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清河水庫為了提高效率降低成本，而開發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，是通過WinCC組態(tài)實(shí)施過程監(jiān)控的。文中針對(duì)清河水庫的實(shí)際情況，結(jié)合WinCC的自身特點(diǎn)，提出了使用WinCC監(jiān)控軟件的硬件配置，介紹如何使用WinCC創(chuàng)建動(dòng)態(tài)人機(jī)界面，實(shí)施過程監(jiān)控的具體步驟，并對(duì)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)作了介紹。

      清河水庫是遼寧省省管水庫之一，建于1958～1962年,是遼寧省防洪、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚、旅游等方面綜合利用的大型水庫之一。隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，對(duì)水庫閥門的監(jiān)控與控制系統(tǒng)也進(jìn)行了改進(jìn)。為提高效率降低成本決定開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)通過Siemens公司的WinCC組態(tài)，實(shí)施過程監(jiān)控。上位機(jī)采用Siemens的工控機(jī)，下位機(jī)采用Siemens公司的S7-300，上位機(jī)與下位機(jī)用光纖通信。

1 WinCC簡(jiǎn)介
    WinCC（Windows Contol Center，窗口控制中心）是西門子公司實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)通信及上位機(jī)監(jiān)控畫面制作的軟件，WinCC為在標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)和Win-dowsNT環(huán)境下實(shí)現(xiàn)HMI（人機(jī)界面）的功能。SIMATICWinCC是第一個(gè)使用最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)控系統(tǒng),搶先式多任務(wù)的特點(diǎn)適合于對(duì)過程事件的快速反應(yīng)。

     WinCC是一個(gè)開放的HMI軟件，可與世界上主要的控制廠商的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。它與SIMATIC-S5/S7/505系列的通信接口，如Profibus,FDL,DP,DDE,OPC等都包括在WinCC基本軟件包中。此外，其他的通信接口，如FMS,PMC, SIPART DR或連接其他廠商控制器的接口（AEG,Modicon）在WinCC的可選功能中提供。另外，它隨系統(tǒng)而擴(kuò)展，包括運(yùn)行版和開發(fā)完成版。在容量上分為128，256，1024和64個(gè)PowerTag變量，只來自控制器和外部過程變量（內(nèi)部變量不計(jì)算在內(nèi)）。WinCC允許將一個(gè)32位的模擬量的PowerTag變量分為獨(dú)立的32個(gè)數(shù)字量，使用上與正常數(shù)字量的PowerTag變量相同。因此可提供整個(gè)過程的I/O點(diǎn)數(shù)比所標(biāo)的PowerTag變量數(shù)多?？傊甒inCC將Windows應(yīng)用程序的現(xiàn)代體結(jié)構(gòu)與使用方便的圖形設(shè)計(jì)程序結(jié)合在一起，能很方便的生成人機(jī)界面，建立完整的過程監(jiān)控解決方案。

性策略：
   （1）防火墻技術(shù)：防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全政策的有機(jī)組成部分，通過檢查、限制、更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流，盡可能地對(duì)外屏蔽內(nèi)部信息，允許或拒絕外部用戶訪問內(nèi)部資源。
   （2）利用Windows2000Server，SQLServer2000本身的安全機(jī)制，采用集成安全模式，將SQLServer與Windows2000的安全機(jī)制緊密集成，并將SQL Server 的用戶驗(yàn)證配置為Windows2000驗(yàn)證模式。
   （3）訪問權(quán)限控制，真對(duì)不同用戶設(shè)置操作權(quán)限，不同的權(quán)限擁有不同的系統(tǒng)資源，以保證系統(tǒng)的使用安全。
   （4）數(shù)據(jù)備份。為了避免數(shù)據(jù)意外丟失，保證數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)具有自動(dòng)備份數(shù)據(jù)庫功能。

4 結(jié)語
    利用VPN技術(shù)實(shí)現(xiàn)沈陽市水利局及局直單位之間的聯(lián)網(wǎng)后，使得OA辦公系統(tǒng)得到了充分的應(yīng)用，提高了工作效率，節(jié)省了資源，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)域的信息共享及網(wǎng)上辦公，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2 WinCC的系統(tǒng)配置
     經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)上位機(jī)與PLC通信需要過程變量，最終確定選用容量為1024PowerTag的WinCC開發(fā)完全版。上位機(jī)的硬件配置將直接影響到WinCC的運(yùn)行性能，所以，采用高性能的PC機(jī)系統(tǒng)將明顯提高系統(tǒng)的性能。此外，PC主機(jī)的配置為：中央處理器為P4-2.0；內(nèi)存為256M；硬盤為120G；操作系統(tǒng)為Windows2000Server。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    監(jiān)控系統(tǒng)具有：實(shí)時(shí)顯示各種數(shù)據(jù)，例如動(dòng)態(tài)顯示閥門開度、流量；各種歷史數(shù)據(jù)的查看，直觀方便；閥門的自動(dòng)控制；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)與自動(dòng)關(guān)閉；系統(tǒng)具備可擴(kuò)展性等功能。WinCC是一個(gè)實(shí)用且與SIMATIC產(chǎn)品無縫連接的組態(tài)軟件，其界面友好，功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)控制界面的設(shè)計(jì)、硬件組態(tài)、變量管理、報(bào)警歸檔、標(biāo)簽歸檔、打印歸檔與用戶管理等功能。

3.1 通信功能的實(shí)現(xiàn)
     工控機(jī)與PLC采用物理連接。系統(tǒng)采用的PLC是S7-300系列的，通信模板是CP5611通信卡，上位機(jī)通過光纖與下位機(jī)連接，上位機(jī)通過OLM（光纖鏈路模塊）將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，用單模光纖進(jìn)行長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸，然后再通過OLM將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，由下位機(jī)接受此電信號(hào)，上位機(jī)與OLM采用MPI的電纜線物理連接，其通信協(xié)議為Profibus-DP。為使上位工控機(jī)與下位PLC成功實(shí)現(xiàn)通信，先要對(duì)CP5611初始化，在對(duì)WinCC的變量管理中添加名稱為SIMATIC S7 PROTOCOL SUTTE 的驅(qū)動(dòng)器。然后在Profibus通道中新建驅(qū)動(dòng)程序連接，設(shè)置相應(yīng)的S7網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，這樣通信通道就完成了。之后的工作是新建變量（Tag），將外部變量與PLC的DB塊、位存儲(chǔ)器、輸入輸出中的位（比）或者字連接起來（為了便于管理變量建立不同的組）。通過WinCC內(nèi)部函數(shù)GetTag，SetTag實(shí)現(xiàn)WinCC與PLC的動(dòng)作的功能。

3.2 控制系統(tǒng)的控制界面的實(shí)現(xiàn)
     SIMATICWinCC提供可視化的、友好的控制界面，其圖形設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大。它支持直接引入AutoCAD圖紙和Windows元文件，可在16個(gè)不同的層面上作圖。圖形對(duì)角包括：標(biāo)準(zhǔn)化和圖形化對(duì)角、按鈕和滑塊、檢查框和復(fù)選框、應(yīng)用和圖形窗口、OLE對(duì)象、ActiveX控件、I/O域、文字列表、狀態(tài)顯示、組顯示等。圖形組件的最終外觀由組態(tài)工程師動(dòng)態(tài)控制。圖形的動(dòng)態(tài)控制參數(shù)，如位置、幾何形狀、顏色和樣式，可通過WinCC變量的改變或程序直接控制。

3.3 系統(tǒng)各類顯示的實(shí)現(xiàn)
     WinCC提供趨勢(shì)歸檔功能。過程數(shù)據(jù)、內(nèi)部變量數(shù)據(jù)和任何應(yīng)用中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或手輸入的數(shù)據(jù)，都可以被周期性地或某個(gè)具體受控方式收集和記錄下來。可以形成以下幾種數(shù)據(jù)：平均值、總值、最低和最高峰值、自由公式的計(jì)算值。結(jié)果被存儲(chǔ)在一個(gè)固定的存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)間隔可以在500ms和一年之間任意設(shè)定。打開WinCC變量記錄編輯器，為需要圖示的變量創(chuàng)建歸檔，新建趨勢(shì)歸檔窗口模板和表窗口模板，將變量與創(chuàng)建的歸檔變量連接。顯示時(shí)將模塊加入到應(yīng)用窗口中，則運(yùn)行時(shí)可動(dòng)態(tài)顯示趨勢(shì)曲線。

3.4 工藝參數(shù)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)
     WinCC提供UserArchives（用戶歸檔）可選功能。它的作用是以用戶自定義的結(jié)構(gòu)將WinCC中的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)置的WinCC數(shù)據(jù)庫中，這些數(shù)據(jù)可通過表格的方式由Active X控件顯示?？紤]到需要存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)目較少，所以未定義User Achives，使用WinCC內(nèi)置的C語言腳本，以文本文件的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)文件的讀寫，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的調(diào)用、存儲(chǔ)和修改功能。

3.5 自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)關(guān)機(jī)的實(shí)現(xiàn)
     在監(jiān)控系統(tǒng)中，上位機(jī)是運(yùn)行WinCC軟件的單一用途的計(jì)算機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)一啟動(dòng)就自動(dòng)進(jìn)入組態(tài)工藝畫面，為此首先實(shí)現(xiàn)WindowsNT自動(dòng)登錄，自動(dòng)關(guān)機(jī)的實(shí)現(xiàn)可以借助WinCC的動(dòng)態(tài)—（Dynamic-Wizard）完成。

4 結(jié)語
     該系統(tǒng)利用WinCC作為監(jiān)控軟件，簡(jiǎn)化了上位機(jī)與PLC的通信，方便地讀取來自PLC的數(shù)據(jù)及向PLC傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了水庫的遠(yuǎn)程控制，并且系統(tǒng)容易配置。在系統(tǒng)的最初運(yùn)行過程中，針對(duì)工藝操作要求及系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，不斷進(jìn)行改進(jìn)、完善，現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單方便，人機(jī)界面友好，實(shí)用性強(qiáng)，提高了效率，各項(xiàng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。