WinCC

سیماتیک WinCC (به انگلیسی: SIMATIC WinCC؛ کوتاه‌شدهٔ Windows Control Center) یک مجموعهٔ نرم‌افزاری برای HMI، اسکادا (SCADA)، نظارت، کنترل، ثبت و تحلیل داده‌های فرایندهای صنعتی است که توسط شرکت زیمنس توسعه یافته است. WinCC در صنایع مختلف از جمله فولاد، نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه، آب و فاضلاب، خودروسازی، صنایع غذایی و خطوط تولید صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

WinCC در طول تاریخ خود در چند نسل و معماری مختلف عرضه شده است. مهم‌ترین شاخه‌های کنونی خانوادهٔ WinCC عبارت‌اند از SIMATIC WinCC V7/V8 که نسل کلاسیک و SCADA محور است و SIMATIC WinCC Unified که پلتفرم جدیدتر زیمنس برای HMI و SCADA به‌شمار می‌رود. WinCC V8.1 همچنان یک محصول فعال زیمنس است و برای پروژه‌های SCADA کلاسیک، سامانه‌های بزرگ و نصب‌های موجود V7/V8 به‌کار می‌رود. در مقابل، WinCC Unified معماری جدیدتر و مبتنی بر فناوری‌های وب را ارائه می‌کند.

تاریخچه و نسل‌های WinCC

WinCC از محصولات قدیمی و شناخته‌شدهٔ زیمنس در زمینهٔ کنترل و نظارت صنعتی است و در طول سال‌ها همراه با توسعهٔ کنترل‌گرهای SIMATIC و شبکه‌های صنعتی تکامل یافته است.

نسخه‌های مختلف این نرم‌افزار شامل نسل‌های V5، V6، V7 و V8 هستند. نسخه‌های V7 و V8 به‌عنوان شاخهٔ کلاسیک WinCC شناخته می‌شوند و معماری آن‌ها با WinCC Unified تفاوت دارد.

در نسل جدیدتر، زیمنس پلتفرم WinCC Unified را توسعه داده است. Unified از پنل‌های HMI تا سیستم‌های PC-based و Edge را پوشش می‌دهد و برای پروژه‌های جدید، معماری یکپارچه‌تر و مبتنی بر فناوری‌های وب ارائه می‌کند.

آخرین نسل شاخهٔ کلاسیک، SIMATIC WinCC V8.1 است. زیمنس برای این نسخه امکاناتی مانند WebUX، OPC UA، REST، قابلیت‌های امنیتی، افزونگی، اتصال به سامانه‌های دیگر و قابلیت‌های پیشرفتهٔ مدیریت داده را ارائه کرده است.

جایگاه WinCC در معماری اتوماسیون

در یک کارخانهٔ صنعتی، WinCC معمولاً در لایهٔ نظارت و کنترل قرار می‌گیرد و با کنترل‌گرهای صنعتی، تجهیزات میدانی و سامانه‌های بالادستی ارتباط برقرار می‌کند.

یک معماری متداول را می‌توان به صورت زیر نمایش داد:

حسگرها و عملگرها
       ↓
PLC / کنترل‌گر
       ↓
شبکه صنعتی
       ↓
SIMATIC WinCC
       ↓
اپراتور / اتاق کنترل
       ↓
Historian / گزارش‌ها / سامانه‌های مدیریتی

WinCC خود معمولاً جای PLC را نمی‌گیرد. PLC وظیفهٔ اجرای منطق کنترلی و کنترل مستقیم فرایند را بر عهده دارد، در حالی که WinCC برای مشاهده، کنترل اپراتوری، ثبت داده، نمایش روندها، مدیریت آلارم‌ها، گزارش‌گیری و تحلیل اطلاعات استفاده می‌شود.

معماری WinCC

WinCC را می‌توان در معماری‌های مختلف پیاده‌سازی کرد:

Single-User System؛ یک رایانه که وظایف مهندسی و Runtime یا بخشی از آن را انجام می‌دهد.
Client/Server؛ یک یا چند سرور WinCC داده‌های فرایند را در اختیار کلاینت‌ها قرار می‌دهند.
Distributed System؛ چند سرور برای بخش‌های مختلف کارخانه استفاده می‌شوند.
Redundant System؛ دو سرور به صورت افزونه برای افزایش دسترس‌پذیری سیستم کار می‌کنند.
Web-based access؛ دسترسی کاربران از طریق فناوری‌های وب، بسته به نسخه و گزینه‌های نصب‌شده.

WinCC V8.1 همچنان دارای گزینه‌های رسمی Server و Redundancy است و زیمنس این گزینه‌ها را به‌عنوان محصولات فعال عرضه می‌کند.

مهندسی و پیکربندی

در نسل کلاسیک WinCC، محیط مهندسی شامل ابزارهایی برای ایجاد پروژه، تعریف اتصالات، تگ‌ها، صفحات گرافیکی، آلارم‌ها، آرشیوها، کاربران، اسکریپت‌ها و گزارش‌ها است.

از مهم‌ترین اجزای محیط مهندسی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

WinCC Explorer
Graphics Designer
Tag Management
Alarm Logging
Tag Logging / Historical Data
User Administrator
Global Script
Report Designer
Cross Reference
Archive Configuration
Computer Configuration

در WinCC کلاسیک، Graphics Designer یکی از بخش‌های اصلی برای طراحی صفحات فرایندی است. در این محیط می‌توان اشیای گرافیکی، دکمه‌ها، نمایشگرها، Faceplateها، روندها، آلارم‌ها و عناصر کنترلی را طراحی و به تگ‌های فرایندی متصل کرد.

تگ‌ها

یکی از مفاهیم بنیادی WinCC، Tag است.

تگ می‌تواند نمایندهٔ یک مقدار فرایندی مانند:

دمای کوره
فشار
سرعت موتور
جریان موتور
وضعیت شیر
وضعیت موتور
مقدار تولید
شمارنده
فرمان اپراتور
وضعیت آلارم

باشد.

تگ‌ها می‌توانند از PLC یا تجهیزات خارجی دریافت شوند یا به صورت داخلی در WinCC تعریف شوند.

در یک پروژهٔ معمول زیمنس، ساختار ارتباطی می‌تواند به صورت زیر باشد:

PLC
 │
 ├── DB
 │    ├── Temperature
 │    ├── Pressure
 │    └── Speed
 │
 ↓
WinCC Tag Management
 │
 ├── Process Tags
 ├── Internal Tags
 └── Archive Tags
 │
 ↓
Graphics / Alarm / Trend / Script

ارتباط با PLC و تجهیزات صنعتی

WinCC به‌طور ویژه برای کار با کنترل‌گرهای SIMATIC طراحی شده است، اما قابلیت اتصال به تجهیزات و سامانه‌های مختلف را نیز دارد.

در WinCC Unified، زیمنس اتصال مستقیم به کنترل‌گرهای S7 و همچنین اتصال به تجهیزات سازندگان دیگر مانند Modbus، Allen-Bradley و Mitsubishi را معرفی می‌کند. علاوه بر آن، OPC UA و MQTT نیز برای تبادل داده قابل استفاده هستند.

در WinCC V8.1 نیز امکانات ارتباطی مختلفی از طریق Connectivity Pack و گزینه‌های ارتباطی در دسترس است. این امکانات شامل OPC DA، OPC HDA، OPC A&E، OPC UA و REST می‌شوند.

OPC و ارتباط با سامانه‌های دیگر

WinCC می‌تواند به عنوان بخشی از زیرساخت ارتباطی کارخانه با سیستم‌های دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

از جمله فناوری‌های ارتباطی و واسط‌هایی که در نسل‌های جدید WinCC پشتیبانی می‌شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

OPC DA
OPC HDA
OPC A&E
OPC UA
REST
MQTT
Modbus
ارتباط با کنترل‌گرهای SIMATIC
ارتباط با کنترل‌گرهای سایر سازندگان

در WinCC V8.1، Connectivity Pack شامل مؤلفه‌هایی برای دسترسی به داده‌های آنلاین و آرشیوی WinCC است و سرویس‌هایی مانند OPC DA Server، OPC HDA Server، OPC A&E Server، OPC UA Server و WinCC REST را در بر می‌گیرد.

نمایش گرافیکی فرایند

یکی از مهم‌ترین وظایف WinCC، تبدیل داده‌های عددی و منطقی PLC به یک رابط گرافیکی قابل فهم برای اپراتور است.

برای مثال، دادهٔ سرعت یک موتور می‌تواند به صورت:

عدد دیجیتال
نوار گرافیکی
عقربه
نمودار
تغییر رنگ موتور
وضعیت RUN/STOP
نمایش آلارم

نمایش داده شود.

WinCC V8 قابلیت‌هایی مانند گرافیک‌های پویا، SVG، نماهای سه‌بعدی و Custom Web Controls را نیز ارائه می‌کند.

انیمیشن و Dynamic Properties

اشیای گرافیکی WinCC می‌توانند بر اساس مقدار تگ‌های فرایندی تغییر کنند.

برای مثال:

Motor_Status = 0  → موتور خاموش
Motor_Status = 1  → موتور روشن
Motor_Fault  = 1  → نمایش وضعیت خطا

یک شیء گرافیکی می‌تواند بر اساس مقدار تگ:

رنگ خود را تغییر دهد؛
موقعیت خود را تغییر دهد؛
ظاهر آن تغییر کند؛
قابل مشاهده یا مخفی شود؛
مقدار عددی جدید نمایش دهد؛
یک Action را اجرا کند.

این قابلیت برای ساخت صفحات تعاملی و نمایش وضعیت تجهیزات صنعتی اهمیت زیادی دارد.

Faceplate

Faceplate یکی از روش‌های مهم استانداردسازی رابط کاربری در WinCC است.

به جای آنکه برای هر موتور، پمپ، شیر یا تجهیز یک صفحهٔ جداگانه طراحی شود، می‌توان یک Faceplate عمومی طراحی کرد.

برای مثال یک Faceplate موتور می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

نام موتور
وضعیت روشن/خاموش
وضعیت خطا
جریان موتور
سرعت
فرمان Start
فرمان Stop
Reset
وضعیت Local/Remote
زمان کارکرد
آلارم‌ها

سپس همان Faceplate برای ده‌ها یا صدها موتور استفاده می‌شود.

آلارم‌ها و مدیریت رویدادها

یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های WinCC، Alarm Logging است.

سیستم می‌تواند رخدادها و خطاهای فرایند را ثبت و به اپراتور نمایش دهد.

برای هر آلارم می‌توان اطلاعاتی مانند:

متن آلارم
زمان وقوع
زمان برگشت
اولویت
وضعیت تأییدشده یا تأییدنشده
منبع آلارم
کلاس آلارم

را مدیریت کرد.

این قابلیت در عیب‌یابی خطوط تولید اهمیت زیادی دارد؛ زیرا اپراتور می‌تواند به جای مشاهدهٔ تک‌تک تگ‌ها، رخدادهای مهم فرایند را به شکل ساختاریافته مشاهده کند.

Trend و نمایش روند داده‌ها

WinCC امکان نمایش مقادیر فرایندی در طول زمان را فراهم می‌کند.

برای نمونه می‌توان روند موارد زیر را در یک صفحه نمایش داد:

دما
فشار
سرعت
جریان
گشتاور
موقعیت
وزن
تولید
مقدار Setpoint
مقدار Actual

Trendها برای تحلیل خرابی ماشین‌آلات و مقایسهٔ رفتار یک فرایند در شرایط مختلف بسیار مهم هستند.

آرشیو داده‌ها

WinCC می‌تواند مقادیر فرایندی و رویدادها را برای استفادهٔ بعدی ذخیره کند.

این داده‌ها برای مواردی مانند:

بررسی تاریخچهٔ فرایند
عیب‌یابی
تحلیل عملکرد
گزارش‌گیری
مقایسهٔ تولید
بررسی کیفیت
تحلیل انرژی
نگهداری پیشگیرانه

مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در WinCC V8.1 تعداد تگ‌های قابل آرشیو بر اساس نوع مجوز قابل انتخاب است و زیمنس مجوزهایی برای ۱۵۰۰، ۵۰۰۰، ۱۰۰۰۰ و ۳۰۰۰۰ متغیر آرشیوی و همچنین مجوزهای نامحدود ارائه کرده است.

پایگاه داده

WinCC V8.1 از Microsoft SQL Server 2022 به عنوان بخشی از زیرساخت دادهٔ خود استفاده می‌کند. همچنین ابزارها و مؤلفه‌هایی مانند WinCC OLE DB Provider، WinCC Archive Connector و WinCC DataConnector برای دسترسی و کار با داده‌های آرشیوی ارائه شده‌اند.

بنابراین WinCC فقط یک نرم‌افزار نمایش گرافیکی نیست، بلکه می‌تواند به عنوان یک سامانهٔ جمع‌آوری و مدیریت داده‌های صنعتی نیز عمل کند.

گزارش‌گیری

WinCC امکان ایجاد گزارش‌های عملیاتی و مدیریتی را فراهم می‌کند.

گزارش‌ها می‌توانند برای مواردی مانند:

مقدار تولید
مصرف انرژی
رخدادهای فرایندی
آلارم‌ها
زمان کارکرد تجهیزات
توقف‌های خط
داده‌های تاریخی

استفاده شوند.

در خانوادهٔ جدید WinCC Unified نیز گزینه‌هایی برای تولید گزارش وجود دارد و می‌توان گزارش‌های تولید را با استفاده از قالب‌های Excel تولید و توزیع کرد.

اسکریپت‌نویسی

WinCC قابلیت برنامه‌نویسی و اسکریپت‌نویسی دارد.

در WinCC V8.1 زبان‌ها و فناوری‌های مهم اسکریپت‌نویسی شامل:

VBScript
ANSI-C
VBA در بخش‌های مربوطه

هستند.

VBScript می‌تواند برای خواندن و نوشتن تگ‌ها، تغییر ویژگی‌های اشیای گرافیکی، اجرای عملیات وابسته به رویداد و اجرای عملیات دوره‌ای استفاده شود.

برای مثال می‌توان با اسکریپت:

مقدار یک Tag را خواند؛
مقدار Tag دیگری را نوشت؛
یک صفحه را باز کرد؛
یک گزارش ایجاد کرد؛
اطلاعاتی را به فایل منتقل کرد؛
یک رویداد را پردازش کرد؛
ویژگی یک شیء گرافیکی را تغییر داد.

مدیریت کاربران و سطوح دسترسی

WinCC دارای سیستم مدیریت کاربران است.

می‌توان برای کاربران مختلف نقش‌ها و مجوزهای متفاوت تعریف کرد.

برای مثال:

اپراتور

مشاهدهٔ فرایند
اجرای فرمان‌های مجاز
تأیید آلارم

سرشیفت

تغییر برخی Setpointها
مشاهدهٔ گزارش‌ها
انجام برخی عملیات کنترلی

مهندس

دسترسی بیشتر به تنظیمات
مشاهدهٔ داده‌های تشخیصی

مدیر سیستم

مدیریت کاربران
تنظیمات سیستم
مدیریت پروژه

در WinCC Unified نیز مدیریت کاربران، نقش‌ها و حقوق دسترسی بخشی از قابلیت‌های اصلی سیستم است.

Web و دسترسی از راه دور

WinCC در نسل‌های جدید امکان دسترسی از طریق فناوری‌های وب را فراهم کرده است.

در WinCC V8.1، WebUX و WebNavigator برای دسترسی به سیستم از طریق وب استفاده می‌شوند.

زیمنس WebUX را برای دسترسی به داده‌های تولید از رایانه‌ها، تبلت‌ها و تلفن‌های هوشمند از طریق مرورگرهای HTML5 معرفی کرده است.

همچنین WebUX برای WinCC V8.1 همچنان در فهرست محصولات فعال زیمنس قرار دارد.

افزونگی (Redundancy)

در کارخانه‌هایی که توقف سیستم نظارتی قابل قبول نیست، می‌توان از Redundancy استفاده کرد.

در این معماری دو سیستم WinCC به صورت افزونه در کنار یکدیگر کار می‌کنند.

در صورت بروز مشکل در سرور اصلی، سیستم پشتیبان می‌تواند وظایف سیستم اصلی را بر عهده بگیرد.

مزیت‌های Redundancy عبارت‌اند از:

افزایش دسترس‌پذیری
کاهش زمان توقف
افزایش قابلیت اطمینان
مناسب برای فرایندهای حساس

WinCC/Redundancy به عنوان گزینهٔ رسمی WinCC V8.1 ارائه می‌شود.

Client/Server و سیستم‌های توزیع‌شده

در کارخانه‌های بزرگ ممکن است یک رایانه برای کل سیستم کافی نباشد.

در چنین شرایطی می‌توان معماری Client/Server یا Distributed را ایجاد کرد.

برای مثال:

              WinCC Server
                   │
       ┌───────────┼───────────┐
       ↓           ↓           ↓
   Client 1    Client 2    Client 3
   اتاق کنترل   مهندسی       مدیریت

سرور داده‌های فرایند را دریافت و مدیریت می‌کند و کلاینت‌ها می‌توانند برای مشاهده و کنترل به آن متصل شوند.

امنیت سایبری

امنیت سایبری در سیستم‌های SCADA اهمیت زیادی دارد؛ زیرا اتصال سامانهٔ کنترل صنعتی به شبکه‌های سازمانی و اینترنت می‌تواند خطرات امنیتی ایجاد کند.

زیمنس در WinCC V8.1 روی قابلیت‌هایی مانند:

ارتباطات امن
رمزنگاری
مدیریت کاربران و نقش‌ها
سخت‌سازی سیستم
ثبت فعالیت کاربران
پشتیبانی از الزامات IEC 62443

تأکید کرده است. زیمنس WinCC V8.1 را به عنوان SCADA دارای گواهی مرتبط با IEC 62443 معرفی می‌کند.

با این حال، هیچ نسخه‌ای از WinCC یا هیچ سامانهٔ صنعتی را نمی‌توان کاملاً مصون از آسیب‌پذیری دانست. زیمنس به صورت دوره‌ای هشدارهای امنیتی منتشر می‌کند و برای برخی آسیب‌پذیری‌ها به‌روزرسانی یا راهکار کاهش ریسک ارائه می‌دهد. برای نمونه، در هشدارهای امنیتی منتشرشده در سال‌های اخیر، نسخه‌های مختلف WinCC V8.x نیز در برخی موارد تحت تأثیر آسیب‌پذیری‌ها قرار گرفته‌اند.

بنابراین استفاده از نسخهٔ قانونی، نصب به‌روزرسانی‌های امنیتی، جداسازی شبکهٔ کنترل از شبکه‌های غیرضروری، استفاده از فایروال و رعایت اصول امنیت شبکهٔ صنعتی توصیه می‌شود.

ارتباط با Stuxnet

در سال ۲۰۱۰ کرم رایانه‌ای استاکس‌نت یکی از شناخته‌شده‌ترین حملات سایبری علیه زیرساخت‌های صنعتی بود.

استاکس‌نت به دلیل هدف قرار دادن محیط‌های صنعتی مبتنی بر فناوری‌های زیمنس به یکی از نمونه‌های مهم در تاریخ امنیت سامانه‌های کنترل صنعتی تبدیل شد.

با این حال، بیان اینکه «WinCC منسوخ شده است زیرا Stuxnet به آن حمله کرد» نادرست است. وجود یک آسیب‌پذیری یا حملهٔ سایبری به معنای منسوخ شدن یک محصول نیست؛ امنیت صنعتی یک فرایند مستمر شامل به‌روزرسانی، سخت‌سازی، جداسازی شبکه و مدیریت دسترسی است.

همچنین نباید ادعا کرد که نسخه‌های فعلی WinCC همان شرایط امنیتی نسخه‌های بسیار قدیمی را دارند.

WinCC و TIA Portal

یکی از تغییرات مهم معماری محصولات زیمنس، حرکت بخشی از مهندسی HMI و کنترل به سمت TIA Portal بوده است.

در TIA Portal می‌توان بخش‌هایی از پروژهٔ PLC و HMI را در یک محیط مهندسی مشترک توسعه داد.

در نسل‌های جدید، WinCC Unified جایگاه مهمی در معماری TIA Portal دارد.

WinCC Unified می‌تواند از Panel-based HMI تا Edge و PC-based HMI/SCADA را پوشش دهد و برای ارتباط با تجهیزات مختلف، OPC UA، MQTT و GraphQL نیز قابلیت‌هایی ارائه می‌کند.

بنابراین WinCC کلاسیک و WinCC Unified را نباید یک محصول کاملاً یکسان دانست.

تفاوت WinCC V8 و WinCC Unified

WinCC V8/V7

نسل کلاسیک WinCC
مناسب برای پروژه‌های SCADA سنتی و بزرگ
معماری Server/Client و Distributed
پشتیبانی از Redundancy
امکانات گستردهٔ آرشیو و گزارش
WebNavigator و WebUX
سازگاری مناسب با پروژه‌های قدیمی V7/V8
استفاده از ابزارها و معماری کلاسیک WinCC

WinCC Unified

نسل جدید HMI/SCADA زیمنس
یکپارچه با TIA Portal
مبتنی بر فناوری‌های وب
دسترسی از طریق مرورگر
مناسب برای Panel، Edge و PC
پشتیبانی از OPC UA
پشتیبانی از MQTT
پشتیبانی از GraphQL
امکان اتصال به تجهیزات سازندگان مختلف
Runtime API
قابلیت توسعه با ابزارها و کنترل‌های وب
معماری مدرن‌تر برای پروژه‌های جدید

زیمنس Unified را یک پلتفرم آینده‌نگر برای HMI و SCADA معرفی می‌کند، در حالی که WinCC V8 همچنان برای سامانه‌های SCADA کلاسیک و پروژه‌های موجود توسعه و پشتیبانی می‌شود.

گزینه‌ها و محصولات جانبی

WinCC V8.1 علاوه بر نرم‌افزار پایه، مجموعه‌ای از گزینه‌ها را ارائه می‌کند.

از جمله:

WinCC/Server
WinCC/Redundancy
WinCC/WebNavigator
WinCC/WebUX
WinCC/DataMonitor
WinCC/Connectivity Pack
WinCC/Audit
WinCC/ChangeControl
WinCC/PerformanceMonitor
WinCC/User Archives
WinCC/Calendar Scheduler
WinCC/Event Notifier

این گزینه‌ها برای گسترش قابلیت‌های پایهٔ سیستم در زمینه‌هایی مانند وب، افزونگی، آرشیو، گزارش‌گیری، ممیزی، تحلیل عملکرد و ارتباط با سیستم‌های خارجی استفاده می‌شوند. فهرست محصولات و مجوزهای WinCC V8.1 در مستندات و کاتالوگ رسمی زیمنس ارائه شده است.

Connectivity Pack

Connectivity Pack برای دسترسی برنامه‌ای به داده‌های WinCC و آرشیوهای آن استفاده می‌شود.

مؤلفه‌های آن شامل موارد زیر است:

WinCC OLE DB Provider
OPC DA Server
OPC HDA Server
OPC A&E Server
OPC UA Server
WinCC REST
WinCC Archive Connector
WinCC DataConnector

این قابلیت‌ها امکان اتصال WinCC به نرم‌افزارهای دیگر، سامانه‌های اطلاعاتی و ابزارهای تحلیل داده را افزایش می‌دهند.

تحلیل عملکرد و داده‌های تولید

داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط WinCC می‌توانند برای تحلیل عملکرد ماشین‌آلات و فرایند استفاده شوند.

از جمله کاربردهای آن می‌توان به:

تحلیل توقفات
بررسی روند تولید
تحلیل آلارم‌ها
مقایسهٔ عملکرد شیفت‌ها
بررسی کیفیت
تحلیل مصرف انرژی
تشخیص رفتار غیرعادی فرایند
نگهداری پیشگیرانه
تهیهٔ شاخص‌های عملکرد

اشاره کرد.

این موضوع باعث می‌شود WinCC علاوه بر نقش HMI، به عنوان بخشی از زیرساخت دادهٔ کارخانه نیز مورد استفاده قرار گیرد.

دسترسی و تبادل داده با سیستم‌های IT

نسل جدید WinCC V8 امکاناتی برای اتصال دنیای OT و IT فراهم می‌کند.

زیمنس در WinCC V8 قابلیت‌هایی مانند REST API، MQTT، OPC UA و انتشار داده در معماری‌های مدرن را معرفی کرده است. این قابلیت‌ها امکان انتقال داده‌های صنعتی به سیستم‌های تحلیل داده، برنامه‌های سازمانی و زیرساخت‌های دیجیتال را فراهم می‌کنند.

مجوز نرم‌افزار

WinCC یک نرم‌افزار تجاری است و قابلیت‌های آن بر اساس نوع مجوز متفاوت است.

در WinCC V8.1 علاوه بر مجوزهای دارای تعداد مشخص تگ یا Client، مجوزهای Unlimited نیز معرفی شده‌اند.

طبق مستندات زیمنس، در V8.1 مجوزهای Unlimited برای Runtime، Configuration، WebUX Monitor و Web Client Operate در دسترس هستند؛ البته محدودیت‌های واقعی سیستم به ظرفیت سخت‌افزار و محدودیت‌های فنی پیکربندی وابسته است.

سیستم‌عامل

WinCC کلاسیک یک نرم‌افزار PC-based است و بر روی سیستم‌عامل‌های مایکروسافت ویندوز اجرا می‌شود.

نسخهٔ دقیق ویندوز و الزامات سخت‌افزاری به نسخهٔ WinCC و Update نصب‌شده بستگی دارد و باید پیش از نصب، با مستندات همان نسخه بررسی شود.

کاربردهای صنعتی

WinCC در طیف گسترده‌ای از صنایع کاربرد دارد، از جمله:

صنایع فولاد
نورد
صنایع نفت و گاز
پتروشیمی
نیروگاه
آب و فاضلاب
صنایع خودروسازی
صنایع غذایی
سیمان
معدن
خطوط انتقال
صنایع شیمیایی
خطوط تولید کارخانه‌ها
سامانه‌های مدیریت انرژی

در خطوط تولید، WinCC می‌تواند اطلاعات PLCها، درایوها، موتورها، سنسورها و تجهیزات مختلف را جمع‌آوری کرده و در قالب صفحات فرایندی، Trend، Alarm و گزارش در اختیار اپراتور قرار دهد.

نقش WinCC در اتاق کنترل

در یک اتاق کنترل صنعتی، اپراتور معمولاً با صفحه‌ای روبه‌رو است که وضعیت کل فرایند را نمایش می‌دهد.

برای نمونه در یک خط نورد ممکن است اطلاعات زیر در WinCC نمایش داده شود:

سرعت خطوط
سرعت موتورها
جریان موتورهای اصلی
وضعیت قیچی
موقعیت تجهیزات
فشار هیدرولیک
دمای تجهیزات
وضعیت PLC
آلارم‌های خط
وضعیت درایوها
طول محصول
تعداد محصولات تولیدشده
توقف‌های خط
Trend پارامترهای کلیدی

این اطلاعات به اپراتور اجازه می‌دهد وضعیت فرایند را بدون مراجعهٔ مستقیم به تابلوهای کنترل و تجهیزات میدانی مشاهده کند.

مزایا

مهم‌ترین مزایای WinCC عبارت‌اند از:

یکپارچگی مناسب با اکوسیستم SIMATIC
قابلیت استفاده در پروژه‌های کوچک تا سامانه‌های SCADA بزرگ
امکانات گستردهٔ Visualization
مدیریت آلارم
Trend و Historical Data
آرشیو داده
گزارش‌گیری
مدیریت کاربران
اسکریپت‌نویسی
ارتباط با سیستم‌های خارجی
OPC و رابط‌های باز
Web access
Redundancy
معماری Client/Server
امکانات تشخیصی
قابلیت توسعه و سفارشی‌سازی

زیمنس در WinCC V8 نیز بر مقیاس‌پذیری از سیستم‌های Single-user تا سیستم‌های افزونه و پیچیده تأکید دارد.

محدودیت‌ها

WinCC در کنار قابلیت‌های گسترده، محدودیت‌هایی نیز دارد.

هزینهٔ لایسنس و گزینه‌های جانبی می‌تواند بالا باشد.
طراحی پروژه‌های بزرگ نیازمند دانش تخصصی است.
نگهداری سیستم‌های قدیمی ممکن است به نسخه‌های قدیمی Windows و WinCC وابسته باشد.
مهاجرت پروژه‌های کلاسیک به معماری‌های جدید همیشه مستقیم و بدون بازطراحی نیست.
امنیت شبکه باید به صورت جدی مدیریت شود.
استفاده از اسکریپت‌های پیچیده می‌تواند نگهداری پروژه را دشوار کند.
ظرفیت واقعی سیستم به سخت‌افزار، نسخهٔ نرم‌افزار، تعداد تگ‌ها، نرخ تغییر داده‌ها و معماری پروژه وابسته است.

وضعیت کنونی

WinCC را نباید یک محصول منسوخ‌شده دانست.

تا سال ۲۰۲۶، SIMATIC WinCC V8.1 همچنان در کاتالوگ رسمی زیمنس به عنوان محصول فعال وجود دارد و گزینه‌هایی مانند Server، Redundancy و WebUX برای آن عرضه می‌شوند.

در کنار آن، زیمنس WinCC Unified را به عنوان نسل جدید HMI و SCADA توسعه داده است. Unified از Panel تا Edge و PC را پوشش می‌دهد و از فناوری‌هایی مانند OPC UA، MQTT، GraphQL و فناوری‌های وب استفاده می‌کند.

بنابراین می‌توان وضعیت خانوادهٔ WinCC را به صورت کلی چنین خلاصه کرد:

WinCC
│
├── WinCC V7/V8
│   ├── WinCC V7.5
│   └── WinCC V8.0 / V8.1
│
├── WinCC Unified
│   ├── Unified Panels
│   ├── Unified PC Runtime
│   └── Unified SCADA
│
└── سایر محصولات و شاخه‌های تخصصی

امنیت و به‌روزرسانی

با توجه به اینکه WinCC در سامانه‌های کنترل صنعتی استفاده می‌شود، به‌روزرسانی امنیتی آن اهمیت زیادی دارد.

زیمنس برای محصولات خود Security Advisory منتشر می‌کند و در موارد مختلف نسخه‌های مشخصی از WinCC را تحت تأثیر آسیب‌پذیری اعلام کرده و نسخهٔ اصلاح‌شده یا راهکار کاهش ریسک ارائه می‌کند. برای نمونه، برخی هشدارهای امنیتی جدید نسخه‌های V8.0 و V8.1 را نیز دربر گرفته‌اند.

از این رو استفاده از نسخهٔ دارای پشتیبانی، نصب Updateهای معتبر، محدود کردن دسترسی شبکه، استفاده از Firewall و تفکیک شبکهٔ کنترل صنعتی از شبکه‌های عمومی از اقدامات مهم امنیتی هستند.

جستارهای وابسته

منابع

پیوند به بیرون

وبگاه رسمی SIMATIC WinCC V8 — زیمنس
وبگاه رسمی SIMATIC WinCC Unified — زیمنس
تصویر محیط کاری WinCC در ویکی‌مدیا کامنز