外部控制器没有过程连接的变量叫做内部变量，内部变量可以无限制使用。与外部控制器有过程连接的变量叫做过程变量，也称为外部变量。

（2）图形编辑器

图形编辑器（Graphics Designer）用于设计各种图形画面。

（3）报警记录

报警记录（Alarming Logging）用于采集和归档报警消息。

（4）变量记录

变量记录（Tag Logging）用于处理测量值的采集和归档。

（5）报表编辑器

报表编辑器（Report Designer）提供许多标准的报表，也可自行设计各种格式的报表，可以按照设定的时间进行打印工作。

（6）全局脚本

全局脚本（Global Script）是根据项目需要编写ANSI-C或 VBS脚本代码。

（7）文本库

文本库（Text Library）编辑不同语言版本下的文本消息。

（8）用户管理器

用户管理器（User Administrator）用来分配、管理和监控用户对组态和运行系统的访问权限。

（9）交叉引用

交叉引用（Cross-reference）用于检索画面、函数、归档和消息中所使用的变量、函数、OLE对象和ActiveX控件等。

图1-3 WinCC的体系结构

WinCC以开放式的组态接口为基础，开发了大量的WinCC选件（Options，也称选项，来自于西门子自动化与驱动集团）和WinCC附件（Add-ons，来自西门子内部和外部合作伙伴），主要包括以下部件。

（1）服务器系统

服务器系统（Server）用来组态客户机/服务器系统。服务器与过程控制建立连接并存储过程数据；客户机显示过程画面。

（2）冗余系统

冗余系统（Redundancy）即两台WinCC系统同时并行运行，并互相监视对方状态，当一台出现故障时，另一台可接管整个系统的控制。

（3）Web浏览器

Web浏览器（Web Navigator）可通过Internet/Intranet使用Internet浏览器监控生产过程状况。

（4）用户归档

用户归档（User Archive）给过程控制提供一整批数据，并将过程控制的技术数据连续存储在系统中。

（5）开放式工具包

开放式工具包（ODK）提供了一套API函数，使应用程序可与WinCC系统的各部件进行通信。

（6）WinCC/Dat@Monitor

WinCC/Dat@Monitor是通过网络显示和分析WinCC数据的一套工具。

（7）WinCC/ProAgent

WinCC/ProAgent能准确、快速地诊断由SIAMTIC S7和SIMATIC WinCC控制和监控的工厂和机器中的错误。

（8）WinCC/Connectivity Pack

WinCC/Connectivity Pack包括OPC HAD，OPC A&E以及OPC XML服务器，用来访问WinCC归档系统中的历史数据。采用WinCC OLE-DB能直接访问WinCC存储在Microsoft SQL Server数据库内的归档数据。

（9）WinCC/IndustrialDataBridge

WinCC/IndustrialDataBridge工具软件利用标准接口将自动化连接到IT世界，并保证了双向的信息流。

（10）WinCC/IndustrialX

WinCC/IndustrialX可以开发和组态用户自定义的ActiveX对象。

（11）SIMATIC WinBDE

SIMATIC WinBDE能保证有效的机器数据管理（故障分析和机器特征数据），其使用范围既可以是单台机器，也可以是整套生产设施。

WinCC不是孤立的软件系统，它时刻与自动化系统、自动化网络系统、MES系统集成在一起，与相应的软硬件系统一起，能实现系统级的诊断功能。

WinCC不仅是可以独立使用的HMI/SCADA系统，而且是西门子公司众多软件系统的重要组件，如WinCC是西门子公司DCS系统PCS7的人机界面核心组件，也是电力系统监控软件PowerCC和能源自动化系统SICAM的重要组成部分。

1.4.2 WinCC的性能特点

作为西门子全集成自动化的重要组成部分，WinCC V7.4具有出色的性能。

① 创新软件技术的使用。WinCC是基于最新发展的软件技术，与Microsoft的密切合作保证了用户获得不断创新的技术。

② 包括所有SCADA功能在内的客户机/服务器系统。即使最基本的WinCC系统仍能提供生成复杂可视化任务的组件和函数，生成画面、脚本、报警、趋势和报表的编辑器由最基本的WinCC系统组件建立。

③ 可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂任务。WinCC是一个模块化的自动化组件，既可以灵活地进行扩展，从简单的工程到复杂的多用户应用，又可以应用到工业和机械制造工艺的多服务器分布式系统中。

④ 众多的选件和附件扩展了基本功能。已开发的、应用范围广泛的、不同的WinCC选件和附件，均基于开放式编程接口，覆盖了不同工业分支的需求。

⑤ 使用Microsoft SQL Server 2014作为其组态数据和归档数据的存储数据库，可以使用ODBC、DAO、OLE-DB、WinCC OLE-DB和ADO方便地访问归档数据。

⑥ 强大的标准接口（如OLE、ActiveX和OPC）。WinCC提供了OLE、DDE、ActiveX、OPC服务器和客户机等接口或控件，可以很方便地与其他应用程序交互数据。

⑦ 使用方便的脚本语言。WinCC可编写ANSI-C和VBS程序。

⑧ 开放API编程接口可以访问WinCC的模块。所有的WinCC模块都有一个开放的C编程接口，这意味着可以在用户程序中集成WinCC的部分功能。

⑨ 具有向导的简易（在线）组态。WinCC提供了大量的向导来简化组态工作。在调试阶段还可进行在线修改。

⑩ 可选择语言的组态软件和在线语言切换。WinCC软件是基于多语言设计的。这意味着可以在英语、德语、法语和中文等语言之间进行选择，也可以在系统运行时选择所需要的语言。

⑪ 提供所有主要 PLC 系统的通信通道。作为标准，WinCC 支持所有连接 SIMATIC S5/S7/505控制器的通信通道，还包括PROFIBUS DP和OPC等非特定控制器的通信通道。此外，更广泛的通信通道可以由选件和附件提供。

⑫ 与基于PC的控制器SIMATIC WinAC紧密连接，软PLC/插槽式PLC和操作、监控系统在一台 PC 上相结合无疑是一个面向未来的概念。在此前提下，WinCC 和 WinAC 实现了西门子公司基于PC的强大的自动化解决方案。

⑬ 全集成自动化（Totally Integrated Automation，TIA）和工业 4.0 的部件。WinCC 是工程控制的窗口，是TIA的核心部件。TIA确保了组态、编程、数据存储和通信方面的一致性。

⑭ SIMATIC PCS7过程控制系统中的SCADA部件，如SIMATIC PCS7是TIA中的过程控制系统；PCS7是结合了基于控制器的制造业自动化优点和基于PC的过程工业自动化优点的过程处理系统。基于控制器的PCS7对过程可视化使用标准的SIMATIC部件。

⑮ 集成到MES和ERP中。标准接口使SIMATIC WinCC成为在全公司范围IT环境下的一个完整部件。将自动控制过程扩展到工厂监控级，为公司管理 MES 和 ERP 提供管理数据。

1.4.3 WinCC的安装

WinCC是运行在IBM-PC兼容计算机上基于Windows操作系统的组态软件，其安装有一定的硬件和软件要求。

WinCC 支持所有一般 IBM/AT 兼容的 PC 平台。为了有效地利用 WinCC，建议选择具有推荐配置的系统。为了能可靠和高效地运行WinCC V7.4，应满足的硬件条件如表1-1所示。最小的硬件要求只能保证WinCC运行，而不能保证满足多用户数、大数据量的访问。在实际配置时，应根据特定的应用需求，为WinCC配置适当的硬件。单用户运行，应满足最小硬件要求；若要高效运行，应满足推荐配置。

表1-1 WinCC V7.4的硬件要求