1、第5章 报警、系统诊断与用户管理5.1 报警的组态与仿真5.1.1 报警的基本概念报警的基本概念 报警系统用来在HMI设备上显示和记录运行状态和工厂中出现的故障。报警事件保存在报警记录中，用HMI设备显示，或者以报表形式打印输出。1报警的分类 （1）用户定义的报警 用于监视生产过程，或者测量和报告从PLC接收到的过程数据。1）离散量报警：离散量对应于二进制数的1位，发电机的开、停机，故障信号的出现和消失，都可以用来触发离散量报警。2）模拟量报警：模拟量的值超出上、下限时，将触发模拟量报警。3）PLC产生的控制器报警：例如CPU切换到“STOP”的报警。（2）系统定义的报警 1）系统事件是HMI
2、设备产生的，系统报警指示系统状态，以及HMI设备和系统之间的通信错误。2）系统定义的控制器报警由S7诊断报警和系统故障组成，前者显示S7控制器中的状态和事件，无需确认。2报警的状态 （1）到达 满足触发报警的条件时，报警的状态为“到达”。操作员确认了报警后，该报警的状态为“（到达）确认”。（2）离开 当触发报警的条件消失时，报警的状态为“（到达）离开”。（3）确认 为了确保操作员获得报警信息，可以组态为一直显示到操作人员对报警进行确认。确认后可能的状态有“（到达）确认”“（到达离开）确认”和“（到达确认）离开”。3确认报警的方法 1）用户可根据组态用下列方式之一手动确认报警：使用HMI设备上的
3、确认键；使用报警视图中的确认按钮；使用组态的功能键或画面中的按钮。2）PLC的控制程序置位指定的变量中的一个特定位，来确认离散量报警。3）通过函数列表或脚本中的系统函数确认。4运行系统中报警的显示 （1）报警视图 用于显示报警缓冲区或报警记录中的报警或事件。可以有多个报警视图。（2）报警窗口 报警窗口在“全局画面”编辑器中组态。指定报警类别的报警处于激活状态时，报警窗口自动打开。报警窗口关闭的条件与组态有关。报警窗口保存在它自己的层上，组态其他画面时它被隐藏。（3）报警指示器 报警指示器是一个图形符号，在“全局画面”中组态它。在指定报警类别的报警被激活时，该符号出现在屏幕上。（4）电子邮件通知
4、 某些HMI设备可以将特定的报警类别发送给指定的电子邮件地址。（5）系统函数 报警事件发生时，在运行系统中执行组态的函数。5运行系统报警属性的设置 打开项目“精智面板报警”的“运行系统设置”编辑器，选中左边窗口中的“报警”，一般使用默认的设置。6HMI报警属性的设置 双击项目视图中的“HMI报警”，在“报警类别”选项卡，可以创建16个报警类别。下面是自动生成的最常用的4种报警类别。1）Errors：指示紧急的或危险的操作和过程状态，必须确认。2）Warnings：指示不太紧急或不太危险的操作和设备状态，不需要确认。3）System：提示操作员有关HMI设备和PLC的操作错误或通信故障。4）Di
5、agnosis events：PLC的状态和事件，不需要确认。运行时报警消息中使用的是报警类别的“显示名称”。将Error和System类别的“显示名称”改为“事故”和“系统”。设置Warnings的显示名称为“警告”。将错误类别“到达离去”的背景色改为浅蓝色。选中“事故”类别，再选中巡视窗口的“状态”，“到达”“离开”和“已确认”这三种状态分别用字母I、O、A作为报警消息中的默认文本，将它们的文本分别修改为“到达”“离开”和“确认”。对“警告”“系统”类别做类似的操作。7报警组 可以将某些相关的报警组态为一个报警组，通过一次操作，确认属于此报警组的所有报警。5.1.2 组态报警组态报警 1组
6、态离散量报警 在PLC的默认变量表中创建Word变量“事故信息”（MW10）。在HMI的默认变量表中设置其采集模式为“循环连续”，采集周期为100ms。可以在HMI的变量表中组态报警，也可以在HMI报警编辑器中组态报警。可以直接在表格中组态报警参数。选中某条报警，也可以用巡视窗口组态报警参数。分别使用“事故信息”MW10的第0位第5位（即V11.0V11.5），触发发电机的机组过速、机组过流、机组过压、差压保护、失磁保护和调速器故障这6种事故。在“HMI报警”编辑器的“离散量报警”选项卡中，单击第1行“ID”列的“”，输入报警文本“机组过速”，报警的ID（即编号）是自动生成的，用户可以修改。单
7、击“报警类别”列右边隐藏的按钮，选择报警类别为“Errors”。单击“触发变量”单元中右边隐藏的按钮，在出现的对话框中，选中变量“事故信息”。用以用“触发位”单元增、减该报警在字变量中的位号。“机组过速”和“机组过流”属于同一个报警组。运行时确认该报警组的某一条报警消息，就能同时确认该组的全部报警。组态完第一个报警后，单击第二行，自动生成第二个报警，报警的ID号和“触发位”自动加1，本例只需要输入报警文本就可以了。勾选表格右边的“报表”复选框，将启用该报警的记录功能。选中某条报警，再选中巡视窗口的“信息文本”，将与报警有关的信息写入右边窗口的文本框。系统运行时选中报警视图中的该报警消息后，单击
8、“工具提示”按钮，信息文本将在弹出的窗口中显示。2在报警文本中插入变量的值 双击项目树中的“HMI报警”，打开报警编辑器，两次单击选中1号离散量报警的报警文本“机组过速”，再用右键单击它，执行快捷菜单中的命令“插入变量域”。指定要显示的过程变量为“转速”MW4，输出域的长度为5个字符，显示格式为十进制。操作结束后报警文本列显示“机组过速”。仿真时在S7-PLCSIM中生成变量“转速”MW4的视图对象。设置MW4的值为500，将“事故信息”中的M11.0的值设为1，在报警窗口和报警视图中，出现报警文本“到达500机组过速”，其中的“500”是报警文本中插入的变量“转速”的值。3组态模拟量报警 某
9、设备的正常温度范围为650750，750800之间应发出警告信息“温度升高”，600650之间应发出警告信息“温度降低”。大于800为温度过高，小于600为温度过低，应发出错误信息。打开“HMI报警”编辑器的“模拟量报警”选项卡，单击模拟量报警编辑器的第1行，输入报警文本“温度过高”，报警类别为Errors。ID（报警编号）是自动生成的，用户可以修改它。选中巡视窗口的“触发器”，设置触发变量为“温度”，在设置的延时时间2ms过去之后触发条件仍然存在时才触发报警。限制模式为“大于”，限制值为800。如果过程值围绕极限值800波动，将会多次触发“温度过高”报警。为了防止这种情况发生，应组态死区。死
10、区的“模式”可以选择“关闭”（没有死区）、“到达时”“离去时”或“到达/离去时”。组态“温度过高”报警的死区模式为“到达时”，死区值为5%。由仿真可知，温度值大于840 C（800105%）时才能触发“温度过高”报警。温度小于等于800 C时，“温度过高”报警消失。5.1.3 组态报警视图组态报警视图 报警视图用于显示报警消息。选中巡视窗口的“常规”，一般选中“报警缓冲区”，报警视图将显示所选报警类别当前的和过去的报警消息。如果用单选框选中“当前报警状态”，只能显示所选的报警类别当前被激活的报警消息。选中巡视窗口的“布局”，可以设置视图的显示类型为“高级”或“报警行”。如果选中复选框“自动调整
11、大小”，将会根据“设置”域的参数，自动调整报警视图的高度。选中巡视窗口的“显示”，可以设置是否显示滚动条、网格和焦点的宽度。选中巡视窗口的“工具栏”，可以设置报警视图下面的工具栏上使用哪些按钮。“报警循环”也被翻译为“报警回路”。选中巡视窗口的“列标题”，可以设置报警视图中的列标题。选中巡视窗口的“列”，可以设置显示哪些列。建议设置要显示“报警状态”列。“列属性”中的“标题”复选框用于设置是否显示表头，选中“列可移动”复选框后，可以改变显示的列的顺序。“时间（毫秒）”用于指定显示的事件是否精确到ms。如果选中“跨列文本”复选框，运行时在所有列的第二行显示报警文本。如果选中“排序”方式为“降序”
12、，最后出现的报警消息在报警视图的最上面显示。5.1.4 组态报警窗口与报警指示器组态报警窗口与报警指示器 1报警窗口 报警窗口与报警指示器在“全局画面”编辑器中组态，报警窗口的显示和组态与报警视图类似。组态的报警类别的报警被激活时，报警窗口自动打开。2报警指示器 指定报警类别的报警被激活时，报警指示器出现在屏幕上。它有两种状态：1）闪烁：至少有一条需要确认的未决（未消失的）报警。2）静态：报警已被确认，但是至少有一条报警消息尚未消失。报警指示器中的数字指示当前的报警消息个数。3组态报警窗口和报警指示器 打开全局画面，将工具箱中的报警窗口与报警指示器拖拽到全局画面。用鼠标调节它们的位置和报警窗口
13、的大小。选中报警窗口的巡视窗口的“常规”，显示的报警类别为Errors。选中“当前报警状态”，只能显示所选的报警类别当前被激活的报警。下面是报警消息消失的条件：1）只选中“未决报警”复选框，只要处于“离开”（已决）状态时报警消息就会消失。2）只选中“未确认的报警”复选框，只要报警被确认报警消息就会消失。3）同时选中或同时不选中这两个复选框时，同时处于被确认和“离开”状态时报警消息才会消失。选中报警窗口，再选中巡视窗口的“布局”，设置每个报警消息的行数为1，可见报警消息的个数为10。“显示类型”为“高级”，如果“显示类型”为报警行，只显示一行报警消息。选中巡视窗口的“显示”，勾选两个滚动条复选框
14、。选中巡视窗口的“工具栏”，设置只使用报警视图下面的工具栏的“工具提示”和“确认”按钮。选中巡视窗口的“模式”，用复选框选中“自动显示”“可关闭”和“可调整大小”。此外，启用了标题“未决报警”。可以在“运行系统设置”编辑器中，设置显示系统事件的持续时间。其他属性的设置与报警视图基本上相同。如果要显示系统报警消息，可以生成另外一个报警窗口，报警类别为System。5.1.5 报警系统的仿真报警系统的仿真 选中项目树中的“PLC_1”，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，将程序下载到仿真PLC，将CPU切换到RUN-P模式。在S7-PLCSIM中生成变量“转速”（MW4）、“温度”（MW12）和“事故
15、信息”MW10的低位字节MB11的视图对象，设置温度为正常值740，转速值为500。选中项目树中的“HMI_1”，单击工具栏的“开始仿真”按钮，编译成功后，出现仿真面板，显示根画面。用S7-PLCSIM设置温度值为880，按回车键后确认。报警窗口在当前被打开的根画面中出现，报警窗口中的错误信息为“到达 温度过高”，同时出现闪动的报警指示器。可以将报警指示器拖动到任意的位置。分别令S7-PLCSIM中的M11.1和M11.0为1状态，报警窗口中出现事故报警消息“到达 500机组过速”和“到达 机组过流”。报警指示器上的数字变为3，表示当前有3条报警消息。单击窗口右边的“确认”按钮，因为“机组过压
16、”和“机组过流”属于同一个确认组，它们被同时确认，它们的状态均变为“到达确认”。分别令M11.1和M11.0为0状态，报警窗口中的报警消息“机组过流”和“机组过压”消失。报警指示器上的数字变为1。在运行模拟器中设置温度为正常值722，报警窗口消失，报警指示器显示0。出现事故消息“（到达）离开 温度过高”和警告消息“（到达）离开 温度升高”。选中下图中的报警消息“温度过高”，单击“确认”按钮，出现“温度过高”的状态为“（到达离开）确认”的消息，因为3条报警均已离开和确认，报警指示器消失。报警视图5.1.6 报警组态的其他问题报警组态的其他问题 1用“报警回路”按钮触发事件 选中报警编辑器中的离散
17、量报警“机组过速”，再选中巡视窗口的“报警回路”，组态执行系统函数“激活屏幕”，要激活的画面为“画面1”。仿真时在S7-PLCSIM中将M11.0置位为1，报警窗口中出现事故报警消息“到达 机组过速”。关闭报警窗口，选中报警消息“机组过速”，单击“报警回路”按钮，将会跳转到组态的“画面1”。返回报警视图所在的根画面，可以看到在画面切换的同时，“机组过速”报警被确认。双击报警消息“机组过速”，也可以切换到画面_1。组态时选中某条报警，打开巡视窗口的“属性 事件”选项卡，还可以设置报警到达、离开和确认时要执行的系统函数或脚本。2用PLC中的位变量实现离散量报警的确认 选中HMI报警编辑器的离散量报
18、警选项卡中的报警“机组过速”，再选中巡视窗口的“确认”，设置在出现该报警时，将PLC中的变量“事故信息”（MW10）的第6位置1，就可以确认“机组过速”报警。该报警被确认后，PLC中的变量“报警确认”（MW2）的第0位（即M3.0）将被HMI置1，通知PLC该报警已被确认。启动S7-PLCSIM，将程序下载到仿真PLC，将CPU切换到RUN-P模式。启动HMI仿真，出现仿真面板。在S7-PLCSIM中生成变量“报警确认”（MW2）的低位字节MB3，和变量“事故信息”的低位字节MB11的视图对象。将MB11的第0位置1，在报警窗口中出现报警消息“机组过速”，单击“确认”按钮，“报警确认”字MW2
19、的第0位（即M3.0）被置1。将MB11的第0位清0，报警消息“机组过速”消失。第2次将MB11的第0位置1，出现报警消息“机组过速”，同时M3.0（报警已确认）被自动清零。两次单击PLCSIM中MB11的第6位，在报警窗口中出现该报警被确认的消息，同时M3.0变为1状态。5.3 用户管理的组态与仿真 1用户管理的作用 在系统运行时，修改设定值和参数等重要的操作只能允许某些指定的专业人员来完成，必须防止未经授权的人员对这些重要数据的访问和操作。用户管理用于在运行时控制对数据和函数的访问。为此创建并管理用户和用户组，然后将它们传送到HMI设备中。在运行系统中，通过用户视图来管理用户和密码。2用户
20、管理的结构 在用户管理中，权限不是直接分配给用户，而是分配给用户组。同一个用户组中的用户具有相同的权限。组态时在“用户”编辑器中，将各用户分配到用户组，并获得不同的权限。在“组”编辑器中，为各用户组分配特定的访问权限（授权）。在组态阶段为用户管理设置默认值。在运行系统中可以使用用户视图创建和删除用户，修改用户的密码和权限。3用户管理的组态 （1）组态用户组 打开项目“用户管理”，双击项目树中的“用户管理”，打开用户管理编辑器的“用户组”选项卡。上面的“组”表格中的Administrator group和Users是自动生成的。它们的“显示名称”为“管理员”和“用户”。双击“组”表格下面空白行的
21、“添加”，生成两个新的组。下面的“权限”表格中的权限“User administration”“Monitor”和“Operate”是自动生成的。此外添加了一个权限Operate_2。选中某一用户组后，通过勾选“权限”表格的复选框，为它分配权限。“管理员”组的权限最高，拥有所有的操作权限。“工程师”组拥有除用户管理之外的所有权限。“班组长”组只有“监视”和输入温度设定值的权限。“用户”组只有“监视”权限。（2）组态用户 打开用户管理编辑器的“用户”选项卡，将用户分配给用户组。用户的名称不能使用汉字，选中“用户”表中的某一用户后，用“组”表中的单选框将该用户分配给某个用户组。例如将用户“LiMi
22、ng”指定给用户1组（工程师组）。注销时间是指在设置的时间内没有访问操作时，用户权限被自动注销的时间，一般采用默认值5min。右键单击“用户管理”编辑器中某一行最左边的灰色单元，执行快捷菜单中的“删除”命令，可以删除该行。不能删除Admin。用户在登录时，或者没有登录要进行需要权限的操作时，需要输入用户名和密码。单击“用户”表格中某一用户的“密码”列，在出现的对话框中输入密码。需要输入确认密码，两次输入的密码相同才会被系统接收。密码可以包含数字和字母，设置Operator的密码为1000，WangLan的为2000，LiMing的为3000，Admin的为9000。（3）组态画面对象的访问保护
23、 访问保护用于控制是否允许特定的用户对数据和函数的访问。运行时所有组态了访问权限的画面对象会得到保护，使它们不受未经授权的访问。拥有该权限的用户登陆后均可以访问此对象。组态时选中根画面中“温度设定值”右边的输入/输出域，再选中巡视窗口的“安全”，勾选复选框“允许操作”。用“权限”选择框设置名称为Operate_2的“输入温度设定值”权限。按钮“参数设置”用于切换到名为“参数设置”的画面。为了防止未经授权的人员任意更改PID参数，选中该按钮后，再选中巡视窗口的“安全”，勾选复选框“允许操作”，设置其权限为Operate（访问参数设置画面）。在运行时用户要访问一个对象，WinCC运行系统首先确认该
24、对象是否受到访问保护。如果没有访问保护，为该对象组态的功能将被执行。如果该对象受到保护，运行系统首先确认当前登录的用户属于哪一个用户组，并将为该用户组组态的权限分配给该用户。如果没有用户登录或已登录的用户没有访问该对象的授权，则显示登录对话框。（4）组态用户视图和按钮 将工具箱中的“用户视图”拖拽到根画面中，用鼠标调整它的位置和大小。组态时用户视图没有用户和密码等信息。选中用户视图，再选中巡视窗口的“文本格式”，将标题的字体由“粗体”改为“正常”。其他参数基本上采用默认的设置。在根画面中生成与用户视图配套的“登录用户”和“注销用户”按钮。运行时单击这两个按钮，分别执行系统函数“显示登录对话框”
25、和“注销”，当前登录的用户被注销后，可以防止其他人利用它的权限进行操作。根画面下面的“已登录用户”输入/输出域不是运行时必须的。4仿真运行 启动使用变量仿真器仿真，显示根画面。单击“温度设定值”右边有访问保护的输入/输出域，出现Login对话框。单击“用户”输入域，输入用户名wanglan，用户名不区分大小写。单击回车键，返回登录对话框。单击“密码”输入域，再单击键盘中的键，切换到数字和符号键盘方式，输入密码2000，输入密码时区分大小写。输入过程结束后，用户视图中出现WangLan的登录信息，提示登录成功。文本域“已登录用户”右边的I/O域显示登录的用户的名称“WangLan”。再次单击I/
26、O域“温度设定值”，就可以修改温度设定值了。WangLan还可以通过用户视图修改它自己的密码。此时单击“参数设置”按钮，因为WangLan没有必须的授权，出现登录对话框。输入拥有该权限的用户名“liming”和他的密码3000。登录成功后，再按“参数设置”按钮，才能进入“参数设置”画面。单击“注销用户”按钮，当前登录的用户LiMing被注销，用户视图中LiMing的信息消失。“已登录用户”I/O域中的用户名LiMing也同时消失。5在运行系统中管理用户 单击“登录用户”按钮，在登录对话框中输入Admin和它的密码9000，单击“确定”按钮后，用户视图中出现所有用户的登录信息，“已登录用户”I/O域显示Admin。单击用户视图中的用户名、密码、所属的组和注销时间（不包括Admin用户名和组），可以修改它们。双击表内的空白行，可以生成一个新的用户。单击Admin之外的某个用户的用户名，可以删除它。在用户视图中对用户管理进行的更改，在运行系统中立即生效。这种更改不会更新到工程组态系统中。
