基于WINCC的轮胎硫化机圆盘曲线的实现

作者简介：梁帅（1986-），男，电气工程师，本科，主要从事双模定型硫化机的电气设计研发工作。

收稿日期：2020-09-11
轮胎硫化生产中有三个关键要素，即温度、压力、时间。

这三个要素决定了轮胎硫化的质量。

为了掌控轮胎硫化质量及在轮胎售出后做质量追溯，一般轮胎生产厂家都会记录并保存这三要素的相关数据。

关于数据的记录方法之前是使用机械式圆盘记录仪、打点记录仪，后来发展到智能无纸记录仪及上位机监控系统。

圆盘曲线是指上位机监控系统中的一个功能，圆盘曲线可以在一屏同时显示24 h 的温度、压力曲线，可以方便的观察一天中设备停机情况、预热时间、班次产量等信息，在轮胎生产厂家使用过程中已成为必备功能之一。

上位机监控系统的画面软件可使用高级语言编写，也可使用成熟的组态软件实现。

本文将介绍使用WINCC 软件实现圆盘曲线功能的一种方法，文中的硫化机控制系统采用西门子S7 1500系列PLC ，上位机采用西门子工控机，监控软件采用西门子WINCC 组态软件。

上位机与工控机通过以太网连接。

1　WINCC 软件
SIMATIC WinCC (Windows Control Center )--
视窗控制中心，它是西门子最经典的过程监视系统，已成为市场的领导者，乃至业界遵循的标准。

WinCC 能为工业领域提供完备的监控与数据采集（SCADA ）功能，涵盖单用户系统直到支持冗余服务器和远程 Web 服务器解决方案的多用户系统。

SIMATIC WinCC 是公司垂直集成交换信息的基础，具有良好的
基于WINCC 的轮胎硫化机圆盘曲线
的实现
梁帅1，杨华1，张树伟1，赵尊梅1，丁建华2，徐敬志1，陆永高
1
(1.青岛海琅特种装备科技有限公司，山东 青岛 266400；
2.青岛双星轮胎工业有限公司，山东 青岛 266400)
摘要：硫化机生产过程中，WINCC 自动化控制系统自动采集并记录轮胎硫化时实时的温度、压力、时间等数据，并将这些数据绘成圆盘曲线。

圆盘曲线是指上位机监控系统中的一个功能，圆盘曲线可以在一屏同时显示24 h 的温度、压力曲线，可以方便的观察一天中设备停机情况、预热时间、班次产量等信息，在轮胎生产厂家使用过程中已成为必备功能之一。

关键词：WINCC ；PLC ；圆盘曲线中图分类号：TQ330.493
文章编号：1009-797X(2021)01-0018-07
文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2021.01.005
开放性和灵活性，它采用了工厂智能，助力用户实现更大程度的生产过程透明化。

虽然WinCC 的功能很强大，但它未对硫化机行业做专门的定制开发，未提供圆盘曲线的控件，用户需自己通过WinCC 脚本系统开发相应功能。

2　WinCC 脚本系统
WinCC 的脚本系统支持C 脚本和VBS 脚本。

脚
本本质上是一段用C 或VB 编写的代码，用以实现一些特定的功能。

这里，我们简单介绍一下C 脚本的概念。

如图1所示，为WinCC
脚本的分类。

图1　脚本分类
2.1　函数和动作
函数和动作本质上都是一段代码。

如图1所示，函数分为嵌入函数和用户函数。

嵌入函数用户只能使用，不能修改；而用户函数则可由用户根据实际需要
创建和修改，用户函数又分为项目函数、标准函数和DLL 函数。

动作由用户自己创建，必要时可以进行口令保护，防止未经授权的人对其进行修改和查看。

动作要想执行，必须至少为其分配一个触发器。

动作分为全局动作和局部（本地）动作。

在客户机-服务器项目中，全局动作在项目中所有计算机中都可执行；而局部动作则只能在对其进行分配的计算机上执行。

当创建的是单用户项目时，全局动作和局部动作之间就没有太大的差别了。

2.2　脚本的执行过程
图2为脚本的执行过程。

WinCC 脚本的核心是动作。

动作通过触发器触发来实现相应事件或改变画面中对象的属性等。

函数则是一段特定功能的代码，它本身并不能参与到WinCC 的动态响应中去，动作在
需要的时候，调用某个函数来实现既定功能。

图2　脚本的执行过程
一个动作触发后，会执行其对应的代码，在该代码中，可能会调用到其他C 代码编写的函数，相当于子程序。

2.3　触发器
触发器的类型如图3所示。

一个动作可以由定时器触发，也可以用变量触发。

定时器触发又可分为循环触发和非循环触发；而变量触发则可以选择在某一变量值发生变化的时候触发动作，也可以选择采用"循环监视变量值"
的方式。

图3 触发器的类型
一个动作可以同时分配若干个触发器，任何一个触发器有效了，动作就将被执行，而且，动作要想被
执行，必须至少分配一个触发器。

3　WinCC 圆盘曲线的实现
利用WinCC 自带的WINCC FunctionTrendContr ol 控件，可实现直角曲线功能，但不能实现圆盘曲线的显示。

为实现圆盘曲线功能，我们需要做以下工作：
（1）将记录的数据转换成极坐标形式
将一天24个小时平均分布到圆盘图中，然后根据系统时间将当前时刻转换为极坐标形式。

再将PLC 读取的实时数据转换成对应的当前时刻极坐标形式。

C 脚本如下所示：
#include "apdefap.h"int gscAction( void ){
// WINCC:TAGNAME_SECTION_START // s y n t a x : #d e f i n e T a g N a m e I n A c t i o n "DMTagName"
// next TagID : 1
// WINCC:TAGNAME_SECTION_END
// WINCC:PICNAME_SECTION_START
// s y n t a x : #d e f i n e P i c N a m e I n A c t i o n "PictureName"
// next PicID : 1
// WINCC:PICNAME_SECTION_END
short a1,b1,c1,year,month,week,day,hour,minute ,second,msecond;
double a, b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,e0,f0,g0,e1,f1,g1,e2,f2,g2,e3,f3,g3,e4,f4,g4,e5,f5,g5,e6,f6,g6,e7,f7,g7;
// 获取系统时间
a1=GetTagWord("hour"); //Return-Type: WORD b1=GetTagWord("minute"); //R e t u r n -T y p e : WORD
c1=GetTagWord("second"); //R e t u r n -T y p e : WORD
a = a1*3600+b1*60+c1; //当前时刻转换成0点
开始的秒数；
e=3.14; //定义e 的值为π
f=a/86400; //当前时刻在一天中占的比例； c=0.5*e -2*f*e; //当前时刻在圆盘图中的弧度；
//sin()函数接受的参数是弧度;double 类型；//数值转换成坐标；
b=sin(c); //Return -Type: double Y 轴d=cos(c); //Return -Type: double X 轴//printf("a:%d ",a); //printf("c:%f ",c);//printf("b:%f ",b);//printf("d:%f ",d);//printf("f:%d ",f);//printf("e0:%f ",e0);//printf("f0:%f ",f0);//printf("g0:%f ",g0);
//获取当前时刻的左热板温度，转换成极坐标e 0 = G e t Ta g F l o a t ("y u a n p a n _t e s t _D B _r e b a n _L");//Return-Type: float
f0 = e0*d; //x 轴坐标；g0 = e0*b; //y 轴坐标；
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_reban_x_L",f0); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_reban_y_L",g0); //Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的右热板温度，转换成极坐标e 1 = G e t Ta g F l o a t ("y u a n p a n _t e s t _D B _r e b a n _R");//Return-Type: float
f1 = e1*d;g1 = e1*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_reban_x_R",f1); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_reban_y_R",g1); //Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的左模套温度，转换成极坐标e2 = GetTagFloat("yuanpan_test_DB_motao_L");//Return-Type: float
f2 = e2*d;g2 = e2*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_motao_x_L",f2); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_motao_y_L",g2); //Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的右模套温度，转换成极坐标e3 = GetTagFloat("yuanpan_test_DB_motao_R");//Return-Type: float
f3=e3*d;g3=e3*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_motao_x_R",f3);//Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_motao_y_R",g3);//Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的左内温温度，转换成极坐标e4 = GetTagFloat("yuanpan_test_DB_neiwen_L");//Return-Type: float
f4 = e4*d;g4 = e4*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiwen_x_L",f4);//Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiwen_y_L",g4);//Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的右内温温度，转换成极坐标e5 = GetTagFloat("yuanpan_test_DB_neiwen_R");//Return-Type: float
f5 = e5*d;g5 = e5*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiwen_x_R",f5);//Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiwen_y_R",g5);//Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的左内压压力，转换成极坐标e6 = GetTagFloat("yuanpan_test_DB_neiya_L"); //Return-Type: float
f6 = e6*d;g6 = e6*b;
/*if (f6 < 4 && f6 > -4 && g6 < 4 && g6 > -4){
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_x_L",f6); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_y_L",g6);//Return-Type: BOOL
} */
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_x_L",f6); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_y_L",g6);//Return-Type: BOOL
//获取当前时刻的右内压压力，转换成极坐标e 7 = G e t Ta g F l o a t ("y u a n p a n _t e s t _D B _n e i y a _R");//Return-Type: float
f7 = e7*d;g7 = e7*b;
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_x_R",f7); //Return-Type: BOOL
SetTagDouble("yuanpan_test_DB_yp_neiya_y_R",g7); //Return-Type: BOOL
return 0; }
（2）将转换完成的变量记录到数据库中
用户归档编辑器是WinCC 的一个附加选件，通过它可以周期性的把PLC 读取的数据保存到数据库中。

在图形编辑器中，可以通过组态 WinCC 用户归档表格元素来以表格显示运行系统中用户归档的在线数据。

可通过用户归档的控制变量实现数据的读取和写入，而不需要用户自己写脚本，使用起来非常方便。

在用户归档编辑器中，可以最多组态 500 个归档和 500 个视图。

每个归档最多可创建 500 个域。

归档中的数据记录的最大数目，取决于已组态列的数目和归档中包含的数据记录。

列和数据记录的乘积不能大于 320 000。

对于数据存储量不是很大的需求，WinCC 用户归档基本上可以满足。

通过WINCC 的归档功能，我们可以将转换完成的极坐标数据周期性的保存进数据库中，如图4
所示。

图4　WINCC 归档设置
（3）设置WINCC FunctionTrendControl 控件属
性，组态要显示的曲线，选择相应曲线连接的数据源，曲线显示的Y 轴坐标等，如图5
所示。

图5　WINCC FunctionTrendControl 控件属性
（4）编写查询曲线用的C 脚本，具体脚本如下#include "apdefap.h"
v o i d O n C l i c k (c h a r * l p s z P i c t u r e N a m e , c h a r * lpszObjectName, char* lpszPropertyName)
{
// WINCC:TAGNAME_SECTION_START // s y n t a x : #d e f i n e T a g N a m e I n A c t i o n "DMTagName"
// next TagID : 1
// WINCC:TAGNAME_SECTION_END // WINCC:PICNAME_SECTION_START
// s y n t a x : #d e f i n e P i c N a m e I n A c t i o n "PictureName"
// next PicID : 1
// WINCC:PICNAME_SECTION_END
//SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","D eleteData",TRUE);
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",0);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin")); //Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dEndTime",GetTagChar("chaxunriqi_end")); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",1);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin")); //Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dEndTime",GetTagChar("chaxunriqi_end")); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",2);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin")); //Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren
dEndTime",GetTagChar("chaxunriqi_end")); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",3);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",0);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tre ndBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin"));//Return-Type: BOOL
//S e t P r o p C h a r (l p s z P i c t u r e N a m e ,"c o n t r o l 1","TrendEndTime",GetTagChar("chaxunriqi_end"));//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",4);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL
SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tre ndBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin"));//Return-Type: BOOL
S e t P r o p C h a r (l p s z P i c t u r e N a m e ,"c o n t r o l 1","T r e n d E n d Ti m e ",G e t Ta g C h a r ("c h a x u n r i q i _e n d "));//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",5);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren
dTimeRangeFactor",1);//Return-Type: BOOL SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tren dBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin")); // Return-Type: BOOL
S e t P r o p C h a r(l p s z P i c t u r e N a m e,"c o n t r o l1","T r e n d E n d Ti m e",G e t Ta g C h a r("c h a x u n r i q i_e n d"));// Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",6);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1);//Return-Type: BOOL SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tre ndBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin"));// Return-Type: BOOL
S e t P r o p C h a r(l p s z P i c t u r e N a m e,"c o n t r o l1","T r e n d E n d Ti m e",G e t Ta g C h a r("c h a x u n r i q i_e n d"));// Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",7);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","onl ine",0); //Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dRangeType",1);//Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeFactor",1); //Return-Type: BOOL SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dTimeRangeBase",86400000);//Return-Type: BOOL SetPropChar(lpszPictureName,"control1","Tre ndBeginTime",GetTagChar("chaxunriqi_begin"));// Return-Type: BOOL
S e t P r o p C h a r(l p s z P i c t u r e N a m e,"c o n t r o l1","T r e n d E n d Ti m e",G e t Ta g C h a r("c h a x u n r i q i_e n d"));// Return-Type: BOOL
SetPropWord(lpszPictureName,"control1","Tren dIndex",8);//Return-Type: BOOL
SetPropBOOL(lpszPictureName,"control1","Tre ndVisible",1); //Return-Type: BOOL
}
最终效果如图6
所示。

图6　圆盘曲线展示
4　结束语
经过以上工作，我们就可以在WinCC中实现圆盘曲线功能。

该方法操作起来比较简单，适合刚刚入门的朋友。

如果想要实现更多功能，可使用高级语言自己编写相应功能的COM控件，在此笔者不在赘述。

谨以此文抛砖引玉，希望能和大家多多交流。

Realization of disc curve for tire curing press based on WINCC
Liang Shuai1, Yang Hua1, Zhang Shuwei1, Zhao Zunmei1, Ding Jianhua2, Xu Jingzhi1, Lu Yonggao1
(1.Qingdao Hailang Special Equipment Technology Co. LTD., Qingdao 266400, Shandong, China;
2.Qingdao Double Star Tire Industry Co. LTD., Qingdao 266400, Shandong, China)
Abstract: During the production process of the curing press, the WINCC automatic control system automatically collects and records the real-time temperature, pressure, time and other data during tire
curing, and draws these data into a disc curve. Disc curve refers to a function in the WINCC monitoring system. The disc curve can display the temperature and pressure curve for 24 hours on one screen at the same time. It can conveniently observe the equipment shutdown condition, warm-up time, shift output and other information in a day. It has become one of the essential functions in the use of tire manufacturers.
Key words: WINCC; PLC; disc curve
（R-03）
玲珑参展中国国际工业设计博览会，用产品力赋能中国工业设计水平提升Linglong participated in the China International Industrial Design Expo, using product power to enhance
China's industrial design level
2020年12月11～13日，国内最高规格的工业设计展会—第四届中国国际工业设计博览会在武汉开幕，全球三百多家工业设计重点企业赴汉参展，见证中国制造、带领工业设计、推动工业发展，让观众感受工业设计赋能制造业提质升级的力量。

玲珑携旗下玲珑、ATLAS、利奥品牌乘用车轮胎、商用车轮胎、工程机械车轮胎等产品亮相展会，用产品力赋能中国工业设计水平提升。

其中，缺气保用轮胎、新一代低滚阻轮胎等产品，代表着玲珑坚持为用户提供更环保、更舒适、更安全的高品质轮胎和驾乘体验的决心，凸显了玲珑从市场需求出发，通过应用新材料、新技术、新工艺，不断将科技能力转化为现实产品。

设计是工业制造的灵魂，有助于产业发展摆脱低端困境，提升自主创新能力，是企业增品种、提品质、创品牌的重要手段。

玲珑多年来高度重视工业设计的创新引领性，公司目前拥有1万多个规格品种，累计授权专利890多项，专利保有量居中国轮胎企业前列，通过工业设计实现企业的转型升级。

展会期间，“设计赋能制造”已成为众多展位的标语，众多“高精尖”产品的参展，也为玲珑工业设计水平的提升提供了新的思路。

未来，玲珑将继续发挥自身工业设计优势，为消费者提供更优质的产品。

同时，在大数据、云计算、工业互联网等信息技术方面不断尝试和升级，为工业设计的智能化、绿色化、协同化发展提供条件。

摘编自“轮胎世界网”
炭黑巨头宣布涨价 每吨涨700元
Carbon black giant announces price increase by 700 yuan/t
日前，日本东海炭素公司宣布，从2020年11月1日起调整日本产所有炭黑品种的销售价格（包括出口在内的日本工厂的产品），调价幅度为每公斤11日元，相当于每吨上涨1.1万日元（约合700元人民币/t）。

该公司在提价通告中强调说，为确保东海能够始终如一地保持高品质和高质量的服务，仅靠内部挖潜已无法吸收原料油价格上涨导致的成本大幅上升，无奈进行这次调价。

此前，有行业媒体报道，国内数家龙头炭黑企业12月或集体大幅上调炭黑价格，预计涨幅1 000元/t左右，明年一季度预计上调2 000元/t左右，调价的企业或包括黑猫炭黑、龙星化工、金能科技、永东化工、安仑化工和宝化炭黑。

黑猫股份在互动平台表示，公司炭黑产品定价参考原料价格、下游需求、行业开工率等因素综合考虑，第四季度以来公司炭黑产品价格环比有所上涨。

摘编自“中国轮胎商务网”
(R-03)。