基于wincc自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁

【導(dǎo)讀】汽車工業(yè)發(fā)展迅速，隨著汽車保有量的增加，汽車維修保養(yǎng)行業(yè)也迅速發(fā)展，許多。企業(yè)都在角逐國內(nèi)汽車維修保養(yǎng)市場。目前，國內(nèi)洗車機設(shè)備性能不夠穩(wěn)定，故障率高，外觀設(shè)計存在抄襲，粗糙等弊端。分析，確定了自動洗車的控制方案，并對自動洗車控制系統(tǒng)進行了系統(tǒng)模擬聯(lián)調(diào)和運行，

　　

【正文】 MATIC部件。 WinCC 作為 PCS7 的操作員站。 1 符 合 FDA 21 CFR Part 11 的要求。 1 集成到 MES 和 ERP 中。標準接口使 SIMATIC WinCC 成為在全公司范圍 IT環(huán)境下的一個完整部件。這超越了自動控制過程，將范圍擴展到工廠監(jiān)控級，為公司管理MES（ 制造執(zhí)行系統(tǒng) ） 和 ERP（企業(yè)資源管理）提供管理數(shù)據(jù) [11]。 WinCC 功能 WinCC 監(jiān)控軟件所能實現(xiàn)的功能：運行于 32 位 Windows 平臺的 WinCC 組態(tài)軟件采用資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，對工業(yè)控制系 統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標簽量、畫面等）進行配置和編輯；處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動程序；各類報表的生成和打印輸出；使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢等等。 WinCC 又新增加了以下功能： 基本數(shù)據(jù)中的歷史歸檔 以很高的壓縮比進行長期數(shù)據(jù)歸檔，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能和備份機制。 對 IT 功能和商務(wù)集成優(yōu)化 通過 Microsoft SQL Server 20xx 實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)歸檔； 增加了客戶端的數(shù)據(jù)評估工具； 增加了用于業(yè)務(wù)集成的開放式接口。 可連續(xù)擴展 系統(tǒng)中可以多達 12 臺服務(wù)器和 32 個 WinCC客戶端，每臺服務(wù)器都可以有自己的冗余服務(wù)器。 新支持的開放性標準 VBA（組態(tài)自動化）； Visual Basic 腳本（運行系統(tǒng)腳本）； OPC HAD， OPC Aamp。E， OLEOB。 增強的 Web 功能 可以在 WinCC客戶端上安裝 Web Navigator服務(wù)器，用作更具安全性的數(shù)據(jù)集中器； Web Navigator 具備 WinCC客戶端的功能。 新的選件 WinCC/Dat@Monitor WebEdition； WinCC/Connectivity Pack； 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 17 WinCC/industrialDataBridge。 改進了報表功能 具有更強的靈活性； 具有更強的開放性； 更容易使用。 WinCC 發(fā)展趨勢 監(jiān)控組態(tài)軟件不僅有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 （ SCADA） 功能，而且有組態(tài)、開發(fā)和開放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術(shù)、 DCS 和 PLC 等工業(yè)控制技術(shù)的突飛猛進而發(fā)展起來的。隨著個人計算機 （ PC） 的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于 PC 的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大。監(jiān)控組態(tài)軟件廣泛運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、樓宇和辦公等領(lǐng)域的自動化系統(tǒng)。 隨著計算機硬 件和軟件技術(shù)的發(fā)展，自動化產(chǎn)品呈現(xiàn)出小型化、網(wǎng)絡(luò)化、 PC 化、開放式和低成本的發(fā)展趨勢，并逐漸形成了各種標準的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動化系統(tǒng)集成中不可缺少的關(guān)鍵組成部分。 西門子公司的 WinCC 是 Windows Control Center（ 視窗控制中心 ）的簡稱。 它集成了 SCADA、組態(tài)、腳本 （ Script） 語言和 OPC 等先進技術(shù)，為用戶提供了 Windows 操作系統(tǒng) （ Windows 20xx 或 XP） 環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。 WinCC 繼承了西門子公司的全集成自 動化 （ TIA） 產(chǎn)品的技術(shù)先進和無縫集成的特點。 WinCC 運行于個人計算機環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全。用戶在其友好的界面下進行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計周期，而且提高了工作效率。 WinCC 的另一個特點在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人 機界面，滿足實際需要。用戶也可將 WinCC 作為系統(tǒng)擴展的基礎(chǔ)，通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。 WinCC 因其具有獨特的設(shè)計思想而具有廣闊的應(yīng)用前景。借助于模塊化的設(shè)計，能以靈活的方式對其加以擴展。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個服務(wù)器和客戶機在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。 WinCC 集生產(chǎn)過程和自動化于一體，實現(xiàn)了相互間的集成 [12]。 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 18 WinCC 的應(yīng)用 WinCC 集生產(chǎn)自動化和過程自動化于一體，實現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng) 用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實例中業(yè)已證明，包 括： 汽車工業(yè) 化工和制藥行業(yè) 印刷行業(yè) 能源供應(yīng)和分配 貿(mào)易和服務(wù)行業(yè) 塑料和橡膠行業(yè) 機械和設(shè)備成套工程 金屬加工業(yè) 食品、飲料和煙草行業(yè) 造紙和紙品加工 1 鋼鐵行業(yè) 1 運輸行業(yè) 1 水處理和污水凈化 [13] 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 第 4 章 自動洗車系統(tǒng)開發(fā) 在對自動洗車系統(tǒng)的工藝流程研究的基礎(chǔ)上，利用監(jiān)控軟件 WinCC 進行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。 完成了工藝流程圖、報警等畫面的組態(tài)，變量的建立以及與畫面的動態(tài)連接。 建立項目 使用 WinCC 來開發(fā) 和組態(tài)一個項目的步驟如下： 啟動 WinCC； 建立一個項目； 選擇及安裝通訊驅(qū)動程序； 定義變量； 建立和編輯過程畫面； 指定 WinCC 運行系統(tǒng)的屬性； 激活 WinCC 畫面； 使用變量模擬器測試過程畫面。 啟動 WinCC 啟動 WinCC，單擊“開始” — SIMATIC— WinCC— 。如圖 41所示。 圖 41 啟動 WinCC 建立一個新項目 第一次運行 WinCC 時，出現(xiàn)一個對話框， 選擇建立新項目 的類型包括以下三種： 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 20 單 用戶 項目； 多 用戶 項目； 客戶機項目。 如圖 42 所示。 圖 42 項目管理器 選擇“單用戶項目”，并單擊確定按鈕 ，在出現(xiàn)的對話框中輸入項目名稱“ lihongmin”并選擇項目路徑，如圖 43 所示。 圖 43 創(chuàng)建新項目 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 單擊“創(chuàng)建”按鈕 以建立項目。 以單用戶項目為例，選擇單用戶項目后，出現(xiàn)項目管理器對話框如圖 43 所示。 管理器左邊是導(dǎo)航欄，右邊是相應(yīng)于所選項目的設(shè)計區(qū)。 圖 43 WinCC資源管理器 在導(dǎo)航窗口中單擊“計算機”圖標，在右邊窗口中將顯示與用戶 的計算機名一樣的計算機服務(wù)器。右擊此“計算機”，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項，在隨后打開的對話框中可設(shè)置 WinCC 運行時的屬性，如設(shè)置 WinCC 運行系統(tǒng)的啟動組件和使用的語言等。 建立數(shù)據(jù)庫 WinCC 中組態(tài)變量分為兩類：內(nèi)部變量和過程變量，內(nèi)部變量主要用于內(nèi)部計算得到的變量定義，過程變量用于連接外部過程數(shù)據(jù)。 添加邏輯連接 要組態(tài) WinCC 應(yīng)用與 WinAc（視窗自動化中心）之間通過 MPI 協(xié)議的通訊，必須建立一個通訊連接。在 WinCC 項目管理器中用鼠標右鍵單擊變量管理器，選擇添加新的驅(qū)動程序，加入一個新的驅(qū)動程序，在彈出的“添加新的驅(qū)動程序”對話框列表中選擇“ SIMATIC S7 Protocol ”，單擊打開，這是看到新添加的變量管理圖標。如圖44 所示。 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 22 圖 44 新驅(qū)動程序 鼠標右鍵單擊“ MPI”通道單元，在快捷菜單中選擇“新驅(qū)動程序的連接”菜單項。在打開的“連接屬性”對話框中給新建的驅(qū)動起名 PLC，并單擊屬性為該連接分配地址，這里“站地址”和“插槽號”都設(shè)為 2，確認。這時看到一個握手圖標出現(xiàn)在 MPI 協(xié)議下，表明連接成功建立。如圖 45所示。 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 圖 45 建立一個新的邏輯連接 建立變量 變量分為兩類 :數(shù)字量（ DI、 DO）、模擬量（ AI、 AO），根據(jù) I/O點表建立變量。 建立變量組 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 24 單擊“變量管理” — “ SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE” — MPI 前面的“ +”，展開各自節(jié)點，右擊出現(xiàn)的節(jié)點 PLC，在快捷菜單中選擇“新建組”菜單項，在彈出的對話框中輸入建立的變量組名字“ DI”，單擊確定完成變量組的建立。如圖 46 所示。 圖 46 創(chuàng)建變量組 建立 DI 點 以“ 啟動 /停止 ”點為例，首先雙擊 DI 變量組，在空白處單 擊選擇“新建變量”名稱寫“ 啟動 /停止 ”， 數(shù)據(jù) 選擇“輸入”， 地址選擇“位”。 如圖 47 所示。 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 圖 47 DI點建立 建立 DO 點 以“預(yù)洗水移動”點為例，首先雙擊 DO 變量組，在空白處單擊選擇“新建變量”名稱寫“ 預(yù)洗水移動 ”， 數(shù)據(jù) 選擇“輸出”， 地址選擇“位”。 如圖 48 所示。 圖 48 DO點建立 繪制畫面 工藝流程圖繪制 建立過程畫面 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 26 打開 WinCC 項目管理器，選擇“圖形編輯器”，鼠標右鍵單擊選擇“新建畫面”，生成了一個畫面對象（ ），右鍵單擊畫 面，重命名畫面為“洗車畫面”，確認。打開畫面，設(shè)置畫面屬性，選擇幾何，設(shè)置畫面寬度 1366，畫面高度 768，如圖 49所示。 圖 49 建立過程畫面 添加對象到畫面 在畫面編輯器中創(chuàng)建好空白畫面并調(diào)整好大小后，接下來打開圖形庫添加圖形對象。選擇菜單“視圖” — “庫”或單擊工具欄上的圖標 ，顯示對象庫中的對象目錄。雙 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 擊“全局庫”后顯示全局庫中的目錄樹。單擊對象庫工具欄上的圖標 ，可預(yù)覽對象庫中的圖形。 在 “庫” — “全局庫” — “ Siemens HMI Symbol Library ” — “交通工具”中選擇一個合適的小車，并拖動此小車到圖形編輯器的畫面中，如圖 410所示。 圖 410 添加設(shè)備 接下來單擊視圖，在下拉菜單中選擇庫，把自己畫圖需要的現(xiàn)成圖形全部拉到畫面上。如圖 411 所示。 圖 411 選擇圖形畫面 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 28 右鍵單擊圖形，選擇屬性可以對圖形的幾何，顏色等屬性進行調(diào)整。如圖 412所示。 圖 412 更改圖形屬性 在添加圖形對象時會發(fā)現(xiàn)，很多元素是圖庫中所沒有的。例如毛刷、雨滴等元素。這時要用到圖素合成功能。下面以毛刷為例，具體步驟如下： 在“對象選 擇版”選中“橢圓弧” 和“圓角矩形”， 并拖動到圖形編輯器的畫面中，更改橢圓弧的線寬、線樣式和顏色 以及圓角矩形的顏色。并利用復(fù)制等功能對 圖形進行編組，形成毛刷。如圖 413 所示。 圖 413 合成刷子 （ 1） 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 圖 413 合成刷子 （ 2） 根據(jù)流程圖及控制要求，最后繪制成的洗車工藝流程圖，如圖 414 所示。 圖 414 洗車工藝流程圖 主畫面繪制 根據(jù)工藝需要和控制要求，為了使整個設(shè)計更加美觀及更好的應(yīng)用，還需繪制其他畫面。下面繪制主要登陸畫面。具體步驟如下： 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 30 單擊 “對象選項板” — “智能對象” — “圖形對象”，通過查找將欲添加的圖片添加到畫面中。如圖 415所示。 圖 415 圖形添加 單擊“標準對象” — “靜態(tài)文本”，鼠標右鍵單擊“靜態(tài)文本”，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項。打開屬性對話框，選中“字體”項，設(shè)置文本為“自動 0904” ，字號為 25 號。選中“顏色”屬性，修改邊框、背景及字體顏色。如圖 416 所示。 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 圖 416 添加靜態(tài)文本 用同樣的方式 添加 項目 名稱，指導(dǎo)教師，設(shè)計者姓名 。另外 添加三個按鈕，一個是“洗車流程”按鈕、“用戶登錄”按鈕、“退出”按鈕。當按下 “洗車流程”按鈕時，畫面自動 進入洗車流程畫面中。“用戶登錄”按鈕主要是用戶權(quán)限，只有登錄 才可以更改系統(tǒng)內(nèi)程序及畫面。最后對畫面進行美化，主畫面如圖 417 所示。 圖 417 主畫面 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 32 故障控制畫面繪制 在 WinCC 資源管理器 右鍵單擊“圖形編輯器”，在快捷菜單中選擇“新建畫面”，命名為“故障控制畫面”。打開“故障控制畫面”，設(shè)置畫面寬度 350，畫面高度 400。如圖 418 所示。 圖 418 故障畫面屬性 單擊 “視圖” — “ 庫 ” — “ 全局庫 ” — “ Operation” — “ Toggle Buttons” — “ On_Off_6”。如圖 419所示。 圖 419 開關(guān)選擇 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 33 根據(jù)控制要求，添加標題及控制按鈕。如圖 420 所示。 圖 420 故障控制畫面 控制小面繪制 在 WinCC 資源管理器 右鍵單擊“圖形編輯器”，在快捷菜單中選擇“新建畫面”，命名為“控制小畫面”，打開控制小畫面”設(shè)置畫面寬度 530，畫面高度 260。在畫面中添加 15按鈕，分別命名為“開始洗車”、停止洗車”、“自動控制”、“手動控制”、“終止”、“恢復(fù)”、“預(yù)洗啟動”、“預(yù)洗停止”、“泡沫沖洗啟動”、“泡沫 沖洗停止”、“清水沖洗啟動”、“清水沖洗停止”、“風干啟動”、“風干停止”、“退出 ” 。靜態(tài)文本添加標題“控制面板”。如圖 421所示。 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 34 圖 421 控制小畫面 鏈 接 變量 鏈 接 按鈕變量鏈 接 首先打 開“控制小畫面”，對按鈕進行動態(tài)鏈 接。現(xiàn)在以“開始洗車”按鈕為例。右鍵單擊“開始洗車”按鈕，在快捷菜單中選擇“屬性”，在彈出的對話框中選 擇“事件” — “按鈕” — “鼠標” — “按左鍵”，彈出直接連接對話框，在直接連接的“源”框的“常數(shù)”欄中設(shè)“ 1” ，選“目標”框中的“變量”按鈕，選擇 對應(yīng)變量。如圖 422所示。 圖 422 按鈕變量鏈 接 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 35 其他按鈕變量鏈 接方式相同。 開關(guān)變量鏈 接 打開“故障控制畫面”，對開關(guān)進行動態(tài)鏈 接。以“預(yù)洗故障”開關(guān)為例，右鍵單擊“預(yù)洗故障”開關(guān)， 在快捷菜單中選擇“屬性”，在彈出的對話框中選 擇“ 屬性 ” — “ 自定義對象 ” — “ UserDefinedl” ，右鍵單擊“ ”圖標，在快捷菜單中選擇“變量”菜單項，選擇相應(yīng)變量。如圖 423 所示。 圖 423 開關(guān)變量鏈 接 輸出量動態(tài)鏈 接 打開“洗車畫面”，對輸出量進行動態(tài)鏈 接。以“風機”為例， 右鍵單擊“風機”，在快捷菜單中選擇“屬性”，在彈出的對話框中選 擇“ SymbolLibrrary” — “ 控件屬性 ” ，選擇背景顏色，右鍵單擊選擇動態(tài)對話框，選擇變量“風機啟動”。如圖 424所示。 圖 424 風機動態(tài)鏈 接 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 36 設(shè)置動態(tài)效果，選擇數(shù)據(jù)類型為布爾型，為真時顯示綠色，假時顯示紅色。如圖 425所示。 圖 425 動態(tài)效果設(shè)置 按鈕切換 由于系統(tǒng)運行時，相同的按鈕使畫面看起來混亂，而且操作會顯得麻煩。所以為了使控制面板 顯得整潔和簡單，這里將相同的按鈕進行疊加。 以“開始洗車”和“停止 洗車”為例。即當按下“開始洗車”按鈕時，顯示“停止洗車”按鈕，“開始洗車”按鈕被隱藏。 對按鈕進行顯隱設(shè)置，下面以“自動控制”按鈕為例。雙擊“自動控制”按鈕，打開“對象屬性”中“其他”選項，將“顯示”調(diào)整為“是”，并雙擊“ ”，打開“動態(tài)值范圍”進行變量連接。具體如圖 426 所示。 圖 426 顯隱設(shè)置 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 37 其他按鈕做法相同，最后將按鈕組合在一起，組成“控制系統(tǒng)”畫面。如圖 427 所示。 圖 427 控制系統(tǒng)畫面 小畫面呼出 大畫面包含小畫面，缺省情況下，小畫面不顯示。當單 擊 大畫面上的 按鈕時，顯示小畫面；當單 擊 小畫面的“退出”按鈕時，小畫面隱藏。以“控制小畫面為例”，組態(tài)步驟如下： 打開“洗車畫面”，在畫面上添加一個“畫面窗口”，和一個按鈕對象，將按鈕對象的名稱改為“控制系統(tǒng)”。將畫面窗口對象的畫面寬度設(shè)置為 530，畫面高度設(shè)置為260。“顯示”屬性設(shè)置為“否 ” ,“標題”和“邊框”屬性設(shè)置為“是”，“畫面名稱”屬性設(shè)置為“控制小畫面 .pdl”。設(shè)置畫面如圖 428 所示。 圖 428 添加畫面窗口 基于 WinCC 自動洗車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 38 右鍵單擊“控制系統(tǒng)”按鈕，選擇“對象屬性”對話框，設(shè)置左鍵動作，在“直接連接”對話框的 “源”框中選中“常數(shù)”，輸入“ 1”，在“目標”框中選中“畫面中的對象”，在“對象”欄中選“畫面窗口 1”，在“屬性”欄中選擇“顯示”，如圖 429所示。 圖 429 按鈕設(shè)置 打開 “控制 小畫面 ” ，對按鈕進行動態(tài)連接。右擊單擊“退出”按鈕在“屬性”對話框中對此按鈕的“按左鍵”事件組態(tài)一個“直接連接”，在直接連接的“源”框的“常數(shù)”欄中設(shè) 0，選“目標”框的“當前窗口”按鈕，選擇“屬性”欄的“顯示”，如圖430 所示。 圖 430 退出小畫面 吉林化工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 39 畫面切換 現(xiàn)有兩個畫面，畫面名稱為“主畫面 .pdl”和“洗車畫面 .pdl”。現(xiàn)組態(tài)兩個按鈕分別放置在兩個畫面中。“主畫面”中按鈕為“洗車流程”，“洗車畫面”中按鈕為“登