WinCC als computerbasiertes Prozessvisualisierungssystem von Siemens

Das Windows Control Center, kurz WinCC, ist ein sogenanntes Prozessvisualisierungssystem, das von Siemens stammt und als Schnittstelle zwischen dem Menschen und der Maschine eingesetzt wird. Das System gibt es schon seit der ersten Hälfte der 1990er Jahre, ab etwa 1996 wurde die Software auch in Deutschland eingesetzt. Die Prozessvisualisierung stellt eine einfache Möglichkeit dar, Prozesse (beispielsweise innerhalb der Produktion, aber auch in anderen Bereichen) grafisch darzustellen und somit möglichst übersichtlich aufzubauen. Es handelt sich um ein modular aufgebautes System, das den Namen nach auf Windows läuft und mit Servern sowie den dementsprechenden Clients läuft.

Die wichtigsten Eigenschaften von WinCC

Das System besitzt eine frei konfigurierbare Oberfläche, mit deren Hilfe Maschinen und komplette Anlagen bedient werden können und auf denen sich die einzelnen Prozesse optisch sehr übersichtlich darstellen lassen. Ebenso einfach möglich ist eine Erfassung von verschiedenen Langzeitdaten oder Messwerten. Auch vom System gegebenenfalls ausgelöste (Alarm-) Meldungen lassen sich visualisieren und speichern. WinCC arbeitet mit verschiedenen Datenschnittstellen zu externen Systemen. Ein Vorteil des Systems besteht darin, dass es sich für die unterschiedlichsten Industrieanwendungen einsetzen lässt. Hier sind einige Beispiele:

  • der Einsatz in Produktionsanlagen unterschiedlichster Art (chemische oder pharmazeutische Industrie, Nahrungsmittelindustrie oder sonstige Fertigungsanlagen)
  • Verwendung des Systems zur Visualisierung von Abläufen und Prozessen in Bereichen wie der Wasseraufbereitung oder in Kläranlagen
  • Steuerung und Überwachung von Systemen im Bereich der Fördertechnik oder der von Materialflusssystemen
  • ebenso die Verwendung in Informationssystemen oder Leitsystemen aus dem Bereich der Verkehrsleittechnik
  • Mensch-Maschine-Schnittstellen in diskreter Form, wie diese in verschiedenen Bereichen des Maschinen-, Automobil- oder Fahrzeugbaus eingesetzt werden

Verschiedene Systeme von WinCC

WinCC ist sehr vielseitig nutzbar und für verschiedene Einsatzzwecke erhältlich. So gibt es beispielsweise das sogenannte SCADA-System. SCADA steht für „Supervisory Control and Data Acquisition, was auf Deutsch soviel bedeutet wie Überwachung, Steuerung und Datenerfassung. Es handelt sich um ein System zur Überwachung und Steuerung technischer Prozesse, das mit Ist- und Sollwerten arbeitet und die von Sensoren registrierten Messwerte mit den vorgegebenen Sollwerten vergleicht und beispielsweise in einem Regelkreis eingesetzt werden kann. Außerdem dient das System für die Bedienung und Beobachtung von verschiedenen verfahrenstechnischen Anlagen. Diese Systeme sind häufig mithilfe herkömmlicher Windows-PCs aufgebaut und damit sehr kostengünstig einsetzbar. Um etwas spezifischere Systeme handelt es sich bei den Standards WinCCflexible bzw. TIA-WinCC, bei denen es sich mehr um Systeme für die Maschinenbedienung handelt. TIA-WinCC ist dabei das neuere System, das etwas effizienter arbeitet als sein Vorgänger WinCCflexible.

Die Prozessvisualisierung und deren Einsatz in der Verfahrenstechnik

Im Bereich der Verfahrenstechnik und der Automatisierungstechnik kommen verschiedene physikalische Größen vor. Eine der wichtigsten Eigenschaften bei einer Prozessvisualisierung besteht darin, diese Größen dynamisch darzustellen. Dabei hat der Bediener eines Systems für die Prozessvisualisierung die Möglichkeit, über verschiedene Eingabefelder in laufende Prozesse einzugreifen. Diese Möglichkeit dient dazu, bestimmte Betriebszustände oder Sollwerte zu verändern bzw. anzupassen. Diese Anpassungen sind unter anderem in der Verfahrenstechnik notwendig. Moderne Systeme für die Prozessvisualisierung wie zum Beispiel WinCC verbinden dabei die Vorteile von Systemen zur konventionellen Programmierung von Maschinen mit der visuellen Programmierung. Letztere bringt dabei hauptsächlich Vorteile beim Komfort der Programmierung mit sich, während die konventionelle Programmierung eine größere Flexibilität verspricht. Ein weiterer Vorteil der visuellen Systeme ist der, dass deutlich weniger Programmierkenntnisse vorhanden sein müssen als bei der konventionellen Programmierung.

Die Bedienoberfläche von WinCC

WinCC bringt zur Prozessführung eine individuell konfigurierbare Bedienungsoberfläche mit, die unter anderem aus einem Grafikeditor und verschiedenen Standardobjekten zur Visualisierung der einzelnen Prozesse besteht. Diese Standardobjekte bestehen unter anderem aus Buttons, Eingabe- und Ausgabefeldern, Textlisten, Checkboxes sowie aus unterschiedlichen Grafikobjekten. Die Standardobjekte sind dabei um anwenderspezifische Grafikobjekte erweiterbar, beispielsweise zur besseren Anpassung an die spezifische Visualisierung von Prozessen. Diese Grafikobjekte lassen sich innerhalb des Editors mit verschiedenen Messwerten, Zustandsmeldungen oder sonstigen Informationen versehen bzw. verknüpfen. Die Eingabe von Benutzerdaten oder sonstigen Werten kann im einfachsten Fall über eine Maus und die Computertastatur erfolgen. Eine erhöhte Flexibilität des Systems wird erreicht durch verschiedene Funktionen, die vom Betriebssystem zur Verfügung gestellt werden, außerdem lassen sich weitere externe Funktionen implementieren.

Nutzung und Verbreitung von WinCC

Die Software zur Prozessvisualisierung WinCC gibt es bereits seit mehreren Jahrzehnten, dementsprechend groß ist die Verbreitung dieses Systems. So wird WinCC seit langer Zeit innerhalb des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7 von Siemens eingesetzt. Seit der Einführung des Systems konnte sich WinCC verschiedene Hauptabsatzmärkte in Europa und Asien erobern und ist mittlerweile ein sehr häufig eingesetztes HMI-System (Verbindungssystem zwischen Mensch und Maschine). Es ist in verschiedenen Sprachen erhältlich, neben Deutsch, Englisch, Französisch, Spanisch, Italienisch auch in Chinesisch, Taiwanesisch, Koreanisch oder Japanisch. Seit Anfang des Jahres 2021 gibt es WinCC bereits in der Version 7.5 SP2. Im Laufe der Entwicklung von WinCC kam es immer wieder zu Erweiterungen der Funktionen, verschiedenen Updates und natürlich die Unterstützung von neueren Betriebssystemen. Für Nutzer des Systems sind auch Weiterbildungen erhältlich, um zum Beispiel Automatisierungsprojekte zu verwalten oder um neue Funktionalitäten von WinCC kennenzulernen.