基于WinCC Web Navigator的生产数据发布系统

曹路圆，吴 迪，刘征宇

（北京机械工业自动化研究所 自控中心，北京 100120）

0 引言

现在大型工业企业管理中，往往会建设若干个相对独立，具备各自系统特色的PLC控制系统，并设置专人值班监控，定时记录系统关键点的参数值，上报到总调度室，由此形成类似传统信息孤岛的生产现场数据孤岛。

本文以河北某大型钢铁企业中下属的焦化厂为背景，阐述通过WinCC Web Navigator将生产现场的多个PLC站点实时数据汇总，安全、实时地呈现在调度和管理人员面前，为企业的管控一体化提供了一个基础平台。

1 系统拓扑设计

图1 系统网络拓扑

该焦化厂于2007年开工建设，采用了先进的PLC控制系统对生产过程进行实时监控和管理。该厂生产现场网络采用西门子工业交换机组成光纤环网连结各个PLC功能站点，在系统上线以前，现场网络为一个独立的局域网，和办公网络在物理上隔离。一个车间可能具备既铺设了现场网，也铺设了办公网。

要实现在办公网中能够实时查看到现场网中的PLC运行数据，必然要打通连接两个网络。为了保证生产现场网络的安全，采用了清华比威的UF3504网关来进行安全隔离。

生产数据发布系统的实际网络拓扑结构如下：

2 生产数据发布

2.1 数据发布功能需求

系统采用西门子WinCC软件套件中的Web Navigator作为发布工具，将WinCC监控画面发布成可通过IE在线浏览的页面。

根据客户的实际要求，确定生产数据发布系统的主要功能为：实时采集PLC关键数据点并储存到数据库，通过WinCC设计数据发布画面及趋势图，并通过WinCC的WEB发布控件进行发布，供调度和领导决策参考。

生产数据发布主要涉及：8个PLC工作站、1500个左右变量、45个监控画面、41个趋势图。

2.2 发布画面设计

作为发布的画面，其最主要的特点是：能够实时显示现场PLC控制变量的状态或数值，屏蔽了所有对现场设备的控制、设定、修改等操作。管理人员只能查看生产现场状态，而不能做任何变更，这样在系统中可以保证现场PLC设备的安全及责任区分。

画面设计的主要过程如下：

1）在服务器建立发布用的PLC站点程序；

2）复制现场工作站已完成的PLC站点程序；

3）在服务器站点程序建立到各PLC的连接（参照各个站点程序）；

4）将各站点程序变量复制到服务器，为减少授权数量，需删除不需要的变量；

5）摘选各站点程序的画面及趋势图复制到服务器站点程序目录下，并规范命名；

6）修改摘选画面：删除不必要的画面元素；对画面进行重新布局，统一画面宽度；去掉画面的所有操控动作，防止管理人员操作到生产现场设备。

图2 系统画面

7）做导航画面，根据多站点发布的特点，设计了三级画面的结构：系统首页，显示全部八个站点链接；站点页面，显示站点的主要画面及趋势图链接；实际画面，包括监视画面及趋势图；每个下级页面设置返回上级页面的链接按钮。

系统三级画面图示如图2所示。

2.3 用户权限设置

WinCC程序具备完善的权限管理体系，设置权限方式如下：

1）管理人员权限：可查看所有站点的实时监视画面和趋势图；为系统管理员及公司高层、总调度人员

2）一般人员权限：为车间管理人员使用，可查看自己管理的车间站点画面。

2.4 数据页面发布

通过Web Navigator的发布向导，将全部或者指定的画面发布到服务器的WEB站点，使用人员打开IE浏览器（仅支持IE内核的浏览器），在地址栏输入服务器IP回车，输入提示的用户名和密码，即可实时查看生产现场数据了。

3 结束语

通过短期开发，整合了8个站点的45个实时监控画面、88个关键变量的趋势图。经过用户的实际使用，符合用户的操作习惯及实际需要，该系统得到了焦化厂用户的认可。

[1] 邹泽明.面向管控一体化的流程制造业综合监控平台研究[J].制造业自动化,2009,9.