淺談觸摸屏在工業自動化中的應用

王春暉 王 建

隨著科學技術的飛速發展,觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備,成為目前最簡單、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人機交換結果設備。筆者認為,當前急需普及觸摸屏技術,以適應自動控制技術的發展需要。

一、觸摸屏的基本知識

1.觸摸屏的用途

觸摸屏在我國的應用范圍非常廣闊,主要應用于公共信息的查詢,以及辦公、工業自動化控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學、銀行及通訊手機等。觸摸屏不僅適用于多媒體信息查詢,而且具有堅固耐用、響應速度快、節省空間、易于交流等許多優點。

2.觸摸屏的特點

(1)操作簡單。利用這種技術,用戶只要用手指輕輕地碰觸顯示屏上的圖符或文字,就能實現對主機的操作,從而使人機交互更為直截了當。這種技術大大方便了那些不懂計算機操作的用戶。

(2)界面友好。使用者即使沒有計算機專業知識,根據評模上指示的信息、指令,也可進行操作。

(3)信息豐富。存儲信息種類豐富,包括文字、聲音、圖形、圖像等。信息存儲量幾乎不受限制,任何復雜的數據信息,都可納入多媒體系統。

(4)安全可靠。觸摸屏可長時間連續運行,系統穩定可靠,正常操作不會出現錯誤和死機,易于維護。

(5)擴充性好。觸摸屏具有良好的擴充性,可隨時增加系統內容和數據,并為系統聯網運行、多數據庫的操作提供方便。

(6)動態聯網。根據用戶需要,可與各種局域網或廣域網連接。

3.觸摸屏的組成

觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶的觸摸位置,接受后送往觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,并將它轉換成觸點坐標,再送給CPU,它同時接收CPU發來的命令并加以執行。

4.觸摸屏的工作原理

為使操作方便,人們用觸摸屏來代替鼠標、鍵盤和控制屏上的開關、按鈕。工作時,用戶必須首先用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統根據手指觸摸的圖標或菜單的位置來定位選擇信息輸入。當人們觸摸觸摸屏時,所觸摸的位置就會被觸摸屏檢測出來形成坐標值。觸摸屏的位置坐標是絕對坐標,一般以屏幕的左上角為原點。

5.觸摸屏的種類

按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質,把觸摸屏分為4種:電阻式觸摸屏、電容觸摸屏、紅外線觸摸屏和表面聲波觸摸屏。每一種觸摸屏都有各自的優缺點以及使用場合。

6.對觸摸屏的技術要求

(1)透明。它直接關系到觸摸屏的視覺效果,很多觸摸屏都是由多層復合薄膜制成的,其總體視覺效果技術指標應該包括四個方面:透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。

(2)絕對坐標系統。觸摸屏是絕對坐標系統,與鼠標這類相對定位坐標系統具有本質區別,確定位置不僅具有直觀性,而且更具準確性。絕對坐標系統的特點是每一次定位坐標與上一次定位坐標沒有關系,因而沒有積累誤差。

(3)檢測觸摸并定位。各種觸摸技術都是依靠各自的傳感器來工作的,甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應速度、可靠性、穩定性和壽命。

二、觸摸屏在工業自動化中的應用

可編程終端應用最早的場所主要是工業現場,它是一種與PLC進行人機交互的終端設備。帶有觸摸功能的可編程終端稱為觸摸屏。觸摸屏在工業現場主要具有以下功能:

1.顯示和狀態監視功能

它可以用來現實各種信息,如工業控制系統或設備的工作狀態。觸摸屏可以通過燈、實物圖形等方式來顯示各開關量的狀態;也可以通過液位計、折線圖或趨勢圖等方式來顯示溫度、壓力、流量等過程量的狀態;還可通過儀表圖形、數字等方式來顯示電流、電壓等現場參數的數據。

2.實時報警功能

當現場和設備出現問題、故障,或者控制系統發生錯誤時,觸摸屏可以顯示,發出報警聲提示操作者,并給出多種處理方案,以便操作者進行選擇,正確處理問題;也可按預定方案,通報給執行機構,進行適當處理。

3.數字輸入功能

使用數字輸入功能,輸入控制系統所需要的參數,如PID的各種參數等。

4.控制功能

利用按鈕等功能元素,可通過PLC對開關量進行控制,并可在多個控制面板之間進行切換。觸摸屏可以運行用戶設計的各種控制界面,并且可以使用界面上的各種觸摸開關作為上位機的輸入。控制界面的個數以及界面的布置是根據用戶需要進行設計的。觸摸屏越來越多地代替了控制面板開關。

(作者單位:王春暉,河南醫藥技師學院;

王建,河南省開封市技師學院)