三维动画在WinCC工业组态画面中的应用.pdf

三维动画在 WinCC 工业组态画面中的应用 杜慧峰【摘 要】以轧钢生产线中的设备为例,主要介绍如何将三维动画效果应用到工业组态软件 WinCC 的设计中,使工业监控画面更加真实形象地反映现场设备的实际状态.【期刊名称】山西冶金【年(卷),期】2011(034)003【总页数】2 页(P27-28)【关键词】三维动画;WinCC;工业监控画面;3ds max;photoshop【作 者】杜慧峰【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西,太原,030024【正文语种】中 文【中图分类】TP391.1 随着工业组态画面在工业现场生产中大量的使用、功能的不断完善，其指导生产、排除故障、数据记录等作用在实际生产过程中越来越重要，已经成为工业控制不可缺少的一部分。基本上现在工业组态软件多采用 WinCC、Intouch、FIX、RSVIEW 等，不论使用哪个组态软件在功能上基本都可以满足生产的需要，但是所有的组态软件都存在一个问题，即对于复杂生产线（比如轧钢生产线）上的设备，图库里没有所需设备的样图。目前，多数设计都采用组态软件内简单的画图工具来做出示意图，这种设计方法无法真实形象地显示复杂的轧钢设备，这也是组态软件自身的一个缺陷，但是如果借助第三方计算机软件就可以简单有效地解决这个问题。1 软件介绍 在软件选择方面，三维设计软件采用3ds max，平面处理软件采用 Photoshop，组态软件采用目前工业比较常用的西门子 WinCC。2 设计应用 以轧钢生产线中的钢管穿孔机为例。2.1 三维设计 在三维动画设计过程中，使用 3ds max 软件，完全按照设备机械图纸中的尺寸等比例设计，配色参照现场实际设备的颜色，如图 1 所示。图 1 三维软件的设计图 动画设计需要根据工艺流程的要求，在3ds max 中将设备每个动作都做出来，动画的形成是由一帧一帧的图片组成的，在3ds max 中就有专门的工具可以将每一帧经过渲染的图片导出，渲染后图片效果如图 2 所示。图 2 设备经过渲染后的三维效果 2.2 平面处理 三维设计软件将设备的每个动作图片经过渲染后全部导出，图片数量非常多，就以穿孔机为例，图片就有 1 200 张。设计人员必须根据电气方面设计时使用了的点进行筛选，即使这样筛选后的图片依然还有几十张，如果将其全部导入到组态软件中运行，以目前计算机运算速度依然无法实现，所以就需要使用平面处理软件Photoshop 裁剪有效的动作图，在平面处理的时候必须以一个象素为单位对图片进行处理，只有这样才可以在图片导入组态软件后演示出完美的动画效果。2.3 组态画面 图片经过处理好后，就好比在组态软件中建立了设备的图形库，在组态软件的图形编辑器中新建图形对象，图形对象属性中大小和位置都要根据裁剪好的图片来进行设定，精度必须达到一个象素。然后将对应的图片加载到相应的图形对象中，同时对每个图形对象是否显示进行变量链接，以便将来使用程序来控制。2.4 脚本语言程序设计 所有静态的工作都已经结束，在组态软件中如何使设备动起来就要靠脚本程序来实现了。在 WinCC 组态软件中使用 C 语言进行脚本程序设计，所使用的变量链接着图形对象是否显示，在编程过程中，只需要根据现场工艺要求，将现场检测元件及PLC 采集回来的信号进行分析比较，设定输出变量值，决定显示哪些图形对象。这部分工作需要在现场多次反复地实验，不断地完善，因为现场不确定因素很多，要达到完美的显示效果，这些都有可能增加程序编写的难度。3 设计实例 这种三维动画的监控画面已经在一些设备上面使用，如钢管矫直机（见图3）、巨龙穿孔机（见图 4）。4 结语 利用第三方软件来实现工业组态软件无法实现的一些功能，并且使监控画面更加真实形象地反映现场设备的情况，这样比单纯地使用组态软件做出的监控画面效果更好。随着计算机技术的不断发展，软件的不断更新提高，工业监控同时也会不断地发展和完善。图 3 钢管矫直机 HMI 截图 图 4 巨龙穿孔机 HMI 截图