摘要：本文以輪胎硫化定型硫化機(jī)為例，闡述了WinCC flexible的組成、特點(diǎn)及配方功能。
關(guān)鍵詞：WinCC flexible；配方；應(yīng)用
在工藝過(guò)程日趨復(fù)雜、對(duì)機(jī)器和設(shè)備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對(duì)操作員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，而人機(jī)界面（HMI）恰恰提供了這種透明性。HMI是人（操作員）與過(guò)程（機(jī)器/設(shè)備）之間的接口，PLC 是控制過(guò)程的實(shí)際單元。
1. HMI介紹
在操作員和 WinCC flexible（位于 HMI 設(shè)備端）之間以及 WinCC flexible 和 PLC 之間均存在一個(gè)接口。 HMI系統(tǒng)承擔(dān)下列任務(wù)：
1） 過(guò)程顯示在HMI設(shè)備上。 HMI設(shè)備上的畫面可根據(jù)過(guò)程變化動(dòng)態(tài)更新。
2） 操作員可以通過(guò)GUI （圖形用戶界面）來(lái)控制過(guò)程， 例如，操作員可以預(yù)置控件的參考數(shù)值或者啟動(dòng)電機(jī)。
3） 過(guò)程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，例如，當(dāng)超出設(shè)定值時(shí)會(huì)在HMI界面彈出報(bào)警信息。
4） HMI系統(tǒng)可以記錄報(bào)警和過(guò)程值。該功能可以記錄過(guò)程值序列，并檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。
5） HMI系統(tǒng)可以輸出報(bào)警和過(guò)程值報(bào)表，例如，可以在某一輪班結(jié)束時(shí)打印輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
6） HMI系統(tǒng)可以將過(guò)程和設(shè)備的參數(shù)存儲(chǔ)在配方中，例如，可以一次性將這些參數(shù)從HMI設(shè)備下載到PLC，以便改變產(chǎn)品規(guī)格時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)。
2. WinCC flexible的組成及特點(diǎn)
SIMATIC HMI提供了一個(gè)全集成的單源系統(tǒng)，用于各種形式的操作員監(jiān)控任務(wù)。使用SIMATIC HMI，可以始終控制過(guò)程并使機(jī)器和設(shè)備持續(xù)運(yùn)行。而WinCC flexible是一種面向機(jī)器的自動(dòng)化概念的HMI軟件，它具有舒適而高效的設(shè)計(jì)。其綜合了直接的處理方式、透明性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)，包含WinCC flexible工程系統(tǒng)、WinCC flexible運(yùn)行系統(tǒng)、WinCC flexible選件三個(gè)組件。隨著版本的逐步升高，所支持的設(shè)備范圍以及WinCC flexible的功能都得到了擴(kuò)展，同時(shí)也可以通過(guò)Powerpack程序包將項(xiàng)目移植到更高版本中。
3. WinCC flexible實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化
WinCC flexible支持多個(gè)不同自動(dòng)化概念的組成，在缺省狀態(tài)下可使用WinCC flexible實(shí)現(xiàn)下列自動(dòng)化概念。
1） 單臺(tái)HMI設(shè)備的控制，通過(guò)過(guò)程總線直接與PLC連接的HMI設(shè)備稱為單用戶系統(tǒng)。
2） 帶多臺(tái)HMI設(shè)備的PLC，通過(guò)過(guò)程總線如PROFIBUS或以太網(wǎng)連接至一個(gè)或多個(gè)PLC。
3） 支持應(yīng)用于大型生產(chǎn)設(shè)備、長(zhǎng)生產(chǎn)線或傳輸裝置技術(shù)的移動(dòng)單元，也可用于需要對(duì)過(guò)程進(jìn)行直接顯示的系統(tǒng)，需要操作的機(jī)械設(shè)備配備了多個(gè)接口。因此，操作員或者維修人員可以直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作，進(jìn)行精確的裝配和定位，而且在維修期間，移動(dòng)單元可以保證較短的停機(jī)時(shí)間。
4） 有集中功能的HMI系統(tǒng)。
4. WinCC flexible的配方功能
輪胎定型硫化機(jī)上的HMI主要是采用第一種方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)WinCC flexible建立項(xiàng)目、編輯畫面，添加配方參數(shù)，通過(guò)與PLC連接，供操作者在HMI界面設(shè)置工藝參數(shù)以及觀察過(guò)程值。配方是同一類數(shù)據(jù)的集合，具有固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在組態(tài)階段，對(duì)配方的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性定義。一個(gè)配方中包含有多個(gè)配方數(shù)據(jù)記錄，這些數(shù)據(jù)記錄僅在數(shù)值方面有所不同，而非結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HMI設(shè)備或外部存儲(chǔ)介質(zhì)上。根據(jù)所需用途不同，配方的組態(tài)有所不同。若需在項(xiàng)目中使用配方視圖編輯配方，則值僅能保存在配方數(shù)據(jù)記錄中；若要在項(xiàng)目中編輯配方畫面中的配方，則值將保存在配方變量中。下圖為某輪胎廠配方畫面圖，為滿足不同尺寸規(guī)格輪胎擁有不同的硫化工藝，通過(guò)創(chuàng)建工藝號(hào)、輪胎規(guī)格、總步序、各步序時(shí)間、各步序閥門狀態(tài)等變量，各參數(shù)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)在配方中。可以在單個(gè)配方記錄中輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要進(jìn)行修改，若工藝參數(shù)已經(jīng)存在，則可以在配方的組態(tài)期間，在“配方”編輯器中輸入數(shù)據(jù)；如果不得不頻繁地修改生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以在HMI設(shè)備上直接輸入數(shù)據(jù)或在機(jī)器上直接設(shè)置參數(shù)，然后再將數(shù)據(jù)從PLC傳送到HMI設(shè)備，并存儲(chǔ)在配方中。使用配方視圖和在配方畫面編輯配方時(shí)，在運(yùn)行期間內(nèi)配方視圖中的顯示值可能與相關(guān)變量中保存的值存在偏差。為防止這種情況發(fā)生，必須同步配方數(shù)據(jù)記錄的值和配方變量的值。
5. 結(jié)束語(yǔ)
WinCC flexible包括了性能從Micro Panel到簡(jiǎn)單的PC可視化的一系列產(chǎn)品，用于組態(tài)用戶界面以操作和監(jiān)視機(jī)器與設(shè)備。因此，WinCC flexible的功能性可以與ProTool系列的產(chǎn)品和TP Designer相媲美，且可以將現(xiàn)有的ProTool項(xiàng)目集成到WinCC flexible中。