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