PLC与触摸屏综合应用

PLC与触摸屏控制技术PLC与触摸屏综合应用任务一、触摸屏的简要结构、原理任务二、触摸屏的画面制作及基本操作任务三、PLC与触摸屏综合应用学习目标了解触摸屏基本原理。熟悉GT—Designer编程软件的使用，掌握图形、对象的操作和属性的设置。能根据项目要求,熟练地使用三菱公司的GT—Designer编程软件编制触摸屏程序，并写入触摸屏与PLC进行联机调试运行。能运用PLC、触摸屏进行综合控制，解决实际工程问题。任务一、触摸屏的简要结构、原理触摸屏是“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）触摸屏分类电阻式电容式红外线式声波式依据原理分类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。比如，先在顶层的电极(X+,X－)上加上电压，则在顶层导体层上形成电压梯度，当有外力使得上下两层在某一点接触，在底层就可以测得接触点处的电压，再根据该电压与电极(X+)之间的距离关系，知道该处的X坐标。然后，将电压切换到底层电极（Y+,Y－）上，并在顶层测量接触点处的电压，从而知道Y坐标。电容式触摸屏原理电容式触摸屏分两种类型：表面式电容投射式电容。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。另一类利用触摸屏电极发射出的静电场线称为投射电容式触摸屏。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。电阻式触摸屏（5800）&表面电容式触摸屏投射电容式触摸屏（iphone）电容式触摸屏原理红外线触摸屏原理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。红外触摸屏的优点是可用手指、笔或任何可阻挡光线的物体来触摸。红外触摸屏缺点是在球面显示器上使用时感觉不好，这是因为赖以工作的红外光栅矩阵显然要求保证在同一平面上，但是这个缺点在平面显示器上不存在，比如液晶显示器。在平面显示器上使用，红外触摸屏具有相当的优势。其结构简单，价格低廉。然而其原理限制它不能实现多点触控。红外线触摸屏原理声波式触摸屏原理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。常用触摸屏特性比较表任务二、触摸屏的画面制作及基本操作三菱触摸屏来到中国有20多年的历史，现在市场上主要使用的有以下系列：F900系列、A900系列、GT10、GT11和GT15系列，种类达数十种。现以学院实训室设备GT1000为例来说明触摸屏的使用。GT1150系列、GT1155系列、GT1175系列、GT1575系列、GT1585系列、GT1595系列、A970GOT系列、A975GOT系列、A985GOT系列、F930GOT系列、F940GOT系列。1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接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。1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接（1）用户画面功能（用户制作的画面）①画面显示功能。可存储并显示用户制作画面最多500个（画面序号1～500）及30个系统画面（画面序号1001～1030）。②画面操作功能。GOT可以作为操作单元使用，通过GOT上设计的操作键来ON/OFFPLC的位元件，可以通过设计的键盘输入或更改PLC字元件的数据。③监视功能。GOT可以通过用户画面显示PLC内位元件的状态及字元件的设定值和当前值，可以以数字或棒图的形式显示，供监视用。2、GOT的画面功能（用户画面功能、系统画面）（2）系统画面功能①监视功能可监视程序清单（仅对FX系列PLC），可在GOT处于HPP（手持式编程）状态时，使用GOT作为编程器显示及修改PLC机内的程序。设有缓冲存储器（仅对FX2N和FX2NC系列PLC），特殊模块的缓冲存储器（BFM）中的内容可以被读出、写入和监视。②数据采样功能GOT可以设定采样周期，记录指定的数据寄存器的当前值，并以清单或图表的形式显示或打印这些数值。③报警功能触摸屏可以指定PLC的最多256点连续位元件（可以是X、Y、M、S、T、C）与报警信息相对应，在这些元件置位时显示一定的画面，给出报警信息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。1)软件的主界面:GT—Designer软件安装完毕后，单击快捷方式图标即可进入软件的主界面，如图所示，主界面由标题栏、菜单栏、工具栏及应用窗口等部分组成。2)．图形绘制和文本设置在编辑区可以进行直线、矩形、圆等图形的绘制和文本设置。图形绘制方法：可以在图形对象工具栏或绘图菜单的下拉菜单以及工具选项板中单击相应的绘图命令，然后在编辑区进行拖放即可。图形/对象属性的调整，如颜色、线形、填充等，可以双击该图形，再在弹出的窗口中进行调整。文本设置是在GOT画面上设定汉字、英文、数字等文字的部件。单击图形/对象工具栏中的按钮或从菜单栏中“绘图”菜单进入并单击“绘图图形”后的级联菜单条后，则可出现文本设置对话框。（三）GT-Designer2画面制作软件介绍3)．对象功能设置（1）数据显示功能。数据显示功能能实时显示PLC字元件中的数据。数据可以以数字、数据列表、ASCII字符及时钟等显示，分别单击图形/对象工具栏中的（数字显示）、（时钟显示）按钮会出现该功能的属性设置窗口，设置完毕按“确定”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即生成该对象，可以随意拖动对象到任意需要的位置。（2）信息显示功能。信息显示功能可以显示PLC相对应的注释和出错信息，包括注释、报警记录和报警列表。（三）GT-Designer2画面制作软件介绍（3）动画显示功能。动画显示功能可以显示与软元件相对应的部件、指示灯和指针仪表盘。按图形/对象工具栏中的（部件显示）、（指示灯）、（指针仪表）按钮，即弹出设置窗口，显示的颜色可以通过其属性来设置，同时，可以根据软元件的ON/OFF状态来显示不同颜色，以示区别。（4）图表显示功能。图表显示功能可以显示采集到PLC软元件的值，并将其以图表的形式显示。单击图形/对象工具栏的（折线图/趋势图/棒状图）按钮。（5）触摸按键功能。触摸键在被触摸时，能够改变位元件的开关状态、字元件的值，也可以实现画面跳转。（三）GT-Designer2画面制作软件介绍（6）数据输入功能。数据输入功能可以将任意数字和ASCII码输入到软元件中。对应的按钮是（数字输入）和（ASCII码输入），操作方法和属性设置与上述相同。（7）其他功能。其他功能包括硬复制功能、系统信息功能、条形码功能、时间动作功能，此外还具有屏幕调用功能、安全设置功能等。（三）GT-Designer2画面制作软件介绍项目1、小车正反转控制系统任务三、PLC与触摸屏综合应用项目2、抢答器控制系统任务实施：小车正反转控制系统（一）PLC和触摸屏软元件分配输入输出其他软元件辅助继电器作用输出继电器控制对象名称作用M1正转起动Y0正转D1运行时间设定值M2反转起动Y1反转D2实际运行时间显示M3停止M10停止指示灯D10定时器T0设定值（二）系统接线图（三）PLC程序（三）触摸屏画面设计（四）触摸屏PLC联机运行项目1、小车正反转控制系统图6-8系统接线示意图（二）系统接线图任务实施：小车正反转控制系统RS232（三）PLC程序任务实施：小车正反转控制系统1、新建工程-选择触摸屏型号－选择与之相连的PLC型号－选择连接方式－确认通信协议任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计共建立2个窗口：“欢迎界面”及“操作界面”（菜单：画面－新建－基本画面）任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计设计欢迎界面任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计“小车**系统”，“**学院**制作”为文本；左下角添加系统时间（菜单：对象－时刻显示）；右下角添加日期显示（菜单：对象－日期显示）；添加一个“多用动作开关”，动作设置为“切换到画面2”，并把该“开关”大小拖大至覆盖整个画面。设计操作界面－1任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计“小车**系统”，“设定**时间”，“已运行**时间”为文本；“设定**时间”后面添加一个“数值输入”，软元件定义为D1，用于动态进行运行时间设定；（在“对象”菜单里）“已运行**时间”后面添加一个“数值显示”，软元件定义为D2，用于实时显示运行时间；设计操作界面－2任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计设置“指示灯显示（位）”，软元件定义为Y0（表示正转显示）；软元件Y0的“文本”设置：OFF的时候可为空，ON的时候注释为“正转运行中”；同理，设置另2个“指示灯显示（位）”，Y1/M10，分别注释为“反转运行中”；“停止中”；设计操作界面－3任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计设置“位开关”软元件定义为M1（用于启动正转）；M1动作设置为“点动”；颜色、外形自定；文本标签：OFF时注释为“点击正转”，ON时注释为“开始正转”；同理，设置另2个“位开关”M2/M3，分别用作“反转”和“停止”控制；设计操作界面－4任务实施：小车正反转控制系统（三）触摸屏画面设计设置“多用动作开关”，动作设置为“切换到画面1”，颜色、外形自定；文本标签：OFF时注释为“返回初始画面”，ON时注释可跟OFF时一样，或为空；触摸屏端及PLC端的通讯设置任务实施：小车正反转控制系统PLC编程软件GXDeveloper里面，菜单“在线－传输设置”PC端设置为USB；把PLC程序写入PLC；触摸屏设计软件里面，菜单“通讯－跟GOT的通讯”，“通讯设置”也选择USB，并点击测试，看是否通讯成功；把控制界面进行“工程下载”写入触摸屏中。（四）触摸屏PLC联机运