Обзор SIMATIC HMI SCADA WinCC V7. Часть 2

Функции и интеллектуальные инструменты для эффективного конфигурирования в базовой системе

• Система управления тегами и коммуникационные каналы
• Современная графическая система с Graphics Designer
• Эффективная обработка больших объемов данных
• Архивация и анализ технологических значений
• Анализ состояний процесса с использованием системы сообщений
• Концепции безопасности и внутреннее администрирование пользователей
• Возможность для универсального использования благодаря UNICODE
• Независимый от устройства мониторинг через веб-клиент
• Единые стандартные технологии и программные инструменты для индивидуальной настройки
• Эффективное оперативное управление – WinCC Runtime
• Интуитивно понятные концепции управления с использованием мультитач и жестов
• Управление наборами/записями данных (рецептурами)

Система управления тегами и коммуникационные каналы

Обмен данными между WinCC и системой автоматизации (AS)

• Обмен информацией с использованием переменных (тегов) и технологических значений
• WinCC предлагает множество коммуникационных драйверов для подключения различных систем автоматизации с использование разных системных шин и обеспечения обмена информацией с производственным сектором.
• Связь со всей линейкой контролеров SIMATIC
• Многоплатформенная коммуникация через OPC &OPC UA сервер/клиент, а также PROFIBUS (DP &FMS)
• Мультивендорные каналы связи с устройствами Allen-Bradley и Mitsubishi (+ iQF PLC)
• Интеграция диагностики системы на базе контроллеров для целевой диагностики технологических процессов машин и установок.

WinCC содержит SIMATIC Net и лицензию SOFTNET-IE S7 Lean

• Критерии для выбора специальной платы связи SIMATIC Net:
• Независимость от загруженности процессора
• Аппаратные Net платы связи позволяют параллельно использовать
  до двух протоколов
• Возможность для использования специальных коммуникационных
  блоков (напр., B-Send/B-Receive)
• Коммуникация с S7/H системой через REDCONNECT
• Увеличение числа соединений
• Промышленная коммуникация от Siemens использует Industrial Ethernet и включает в себя все необходимое для создания высокоэффективных промышленных сетей и системных шин: мощные, перспективные сетевые компоненты для безотказного использования в сложных промышленных условиях, кабельную систему для быстрой сборки на месте, высокоскоростное резервирование для защиты от отказов и систему сообщений для непрерывного мониторинга сетевых компонентов.

Эффективная обработка больших объемов данных с помощью „ConfigurationStudio“ и использованием функций Excel

• Функции фильтрации, поиск и замена, копирование и вставка, перетаскивание (Drag & Drop), отмена и возврат, экспорт и импорт
• Pre & Post-fix и в качестве значения по умолчанию для любого соединения
• Простая настройка структурных переменных (тегов) и редактирование структурных типов
• Таблица значений переменных (тегов)
• Мультиэкземплярный режим(параллельное использование редакторов)
• Окно свойств и информационное окно с подробностями
• Подуровни также и во "вкладках" и структурированное
  представлении данных в табличной форме
• Имитатор тегов(моделирование внешних переменных (тегов)
• Поддержка VBA

Современная графическая система с Graphics Designer для конфигурирования экранов отображения процесса

Инструментарий „Graphics Designer“ для эффективной поддержки стандартизации в рамках предприятия.

• При создании изображений можно работать как с Direct2D (умеренное тонирование), так и со встраиванием файлов SVG. Палитры используют не дискретные цвета, а цветовые показатели, что упрощает реализацию индивидуальных проектов клиентов.
• Пользовательские шаблоны (в том числе и в WebUX) могут создаваться и управляться централизованно с помощью модульной техники. Изменения вносятся автоматически во всех точках использования. Эффективной работе способствует, например, и то, что меню и
  панели инструментов для конкретных приложений являются «фиксированными» или «перемещаемыми» по аналогии с Windows.
• Библиотеки и мастера значительно упрощают и ускоряют создание проектов и снижают подверженность ошибкам.

Отличительные особенности и важнейшие функции „Graphics Designer“

• Использование Direct2D (отображение умеренного тонирования)
• Поддержка SVG данных (масштабируемая векторная графика)

• Эффективное проектирование с использованием перетаскивания („Drag & Drop“)

• Настройка рабочей среды через “View Lets”
• Максимальное удобство использования и настройки
• Интегрированная поддержка центральной цветовой палитры
• Технология окна изображений, уровни экрана, масштабирование и
  устранение помех
• Библиотечные функции
• Соответствующая многопрофильная палитра объектов и библиотеки символов
• Централизация, например, с помощью групп, пользовательских объектов и шаблонов
• Легкая адаптация к любым требованиям клиентов
• „Копирование и вставка“ в редакторе „Тексты“

Центральная палитра и глобальный дизайн

Центральная цветовая палитра

• Изменение цвета многих объектов в масштабе проекта одновременно и всего за несколько шагов
• Централизованное создание / редактирование / удаление /
  экспорт и импорт объектов

Глобальный дизайн

• Определение цветов, узоров и других оптических эффектов
• Для всех объектов: тени и наведение (временное
  изменение представления, пока указатель мыши находится
  над объектом)
• Различия по группам типов объектов: стиль и цветовая схема

Простой выбор цвета с помощью палитры цветов

• Изменение цвета объектов с помощью новой палитры цветов
• Любой цвет, доступный на экране, можно «выбрать».

• Простая настройка цветовой схемы всего проекта

Глобальное использования по всему миру благодаря UNICODE

Конфигурирование среды выполнения на разных языках (UNICODE)

• Индивидуальный выбор языка независимо от операционной системы
• Отсутствие границ в части языка исполнительной системы
• Переменные (теги) могут содержать символы UNICODE
• Возможность отображения важных сообщений на нескольких языках одновременно
• Экспорт текстов (напр., сообщений) в формате UNICODE

Единое решение визуализации для всех мировых рынков - многоязычность уже на уровне технологий.

Архивация данных и анализ технологических значений

Архив значений технологических параметров „Tag Logging“

Архивирование технологических значений служит для объединения, обработки и архивации производственных данных для промышленной установки.

• В редакторе „Tag Logging“ (ConfigurationStudio) можно сконфигурировать архивы значений процесса и сжатые архивы, определить циклы сбора и архивирования и выбрать технологические значения для архивирования.

Некоторые важные функции „Tag Logging“:

• Сохранение двоичных и аналоговых значений
• Использование собственных циклов для архивирования
• Использование агрегатных функций для вычисления новых индивидуальных значений
• Изменение и отображение вручную измененных значений
• Возможна конвертация данных с помощью C скрипта

Методы архивирования технологических значений „Tag Logging“

Для архивирования технологических значений могут использоваться различные методы. Архивирование значения процесса, которые меняются относительно быстро, не увеличивая при этом нагрузку на систему.

• Циклическое, непрерывное архивирование значений процесса:
  непрерывное архивирование технологических значений, например, для контроля значения
• Циклическое избирательное архивирование значений процесса: непрерывное архивирование технологических значений, управляемое действием, для мониторинга значения процесса в течение определенного периода времени
• Ациклическое архивирование значений процесса: архивирование технологических значений, управляемое событиями, например, архивирование текущего значения процесса при превышении критического предельного значения
• Архивирование значений процесса при внесении изменений:
  значения процесса архивируются ациклически только после того, как они были изменены
• Управляемое процессом архивирование технологических значений:
  архивирование нескольких тегов процесса или быстро меняющихся значений процесса
• Алгоритм Swinging Door: сжатие архивных значений через линейно интерполированные значения тегов
• Сжатый архив: сжатие отдельных архивных тегов или всего
  архива технологических значений ежечасное усреднение значений процесса, архивируемых каждую минуту

Архивирование технологических значений „Tag Logging“: сжатый архив

Для уменьшения объема архивной базы данных, возможно сжатие регистрируемых тегов за определенный указываемый период

Для сжатия к архивированным технологическим значениям указанного промежутка времени применяется одна из следующих функций:

• Максимальное значение (сохраняет наибольшее технологическое значение в сжатом теге)
• Минимальное значение (сохраняет наименьшее технологическое значение в сжатом теге)
• Среднее значение (сохраняет среднее технологическое значение в сжатом теге)
• Средневзвешенное значение (сохраняет средневзвешенное технологическое значение в сжатом теге. Временной интервал, в течение которого зарегистрированное значение сохраняет свое
  значение неизменным, учитывается при вычислении средневзвешенного значения)
• Сумма (сохраняет сумму технологических значений в сжатом теге)
• Разница (сохраняет разницу технологических значений двух циклов архивирования в сжатом теге)

Сжатый архив при архивации технологических значений в зависимости от функции архивирования получает следующую отметку времени:

• Для макс. и мин. времени архивируется отметка времени соответствующего максимального или минимального значения.
• Для среднего значения, суммы и разницы архивируется отметка времени промежутка времени сжатия.

Архивирование технологических значений „Tag Logging“: коды качества переменных (тегов) в сжатом архиве

Коды качества переменных (тегов) в сжатом архиве учитываются следующим образом:

• В стандартном режиме при архивации всегда учитывается самый плохой код качества переменной (тега). Если только одно из технологических значений имеет статус "Bad", то в сжатом теге всегда архивируется статус "Bad"
• При использовании взвешенных кодов качества можно указать для статуса кодов качества процент, начиная с которого соответствующий статус технологических значений архивируется в сжатом теге.
  Например, у 80 % значений должен быть статус "Good", чтобы они были сохранены в сжатом теге со статусом "Good".

Пример

• Если больше 10%, КК сжатого архива получают значение “bad”
• Если больше 15% именьше 10% “bad”, КК сжатого архива получают значение “uncertain”
• Если больше 70% good, и меньше 15% “uncertain” и меньше 10% “bad”,
  КК сжатого архива получают значение “good”

WinCC отслеживание трендов

• Различные элементы управления, отображающие технологические значения в табличной форме или в виде графиков трендов
• Индивидуально настраиваемое окно отображения трендов для онлайн-анализа текущих и исторических технологических значений
• Контрольные кривые (сравнение кривых)
• Комплексный анализ со статистическим прогнозированием
• Интеграция функций с учётом особенностей проекта
• Дополнительный ввод ручных и лабораторных значений

Анализ состояний процесса с использованием системы сообщений

Архив сообщений „Alarm Logging“ обрабатывает результаты функций, которые отслеживают действия в процессе, на уровне автоматизации и в системе WinCC.

С помощью редактора "Alarm Logging" конфигурируется:

• подготовка сообщений,
• отображение сообщений во время работы,
• подтверждение сообщений,
• и архивирование сообщений.

Некоторые важные функции AlarmControl:

• Некоторые важные функции управления тревогой:
• Статистическая обработка, например частотный анализ
• Одновременное отображение 1000 сообщений в окне
• Функция экспорта отображаемых сообщений
• Требуемые блоки сообщений можно выстроить в строку без цвета, чтобы улучшить читаемость

Архивация технологических значений и состояний процесса

Мощная система архивации данных на основе баз данных SQL

• Автоматически устанавливается и лицензируется вместе с WinCC
  (работает только в комбинации с WinCC)
• Архивирование в базе данных для сервера/отдельной станции: 5000 значений в секунду
• Непрерывная загрузка сообщений без потерь (одна станция/сервер) 10/сек
• Пиковая нагрузка по сообщениям (отдельная станция/сервер)
  2000/10 сек каждые 5 мин)

Локальная архивация производственных данных WinCC

• Высокопроизводительное архивирование и долгосрочная доступность всей производственной информации в интегрированной базе данных SQL с низкими требованиями к памяти
• Мощные алгоритмы сжатия (Swinging Door) для архивирования данных
• Интервалы сжатия (день, неделя, месяц, год)
• Последующий ввод ручных или лабораторных значений, в т. документация по резервному копированию и последующее сжатие
• Полная информационная открытость
  Отображение трендов или сообщений - в любое время и в любом месте
• Выявление тенденций на ранней стадии с помощью интегрированного статистического анализа

Концепции безопасности и встроенное администрирование пользователей, интегрированная защита от несанкционированного доступа в соответствии с требованиями IT

Защита ноу-хау и концепция промышленной безопасности – „ Глубокая защита“

Безопасность установки в случае SCADA WinCC V7 начинается еще на этапе проектирования.

Концепция включается в себя:

• встроенное и последовательное администрирование пользователей
• централизованное управление доступом
• встроенную защиту ноу-хау для экранов и скриптов

Дополнительные опции WinCC SCADA
Аудит/контроль изменений и SIMATIC LOGON.

• Кроме этого, и в самой программе WinCC есть несколько интегрированных функций защиты.
• WinCC/веб опции поддерживают все распространенные механизмы безопасности.

Безопасность в соответствии с требованиями IT

• Высокий уровень безопасности, поддерживаемый на стороне администратора и пользователей
• Настраиваемые процедуры входа в систему
  (клавиатура, чип-карта и т. д.)
• Индивидуально назначаемые права
• Управление паролями (автоматический выход из системы в результате бездействия и т. п.)
• Поддержка концепции доменов и рабочих групп Windows

Управление записями данных (рецептурами)

В пользовательские архивы объединяются производственные или машинные данные. Записи данных передаются между пользовательскими архивами и системой автоматизации непрерывно или по запросу.

С помощью редактора "User Archive" определяется структура пользовательского архива и настраиваются представления для объединения данных из разных пользовательских архивов.

Использование пользовательских архивов:

• Передача измененных рецептур или производственных параметров в систему автоматизации онлайн одним нажатием кнопки.
• Данные о партиях или качестве продукции непрерывно вносятся
  в пользовательский архив для выполнения требований законодательства в отношении полноты документации.
• Анализ рабочих данных системы автоматизации
• Импорт внешних производственные данные в пользовательский архив и передача в AS.
• Сравнение заданного значения со значениями из архива технологических значений с помощью функции TrendControl.

Эффективное оперативное управление – WinCC Runtime

• Поведение экранов отображения процесса, созданных и динамизированных в Graphics Designer
• Представление отдельных свойств объектов, например, вращения или мигания.
• Возможность использования экранной клавиатуры
• Управление без мыши при работе
• Поддержка сенсорного / мультисенсорного управления и использования жестов

Интуитивное сенсорное / мультисенсорное управлением и использование жестов

• Смена экрана "смахиванием" (swiping or flick)
• Масштабирование двумя пальцами (scaling)
• Открытие контекстного меню долгим нажатием (tap) на объект или ссылку
• Перетаскивание изображения на экране по диагонали для одновременной прокрутки по горизонтали и вертикали (drag)
• Двуручное управление для безопасной работы с объектами.
• Конфигурация определенных пользователем действий (жестов), включая обработку, например, положения X / Y. Касание, удержание, сдвиг, смахивание, двойное касание, растягивание и поворот
• Управление жестами для элементов управления WinCC: перетаскивание двумя/одним пальцем, удерживание, масштабирование и управление двумя пальцами

Единые стандартные технологии и программные инструменты для индивидуальной настройки

По сути, существует два типа динамизации:

• Динамические объекты меняют свой внешний вид и положение в зависимости, например, от значения процесса.
• Управляемые оператором объекты реагируют на события, такие как
  щелчок мыши, и позволяют оператору активно вмешиваться в процесс.

Ссылки и динамические процессы без программирования через простые стандартные диалоговые окна

• Прямое / косвенное подключение тегов
• Прямая связь
• Динамический диалог
• Триггер анимации (Animation editor)

Динамизация и разработка сценариев в WinCC

• Динамизация в среде выполнения WinCC с помощью операций
  сценария ANSI-C и Visual Basic
• Visual Basic для приложений (VBA) для автоматизированного
  конфигурирования

Стандартизация и автоматизация для часто повторяющихся конфигураций

Для интеграторов, разработчиков решений и центров компетенции, которые используют WinCC во многих проектах:

• Инструменты, которые помогают пользователю обрабатывать часто
  повторяющиеся последовательности конфигурации
• Сокращение времени и затрат на проектирование
• Предотвращение ошибок конфигурации
• Внедрение эффективного оперативного управления и мониторинга для среды выполнения посредством динамизации и написания сценариев уже на этапе проектирования
• Разработка стандарта работы
• Снижение затрат за счет возможности повторного использования и автоматической разработки