基于WinCC用户归档的工业炉数据管理系统

柳海涛，李保强，魏 佳

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州 450007）

基于WinCC用户归档的工业炉数据管理系统

柳海涛，李保强，魏 佳

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州 450007）

介绍了一种基于WinCC用户归档的工业炉数据管理系统，叙述了该系统的原理、实现过程及其特点应用。利用WinCC用户归档实现的工业炉数据管理系统，可以记录生产过程的各种数据，并可进行查询、统计、管理和调取温度曲线，有助于提高生产效率和控制生产质量。

WinCC；用户归档；数据管理；工业炉

工业炉窑行业传统的组态监控界面只注重实时数据、状态监控和控制参数的输入，一般也有温度等实时数据的记录功能，其数据记录一般都是从炉子做好时开始记录直到炉窑报废为止。但是作为生产者和管理者几乎没办法对这样一条曲线进行进一步的管理和利用，这就要求炉窑生产商提供一种能被生产者、管理者所进一步利用的数据查询管理系统，包括精确查询、模糊查询、生产统计等功能，为决策层提供数据支持。

1 数据管理系统功能简介

该系统的基本思想就是从逻辑上对历史数据以一个热处理任务为单位进行划分，每一个完整的热处理任务称为一个“炉次”。查询检索及报表呈现均以炉次为单位。比如需要查询2011年9月，产品为“K600缸盖”且操作员为“宾**”的所有炉次信息，查询结果如图1所示。

系统在传统的组态界面上加入生产信息数据录入功能，这些信息包括炉次、产品编号、产品名称、材质、开始时间、结束时间、历史曲线记录等信息。这些信息的保存不同于一般的处理方法比如保存为一个文本文件，而是将这些生产信息存入SQL Server数据库以供检索之需。在组态界面上加入历史信息查询功能，提供关键字来检索，可进行精确或模糊查询。运用数据库和报表技术，将查询到的炉次信息生成报表，点击报表的具体一行，可查看该行（炉次）的所有信息，包括开始时间、结束时间及这个时间段对应的炉温温度曲线。

图1 查询结果

2 W inCC用户归档的功能[1]

用户归档可方便的用于配方、生产数据记录、在线表格等领域。用户归档将SQL Server进行封装，并提供组件可以使归档数据可视化。在WinCC中，通过用户归档函数可方便地将归档变量的数据存储到数据库中，使用用户归档表格控件可在线显示记录的变量数据，并可通过控件自带的功能和接口函数对数据库信息进行分类查询和统计，不再直接面对SQL Server数据库函数。用户归档还提供方便的从PLC传送数据、编辑数据记录、控制变量等功能。

WinCC的用户归档功能需要独立安装，需要单独购买用户归档授权。

3 数据管理系统方案设计

3.1 工业炉用户界面的常规设计

常规用户界面设计包含常规的主界面、系统状态界面、参数设置界面、报警界面、温度曲线界面、通讯状态界面等（本文主要讨论数据管理，这部分内容不再介绍）。

3.2 生产信息的归档

建立需要信息录入的内部变量，比如“班次”、“产品型号”、“产品数量”、“产品材质”等文本变量，与WinCC中的输入输出域分别进行关联，同时建立中间变量用来显示具体的某一查询结果，比如命名为：“选择班次”、“选择产品型号”、“选择产品数量”、“选择产品材质”等，如图2所示。

图2 产品信息变量

在用户归档栏目建立比如名称为“product_ inf”的用户归档域，类似数据库中的一个片段。同时在这个用户归档域中添加与需要信息录入相对应的项，比如“班次”、“产品型号”等等。需要注意的是WinCC用户归档域中的这些字段不支持中文名称，需要把这些字段名称改为英文比如“team”、“operator”等等，但是可以为这些字段追加上中文注解（在用户归档域中称为别名），建立好的用户归档变量如图3所示。

在组态界面上添加输入窗口（输入输出域），用来输入生产过程和产品的相关信息，如图4所示。

图3 用户归档变量

图4 信息输入画面

当点击“开始时刻记录”按钮时，把这些信息作为一个炉次的一条记录添加到用户记录域“product_inf”中去。当这个热处理任务完成后点击“结束时刻记录”按钮，把结束时刻的信息也追加到上次记录中去。点击“开始时刻记录”按钮，产生一个鼠标左键事件，在这个事件中添加C语言脚本来执行这一记录任务。具体实现过程是：通过uaConnect(&hConnect )函数连接用户归档组件，调用用户归档函数uaQueryArchiv eByName(hConnect,”product_inf”, &hArchive)连接到建立好的用户归档product_inf”。调用uaArchiveOpen(hArchive) 打开这个归档，然后调用函数uaArchiveSetFieldValueString ( hArchive, Index, StringField )向缓冲区添加元素，参数Index定义了该行的第几列，这一行添加完成后通过函数uaArchiveInsert(hArchive)把这一行信息真正插入到“product_inf”这个归档中进行存储。最后关闭归档、释放与归档的连接、断开与归档组件的连接[2]。建立好的用户归档脚本如图5所示。

当热处理任务完成后点击“结束时刻记录”按钮，把结束时间插入到“product_ inf”归档中去，原理与上文类似。

3.3 生产信息历史查询功能

WinCC自带的ActiveX控件User Archive Control提供了很强大的数据显示及查询检索功能，用户归档表格控件如图6所示。通过设定过滤条件可进行精确和模糊查询。

图5 用户归档脚本

图6 用户归档表格控件

点击某一查询结果，在查询结果栏目中会出现这一行的具体信息，如图7所示。并可点击“查询温度曲线”按钮查看该炉次的温度曲线，如图8所示。当单击控件User Archive Control的某一行时候，在其属性中的对象事件SelectedIDChange（ ）函数中添加C语言动作，与用户归档建立连接，读取该行对应的信息，分别传递到变量（“选择班次”、“选择产品型号”、“选择产品数量”）中去。并在查询结果栏目显示出来。细节问题与信息插入类似，都需要与归档组件建立连接，打开归档，分别读取，最后再断开连接，关闭连接等。

图7 查询结果的信息显示

3.4 根据查询结果生成报表及对应曲线

在用户归档表格空间上点击表格另存按钮，可将数据另存为.CSV的文件，可以使用EXCEL或数据库打开、编辑、统计、打印等。

在“查询温度曲线”按钮中添加鼠标左键事件，事件中包含的动作为：打开一个温度曲线窗口，设定温度曲线的参数（起始时间、结束时间等）。使用到的脚本函数如下：

SetPropWord(lpszPictureName,”control1”,”Ind ex”,0);

图8 查询出的该炉的温度曲线

SetPropChar(lpszPictureName,”control1”,”B eginTime”,GetTagChar(“temp_start_time”));

SetPropChar(lpszPictureName,”control1”,”E ndTime”,GetTagChar(“temp_end_time”));

使用脚本函数能方便准确地显示某炉的温度信息，不再需要人工地从一个庞大的数据记录里面摘录出某炉次的温度记录。

4 结束语

笔者在长期工业炉设计调试工作过程中发现，工业炉运行数据信息混乱，导致这些数据难以有效利用。而通过WinCC的用户归档服务，实现对运行信息的归档，并对这些运行数据进行逻辑上以炉次（一个热处理任务）为单位进行分割，可方便地对这些分割后的数据片段进行检索、查询、报表输出乃至打印等操作。基于WinCC的用户归档工业炉数据管理系统不像传统的人机界面仅仅为操作员服务，而是为工厂管理者乃至决策层提供了强有力的数据分析汇总功能。经过现场使用证明，该方案操作简便，具有较大的灵活性和可扩展性，有一定的推广价值。

[1] 甄立东，魏瑾,牛文勇,等.WinCC V6归档数据处理[J]. 微计算机信息. 2005(18).

[2] 王文广. 组态软件WinCC在煤矿综合自动化系统中的应用[J].科学之友,B版. 2009(02).

[3] 夏侯洪波，姜锐，李忠民.西门子PLC与Wincc在高炉热风炉控制系统的应用[J]. 中国设备工程. 2011(02).

[4] 卢宏，童长仁，曾青云.基于OPC的WinCC监控系统复杂报表的实现[J]. 微计算机信息. 2009(06).

[5] 周晓华，黄玲.基于WINCC的变电站监控系统设计与实现[J].电力学报. 2007(03).

Industrial Furnace Data Management System Based on WinCC User Archive

LIU HaiTao, LI BaoQiang, WEI Jia

(NO.6 Institute of Project Planning & Research of Machinery Industry, Zhengzhou 450007, Henan China)

A WinCC based user archive industrial furnace data management system has been introduced with description of the principle, realization process and characteristics of application of the system, with which a variety of data in production process could be recorded as well as be queried, counted, managed and temperature curves could be obtained, helpful to improve production eff ciency and control of production quality hence with some promotional value to be spread.

WinCC; User Archive; Data Management; Industrial Furnaces

TP392；

A；

1006-9658（2012）05-0034-3

2012－07－02

稿件编号：1207－081

柳海涛（1986-），男，从事自动化控制、智能控制研究