基于WINCC的电机参数控制的监控系统组态

张珂 韩昕彤

摘 要：本文提出一种基于WinCC的电机参数控制的监控系统的组态方法，通过通信组态、变量组态和画面组态，实现PC对电机启停、电机转速的控制，且以画面形式直观显示当前电机转速和电机温度，同时组态了用户登录、用户注销和参数更改权限。满足了工程实际中对电机参数调整、保护和实时监控的要求。

关键词：WinCC;电机参数;实时监控;组态

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.102

1 引言

随着计算机技术和网络技术的发展，工业自动化水平不断提高，监控系统作为工业自动化的重要组成部分，为了适应工业设计过程对通用性、灵活性、开放性的要求，组态软件应运而生。西门子公司推出的WinCC软件因其性能全面、系统开放，集成了SCADA、组态等先进技术而得到市场认可。而电机作为工业生产中的动力元件，其参数控制常用PLC编程实现。而PLC作为编程语言不支持目视化，调试过程复杂。WinCC因其内置大量的图形控件和对象，可以很好的解决这个问题。本文设计了一种基于WinCC的电机参数控制的组态方法。

2 组态过程

电机参数系统包括电机启停、电机转速控制和电机温度的显示。为了符合工程实际，还需要有用户登录、用户注销设计，以保证只有授权人员才能更改电机参数，同时为了直观查看电机速度，插入WinCC Gauge Control控件。整个项目的组态由组态变量、通信组态、和画面组态三部分完成。

2.1 通信组态

S7-300 PLC和WinCC通过CP5611卡，使用MPI通信协议进行信息交互。WinCC通信原理如图1。

组态通讯过程：①在SIMATIC Manager软件中建立项目“通信”，插入站点300，添加导轨、电源模块、CPU模块和输入输出模块，然后编译，完成WinCC站与自动化系统间的物理连接。②在WinCC软件下建立单用户项目，在变量管理上右击“添加新的驱动程序”，选择SIMATIC S7 Protocol SuIte。③右击SIMATIC S7 Protocol SuIte下的MPI，选择新驱动程序的连接，MPI下方出现New Connection，表明连接建立完成。在此连接下建立变量即可实现WinCC与PLC的双向通信。

2.2 组态变量

WinCC的变量按照功能分为外部变量（过程变量）、内部变量、系统变量和脚本变量。自动化控制系统与WinCC间的数据交换通过过程变量来实现。

组态变量过程：①创建启停控制外部变量。右击变量管理器中外部变量的通信驱动程序MPI下的New Connection，新建一个变量，命名为“启动”，数据类型为二进制，选择合适地址（例“M0.1”），同样的方式建立“停止”变量并选择地址。②创建电机转速、电机温度变量。在New Connection下建立电机转速、电机温度，数据类型为无符号32位数和无符号8位数，然后通过选择按钮输入相应变量地址，并将变量电机温度的数据类型设为输出。

2.3 画面组态

WinCC提供了标准对象、智能对象、窗口对象及大量控件来供画面设计和组态使用。

（1）设计并组态子画面。打开图形编辑器，创建名为“电机”的子画面。从对象选项板中插入WinCC Gauge Control控件，并设置控件属性，定义转速最值、增量及转速危险区下限和颜色。

（2）设计并组态主画面。在图形编辑器中创建名为“参数控制”的主画面。从图形库中选择“电机”图形，拖放到主画面中间位置，在主画面右侧添加“画面窗口”。在“窗口对象”中选定六个按钮，分别定义为“用户登录”“用户注销”“启动”“停止”“查看转速”“关闭”。在用户管理器下新建用户，并添加“参数调整”权限;通过ANSI-C编程对“用户登录”和“用户注销”进行授权组态;在标准对象中选定两个输入输出域，用于显示电机速度和电机温度，对输入输出域进行“参数调整”授权;右击“启动”按钮，在属性对话框“事件”→“鼠标”→“按左键”，选择直接连接，将“启动”变量置1，在“释放左键”的直接连接下，将“启动”变量清0;同样的方法对“停止”按钮组态;对“查看转速”按钮的“按左键”组态直接连接，将连接的“来源”选项区的常数设为0，在“目标”选项区点选“画面中的对象”，选择子画面“启动”并点击属性为显示。

3 组态结果

主画面组态如图2，点击“用户登录”弹出登录对话框，以便輸入用户名和密码。点击“启动”按钮，电机开始运转，更改电机转速对应的输入输出域的数值可以改变电机转速。电机转速由子画面WinCC Gauge Control时时显示。不登录，则无权限更改电机转速。