WinCC flexible在硫化机上的应用

摘要：本文以轮胎硫化定型硫化机为例，阐述了WinCC flexible的组成、特点及配方功能。关键词：WinCC flexible；配方；应用 在工艺过程日趋复杂、对机器和设备功能的要求不断增加的环境中，获得最大的透明性对操作员来说至关重要，而人机界面（HMI）恰恰提供了这种透明性。HMI是人（操作员）与过程（机器/设备）之间的接口，PLC 是控制过程的实际单元。 1. HMI介绍 在操作员和 WinCC flexible（位于 HMI 设备端）之间以及 WinCC flexible 和 PLC 之间均存在一个接口。 HMI系统承担下列任务： 1） 过程显示在HMI设备上。 HMI设备上的画面可根据过程变化动态更新。 2） 操作员可以通过GUI （图形用户界面）来控制过程， 例如，操作员可以预置控件的参考数值或者启动电机。 3） 过程的临界状态会自动触发报警，例如，当超出设定值时会在HMI界面弹出报警信息。 4） HMI系统可以记录报警和过程值。该功能可以记录过程值序列，并检索以前的生产数据信息。 5） HMI系统可以输出报警和过程值报表，例如，可以在某一轮班结束时打印输出生产数据。 6） HMI系统可以将过程和设备的参数存储在配方中，例如，可以一次性将这些参数从HMI设备下载到PLC，以便改变产品规格时进行生产。 2. WinCC flexible的组成及特点 SIMATIC HMI提供了一个全集成的单源系统，用于各种形式的操作员监控任务。使用SIMATIC HMI，可以始终控制过程并使机器和设备持续运行。而WinCC flexible是一种面向机器的自动化概念的HMI软件，它具有舒适而高效的设计。其综合了直接的处理方式、透明性、灵活性等优点，包含WinCC flexible工程系统、WinCC flexible运行系统、WinCC flexible选件三个组件。随着版本的逐步升高，所支持的设备范围以及WinCC flexible的功能都得到了扩展，同时也可以通过Powerpack程序包将项目移植到更高版本中。3. WinCC flexible实现的自动化 WinCC flexible支持多个不同自动化概念的组成，在缺省状态下可使用WinCC flexible实现下列自动化概念。 1） 单台HMI设备的控制，通过过程总线直接与PLC连接的HMI设备称为单用户系统。 2） 带多台HMI设备的PLC，通过过程总线如PROFIBUS或以太网连接至一个或多个PLC。 3） 支持应用于大型生产设备、长生产线或传输装置技术的移动单元，也可用于需要对过程进行直接显示的系统，需要操作的机械设备配备了多个接口。因此，操作员或者维修人员可以直接在现场进行工作，进行精确的装配和定位，而且在维修期间，移动单元可以保证较短的停机时间。 4） 有集中功能的HMI系统。4. WinCC flexible的配方功能 轮胎定型硫化机上的HMI主要是采用第一种方式实现自动化，通过WinCC flexible建立项目、编辑画面，添加配方参数，通过与PLC连接，供操作者在HMI界面设置工艺参数以及观察过程值。配方是同一类数据的集合，具有固定的数据结构。在组态阶段，对配方的结构进行一次性定义。一个配方中包含有多个配方数据记录，这些数据记录仅在数值方面有所不同，而非结构，数据存储在HMI设备或外部存储介质上。根据所需用途不同，配方的组态有所不同。若需在项目中使用配方视图编辑配方，则值仅能保存在配方数据记录中；若要在项目中编辑配方画面中的配方，则值将保存在配方变量中。下图为某轮胎厂配方画面图，为满足不同尺寸规格轮胎拥有不同的硫化工艺，通过创建工艺号、轮胎规格、总步序、各步序时间、各步序阀门状态等变量，各参数数据作为数据记录存储在配方中。可以在单个配方记录中输入数据，并根据需要进行修改，若工艺参数已经存在，则可以在配方的组态期间，在“配方”编辑器中输入数据；如果不得不频繁地修改生产数据，可以在HMI设备上直接输入数据或在机器上直接设置参数，然后再将数据从PLC传送到HMI设备，并存储在配方中。使用配方视图和在配方画面编辑配方时，在运行期间内配方视图中的显示值可能与相关变量中保存的值存在偏差。为防止这种情况发生，必须同步配方数据记录的值和配方变量的值。 5. 结束语 WinCC flexible包括了性能从Micro Panel到简单的PC可视化的一系列产品，用于组态用户界面以操作和监视机器与设备。因此，WinCC flexible的功能性可以与ProTool系列的产品和TP Designer相媲美，且可以将现有的ProTool项目集成到WinCC flexible中。