TIA Portal選件SiVArc在自動化裝配生產線上的應用

張齊

TIA Portal選件SiVArc在自動化裝配生產線上的應用

張齊

（大連智云自動化裝備股份有限公司，遼寧 大連 116036）

在自動裝配線設備的控制系統中，除了PLC以外第二大重要器件即人機界面（HMI），隨著現代工廠對智能化和標準化的提高，以及方便工廠維護維保人員后期更規范、快速、便捷的更改維護系統，傳統設計人機界面的方式已經不能滿足我們的要求，同時對于生產過程中復雜的要求和對設備中多樣化的電器件規范控制，設備與系統需要完成生產過程中多樣化的任務。文中主要講述我們在西門子博圖里，根據工廠的要求制定相應的規則規范，展示如何使用SiVArc建立畫面與PLC程序關聯，實現根據程序結構、規則模板生成可視化。

HMI可視化；Portal SiVArc；裝配線標準化

前言

我們知道SiVArc 是西門子公司為汽車行業研發制作的一個平臺可選件。雖然未在其他行業推廣，但是歷經多年改進和升級現已從離散控制行業過渡應用于過程控制行業，如物流、中藥裝備、食品、化工、中水處理等等，為過程控制行業帶來全新的智能體驗，致力于幫助過程制造企業高效地實現數字化的轉型。傳統建立畫面流程雖然簡單，但重復性工作非常之多、繁瑣和機械化，需要制造商或OEM廠商進行對每個變量進行操作。由于SiVArc并不復雜，能節省大量工作時間和強度，讓集成工作變得專業和簡單。

1 簡介及環境要求

SiVArc統稱為西門子可視化架構師，可為多個HMI設備、PLC或者設備代理生成可視化程序。主要優點是高效準確、關聯正確、布局根據預定義布局精確排布。

憑借著經典WINCC的VBA和ODK也完全可以實現該功能；但這需要制造商需要有一定的開發能力和對WINCC整個的結構非常清楚。奧迪是第一個使用可視化生成的客戶，當時是德國西門子工程師獨立開發的一套由Automotive支持的程序叫SiVArc-Classic，但不基于西門子任何軟件。2013年SiVArc1.0誕生，為寶馬汽車提供，可為每個HMI站節省30小時的工程時間。

2 關系及原理

畫面與PLC中程序終歸要有一個對應關系，前期把常用的HMI對象和FB塊做一個標準化放入項目庫中，哪怕中間需要修改，也可以做這種增量的生成重新編譯。所以第一步設計項目很關鍵，所有的基礎和架構都有了，如何把他們做成一個真正的畫面，這就需要在SiVArc里面制定一些規則，這些規則就知道我們應該對應畫面中的那個屬性和動態屬性或者對象控件上。這就符合我們一般做項目的習慣，慢慢將其優化出來。

3 規則的編輯與簡述

規則是告知SiVArc如何通過PLC程序中的FB和DB對應可視化生成項目，其中有六大元素至關重要，分別是“畫面規則”、“變量規則”、“列表規則”、“復制規則”、“生成矩陣規則”、“概述規則”[1]。

當生成可視化后，生成概述選項卡中可以看到相應的畫面、畫面對象、觸摸屏設備、可編程邏輯控制器、FB塊、畫面規則、是否矩陣生成和主副本類型。通過此可得知對象之間的關系來附加或者刪除后續的更改。

4 創建項目對象

在項目庫中創建一個新的面板類型，我們把常用的對象放到其中。將其命名為“Kistler_Cont”。在該生產線中伺服壓機通常用于軸串襯套壓裝或壓鍵機等自動工位，需要滿足以下幾個工藝要求：（1）在手動模式下可手動控制壓機運動及手動回原點。（2）手動選擇壓機程序號運行壓機控制器內程序。（3）在自動模式下完全通過PLC內部自動邏輯控制壓機運動，只通過8個指示燈來顯示當前機器狀態。

圖1 面板類型屬性中可看到相關IO域的變量鏈接

這里用到了重要部件布局字段——Layout，通過自定義的定位實現效果，我們設置當大于四個控制畫面時觸發溢出，在溢出畫面中接著順序進行填充，直到填充完畢為止。

所有的按鈕指示燈以及IO域內數據實用建立的用戶數據類型“UDT_PLC_Kis”中，按鈕創建“按下置1松開置0”的事件，圓控件則只當做指示燈顯示，添加外觀參數即可，IO域中以浮點數顯示。

圖2 對象創建完畢后可根據自定義的規則自動生成相關數量的窗口

5 制定項目規范

SiVArc屬性中的靜態值表達式以VBS語法的方式輸入，它們基于VBS去組態屬性和事件然后生成條件，主要由SiVArc對象屬性、IF和運算符等多元素生成。可以用于完成的功能是“和PLC中的DB塊中的變量進行對應”以及“對應生成畫面時所關聯的背景DB”。分別是：

"Kistler_Control"&TrailNum(Block.DB.SymbolicName)"Kis_Con"&TagNaming.SeparatorChar&"Num"&TrailNum(Block.DB.SymbolicName)。

當使用來自全局庫類型時，SiVArc生成項目時將在項目庫中生成該類型副本；只要在類型中改動表達式，就需要新的生成過程；即使在生成的實例中，對類型所選的其他改動也會在所用的實例中自動更新[2]。

6 生成結果

在初次生成可視化時，會顯示選擇對話框，其中包含所有的HMI設備和PLC，也可以看到設備之間的連接情況，如果一個PLC包含多個HMI設備時則為所選的HMI設備生成可視化畫面，或者后期客戶要求增加。生成過程中未完成但終止后僅保留已經完成的部分。

生成完畢后可以在HMI變量中找到我們四臺伺服壓機的變量連接，四臺壓機76個變量大約耗時10S左右。

7 結語

該功能的三大要素需要銘記：PLC程序、規范和模板框架。SiVArc通常用于對象的批量操作，特別是汽車行業標準程序或每次改動不大的程序尤為合適。修改項目庫中的模板框架也可以實現畫面的修改，一勞永逸。假如我們例子中壓機改為需要30臺機器人，那么我們只需要調用30次控制機器人的FB就可以生成30個界面，這更大的促進了規范化編程。所以它對大型工程的程序編輯提供了清晰的思路。

[1] 西門子工業軟件公司.工業4.0實戰:裝備制造業數字化之道[M].北京:機械工業出版社2015.

[2] SIMATIC TIA-Portal SIMATIC Visualization Architect 系統手冊07/2016.

Application of TIA Portal Option SiVArc in Automated Assembly Line

Zhang Qi

( Dalian Zhiyun Automation Co., Ltd., Liaoning Dalian 116036 )

In control system of automatic assembly line equipment, in addition to the PLC's second most important device the human-machine interface (HMI), with the improvement of modern factory for intelligent and standardization, and convenient and factory maintenance maintenance personnel in the late more standardized, rapid and convenient to change the system maintenance, design human-machine interface of traditional way already can not meet our requirements, at the same time to the requirement of complex production process and control of equipment in a variety of electronic parts specification, equipment and systems need to complete the production process a variety of tasks.In this paper, we mainly described that in Siemens Botu, according to the requirements of the factory, we developed the corresponding rules and specifications, and showed how to use SiVArc to establish the correlation between the screen and PLC program, so as to realize the generation of visualization according to the program structure and rule template.

HMI visualization; Portal SiVArc; Assembly line standardization

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.04.041

U466

B

1671-7988(2021)04-135-03

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張齊，電氣設計師，就職于大連智云自動化裝備股份有限公司，從事汽車發動機、變速箱等生產線電氣調試與設計工作。