WinCC组态大型系统英文版HMI的设计方法

杜慧峰

（太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024）

随着中国自动化水平和大型系统设备制造能力的不断提高，不但国内钢铁行业大型设备在逐步国产化，而且已经开始进军国际市场。为了让中国制造的设备更适合在其他国家使用，作为HMI设计者从一开始设计的时候就得改变原来设计思维，要把自己想象成为一个外国人去进行设计，并且从设计初始就要完全模拟现场的情况，这样设计出来的画面才能更好为设备的正常运行提供保障。

西门子的组态软件WinCC是32位技术的过程监视系统，其良好的灵活性及开放性使其成为了许多HMI设计者的首选组态软件，并且该软件已发展成为欧洲市场中和亚洲市场中的领导者，甚至已经成为业界遵循的标准。所以在进行国外项目的设计的时候，很多国外用户都是指定使用WinCC组态软件，所以本文就以WinCC为例，详细阐述一下在进行大型系统英文版HMI设计的技巧和方法。

1 英文版HMI 设计方法

任何一个设计者在进行工作的时候，都习惯使用自己的母语，其实这并不是一个好的习惯。这里并不是说用自己的母语不好，是因为你所使用的软件并不是中国人开发的，很多设计理念和功能都不符合中国人的使用习惯。更重要的一点是进行HMI设计的任何一款组态软件，都是基于计算机平台下开发，最底层的开发必须使用计算机可以读懂的汇编语言或者某种高级语言。组态软件开发好以后即使出了中文版或者其他语言版本，都会或多或少的出现语言不兼容的现象，严重的时候甚至会导致系统崩溃，所以尽量使用英文。在从开始设计英文版HMI的时候，就让自己变成一个只懂英文的人，完全模拟在一个英文的环境下开始工作。

1.1 操作系统和硬件的选择

现在很多中国设计师在使用计算机的时候已经开始使用英文版的操作系统了，这是一个好的习惯，你在安装任何组态软件的时候，都不会出现语言不兼容的问题。当然在安装操作系统的时候一定注意以下几点。

1）你所选择的计算机硬件必须有英文版的驱动。

2）在安装英文版操作系统的时候，必须安装东南亚语言包，否则你在看汉语的一些资料的时候会出现乱码。

3）在您的计算机里，任何文件夹的命名尽量采用英文，这样可以减少应用程序安装和使用过程出现无法寻址的错误。这个问题尤其在安装西门子Step7 和WinCC软件的时候必须注意，安装包的存储路径中不能出现任何中文，否则安装必定失败。

1.2 组态软件版本的选择和安装

WinCC组态软件的版本很多，在这里推荐安装亚太版，原因在于亚太版的安装过程中可以选择中文、韩文等亚洲语言，英语是默认安装的，不用选择。安装好以后，在使用过程中，对于英语水平不高的设计者，当英文看不懂的时候，可以切换到自己熟悉的语言。

1.3 项目的建立

关于项目的建立，如果设计人员在进行国内项目设计的时候就养成了使用英文的良好习惯的话，那么你在进行国外项目设计的时候，就可以大量的借鉴在国内已经使用过的项目了。对于在国内项目的设计来说，一个设计者完全可以把整个项目的后台全部使用英文，比如：项目名称、内部变量名、外部变量名、结构变量名称、画面名称、脚本名称。前台给操作工使用的部分用成中文。这样当你进行国外项目设计的时候，遇到相同或者类似的项目就可以借鉴，后台不用做太多修改，只把前台画面的中文字符改成英文字符就可以了，这样可以节省大量的时间和精力。

1.4 语言选择

在语言选择方面，整个软件有三个位置需要进行选择，一旦选定英语后，在设计的时候，尽量不要再改变。这三个位置分别是：

1）计算机属性运行语言，设置位置见图1。

2）软件语言选择，设置位置见图2。

3）画面编辑语言选择，设置位置见图3。

图1 计算机属性运行语言设置

图2 软件语言设置

图3 画面编辑语言设置

1.5 画面编辑

英文版的HMI设计主要注意就是前面提出的四个方面，最后一项，即1.4就是在编辑画面的时候，英语中存在一个单词可能会很长，不像中文那么简洁，所以在使用过程中可能会大量出现缩写，设计者就得在画面适当的位置进行一下缩写字母的说明，否则即使是英国人、美国人可能也不一定懂你写的缩写是什么意思。

2 大型系统HMI 设计的技巧和方法

在进行大型系统HMI设计的时候，首先要了解大型系统和中小型系统的不同之处及各自的特点。中小型系统：设备简单、控制点少、传动机构少而且不使用变频调速装置。大型系统：设备庞大，整个占地面积可能会达到厂房一半的面积；控制点多，所有的数字量和模拟量的点加起来有几千个；传动机构多而且功率大，并且均使用变频装置，电机的每个参数都要进行采集和记录。针对以上三个特点，下面介绍一些技巧和方法来使整个设计变得简单。

1）设备庞大复杂，占地面积大。就以三辊连轧设备为例，整个轧机区长将近百米，这个长度对于目前市场上最大的显示器而言，如果想把整个设备都设计到画面上是很困难的，毕竟显示器的分辨率是有限的。针对这个问题可以从硬件方面去解决，一个主机带两个显示器。具体配置方法：在配置工控机的时候，选择具有双显示器输出的显卡，或者是主板有一个集成显卡，然后另外再配置一块独立显卡。在做画面编辑布局设计的时候分辨率就可以设计成原来单个显示器的两倍，例如19寸的宽屏显示器，默认宽度分辨率是1 440，在使用两个显示器的时候，就可以将画面布局的宽度就可以设置成为2 880。这个宽度足以满足任何大型系统的设计要求了。

2）大型系统数字量、模拟量很多。如何将这几千个点管理好是HMI设计的关键，管理不好会给设计和日后维护带来很大的麻烦。变量一定要分组管理，分组的方法可以按照设备区域分大组，每个区域再按所包括变量的类型分成小组。变量名称和变量组名称的命名一定要有规律，这样可以增加程序后台的可读性，在设计过程能够很快的找到对应的变量。推荐使用的命名规则：设备区域名称—变量名称—编号—变量类型—变量对应元器件类型。所有名称都使用英文字母，全拼使用小写，缩写使用大写字母。

3）传动机构多。大量使用变频器对电机进行控制。这时候每个电机都有大量的参数。例如，三辊连轧机一共有5个机架，每个机架有三个电机，一共就是15个电机。每个电机的参数又有：转速、线速度、电流、电压、转矩、功率、控制字、状态字、温度、报警代码、故障代码等等参数需要采集。这么多变量如果一个一个建立将会是一件非常麻烦的事情，在这种情况下，采用WinCC软件提供的一种叫做结构变量的功能，可以很方便的建立成百上千的变量。这个功能经常被设计人员忽略了，因为对于中小型系统，这个功能的确用不上，但是当系统规模大到一定程度的时候，这个功能就非常有用了。具体的使用方法这里就不叙述，WinCC的使用手册中都有讲解。

3 结语

以上介绍的大型系统英文版HMI设计的方法，看似都是WinCC组态手册里可以找到的方法，但是当运用到实际的项目开发中，就会有种软件功能强大而无处发挥的感觉。想要发挥出来的话，必须经过长期的实践应用，并且经常总结一些技巧和特殊方法，才可以让整个设计过程变得简单，让设计出来的HMI 变得更为实用和方便日后维护。