工業(yè)控制中觸摸屏技術的應用

時間：2011-06-23 11:34:38

關鍵字：工業(yè)控制觸摸屏導電層

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[導讀]一、概述　　工業(yè)觸摸屏，是通過觸摸式工業(yè)顯示器把人和機器連為一體的智能化界面。它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。它可以用來設置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設備狀態(tài)，以曲線/動畫等形式描繪自動化

一、概述

　　工業(yè)觸摸屏，是通過觸摸式工業(yè)顯示器把人和機器連為一體的智能化界面。它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。它可以用來設置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設備狀態(tài)，以曲線/動畫等形式描繪自動化控制過程。更方便、快捷、表現(xiàn)力更強，并可簡化為PLC的控制程序，功能強大的觸摸屏創(chuàng)造了友好的人機界面。觸摸屏作為一種特殊的計算機外設，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。

　　二、工業(yè)觸摸屏原理

　　工業(yè)觸摸屏具有很強的靈活性，可以按照設計要求更換或增加功能模塊，擴展性強，可以滿足復雜的工藝控制過程，甚至可以直接通過網(wǎng)絡系統(tǒng)和PLC通訊，大大方便了控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸，減少了維護量。下圖為ROCKWELL Panel View Plus型工業(yè)觸摸屏典型結構：

　　1. 觸摸顯示模塊

　　當手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，這種接通狀態(tài)被控制器偵測到后，進行A/D轉換，并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點的Y軸坐標，同理得出X軸的坐標，這就是所有電阻技術觸摸屏共同的最基本原理。電阻類觸摸屏的關鍵在于材料科技。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。電阻式觸摸屏在強化玻璃表面分別涂上兩層OTI透明氧化金屬導電層，最外面的一層OTI涂層作為導電體，第二層OTI則經過精密的網(wǎng)絡附上橫豎兩個方向的+5V至0V的電壓場，兩層OTI之間以細小的透明隔離點隔開。當手指接觸屏幕時，兩層OTI導電層就會出現(xiàn)一個接觸點，電腦同時檢測電壓及電流，計算出觸摸的位置，反應速度為 10-20ms。

　　五線電阻觸摸屏的外層導電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導電層雖然延展性好，但是只能作透明導體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因為它導電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。

　　電阻型觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較適合工業(yè)控制領域及辦公室內使用。電阻型觸摸屏共同的缺點是因為復合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導致報廢。不過,在限度之內，劃傷只會傷及外導電層，外導電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。

　　2. 邏輯控制與通訊模塊

　　邏輯控制模塊包含24V直流輸入(18-32)電源，SDRAM內存及CF閃存卡、10/100BaseT以太網(wǎng)端口、可用于文件傳送,打印及與可編程控制器通訊的232串行端口、可用于連接鼠標，鍵盤或打印計的USB端口。內部電路板上內嵌了CPU處理芯片，負責顯示屏的輸入、輸出以及通訊數(shù)據(jù)的處理工作。通訊模塊負責特定的網(wǎng)絡傳輸，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。三、觸摸屏技術的實際應用

　　觸摸屏是通過外部物體接觸面板上的按鈕開關或參數(shù)設置來完成工藝流程的控制，面板上的操作內容可以人為的通過編程軟件來進行編輯，同時可以把完成的工藝狀態(tài)顯示在觸摸屏上，所以它既是一個輸入設備，也是一個輸出設備，其操作靈活，功能強大。PLC系統(tǒng)只需通過DP網(wǎng)絡即可和觸摸屏連接起來，減少了外部信號傳輸線路，實現(xiàn)了資源的有機整合。下圖為濟鋼中板廠軋機控制設備網(wǎng)絡圖：

　　圖2 濟鋼中板廠軋機控制設備網(wǎng)絡圖

　　隨著這幾年鋼鐵行業(yè)的大規(guī)模結構調整，濟鋼中板廠的設備也進行了整體性改造，優(yōu)化了工藝，減少了勞動強度，美化了操作環(huán)境，特別是一改以前的操作模式，全部啟用新型的觸摸系統(tǒng)代替老式的按鈕或者指示燈，并優(yōu)化了工藝流程，減少了電氣設備數(shù)量，大大減少了設備故障率，保障了設備的穩(wěn)定生產，觸摸屏系統(tǒng)主要應用在濟鋼中板廠的加熱爐、精軋機、矯直、精整線等操作臺上。目前觸摸屏系統(tǒng)已經在生產線使用1年半了，穩(wěn)定性非常強，沒有出現(xiàn)任何死機或控制失效現(xiàn)象，操作人員操作也集中有簡單。

　　下圖為精扎機操作臺觸摸屏界面部分：

　　圖3 精扎機操作臺觸摸屏界面部分

　　四、結束語