科研技能训练 plc与触摸屏

这学期我们进行了有关PLC的科研技能训练，科研技能训练是大学中必不可少的一个环节，因为科研技能使培养学生的科研能力、创新意识和创新能力，通过科研技能训练，使学生掌握科学研究的过程和方法，能够初步掌握进行科学研究、科技论文写作的方法步骤，全面掌握进行科技活动必备的素质要求，激发学生的专业热情和学习兴趣，为学生撰写毕业论文、进行毕业设计奠定基础，并能培养学生的科研组织能力和专业知识综合运用能力，提高其与专业有关的综合素质,并且能提高创新能力！

一、触摸屏的现状与应用

PLC（Programmable Logical Controller）通常称为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛，已经被称为现代工业的三大支柱（即PLC、机器人和CAD/CAM）之一。

人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本。同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。

触摸屏是“图形操作终端”“GOT”在工业控制中的通俗叫法，这种液晶显示器具有人体感应功能，当手指触摸到触摸屏上的图形时，可发出操作指令。

一、触摸屏的简要结构、原理

1.电阻式触摸屏原理

触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络，当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯度。如有外力使得上下两层在某一点接触，则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压，从而知道接触点处的坐标。

2.电容式触摸屏原理

（1）表面电容触摸屏通过人体的感应电流来进行工作。它采用一层铟锡氧化物（ITO），外围至少有四个电极。当一个接地的物体靠近时，例如手指，流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

（2）投射电容式触摸屏。当手指靠近从一个电极到另一个电极的电场线时，相邻电极耦合产生的电容产生变化，控制器收集变化信息，从而计算出位置。这种触摸屏的最大

优势是实现了多点触控，使得用户的操作更加便捷。

（3）红外线触摸屏原理

在屏幕周边，成对安装红外线发射器和红外线接受器，形成紧贴屏幕前密布X、Y方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。

（4）声波式触摸屏原理

表面声波触摸屏是利用声波可以在刚体表面传播的特性设计而成。以X轴为例，控制电路产生发射信号（电信号），该电信号经玻璃屏上的X轴发射换能器转换成超声波，超声波在前进途中遇到45度倾斜的反射线后产生反射，产生和入射波成90度、和Y轴平行的分量，该分量传至玻璃屏X方向的另一边也遇到45度倾斜的反射线，经反射后沿和发射方向相反的方向传至X轴接收换能器。X轴接收换能器将回收到的声波转换成电信号。控制电路对该电信号进行处理得到表征玻璃屏声波能量分布的波形。有触摸时，手指会吸收部分声波能量，回收到的信号会产生衰减，程序分析衰减情况可以判断出X方向上的触摸点坐标。同理可以判断出Y轴方向上的坐标，X、Y两个方向的坐标一确定，触摸点自然就被唯一地确定下来。

各类触摸屏横向比较

☐电阻式：触摸屏处于一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污，可以用任何物体来触摸。精度非常高，可用来作图，书写。价格合理。

☐电容式：最大优势是能实现多点触控，操作最随意。不足的是精度较低，受周围环境电场影响可能产生漂移，价格较高。

☐红外线式：红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，但对光照较为敏感。

价格较低，维护方便。

☐声波式：屏幕多为钢化玻璃，清晰度高，透光率好。高度耐久，抗刮伤性良好。多用于各种公共场合如ATM，自动售票机等。

二、触摸屏的画面制作及基本操作

1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接

作为PLC的图形操作终端，GOT必须与PLC联机使用，通过操作人员手指与触摸屏上的图形元件的接触发出PLC的操作指令或者显示PLC运行中的各种信息。

2.GOT的画面功能（用户画面功能、系统画面）

（1）用户画面功能（用户制作的画面）

（2）系统画面功能

①监视功能

②数据采样功能

③报警功能

④其他功能

（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍

三菱触摸屏的用户画面制作软件有FX-PCS-DU/WIN-C和GT-Designer等，前者主要用于制作F900系列触摸屏的画面，后者用于高档触摸屏（如A900系列、GT11系列、GT15系列）画面的制作，也可用于F900系列触摸屏。

触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，应用非常广泛，比如：自动化停车设备、自动洗车机、天车升降控制、生产线监控等，甚至可用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整。

随着科技的飞速发展，越来越多的机器与现场操作都趋向于使用人机界面，PLC控制

器强大的功能及复杂的数据处理也呼唤一种功能及与之匹配而操作又简单的人机的出现，触摸屏的应运而生无疑是21世纪自动化领域里的一个巨大的革新。

通过科研技能训练，我发现要干好一件事情必须要不怕困难，坚持到底，只有这样才会战胜困难，赢得最后的胜利。作为信息时代的大学生，我们应该有这种不怕辛苦，勇于创新的精神。另外，理工科的学生不是只有会计算和实验就够了的，培养表达能力也很重要，要懂得把自己的想法恰如其分的表达清楚，梳理成文章，让感兴趣的人很好的欣赏自己的创作。所以通过科研技能训练，让我在原有水平上有了一个量的提高，对我以后的发展和专业水平的提高有很大的帮助，我想我会一直努力用理论联系实际的方法不断提高自己，奔向人生最高处。