WinCC 全局腳本在自動化冷軋項目HMI開發(fā)中的應用

肖微

【摘要】WinCC西門子上位監(jiān)控軟件，已在鋼鐵自動化HMI人機界面開發(fā)中占有一席之地。在各個不同的冷軋項目HMI開發(fā)中，如何避免項目因開發(fā)者不同而帶有嚴重的個人風格，導致開發(fā)中的大量重復勞動及投用后維護難的問題，成為了當前的研究熱點。本文描述了如何在自動化冷軋項目HMI開發(fā)中，運用WinCC V6.2 集成的C腳本庫，來達到使各個不同生產(chǎn)線的HMI項目具有通用性，以及便于管理的目的。

【關(guān)鍵詞】WinCC V6.2；HMI；C腳本庫

引言

近幾年，冷軋薄板生產(chǎn)規(guī)模日益壯大，生產(chǎn)工藝也日趨成熟。由此，冷軋生產(chǎn)線自動化控制軟件開發(fā)技術(shù)也日漸完善。隨著這一趨勢，WinCC這一運行于Microsoft Windows2000和XP下的Windows操作系統(tǒng)控制中心，被越來越廣泛于應用到生產(chǎn)線運行過程監(jiān)控中，躋身于可視化過程通信和監(jiān)視軟件之首。

1.WinCC簡介

SIMATIC WinCC是第一個使用最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，它集成了SCADA、組態(tài)、腳本語言和OPC通訊等先進技術(shù)，具有良好的開放性和靈活性。一方面，其高水平的創(chuàng)新，使用戶在早期就認識到即將到來的發(fā)展趨勢并予以實現(xiàn)；另一方面，其基于標準的長期產(chǎn)品策略，可確保用戶的投資利益。憑借這種戰(zhàn)略思想，WinCC已發(fā)展成為歐洲市場中的領(lǐng)導者，乃至業(yè)界遵循的標準[1]。

在冷軋項目中，我們將WinCC V6.2集成于可編程邏輯控制軟件Step7 V5.4和PLC300/400等多種自動化設(shè)備，在此環(huán)境下進行畫面開發(fā)、腳本編程、項目組態(tài)、信號編譯、數(shù)據(jù)管理，來實現(xiàn)HMI監(jiān)視、控制、報警、趨勢記錄等功能。

2.全局腳本功能的實現(xiàn)

基于WinCC具有強大的功能，WinCC畫面編輯器本身已經(jīng)為用戶提供了各種各樣的控件，每一種控件各自又帶有十幾，甚至于幾十種屬性項和動作觸發(fā)器。通過觸發(fā)不同屬性項或者動作的變量，我們就可以使畫面實現(xiàn)我們所需要的功能，例如I/O域功能、顏色狀態(tài)指示、通過按鈕彈出子窗口功能等等。那么很多人可能就會產(chǎn)生一個疑問，既然畫面編輯器已經(jīng)可以讓畫面實現(xiàn)絕大部分用戶所需求的功能，那么應用全局腳本是否是必要的？其意義又體現(xiàn)在何處？

要深刻理解全局腳本的含義，我們首先要對全局腳本編輯器的結(jié)構(gòu)、特性及調(diào)用方法有一個初步的概念和認識。

2.1 腳本分類結(jié)構(gòu)

全局腳本是C語言函數(shù)和動作的通稱，根據(jù)其不同的類型，可用于一個給定的項目或眾多項目中。腳本被用于給對象組態(tài)動作并通過系統(tǒng)內(nèi)部C語言編譯器來處理，全局腳本動作用于過程執(zhí)行的運行中，一個觸發(fā)可以開始這些動作的執(zhí)行[2]。

在WinCC中打開全局腳本編輯器可以看到，全局腳本分為以下幾個大類：

①Project functions（項目函數(shù)）

②Standard functions（標準函數(shù)）

③Internal functions（內(nèi)部函數(shù)）

④Actions（動作）

（1）項目函數(shù)，是可以自己創(chuàng)建新的函數(shù)或者編輯已有的函數(shù)。項目函數(shù)創(chuàng)建后，被保存在項目路徑下的Library文件夾中，因此項目函數(shù)是跟著項目“走”的，即便重新安裝WinCC，也不會丟失。它可以被動作、全局動作，以及所有腳本的地方所調(diào)用。如果在一個項目中，需要經(jīng)常反復用同一個C動作實現(xiàn)相同的功能，我們就可以使用項目函數(shù)。

修改一個項目函數(shù)會影響該項目中所有正在使用該函數(shù)的C動作。如果在一個WinCC項目中沒有使用項目函數(shù)的功能，那么就必須手動逐個修改所有相關(guān)的C動作，通常一個冷軋項目中會重復運用的C動作，少則幾十，多則上百，逐個手工修改不僅量大且繁瑣，而且容易出錯。由此不難看出，運用項目函數(shù)這不但可以簡化組態(tài)，更可以方便維護和故障檢測工作。

基于項目函數(shù)可以被自由創(chuàng)建和跟項目“走”的特點，因此項目函數(shù)還具有在不同的項目中可重復使用的特性。在開發(fā)新的WinCC項目時，遇到與老項目中同樣的C動作，我們只需把老項目中Library文件夾下相應的腳本文件拷貝入新項目文件夾的同樣位置后，加載入庫即可調(diào)用。

項目函數(shù)另一大特點是函數(shù)腳本可以通過指定口令進行保護，以防他人隨意更改。這樣可以保護組態(tài)數(shù)據(jù)和知識產(chǎn)權(quán)。

（2）標準函數(shù)，除系統(tǒng)自帶的函數(shù)外，也可以被創(chuàng)建和修改，標準函數(shù)存儲在WinCC的安裝路徑中的aplib文件夾中。

因此創(chuàng)建標準函數(shù)較之項目函數(shù)有利有弊。其利在于在不需要重裝WinCC系統(tǒng)的情況下，新項目可以直接使用已經(jīng)存在的標準函數(shù)，無需拷貝和重新加載函數(shù)文件。而弊在于創(chuàng)建的標準函數(shù)一旦遇到WinCC需要的重裝的問題，如不特別備份，非系統(tǒng)自帶的標準函數(shù)就會丟失。

標準函數(shù)中，WinCC系統(tǒng)自帶一個標準函數(shù)集，內(nèi)容包括：

①Alarm組：包含控制WinCC報警控件的函數(shù)。用于工具欄中的每一個按鈕。

②Graphics組：包含用于編程圖形系統(tǒng)的函數(shù)。

③Report組：包含用來啟動打印作業(yè)的打印預覽或打印輸出本身的函數(shù)。

④TagLog組：包含控制WinCC表格控件和WinCC趨勢控件的函數(shù)。

⑤WinCC組：包含影響整個WinCC系統(tǒng)的函數(shù)。

⑥Windows組：包含Execute Program函數(shù)。

（3）內(nèi)部函數(shù)，WinCC系統(tǒng)自帶的函數(shù)，既不能創(chuàng)建新的內(nèi)部函數(shù)，也不能修改已存在的內(nèi)部函數(shù)。內(nèi)部函數(shù)在整個項目中都能被識別用來畫圖形對象和使歸檔動態(tài)化，并用于項目函數(shù)、標準函數(shù)和全局腳本動作中。

（4）動作，是一組全局腳本，可以被創(chuàng)建和修改，動作腳本保存在項目文件夾下的Pas文件夾中。WinCC一旦運行后，全局腳本無論被調(diào)用在任何畫面，都被觸發(fā)。

2.2 腳本的應用

我們先要明確要被創(chuàng)建的全局腳本的類型，如上節(jié)內(nèi)容，可以被創(chuàng)建的類型有項目函數(shù)，標準函數(shù)和動作。

創(chuàng)建函數(shù)一般分為5個步驟：

①制定函數(shù)

②添加函數(shù)信息

③編譯函數(shù)

④保存函數(shù)

⑤生成頭文件

下面以冷軋連退項目中的一個簡單的項目函數(shù)“SetCSMColor（）”函數(shù)為例，來說明函數(shù)的具體創(chuàng)建過程和調(diào)用方法。

首先在新建一個項目函數(shù)，在函數(shù)編輯欄中寫入以下函數(shù)內(nèi)容。本函數(shù)的功能是在CSM畫面中電機的指示燈根據(jù)信號收到的值不同，變換不同的顏色。

#include “apdefap.h”

long SetCSMColor（char* DwBackColor）

{

switch（GetTagDWord（DwBackColor））

{

case 0：return（CO_DKGRAY）； // default

case 1：return（CO_GREEN）； // switch on

case 2：return（CO_DKBLUE）； // off and ready

case 4：return（CO_MAGENTA）； // off and not ready

case 8：return（CO_YELLOW）； // warning

case 16：return（CO_RED）； // fault-alarm

case 32：return（CO_DKBLUE）； // switch on active

case 64：return（CO_GREEN）； // switching running

case 128：return（CO_DKGREEN）； // run

default：return（CO_DKGRAY）；

}

}

從以上函數(shù)內(nèi)容中我們可以發(fā)現(xiàn)，在這個項目函數(shù)中，還調(diào)用了一個名為“GetTagDWord（）”，這是一個WinCC自帶的內(nèi)部函數(shù)。在此說明，各種函數(shù)之間，只要符合功能需求，它們都是可以被自由調(diào)用的。

編寫完函數(shù)內(nèi)容以后，我們可以通過點擊工具欄中的按鈕來添加函數(shù)的一些相關(guān)信息，創(chuàng)建密碼及版本號。然后點擊按鈕編譯函數(shù)，編譯通過后點擊按鈕保存函數(shù)到項目文件夾下的Library文件夾內(nèi)，例如路徑D：＼EGL_HMI＼library。點擊按鈕生成頭文件，要注意的是，創(chuàng)建一個新的函數(shù)后，只有當函數(shù)的頭文件被產(chǎn)生，此新函數(shù)才會顯示在全局腳本函數(shù)編輯器的函數(shù)瀏覽器中。

圖3 全局腳本屬性窗口

當函數(shù)腳本被創(chuàng)建完成后，我們就可以在項目中使用該腳本了。調(diào)用腳本的方法非常便捷，在需要產(chǎn)生動作的控件的屬性項，點擊右鍵選擇“C動作”，在右側(cè)代碼窗口中將光標移動到需要調(diào)用函數(shù)的位置，然后在窗口的左側(cè)函數(shù)欄中找到需要調(diào)用的函數(shù)雙擊，在彈出小窗口中更改函數(shù)變量名及類型，點擊“確定”即可完成調(diào)用。

圖4 C函數(shù)調(diào)用窗口

3.全局腳本在冷軋項目中的意義

自從越來越多的冷軋WinCC項目使用了全局腳本功能以后，大大減少了畫面開發(fā)工作中的機械式重復勞動。而其更深遠的意義在于，全局腳本功能使各個冷軋項目的畫面開發(fā)凝聚成了一個模板式的體系，所有冷軋項目的畫面風格、狀態(tài)顯示、功能實現(xiàn)方法等各方面，形成了一個規(guī)范化的統(tǒng)一。在沒有“統(tǒng)一”之前，往往冷軋項目畫面開發(fā)者帶有很大的自主性，畫面功能實現(xiàn)方法僅有開發(fā)者本身熟悉，一旦開發(fā)者有特殊情況不能繼續(xù)開發(fā)，或者是無法參與投產(chǎn)后的維護工作，那么接手其工作的人員就要花大量的時間和精力去熟悉畫面的功能和風格?，F(xiàn)在有了這樣的“統(tǒng)一”，為我們在冷軋項目的調(diào)試和維護工作上帶來了很大的便捷，提高了公司人員的可調(diào)動性，接手工作的人員能夠以最快的速度投入到畫面的開發(fā)和維護工作中去。

4.結(jié)束語

全局腳本既可以用C語言寫，也可以用VB來寫，所以要求開發(fā)人員至少要對這兩種計算機編程語言其中的一種有一定的了解。熟練掌握C或VB，可以對應用全局腳本有很大的幫助。

本文對WinCC全局腳本功能進行了研究，重點分析了全局腳本的功能和實際應用中的優(yōu)勢，對WinCC開發(fā)L1 HMI工作具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]梁綿鑫.WinCC基礎(chǔ)及應用開發(fā)指南[M].機械工業(yè)出版社，2009.

[2]WINCC全局腳本手冊[S].