試論P(yáng)LC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用

賴國勝，鐘玲玲

（江西工程學(xué)院，江西 新余 338000）

試論P(yáng)LC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用

賴國勝，鐘玲玲

（江西工程學(xué)院，江西 新余 338000）

在技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的前提下，各種人機(jī)操作界面出現(xiàn)并得到越來越廣泛的應(yīng)用。PLC和觸摸屏有利于人機(jī)互動(dòng)，更加方便人們的日常生活，并且有利于便利人們的各項(xiàng)操作，確保人機(jī)互動(dòng)的簡單化、靈活性與可視化，在應(yīng)用中逐漸受到人們的重視與關(guān)注。文章介紹了PLC和觸摸屏的概念，并對(duì)組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析，同時(shí)指出存在的問題，提出改進(jìn)和完善措施。

PLC；觸摸屏；控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸；通信程序

在人們的日常工作中，可編輯邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）運(yùn)算速度快，指令豐富，可靠性好，能有效滿足人們開展各項(xiàng)工作的需要，其應(yīng)用也變得更加廣泛。但PLC交互性比較差，在人機(jī)互動(dòng)應(yīng)用過程中，難以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，也制約它的推廣和應(yīng)用。觸摸屏交互性良好，利用控制面板替代鍵盤操作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫形式的自動(dòng)化控制，為人機(jī)互動(dòng)順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，為促進(jìn)二者的技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，將PLC與觸摸屏結(jié)合起來，形成組合控制系統(tǒng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。這樣可以推動(dòng)人機(jī)交互順利進(jìn)行，能夠有效減少開關(guān)數(shù)量和儀表數(shù)量，對(duì)實(shí)現(xiàn)PLC應(yīng)用的可視化與靈活性具有重要作用，其應(yīng)用也變得越來越廣泛。

1　PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)概述

PLC和觸摸屏各有自己的特點(diǎn)，能滿足人們進(jìn)行各項(xiàng)操作的需要，對(duì)有效開展人機(jī)互動(dòng)具有積極作用。隨著技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，將二者結(jié)合起來形成組合控制系統(tǒng)成為一種趨勢，對(duì)各項(xiàng)工作順利進(jìn)行，方便人們的生活具有積極作用。

1.1PLC的概念

PLC是可編程邏輯控制器的英文簡稱，具體是指以數(shù)字運(yùn)算操作進(jìn)行相關(guān)控制的電子系統(tǒng)。在PLC的構(gòu)成當(dāng)中，編程存儲(chǔ)器是非常重要的內(nèi)容，對(duì)設(shè)備運(yùn)營產(chǎn)生積極作用。不僅能對(duì)內(nèi)部程序進(jìn)行有效存儲(chǔ)，還能執(zhí)行算術(shù)操作、順序控制、邏輯運(yùn)行等面向用戶的指令，滿足系統(tǒng)操作和運(yùn)營需要，對(duì)各項(xiàng)工作開展具有積極作用。同時(shí)它還可以通過輸入和輸出的模擬形式，達(dá)到有效控制機(jī)械設(shè)備操作和生產(chǎn)的目的［1］。在技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的前提下，PLC除了具備邏輯控制功能外，在工業(yè)自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)領(lǐng)域也發(fā)揮積極作用，其應(yīng)用也變得越來越廣泛。

1.2觸摸屏的概念

觸摸屏指的是可編程終端，它的作用是對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，并以動(dòng)畫形式模擬描繪機(jī)械生產(chǎn)及自動(dòng)化控制過程。方便人們對(duì)機(jī)械生產(chǎn)全過程的了解，進(jìn)而對(duì)各項(xiàng)操作進(jìn)行有效把握［2］。觸摸屏的應(yīng)用改變傳統(tǒng)的鍵盤操作方式，有利于便利人們各項(xiàng)操作，促進(jìn)設(shè)備更好運(yùn)營和發(fā)揮作用。

1.3PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的構(gòu)成

在實(shí)際應(yīng)用中，為提升系統(tǒng)功能，滿足人們開展各項(xiàng)操作的需要，將PLC和觸摸屏組合起來，促進(jìn)PLC功能的有效擴(kuò)展，增強(qiáng)PLC的可視化與靈活度，便利人們開展各項(xiàng)操作。同時(shí)還可以減少開關(guān)、按鈕的使用，讓系統(tǒng)操作和控制變得更加靈活與方便。在具體構(gòu)成上，PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括觸摸屏和可編程控制器。具體應(yīng)用中，能夠有效控制現(xiàn)場的電磁閥、溫度控制器、電動(dòng)閥等。并且在傳感器的支持下采集信號(hào)，觸摸屏根據(jù)信號(hào)獲取相關(guān)信息，顯示現(xiàn)場溫度和壓力數(shù)值。同時(shí)觸摸屏還可以設(shè)置PID參數(shù)，發(fā)送指令給PLC，通過存儲(chǔ)器執(zhí)行命令，滿足設(shè)備操作和控制需要，對(duì)設(shè)備運(yùn)營情況進(jìn)行全面把握［3］。進(jìn)而有效控制現(xiàn)場的溫度、壓力等，讓電動(dòng)閥、電磁閥、溫度控制器有效運(yùn)營和發(fā)揮作用。

2　PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用

為充分發(fā)揮二者的綜合作用，提高系統(tǒng)應(yīng)用效率，將PLC與觸摸屏組合起來，構(gòu)成完善的組合控制系統(tǒng)。進(jìn)而有利于人機(jī)互動(dòng)，并充分發(fā)揮二者的技術(shù)優(yōu)勢，使其更好地服務(wù)于人們的日常生活，其應(yīng)用也變得越來越廣泛。具體來說，主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面。

2.1觸摸屏數(shù)據(jù)傳輸

熟悉觸摸屏的數(shù)據(jù)模塊，通常包括幀頭數(shù)據(jù)、指令數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模塊、幀尾結(jié)束符數(shù)據(jù)模塊。觸摸屏數(shù)據(jù)和指令采用十六進(jìn)制數(shù)和兩字節(jié)字形數(shù)據(jù)，首先傳輸高字節(jié)，傳送方向分為上行和下行。下行傳送時(shí)。PLC將數(shù)據(jù)傳給觸摸屏；上行傳送時(shí)，觸摸屏將數(shù)據(jù)傳給PLC。通過這種方式完成數(shù)據(jù)傳輸，有效滿足人們獲取信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，滿足通信需要。

2.2PLC自由口通信

數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議由用戶程序決定，通過編程之后，用戶能夠順利完成所有的通信任務(wù)。自由口通信的核心是發(fā)送和接收指令，并就對(duì)應(yīng)的寄存器實(shí)現(xiàn)有效控制。同時(shí)在自由口通信支持下，可以實(shí)現(xiàn)與條碼閱讀器、觸摸屏通信［4］，波特率一般保持在1 200～115 200 bits之間，并且可以根據(jù)通信工作需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.3PLC程序收集和發(fā)送模擬量

模擬量采集后通過PLC將其轉(zhuǎn)換為實(shí)際值，滿足通信工作需要，從而順利開展通信，完成通信任務(wù)。首先由壓力傳感器采集壓力的模擬量信號(hào)，在PLC的控制下轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，接下來傳輸至PLC存儲(chǔ)器，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場壓力數(shù)值。轉(zhuǎn)化過程中必須遵循對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，求出多次平均值進(jìn)行模擬量采集，保證模擬量的穩(wěn)定性與可靠性。

2.4觸摸控制對(duì)策

觸摸控制是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，必須確保其靈活性與可靠性，滿足用戶開展各項(xiàng)操作的需要。按下觸摸屏控制按鈕后，數(shù)據(jù)會(huì)傳輸至PLC，并接收位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。當(dāng)數(shù)據(jù)正確，則PLC繼續(xù)執(zhí)行相關(guān)命令，顯示相關(guān)參數(shù)，對(duì)電動(dòng)閥、電磁閥等進(jìn)行有效控制。

2.5通信程序

PLC受程序設(shè)計(jì)人員思維、技術(shù)能力、軟硬件運(yùn)行方式等多種因素的影響［5］。PLC主要編程方法為語言編程和梯形圖編程，兩種方法各有自身特點(diǎn)，實(shí)際工作中應(yīng)該結(jié)合具體需要合理選擇。

2.6用戶界面設(shè)計(jì)與制作

首先設(shè)計(jì)顯示界面，選取用戶界面進(jìn)行繪制，做好用戶界面設(shè)計(jì)工作，保證觸摸屏物理分配率相同。然后制作按鈕，方便用戶操作，完成設(shè)計(jì)和制作任務(wù)。

3　PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題及對(duì)策

雖然組合控制系統(tǒng)對(duì)有效開展人機(jī)互動(dòng)、便利人們各項(xiàng)操作具有積極作用。但在應(yīng)用過程中，由于相關(guān)技術(shù)仍然存在不完善的地方，目前組合控制系統(tǒng)依然存在不足，有必要采取措施改進(jìn)和完善。? 3.1 存在的問題

組合控制系統(tǒng)中，由于技術(shù)尚未完全成熟，再加上一些系統(tǒng)操作人員的綜合技能偏低，制約組合控制系統(tǒng)作用充分發(fā)揮。存在的問題主要體現(xiàn)在以下方面：PLC和觸摸屏通信接口不匹配，影響信號(hào)傳輸和操作順利進(jìn)行。PLC發(fā)送和接收指令不能同時(shí)激活，降低PLC數(shù)據(jù)接收和發(fā)送效果，影響其作用充分發(fā)揮，甚至給通信工作帶來障礙。另外，PLC和觸摸屏的通信波特率不一致。這些問題的存在，制約組合控制系統(tǒng)作用的有效發(fā)揮，需要采取措施及時(shí)改進(jìn)和完善。

3.2完善的對(duì)策

為了讓PLC和觸摸屏有效銜接，促進(jìn)二者更好匹配，可以購買一個(gè)接口轉(zhuǎn)換器，或者設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路，從而讓二者有效銜接，妥善解決不匹配的問題。同時(shí)為提高PLC數(shù)據(jù)接收和發(fā)送效果，讓PLC發(fā)送和接收指令能夠同時(shí)被激活，可以采用軟件設(shè)計(jì)的方式，進(jìn)而調(diào)節(jié)接收信息和發(fā)送信息的控制字，促進(jìn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送效果提升［6］。另外還要確保PLC和觸摸屏的通信波特率一致，推動(dòng)通信質(zhì)量提升，防止通信障礙等問題出現(xiàn)，從而有效方便人們的日常生活。

4　結(jié)語

總之，PLC具有十分強(qiáng)大的控制功能，對(duì)滿足人機(jī)互動(dòng)、簡單和方便地開展各項(xiàng)操作具有積極作用。在實(shí)際應(yīng)用中，觸摸屏能提供良好的人機(jī)互動(dòng)功能，讓人們?cè)谑褂眠^程中根據(jù)需要合理開展各項(xiàng)操作，方便各項(xiàng)操作活動(dòng)的有效開展和進(jìn)行。同時(shí)，將二者組合起來形成控制系統(tǒng)更能彰顯各自的優(yōu)勢和特點(diǎn)。一方面，組合控制系統(tǒng)拓展了PLC的功能，減少了開關(guān)數(shù)量。另一方面，還能提高組合件控制系統(tǒng)的可靠性與靈活性，為人機(jī)互動(dòng)帶來便利。但在應(yīng)用過程中仍然存在一些不足，需要及時(shí)采取措施完善，推動(dòng)組合控制系統(tǒng)進(jìn)一步完善，更加便利人們的日常生活。

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Discussion on the application of PLC and touch screen combination control system

Lai Guosheng, Zhong Lingling
（Jiangxi College of Engineering, Xinyu 338000, China）

Under the condition of continuous development and progress of technology, all kinds of man-machine interfaces have appeared and been in more and more extensive application. PLC and touch screen are conducive to human-computer interaction and it is more convenient for people's daily life and various operations, ensuring the simplicity, flexibility and visualization of human and computer's interaction, which has gradually got people's attention and concern in application. This paper introduces the concept of PLC and touch screen, the application of the combined control system are studied and analyzed, and the existing problems are pointed out and corresponding improvement measures are put forward in this paper.

PLC; touch screen; control system; data transmission; communication program

賴國勝（1976— ），男，江西贛州，雙師型教師，二級(jí)心理咨詢師，設(shè)計(jì)師；研究方向：電子，通信，新能源和triz創(chuàng)新教育。