摘要：简述烧结厂目前的实时工况系统监控情况，介绍WinCC实时画面发布系统运用在烧结厂的优势，体系框架的建立，难点突破，系统实施后效果。
前言
科学发展观的深入贯彻落实，柳钢的两化融合也进一步的发展，烧结厂作为柳钢八大主体厂之一，仅靠现场的工控设备查阅实时数据，难以解决内部信息共享交流不方便的问题，不利于新技术的革新，针对该现象，设计烧结厂实时画面发布系统，本系统采用WinCC作为数据交换的桥梁，WinCC是一款人机交互的软件，与PLC之间由生产网连接，通过相关的通信协议配置，可将PLC的数据进行采集，在前端页面配置相关的变量即可完成生产系统的监控画面，通过相关的配置可将页面进行发布，解决了诸上难题，WinCC具备同时采集多点位数据无阻塞，数据实时归档的优点，工控系统与发布系统相结合能够实现人机交互，数据共享，将工业化和信息化融合早一起，对于柳钢两化融合的发展具有深远的意义。
1.系统设计
1.1设计思路
结合烧结厂现场生产状况和管理人员的需求，WinCC项目的制作要符合现场生产情景，监控PLC采集的现场传感器数据和通信状态的同时，数据要持久化，自动的存储到数据库中，提供持久数据展示方案供管理人员查阅。WinCC画面的制作是将现场生产情景的模型化，需手动配置WinCC画面，将现场设备以图形的方式制作出来，PLC控制或者通过传感器采集设备的相关信号的逻辑地址位，绑定在图形化的设备中，形成一个完整的人机交互界面，画面通过连接公司网发布展示：
1.2开发与实现
WinCC需要实现的功能主要有四大部分构成：获取现场PLC数据，PLC数据归档，归档数据展示，画面发布
1.1.1获取现场PLC数据
WinCC获取数据的基础是与PLC建立通讯，通讯必须遵守相关的通信协议，通信协议作为双方通讯的约束，定义了数据帧格式，保障保证数据的稳定传输与安全。烧结厂120球团生产线采用西门子PLC，其他生产线使用的是施耐德PLC，为保障数据精度和传输质量，遵守的协议也是不同的，西门子使用S7协议，施耐德是Modbus协议。WinCC内部提供专门的通信协议通道，所有的通讯变量在对应的通道中建立，完成对现场PLC数据的读取。
值得注意的是，在布控现场PLC时，两种PLC对数据的处理机制也不一样，为确保数据的准确性，以及发挥PLC最大的性能，西门子PLC已在编程时做好量程转换，施耐德没有进行，故在通讯变量的配置中需进行量程转换。
1.1.2PLC数据归档
通讯变量获取了现场PLC过程数据，该数据是实时更新的，然而对于一些关键的PLC数据，用于改善工艺的，往往需要对其进行数据库的备份，WinCC提供数据归档的功能，可以根据重要的经济与技术指标进行数据隔离与过滤，在变量记录选项中，通过配置归档组态，选择归档的通讯变量，设定保存数据的数据库大小和保存周期，实现对数据的储存。
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1.1.3归档数据展示
归档数据储存在WinCC默认的数据库，不能够通过IO域配置归档通讯变量显示，数据展示可以使用表格或者是在线趋势图，本次设计采用趋势图控件“WinCC Online Trend Control”，组态该控件，通过该控件配置要选取查阅的归档变量，数据统计使用“WinCC Ruler Control”控件，可以查询归档变量一段时间的最大、最小值和平均值等等，具备统计的功能。从历史数据的走势可以分析得到设备在某段时间的状态，从中可预估下一时段设备可能发生的情况，对于检修具有很大的作用，画面中使用该控件通过对各项数据的对比，对于数据处理具有很大的作用。
1.1.4画面发布
WinCC画面作为人机交互的界面的展示，配置连接通讯变量后，可以从中感知设备的实时数据和运行状态。控件的连接和逻辑的实现使用C语言或者VB语言，通过相应的事件脚本的编写，事件触发后立即执行目标脚本。
发布画面是WinCC画面在浏览器运行的结果，主机连接生产网运行WinCC项目，采集现场数据，现场生产状况模型化，另一方面连接生产网，可以通过组态Web浏览发布，公司网内的用户打开Web组态的IP地址和账号密码，实现在网页内浏览WinCC项目，获取所需要的数据。
2.难点攻破
2.1数据共享
发布画面实现内部变量在不同用户浏览器互不影响。实时画面运行在浏览器中，浏览器不会对画面数据进行缓存，页面数据实时更新，意味着本页面通过C脚本编写的项目函数触发对其它画面的控件更改，将不会生效，这种情况必须将要关联的控件页面与当前页面同时打开，现实中，数据是跨不同页面的，不止两个画面，使用该方案将大大降低画面的性能，运行执行效率也会大打折扣。
采用内部变量，作为函数触发的接收点，用已保存关联控件的属性值，再将内部变量配置到关联的属性中，配置后的内部变量将伴随项目生命周期运行，在使用当中可以对该变量值进行更改和清空，可以很好解决数据跨页面共享的问题。
2.2在线趋势图多条趋势图逻辑实现
在线趋势图作为本次项目的归档数据的展示与统计，对数据的持久化尤为重要，用户点击要查看趋势的变量，将变量添加进趋势图，同时组态相对应的时间轴和数值轴，此逻辑使用C语言脚本实现，添加静态文本，并对其配置内部变量，用以接收点击的趋势变量，完后，添加按钮，配置点击事件，点击将组态多条趋势图。相关的主要实现C脚本如下：
……
SetPropChar（"趋势画面.Pdl"，"趋势图"，"TrendAdd"，GetTagChar（H））；//添加趋势
SetPropWord（"趋势画面.Pdl"，"趋势图"，"TrendIndex"，i）；
SetPropChar（"趋势画面.Pdl"，"趋势图"，"TrendTagName"，GetTagChar（G））；//设置趋势
……
结语
基于WinCC的烧结厂实时画面发布系统已经在烧结厂正式投入使用，该系统运行稳定流畅，集合了烧结厂生产线、原料场、脱硫系统、成品矿仓储以及主生产系统和烟气处理系统等画面，实现了对现场PLC数据的采集与量程转换，保证了数据的准确性，在线趋势图和归档数据相益结合，追溯历史数据，还原历史情景，分析设备状态，利于促进工艺的改进，通过实时画面发布，将画面运行在公司网，网内用户均可浏览，实现了数据的共享交融，节约了下现场获取所需数据时间和减少或者防止事故隐患的发生。
论文作者:杨柳斌,程巍,肖箐,廖俊富
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：数据论文; 画面论文; 变量论文; 趋势论文; 现场论文; 实时论文; 控件论文; 《基层建设》2018年第28期论文;