Что такое WinCC: возможности, применение и обучение работе с системой

Что такое WinCC

WinCC (Windows Control Center) — программное обеспечение Siemens для визуализации, мониторинга и управления технологическими процессами. Решения семейства SIMATIC WinCC применяются как для визуализации отдельных машин и установок, так и для построения сложных SCADA-систем на промышленных предприятиях.

С помощью WinCC оператор получает удобный интерфейс для наблюдения за работой оборудования, контроля технологических параметров, обработки аварийных сообщений, просмотра архивных данных и выполнения управляющих действий.

Для чего используется WinCC

Основная задача WinCC — связать оборудование автоматизации с оператором и представить технологическую информацию в понятном графическом виде.

В промышленной системе автоматизации контроллер получает данные от датчиков и управляет исполнительными механизмами. WinCC позволяет отображать эти данные на компьютере оператора, сохранять историю изменений, формировать сообщения об авариях и предоставлять инструменты для анализа процесса.

К основным задачам WinCC относятся:

  • визуализация технологического процесса;
  • мониторинг состояния оборудования;
  • отображение значений технологических параметров;
  • управление оборудованием через операторские панели;
  • обработка аварийных сообщений;
  • архивирование данных;
  • построение графиков и таблиц;
  • формирование отчетов;
  • разграничение прав пользователей;
  • диагностика работы системы.

Современные версии WinCC также поддерживают различные интерфейсы интеграции и технологии обмена данными, включая OPC UA, MQTT и REST.

Как устроена система WinCC

Типичная система автоматизации состоит из нескольких уровней.

На нижнем уровне располагаются датчики, исполнительные механизмы и другое оборудование. Контроллер, например SIMATIC S7, получает информацию от оборудования и выполняет программу управления.

Следующий уровень — система визуализации. Здесь WinCC получает данные от контроллера и предоставляет оператору графический интерфейс.

На экране можно увидеть состояние оборудования, текущие значения параметров, аварийные сообщения и другую информацию.

Упрощенно взаимодействие можно представить следующим образом:

Оборудование → контроллер SIMATIC → WinCC → оператор

При этом WinCC не ограничивается отображением текущих значений. Система может сохранять данные в архиве, анализировать изменения параметров и предоставлять историческую информацию для диагностики технологического процесса.

Визуализация технологического процесса

Одна из основных возможностей WinCC — создание графических экранов, или мнемосхем.

На мнемосхеме могут отображаться:

  • технологические установки;
  • насосы;
  • клапаны;
  • двигатели;
  • резервуары;
  • трубопроводы;
  • датчики;
  • текущие значения параметров;
  • состояния оборудования.

Графические объекты могут изменять свое состояние в зависимости от данных, поступающих от контроллера.

Например, оператор может видеть изменение цвета объекта при включении оборудования, текущую температуру или давление, состояние двигателя и наличие аварии.

Такой подход позволяет представить большое количество технологической информации в едином интерфейсе.

Теги и переменные WinCC

Для обмена информацией между контроллером и системой визуализации используются переменные, или теги.

Тег может содержать, например:

  • значение температуры;
  • давление;
  • уровень жидкости;
  • состояние двигателя;
  • положение клапана;
  • счетчик продукции;
  • код аварии.

WinCC использует эти данные для отображения информации на экране, построения графиков, регистрации событий и выполнения заданных действий.

Правильная организация тегов является важной частью проектирования системы визуализации, особенно в крупных проектах с большим количеством оборудования.

Аварийные сообщения и события

Промышленная система должна не только показывать текущие параметры, но и информировать оператора о возникновении нештатных ситуаций.

В WinCC можно настроить сообщения, связанные с определенными событиями или значениями технологических параметров.

Например, система может сообщить оператору о:

  • превышении температуры;
  • падении давления;
  • остановке оборудования;
  • неисправности двигателя;
  • нарушении технологического режима;
  • потере связи с контроллером.

Современный WinCC V8 включает функции настройки сообщений и событий, архивирования и анализа данных, а также инструменты диагностики.

Архивирование данных

Еще одна важная функция WinCC — сохранение истории технологических параметров.

Архив позволяет посмотреть, как изменялся определенный параметр за выбранный период. Например, специалист может проанализировать изменение температуры за смену или определить момент возникновения неисправности.

Архивные данные могут использоваться для:

  • анализа технологического процесса;
  • поиска причин неисправностей;
  • подготовки отчетности;
  • контроля параметров;
  • анализа производительности оборудования.

В WinCC предусмотрены средства хранения и анализа технологических данных.

Графики и таблицы

Архивные значения можно представлять в различных формах.

Например, оператор может открыть график изменения температуры и увидеть динамику параметра за определенный период.

Табличное представление позволяет работать с конкретными значениями и использовать их для дальнейшего анализа.

Для специалистов, занимающихся разработкой и сопровождением WinCC, работа с архивными данными является одной из важных практических задач.

Скрипты и программирование в WinCC

Стандартных возможностей визуализации бывает недостаточно для сложных проектов. Поэтому WinCC предоставляет возможности программирования и расширения функциональности.

В зависимости от используемой версии и задачи могут применяться различные технологии программирования, скрипты и API.

Программирование позволяет автоматизировать операции, создавать пользовательские функции, обрабатывать события и взаимодействовать с внешними системами.

Для специалистов, работающих с WinCC, полезными являются знания:

  • C/C++;
  • VBScript;
  • VBA;
  • SQL;
  • ADO;
  • Windows API;
  • WinCC API.

Именно поэтому после базового изучения WinCC специалист может перейти к более специализированным направлениям — программированию, работе с SQL и автоматизации отчетов.

WinCC и базы данных

В промышленных системах необходимо работать не только с текущими значениями, но и с большими объемами накопленной информации.

Поэтому WinCC может взаимодействовать с базами данных и использовать их для хранения и обработки технологической информации.

Знание SQL позволяет специалисту получать необходимые данные, фильтровать и группировать их, создавать запросы и использовать результаты для формирования отчетов и анализа.

Для более глубокого освоения этого направления полезно изучать SQL непосредственно в контексте WinCC.

WinCC и SIMATIC S7

WinCC широко используется совместно с контроллерами SIMATIC.

В такой системе контроллер выполняет программу управления оборудованием, а WinCC обеспечивает визуализацию и взаимодействие оператора с технологическим процессом.

Например:

SIMATIC S7 → передает значение температуры → WinCC → отображает значение оператору.

В обратном направлении оператор может выполнить управляющее действие через интерфейс WinCC, после чего соответствующая команда передается контроллеру.

Поэтому специалисту по WinCC желательно понимать архитектуру и принципы программирования SIMATIC S7.

Какие версии и решения WinCC существуют

Название WinCC объединяет несколько решений Siemens, предназначенных для разных задач.

SIMATIC WinCC применяется для построения SCADA-систем, в том числе сложных распределенных конфигураций. WinCC V8 обладает масштабируемой архитектурой и поддерживает как однопользовательские, так и более сложные резервированные системы.

Отдельное направление — SIMATIC WinCC Unified, интегрированное с TIA Portal. Оно предназначено для создания современных HMI- и SCADA-приложений — от отдельных машин до крупных производственных систем.

Также в промышленной автоматизации встречаются более ранние решения, в том числе WinCC flexible, предназначенные для работы с операторскими панелями.

Поэтому при выборе обучения важно учитывать не только название WinCC, но и конкретную версию программного обеспечения и задачи специалиста.

Кому необходимо обучение WinCC

Работа с WinCC может быть интересна и необходима:

  • инженерам КИПиА;
  • инженерам АСУ ТП;
  • программистам промышленных систем;
  • специалистам по автоматизации;
  • инженерам по визуализации;
  • специалистам по наладке оборудования;
  • разработчикам SCADA-систем.

Начальный курс подходит специалистам, которым необходимо получить базовые знания по созданию и настройке проектов WinCC.

Для специалистов, которые уже знакомы с WinCC, актуальны углубленные направления — программирование, SQL, VBA и работа с дополнительными компонентами системы.

Как научиться работать с WinCC

Освоение WinCC лучше строить последовательно: сначала изучить архитектуру системы и основные инструменты визуализации, затем перейти к программированию, работе с архивами и базами данных.

В учебном центре СИНЕТИК доступны курсы, посвященные различным направлениям работы с WinCC:

  • Построение подсистем визуализации и управления с использованием пакета WinCC;
  • Построение подсистем визуализации и управления с использованием пакета WinCC. Углубленный курс;
  • SQL в системе визуализации WinCC;
  • Использование языка программирования VBA для формирования и печати различных протоколов в Excel из WinCC;
  • Использование языка программирования ANSI-C в WinCC;
  • Основы проектирования в пакете WinCC flexible.

Практическая подготовка позволяет закрепить знания непосредственно на учебных стендах с оборудованием SIMATIC.

Заключение

WinCC — это не только инструмент для создания экранов оператора. Система объединяет визуализацию, мониторинг, обработку событий, архивирование данных, диагностику и возможности интеграции с другими компонентами промышленной автоматизации.

Базовые навыки работы с WinCC являются основой для дальнейшего освоения программирования, SQL, VBA и других инструментов, используемых при создании промышленных систем визуализации.

Если специалист работает с системами автоматизации на базе SIMATIC, изучение WinCC позволяет глубже понимать взаимодействие между контроллером, программным обеспечением и оператором.