http://www.027touch.com/Blog/ PJBlog2 2007-12-22T09:57:03+08:00 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:57:03+08:00 2007-12-22T09:57:03+08:00

        为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。  

        二、触摸屏的主要类型  

        从技术原理来区别触摸屏  

，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。触摸屏红外屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容屏设计理论好，但其图象失真问题很难得到根本解决；电阻屏的定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰抗暴，适于各种场合，缺憾是屏表面的水滴、尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式，下面笔者就对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍：  

        1、电阻式触摸屏  

        电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层（OTI，氧化铟），上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层OTI，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕，两层OTI导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线等多线电阻触摸屏。五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层，导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高，并且可以提高透光率。  

        电阻式触摸屏的OTI涂层比较薄且容易脆断，涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度，OTI外虽多加了一层薄塑料保护层，但依然容易被锐利物件所破坏；且由于经常被触动，表层OTI使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，如其中一点的外层OTI受破坏而断裂，便失去作为导电体的作用，触摸屏的寿命并不长久。但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响。  

        这种触摸屏利用压力感应进行控制。它用两层高透明的导电层组成触摸屏，两层之间距离仅为2.5微米。当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。这种触摸屏能在恶劣环境下工作，但手感和透光性较差，适合配带手套和不能用手直接触控的场合。电阻类触摸屏的关键在于材料科技，常用的透明导电涂层材料有：  

        A、ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（埃＝10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80％。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。  

        B、镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。  

        2、电容式触摸屏  

        电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。  

        电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。  

        电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。  

        3、红外线式触摸屏  

        该触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各档次的计算机上。此外，由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨率较低。  

红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。用户以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机便可即时算出触摸点位置。因为红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，所以适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各档次的计算机上。不过，由于只是在普通屏幕增加了框架，在使用过程中架框四周的红外线发射管及接收管很容易损坏。    

       4、表面声波触摸屏  
    表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接受器组成，其中声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长（5000万次无故障）；透光率高（92%），能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应，最适合公共场所使用。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于其它触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。]]>

http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=54 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:56:25+08:00 2007-12-22T09:56:25+08:00

一、触摸屏PDA的设计

目前市场上的触摸屏主要有电阻式、电容式和红外式等几种。由于电阻式触摸屏能够承受恶劣的环境因素的干扰以及其表面经硬度、减少擦伤、刮伤及防化学处理，因此选用电阻式触摸屏作为本系统的人机交互的媒介。电阻式触摸屏的工作部分一般由三部分组成:两层透明的阻性导体层、两层导体之间的隔离层和电极。

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，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。

为了实现这种快速的电压转换及其数据的采集，选用BB（Burr Brown）公司为掌上电脑生产的4线电阻式触摸屏专用的接口芯片ADS7843，因其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速A/D转换，具有低功耗、高速率等特性，因此被广泛应用在各种嵌入式设备中。这是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。供电电压217～5V，参考电压VREF为1V～+VCC，转换电压的输入范围为0～VREF，最高转换速率为125kHz。

触摸屏提供触摸屏电压。DIN为串行输入，其控制数据通过该引脚输入；DOUT为串行数据输出，用于输出转换后的触摸位置数据。

采用挪威NORDIC公司最新推出的单片无线收发一体芯片NRF401实现与上位机实现较远距离的准确的无线通讯。该芯片功耗极低，工作频率稳定可靠，外围元件少。

应当注意的是单片机和NRF401应该分别制板，NRF401板要在上下板尽量多铺铜。在本文中为了表达方便将二者连在一起。去耦电容应该分别放置在各电源输入端。打印机为可选的装置，通过I2C扩展的虚拟总线来通讯。ADS7843将采集的数据经过89C2051单片机的处理发送给无线收发芯片NRF401，然后通过内置天线将数据以射频信号传送到控制房中的ARM主机。

二、上位机的设计

上位机采用ARM公司授权的RISC 32位CPU处理器。ARM是英国全球著名的32位嵌入式RISC芯片内核的设计公司，也是ARM的产品商标，其产品ARM嵌入式内核已被全球各大芯片厂商采用，基于ARM的开发技术席卷了全球嵌入式市场，已成为嵌入式系统主流技术之一。选用三星公司生产的S3C2410，由于其强大简单的接口功能，可以省去价格不菲的扩展板，一块ARM芯片也只要几十到百元左右，所以大大降低了成本。S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM 920T处理器核，采用0118Lm制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有:独立的16kB指令Cache和16kB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，I2CBus接口，I2SBus接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。通过移植Windows CE操作系统进行上位机程序设计。

三、程序设计

（一）下位机PDA的程序设计

当有触摸信号时，A/D的PENIRQ管脚产生低电平开始，单片机通过P112管脚先发送8位控制字到A/D的串行输入DIN，然后A/D进行相应的坐标转换，同时其BUSY管脚电平变高，转换完毕后，BUSY管脚电平变低，当单片机检测到“忙”信号由高变低后，从A/D的串行输出口DOUT读取12位的转换数值。若转换周期结束，又有触摸中断请求信号，则继续进行转换，若没有触摸中断请求信号，则A/D转换器进入低功耗模式，等待中断请求信号，单片机在接收到中断请求信号准备响应后，先置输出P111为低电平，即CS=0，启动A/D转换。无线通讯模块主要通过外部中断，将请求信号发送到上位机，同时接受上位机发出的响应信号后，开始将数据发送到上位机。

（二）上位机程序设计

1．无线通讯程序

考虑到ARM芯片很容易实现实时性操作系统的移植，当多机通讯时可以采用移植WindowsCE操作系统。上位机采用扫描方式来查询下位机有无请求信号发出，当接收到请求信号，便向下位机发出确认响应。然后将下位机发送来的信息存储起来。通过内部定时器产生中断后，开始执行加油程序。

2．加油程序

加油程序主要实现加油量信号的采集、各个管路电磁阀和电泵的开关控制、数据记录、打印报表等功能。由于加油现场存在着一定的干扰，要通过程序不断修正加油量，尽量降低加油的误差
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随着科学技术的不断发展，工业生产的技术装备越来越复杂，自动化程度越来越高。可编程控制器（PLC）及其网络架构是构成CIMS系统的基础，被称为现代工业自动化的三大支柱（PLC、数控技术、工业机器人）之一，由于其使用简单、功能强大、可靠性高，目前已广泛应用于现代工业的各个领域。越来越多的重要设备、工艺、关键部位都采用可编程控制器来组成控制系统。以往的控制系统由于较多的使用继电逻辑器件，具有故障率高、维修不便、动作滞后、控制精度低弊端，使用可编程控制器可以使控制的精度和稳定性得到有效保证。

某渔具厂酚醛浸布生产线的操作流程为：玻璃纤维布在酚醛树脂中浸泡后，通过多辊连接的生产线进行挤压、拉伸，通过干燥塔分段干燥后就形成了酚醛预浸布，最后由收卷装置将干燥后的预浸布卷成布筒。

该生产线是一个典型的多辊速度控制对象，其中有大小钢辊十几个（由电机带动运转），为保持产品质量和生产的连续性，需要保持生产线中布的张力恒定，因此必须控制布前进的速度一致，带动生产线前进的主要四个钢辊（放卷辊、定速辊、辅助辊一、辅助辊二）的精确控制尤其关键。干燥塔为立式三段结构，分别采用不同温度的蒸汽（100℃～200℃）对预浸布直吹固化，要求控制温度波动范围为设定温度±2℃。预浸布传动过程中会出现传动跑偏，收卷装置前通过光电开关检测布的位置，控制收卷装置移动电磁阀，纠正预浸布的偏移。

（一）系统方案设计及实现

1．硬件组成及系统方案

系统使用PLC作为控制系统的直接控制级，我们选择了日本三菱公司的FX2N128MR，由于输出点数较多，增加了输出扩展模块FX2N16EYT。

现场由多个旋转编码器（日本OMRON）测量速度辊的速度信号，通过特殊模块FX2N4AD（实现模数转换）传送到PLC。PLC根据设定值和测量值运行算后，通过特殊模块FX2N4DA（实现数模转换）作为控制信号提供给变频器。

由变频器电机转速，电机带动速度进行速度控制，变频器选用日本三菱公司FR-E540-0.4K-CH，这具有正反转特性、启动转矩大、升速降速时间短、直流过载保护等功能。使用变频器进行电机调速精度高、切换快，而且可以大大降低能源消耗。温度采集采用铠装防爆Pt-100热电阻，自行研制了温度采集板，通过特殊模块FX2N4ADPT将现场热温度信号采集上来，模数转换后送往PLC。PLC根据设定值和测量值运算后，通过特殊模块FX2N4DA提供现场调节阀的开度信号，控制蒸汽的流量，进而使干燥塔内温度达到控制的要求。

收卷装置前通过光电开关（日本OMRON）检测布的位置，控制电磁阀，通过液压泵的动作带动收卷装置的移动，纠正预浸布的偏移。

控制柜面板上安装了触摸屏（日本三菱公司F940GOT-SWD-C）作为人机交互界面，可以方便的进行工艺参数设置、控制参数设置以及现场运行参数数据查看、曲线查询等操作。

考虑到安全栅的成本较高，系统防爆方式采用防爆的现场仪表及操作按钮等，因此在控制系统中不再采用安全栅方式防爆，这样可大大减少控制系统的造价。

（二）控制软件结构

使用三菱公司GPP for Windows编程软件进行控制程序编写，该软件可以使用梯形图、指令表和SFC三种编程方式，指令多达156种，功能强大，编程非常方便。设备精确控制的实现由PLC自带的PID运算模块实现，通过合理的设置P、I、D参数，可以得到满意的控制效果。

为提高运行速度、减少运行指令，在控制软件设计中我们采用了模块化编程，设计了各种通用子程序，如数据采样子程序、PID运算子程序、逻辑动作子程序、报警子程序等。


（三）触摸屏

近年来，为了方便用户在工业现场进行参数设置和查看等操作，三菱、OMRON、西门子等企业相继推出了便于现场操作的人机接口设备（也称图示操作终端或触摸民间）。日本三菱公司的GOT系列产品是用户评价比较高的触摸屏产品，我们选用型号为F940GOT-SWD-C的触摸屏，该产品可与FX系列或A系列PLC的编程接口直接相连，可以安装在控制盘或操作盘面板上。

使用三菱公司的FX-PCS-DU-WIN-C编程软件可以设计触摸屏画面，该软件类似于组态软件，不用写一句程序，只须将相关元件拖到画面上，设置地址即可。

在个人计算机上设计完成后可以通过串口传送到触摸屏。触摸屏上电后（使用24V电源，可由PLC直接供给）直接进入所设计的画面，用手指在画面轻轻一点就可以直接按设定的地址查看PLC数据区的数据了，同时也可以按权限对PLC数据区的数据进行修改。系统还支持历史曲线、棒图、饼图等功能，也可以将打印机连接到触摸屏实现按需打印或定时打印，使用起来非常方便。

三、结束语

可编程控制器和触摸屏结合可以用在很多工控领域，在预浸布生产线中的应用则是一个实例。该系统2002年6月在威海某渔具厂投入运行后，控制达到了预定的工艺要求，产量质量稳定，运行至今情况良好，表明该设计方案是成功的。

双方正准备对多套预浸布生产线进行控制，并通过RS485总线联网至上位机组成分布式网络结构，由上位机对系统进行综合监控。上位机纳入企业局域网后可以和全厂的信息管理系统相连，组成管控一体化的网络系统。

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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=52 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:54:59+08:00 2007-12-22T09:54:59+08:00

系统的设计目前工业现场需要液晶屏进行显示的场合越来越多，有时一屏显示不够，需要翻页，还可能需要通过液晶屏按键进行相应的控制。采用昂贵的工业控制机对液晶触摸屏进行控制的作法因性价比太低而造成资源浪费。所以本文选用一款基于80C186处理器的嵌入式控制模块SOM-2386，并在此模块的基础上设计开发底板对液晶触摸屏进行控制。

一、硬件简介

SOM-2386模块在一块比名片还小的板子上实现了几乎工业计算机所需要的一切功能。该模块板载嵌入式高性能16位处理器，该处理器为32位RISC架构，并且与80C186处理器兼容，主频100MHz；支持1MB的SDRAM；有10/100M高速以太网接口；支持标准IDE接口、两个串口；并在一片闪存上集成了系统BIOS和1.44M闪存电子软盘，BIOS与标准PC规范兼容，可以直接运行DOS软件，还集成了虚拟显示技术，用户可获得与本地PC的DOS环境完全相仿的效果。

不过，该模块虽然功能众多，但要想开发出自己的程序，还需自己设计出开发底板，在创建开发环境的同时，还得满足应用系统更多的需求，如：增加液晶屏接口、串口、IDE接口和触摸屏接口等。

二、硬件设计及驱动程序开发

底板设计过程中，液晶屏接口、串口和IDE接口只需按照SOM-2386模块的总线定义进行对应的连接和相关设计即可，触摸屏接口则需根据所选触摸屏的结构进行设计。

因采用的触摸屏分辨率为20×12，有（20+12）根地址/数据线，因此相应的接口也应据此设计。而且，触摸屏的驱动程序也要单独编写，为使程序编写方便，设计过程中也要注意有关细节。

触摸屏的驱动程序方面，采用的是行列扫描的方法来确定被按下的位置。先对20行分别送出低电平“0”，然后逐次扫描12列。当某个行列交叉的位置被按下时，对该行送出低电平“0”，则扫描到该列的时候就会得到低电平“0”；若未按下，则会得到高电平“1”。

对20行进行扫描时，CPU发送的数据先通过锁存器74LS273进行锁存，然后再输出；而扫描后的结果，则先通过八双向缓冲器74LS245，再返回给CPU。其中行列扫描的地址是由逻辑芯片进行控制的。在电路设计时，应使触摸屏的20/12根数据/地址线依次连接至锁存器/八双向缓冲器，然后再接至数据/地址总线，这样可避免在按键的判断过程中产生顺序混乱，造成处理的麻烦。同时，在对按下位置的判断过程中，还应像对键盘的按键处理一样，进行去抖处理，以去除干扰的影响。

三、应用程序的开发、调试和应用

系统开发底板设计好之后，即可进行应用程序的开发及调试。

1．应用程序的开发与调试

应用程序的开发软件有许多种，如TC、Bc3.1、Bc4.5等。本文采用Bc4.5，在该环境下可以方便地输入汉字和文本。

选定软件开发环境后，即可建立自己的工程，进行程序的编写和调试。在此过程中，必须注意以下几点：

（1）程序类型

必须选择程序类型为dos：dos（standard），以及浮点模拟：emulation。

（2）项目编译处理器类型

必须设置项目的编译处理器类型为80C186，不能选择其他处理器。

（3）内存模式

内存模式若设置的不合适，则在程序的编译和链接过程中可能会出现错误。若在程序的调试过程中，出现有很多链接错误，而其中的绝大部分是关于调用自己编写的函数库中的函数的问题，这时就要考虑一下内存模式的设置了。一般情况下，若开始时内存的设置为小模式，将其改为大模式后可解决问题，不会再出现类似的链接错误。

设置好项目工程的所有选项，并编译程序没有错误后，即可将程序下载到开发底板中，进行远程调试。程序的下载和远程调试可通过串口进行。通过TDConfiguration（开始—程序—BorlandC++4.5—TDConfiguration）设置好串口的参数后，点击BorlandC++4.5开发环境下的菜单Tool—TurboDebugger即可启动。待程序下载到目标板后，就可以开始程序的远程调试，可以单步或全速运行，也可设置断点、观察变量等，这同本地调试一样方便。

需特别注意的是，程序的编写和编译虽然可以在任何一种Windows操作系统下进行，但如果是在基于SOM-2386控制模块的开发底板上运行，那么程序的下载和远程调试就必须在Windows98下进行，在其他Windows操作系统下一般不能正常、快速地运行。

2．应用程序的应用

将程序开发好并下载到目标板后，可通过SOM-2386控制模块中集成的系统BIOS中的虚拟显示技术，将程序从开发时使用的IDE设备拷贝到闪存电子盘中，同时修改目标板的批处理文件autoexec.bat，并取下IDE设备。加电后即可从闪存电子盘自动运行开发好的应用程序。

将开发底板、液晶屏、触摸屏连接、固定好，即可用于所需的工业现场，实现其显示、翻页及控制功能。

四、结语

本文所介绍的液晶触摸屏及其开发控制系统稳定性好、成本低，并可根据需要选择不同尺寸的液晶屏和相应规格的触摸屏，其功能完全可满足所需的显示和按键控制功能，目前已经成功应用于多个工业现场。
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随着科学技术的不断发展，工业生产的技术装备越来越复杂，自动化程度越来越高。可编程控制器（PLC）及其网络架构是构成CIMS系统的基础，被称为现代工业自动化的三大支柱（PLC、数控技术、工业机器人）之一，由于其使用简单、功能强大、可靠性高，目前已广泛应用于现代工业的各个领域。越来越多的重要设备、工艺、关键部位都采用可编程控制器来组成控制系统。以往的控制系统由于较多的使用继电逻辑器件，具有故障率高、维修不便、动作滞后、控制精度低弊端，使用可编程控制器可以使控制的精度和稳定性得到有效保证。

某渔具厂酚醛浸布生产线的操作流程为：玻璃纤维布在酚醛树脂中浸泡后，通过多辊连接的生产线进行挤压、拉伸，通过干燥塔分段干燥后就形成了酚醛预浸布，最后由收卷装置将干燥后的预浸布卷成布筒。

该生产线是一个典型的多辊速度控制对象，其中有大小钢辊十几个（由电机带动运转），为保持产品质量和生产的连续性，需要保持生产线中布的张力恒定，因此必须控制布前进的速度一致，带动生产线前进的主要四个钢辊（放卷辊、定速辊、辅助辊一、辅助辊二）的精确控制尤其关键。干燥塔为立式三段结构，分别采用不同温度的蒸汽（100℃～200℃）对预浸布直吹固化，要求控制温度波动范围为设定温度±2℃。预浸布传动过程中会出现传动跑偏，收卷装置前通过光电开关检测布的位置，控制收卷装置移动电磁阀，纠正预浸布的偏移。

（一）系统方案设计及实现

1．硬件组成及系统方案

系统使用PLC作为控制系统的直接控制级，我们选择了日本三菱公司的FX2N128MR，由于输出点数较多，增加了输出扩展模块FX2N16EYT。

现场由多个旋转编码器（日本OMRON）测量速度辊的速度信号，通过特殊模块FX2N4AD（实现模数转换）传送到PLC。PLC根据设定值和测量值运行算后，通过特殊模块FX2N4DA（实现数模转换）作为控制信号提供给变频器。

由变频器电机转速，电机带动速度进行速度控制，变频器选用日本三菱公司FR-E540-0.4K-CH，这具有正反转特性、启动转矩大、升速降速时间短、直流过载保护等功能。使用变频器进行电机调速精度高、切换快，而且可以大大降低能源消耗。温度采集采用铠装防爆Pt-100热电阻，自行研制了温度采集板，通过特殊模块FX2N4ADPT将现场热温度信号采集上来，模数转换后送往PLC。PLC根据设定值和测量值运算后，通过特殊模块FX2N4DA提供现场调节阀的开度信号，控制蒸汽的流量，进而使干燥塔内温度达到控制的要求。

收卷装置前通过光电开关（日本OMRON）检测布的位置，控制电磁阀，通过液压泵的动作带动收卷装置的移动，纠正预浸布的偏移。

控制柜面板上安装了触摸屏（日本三菱公司F940GOT-SWD-C）作为人机交互界面，可以方便的进行工艺参数设置、控制参数设置以及现场运行参数数据查看、曲线查询等操作。

考虑到安全栅的成本较高，系统防爆方式采用防爆的现场仪表及操作按钮等，因此在控制系统中不再采用安全栅方式防爆，这样可大大减少控制系统的造价。

（二）控制软件结构

使用三菱公司GPP for Windows编程软件进行控制程序编写，该软件可以使用梯形图、指令表和SFC三种编程方式，指令多达156种，功能强大，编程非常方便。设备精确控制的实现由PLC自带的PID运算模块实现，通过合理的设置P、I、D参数，可以得到满意的控制效果。

为提高运行速度、减少运行指令，在控制软件设计中我们采用了模块化编程，设计了各种通用子程序，如数据采样子程序、PID运算子程序、逻辑动作子程序、报警子程序等。

（三）触摸屏

近年来，为了方便用户在工业现场进行参数设置和查看等操作，三菱、OMRON、西门子等企业相继推出了便于现场操作的人机接口设备（也称图示操作终端或触摸民间）。日本三菱公司的GOT系列产品是用户评价比较高的触摸屏产品，我们选用型号为F940GOT-SWD-C的触摸屏，该产品可与FX系列或A系列PLC的编程接口直接相连，可以安装在控制盘或操作盘面板上。

使用三菱公司的FX-PCS-DU-WIN-C编程软件可以设计触摸屏画面，该软件类似于组态软件，不用写一句程序，只须将相关元件拖到画面上，设置地址即可。

在个人计算机上设计完成后可以通过串口传送到触摸屏。触摸屏上电后（使用24V电源，可由PLC直接供给）直接进入所设计的画面，用手指在画面轻轻一点就可以直接按设定的地址查看PLC数据区的数据了，同时也可以按权限对PLC数据区的数据进行修改。系统还支持历史曲线、棒图、饼图等功能，也可以将打印机连接到触摸屏实现按需打印或定时打印，使用起来非常方便。

三、结束语

可编程控制器和触摸屏结合可以用在很多工控领域，在预浸布生产线中的应用则是一个实例。该系统2002年6月在威海某渔具厂投入运行后，控制达到了预定的工艺要求，产量质量稳定，运行至今情况良好，表明该设计方案是成功的。

双方正准备对多套预浸布生产线进行控制，并通过RS485总线联网至上位机组成分布式网络结构，由上位机对系统进行综合监控。上位机纳入企业局域网后可以和全厂的信息管理系统相连，组成管控一体化的网络系统。

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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=50 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:53:26+08:00 2007-12-22T09:53:26+08:00

　　CPU：　     RISC　ARM9　CPU， Scale PXA255,400MHz

　　200MHz，实时时钟　 实时时钟

　　操作系统：　Windows CE 5.0

　　存储器：　　32MB 闪存，64M　SDRAM

　　接口：　　　1×10/100M 以太网，2×USB

　　保护等级：　前面板IP65，后面板IP20

　　温度范围：　操作0℃~50℃，存储－25℃~70℃

　　湿度：　　　10%－95%，非凝露

　　外壳：　　　镀锌压铸钢板

　　以TP10T（2985181）为例，参数如下：

　　● 模拟电阻式触摸屏

　　● 10.4″TFT显示、65535色

　　● 分辨率：640×480象素

　　● 显示区域：162mm×215mm(H×W)

　　● 前面板：249mm×328mm×5mm(H×W×D)

　　● 安装深度：60mm

　　适用领域 ：

　　烟草、军工、冶金、汽车、电力、石化、水处理、食品、医药、造纸、建材、机械制造等

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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=49 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:50:54+08:00 2007-12-22T09:50:54+08:00

随着现代化生活节奏的加快，传统超市已经难以满足顾客对方便性的要求，如今遍布全台湾的便利店即恰能应对这一需求。艾讯科技凭借操作简便的平板液晶触摸电脑，成为此一e化时代产物的忠实伙伴，而顾客因此亦可省去大量购物时间，点指间完成交易。在中国大陆，一些高级西餐厅和时装店，业已开始采用此产品，使其成为中国零售、服务业e化之先驱。

超市收款机

艾讯科技向您推荐采用VIA嵌入式低功耗CPU，可支持TFT（DSTN/STN）液晶屏的收款机专用主板SBC85620VEEA，此产品专为中国大陆研发，解决CPU购买困难和液晶屏支持要求。现在，国内某收款机大厂已经选定此款主板作为2004年主力产品之核心

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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=48 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:48:55+08:00 2007-12-22T09:48:55+08:00

    
    而这里要介绍的是一种更先进、完整的人机界面应用方案，即Pro-face的GP-2500T系列在轮胎硫化车间、到整个工厂信息系统的应用，它为未来实现“可视化工厂自动化”奠定了基础，使它逐渐成为控制系统中的重要部分。

    首先，GP-2500T作为机械设备的本地人机界面产品。

    节省成本和空间的触摸输入、D-Script脚本宏编程语言，执行简单任务的工具，辅助、减少控制器的编程，可与500种型号（协议）以上的PLC、变频器、温度控制器连接、无需通讯编程等等，这些都是作为HMI专业厂商的Pro-face所有GP系列产品的通用特征。

    GP-2500T系列作为GP系列中的高配置产品，不仅具有丰富的颜色，更在业内最先推出通用CF卡槽、Ethernet、视频显示等接口功能。

    在硫化机的生产车间，有接近70台的硫化机，分别使用MITSUBISHI A系列PLC，GP-2500T直接与PLC连接。值得一提的是，为了更方便操作，机台旁边可以给连接PLC的GP触摸屏上增加一个条码阅读机，操作者只需要对轮胎条码扫描一下，就可以由GP触摸屏将大量的工艺参数下载到PLC去执行。这些数据也可以从中央计算机上通过GP获得，后面再叙述。

    其次，Ethernet网络与中央计算机的连接。

    IT时代商业需求的日益增长，要求更快、更有效的通讯方式以响应客户的要求。实现实时通讯（甚至在世界各地的客户需求信息、及时交付管理）的技术基础的第一步，就是生产设备到分布的办公室计算机系统的网络连接。GP2000系列以廉价、方便的方式实现生产现场到办公室的网络连接以及可扩展性。

    因为橡胶厂的占地比较大，在网络建设方面，我们充分利用了以前就部分存在的办公室双绞线、光纤传送网络。

    网络建立后，可以进行通常的计算机到现场GP触摸屏、PLC的数据传送外，更可以利用Pro-server数据通讯服务软件，给各种分布式应用程序提供无需编程的连接。

    在这个应用功能方面，我们在计算机上也设计了一些生产现场的动态监控画面，这可以采用市面上各种通用的组态软件，因为Pro-server和监控软件都可以采用标准的OPC数据交换接口，当然DDE方式也可以。

    为了更好地发挥网络功能，还充分应用了Pro-server软件提供的SQL数据库连接功能，可以将每一机台的运行、停机时间等重要信息记录到中央数据库，这对一个大型企业来说非常有意义。当然ACCESS这种小型数据库系统也能使用。而且这些数据也可以在车间机台本地的GP触摸屏上存储到通用的CF卡上，按照目前市面所见CF卡容量可以达到256MB。这些卡上的数据可以直接通过网络传送到计算机，也可以直接将CF插到计算机读卡器上去操作，而这些文件格式都是标准的excel等通用格式。

    此外，我们还专门利用Pro-server的DLL功能、设计了专用的工艺配方传送程序。除了前面提到的现场条码扫描从而获得数据配方外，在中央计算机上运行的这个程序，可以在瞬间更新现场的所有控制器的数据。

    所有这些功能都是通过GP触摸屏的网络接口来完成的，无需通讯编程，不需要改变PLC的任何内容，GP触摸屏对计算机来说是透明的。

    第三，Ethernet网络上的GP信息共享。

    GP触摸屏还实现了在整个车间的控制器之间的数据共享。因为设备众多，设计周期比较长，而且会存在不同型号的控制器。GP触摸屏作为一个透明网关实现了不同控制器、甚至是不同厂家的控制器之间的数据共享，而且这些都是无需编程的、无需计算机的参与，在GP触摸屏之间直接实现的。

    第四，IT时代Web浏览的实现。

    Web操作软件使系统维护人员无论何时何地都可实现监控，可以通过Internet直接浏览与GP上相同或不同的信息。这是未来广泛应用的一种方向。

    总之，通过这次GP触摸屏在轮胎硫化车间的充分使用CF卡、数据记录、数据配方、数据通讯、远程浏览等功能，以及没有使用到的多语言在线切换功能、声音输出、视频显示等功能，充分体现了GP参与核心控制的能力，实现了“From Face to Brain”的革命。

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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=47 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:47:53+08:00 2007-12-22T09:47:53+08:00

    而这里要介绍的是一种更先进、完整的人机界面应用方案，即Pro-face的GP-2500T系列在轮胎硫化车间、到整个工厂信息系统的应用，它为未来实现“可视化工厂自动化”奠定了基础，使它逐渐成为控制系统中的重要部分。

    首先，GP-2500T作为机械设备的本地人机界面产品。

    节省成本和空间的触摸输入、D-Script脚本宏编程语言，执行简单任务的工具，辅助、减少控制器的编程，可与500种型号（协议）以上的PLC、变频器、温度控制器连接、无需通讯编程等等，这些都是作为HMI专业厂商的Pro-face所有GP系列产品的通用特征。

    GP-2500T系列作为GP系列中的高配置产品，不仅具有丰富的颜色，更在业内最先推出通用CF卡槽、Ethernet、视频显示等接口功能。

    在硫化机的生产车间，有接近70台的硫化机，分别使用MITSUBISHI A系列PLC，GP-2500T直接与PLC连接。值得一提的是，为了更方便操作，机台旁边可以给连接PLC的GP触摸屏上增加一个条码阅读机，操作者只需要对轮胎条码扫描一下，就可以由GP触摸屏将大量的工艺参数下载到PLC去执行。这些数据也可以从中央计算机上通过GP获得，后面再叙述。

    其次，Ethernet网络与中央计算机的连接。

    IT时代商业需求的日益增长，要求更快、更有效的通讯方式以响应客户的要求。实现实时通讯（甚至在世界各地的客户需求信息、及时交付管理）的技术基础的第一步，就是生产设备到分布的办公室计算机系统的网络连接。GP2000系列以廉价、方便的方式实现生产现场到办公室的网络连接以及可扩展性。

    因为橡胶厂的占地比较大，在网络建设方面，我们充分利用了以前就部分存在的办公室双绞线、光纤传送网络。

    网络建立后，可以进行通常的计算机到现场GP触摸屏、PLC的数据传送外，更可以利用Pro-server数据通讯服务软件，给各种分布式应用程序提供无需编程的连接。

    在这个应用功能方面，我们在计算机上也设计了一些生产现场的动态监控画面，这可以采用市面上各种通用的组态软件，因为Pro-server和监控软件都可以采用标准的OPC数据交换接口，当然DDE方式也可以。

    为了更好地发挥网络功能，还充分应用了Pro-server软件提供的SQL数据库连接功能，可以将每一机台的运行、停机时间等重要信息记录到中央数据库，这对一个大型企业来说非常有意义。当然ACCESS这种小型数据库系统也能使用。而且这些数据也可以在车间机台本地的GP触摸屏上存储到通用的CF卡上，按照目前市面所见CF卡容量可以达到256MB。这些卡上的数据可以直接通过网络传送到计算机，也可以直接将CF插到计算机读卡器上去操作，而这些文件格式都是标准的excel等通用格式。

    此外，我们还专门利用Pro-server的DLL功能、设计了专用的工艺配方传送程序。除了前面提到的现场条码扫描从而获得数据配方外，在中央计算机上运行的这个程序，可以在瞬间更新现场的所有控制器的数据。

    所有这些功能都是通过GP触摸屏的网络接口来完成的，无需通讯编程，不需要改变PLC的任何内容，GP触摸屏对计算机来说是透明的。

    第三，Ethernet网络上的GP信息共享。

    GP触摸屏还实现了在整个车间的控制器之间的数据共享。因为设备众多，设计周期比较长，而且会存在不同型号的控制器。GP触摸屏作为一个透明网关实现了不同控制器、甚至是不同厂家的控制器之间的数据共享，而且这些都是无需编程的、无需计算机的参与，在GP触摸屏之间直接实现的。

    第四，IT时代Web浏览的实现。

    Web操作软件使系统维护人员无论何时何地都可实现监控，可以通过Internet直接浏览与GP上相同或不同的信息。这是未来广泛应用的一种方向。

    总之，通过这次GP触摸屏在轮胎硫化车间的充分使用CF卡、数据记录、数据配方、数据通讯、远程浏览等功能，以及没有使用到的多语言在线切换功能、声音输出、视频显示等功能，充分体现了GP参与核心控制的能力，实现了“From Face to Brain”的革命。
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http://www.027touch.com/Blog/default.asp?id=46 admin http://www.027touch.com/Blog/ web216@163.com 2007-12-22T09:47:12+08:00 2007-12-22T09:47:12+08:00

    1. 简介

    TP 触摸式工业图形显示器（简称触摸屏）是一种连接人类和机器（主要为 PLC ）的人机界面（国外称为 HMI 或 MMI ），被称为 PLC 的脸面。它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数设置、数据显示、以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程，并可简化 PLC 的控制程序。

    比之模拟仪表、操作台控制的优点：

体积变小，几乎不占空间；
连线简单化。
    2. TP 触摸屏的主要作用

    监视：以数据、曲线、图形、动画等各种形式来反映 PLC 内部位状态，存储器数值，从而直观反应工业控制系统的流程、走向。

    控制：可以通过触摸操作改变 PLC 内部位状态，存储器数值，从而参与过程控制。

    3. TP 触摸屏主要功能

以动画形式表现控制过程，可实现工况图、流程图，设备由静态到运行，画面模拟动画显示；
离散点的 ON/OFF 表示；可实现管道、阀门、指示灯的颜色变化，电气开关闸刀的开合、档板的开关、多选一开关的实现等；
参数设置、数据显示；可设计数据表格，制作操作面板的仿真图象；
棒图、（半）饼图、容器图、趋势图及各种仪表表示；可制作操作面板的仿真图象，可实现信号量值、液体深度的变化；模拟表头指针或游标的移动等；
各种报警动作：生产过程中出现异常情况，自动报警并用文字显示故障类型，画面同时自动切换至故障所在的流程画面；
可进行报表打印（非屏幕硬拷贝）、报警信息打印，打印时序可由用户确定；可连 CCTV 监视头（ NTSC 制式），显示现场实时信息；
把原来的开关、指示灯等移到触摸屏上，则可省去 PLC 上原来对应开关、指示灯等的输入输出点，从而可减小 PLC 系统的规模；
权限管理：操作员只有在开机时输入正确的登陆密码后，触摸屏才能进入运行状态。
    4. TP 触摸屏在恶劣条件下使用特点

防尘、抗震
防水、防电磁
    二、可编程序控制器（ PLC ）在搅拌楼控制中的应用特点

可靠性高  PLC 在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施，使它可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作，防磁，抗震，防尘。
编程简单、容易掌握。
适应性强，应用灵活  搅拌楼中心控制室的 PLC 系统可同时控制搅拌楼附属设备如：搅拌楼的骨料上料皮带、水泥及粉煤灰的脉冲控制系统。
控制系统设计、修改、调试方便，工作量少。
功能强大  PLC 具有开关量输入 / 输出，模拟量输入 / 输出，大量的内部中间继电器，时间继电器，特殊继电器，数据寄存器，可进行逻辑控制、数据处理、模拟量处理。
    三、TP和PLC在搅拌控制系统中的应用

    1. 数据流程

    在这套控制系统中， TP 主要是发挥工业流程监控、数据显示、资料存储、打印、生产管理、发布生产操作命令的作用，它并不参与过程控制， PLC 主要是采集现场生产信息,及时向 TP 传送各类生产状态和数据如：配料门的限位、搅拌机的状态、各称量斗的传感信号，操作台的开关信号等，使 TP 能以生动形象的动画形式及时显示出来， PLC 根据程序运行结果和 TP 发布的指令来控制现场设备。具体见如下框图

2. 系统配置框图

   3. 系统主要构成

    (1) 触摸屏：TP采用加拿大TouchWin公司TP系列触摸屏，它负责处理现场与运行操作有关的人机界面，使操作员通过触摸屏实时了解现场运行状态，各种生产数据的当前值以及是否有故障报警发生，并可对工艺生产过程进行控制和调节，触摸屏本身具有“配方”功能，通过其内部的宏指令可以将不同产品的不同工艺配方存储在其中，随时调用，大大节提高工作效率，它可以与近 30 个厂家的PLC通讯，兼容性极强，而且还可以和计算机通讯（开放式通讯协议），基于 Windows98/2000/XP 操作平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。具有RS232/422/485通讯口，方便于连接其它厂家的PLC及外设产品（如：条形码、存储卡、变频器、个人计算机等）。触摸屏上的并行口还可以直接和打印机连接实时或定时打印当前或历史数据。在编程软件中选择好触摸屏和PLC型号后，在其系统设定中选择PLC型号，通讯的波特率为 38400bps ；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-232。

    (2) PLC：可采用XINJE或西门子、欧姆龙等系列产品。

    (3) 打印机：可采用HP或其他品牌的针式打印机和喷墨打印机。

    (4) TP软件：采用TP专用的制作软件 TPsoft 编程软件中备有大量的图形库（开关、灯、棒图等）供选择，还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形，能够转换BMP文件和AUTOCAD中的 DXF 文件。还具有留言板功能用于交接班记录用。在编程软件中可以设定触摸屏背光灯的关闭时间，节省其使用寿命。触摸屏中具有内部编程指令 -- 宏命令，可以减轻PLC的编程负担，甚至有些简单的设备中可以取代 PLC ，由触摸屏编程直接和其它设备通讯。

    (5) PLC 编程软件：采用的是XINJE的FC编程软件，用它完成整个程序的编制、调试。

    (6) 监视摄像头

    (7) 软起动器

    4. TP+PLC 控制系统参数

    (1) A/D 转换：1-16 路通道
    (2) I/O 模块：采用 DC 输入输出，光电和机械隔离
    (3) 配料精度： 水泥 粉状 水剂：±1% ，砂石骨料：±2%

    5. 触摸屏和 PLC 控制系统的主要功能

整个控制过程处于中文系统下工作，管理完全汉化；
实现配料，下料，拌和，出砼自动控制；
拌和时间，下料顺序随即可调；
配料，下料，拌和动态模拟显示；
系统自动校称；
配方可达200余种；
I/O 状态自动检测；
自动生成数据库，生产流程图，报警系统图，参数报表，历史查询，报表制作和打印。
    四、下面以某电站 2× 1m3 搅拌楼为例介绍各方面的制作

    1. 系统组成

触摸屏选用 TFT 液晶显示器
可编程序控制器选用信捷 FC-32R-E
打印机选用 EPSON
    2. 附属设备

强电柜一台，主要为各种动力设备提供电源、及各控制电源
操作台一台
PLC 及放大器柜
上料皮带控制箱
传感器 10 套
其他低压电器
    3. 触摸屏画面的制作采用

    TouchWin 编辑工具软件完成。各画面画面包括各控制菜单及视频窗口，首页可由相关单位编写广告画面欢迎词或系统机型说明。本系统主要包含以下几项：

    在主菜单画面中设计了 9 个画面选择开关，用于打开 9 个不同功能的画面，画面分布：

    a) 流程控制：在生产过程中切换到此画面，用于生产流程监控和控制；
    b) 重量设定：主要是用于配方设定和修改；
    c) 时间设定：主要是用于搅拌机搅拌时间设定，配料抖动时间及提前量设定，下料顺序时间参数设定；
    d) 主控画面：在进行系统校验时用于主控系统运算的基本参数，这也是程序运算的核心，因此为了防止误修改在标定画面中加入了权限功能；
    e) 状态监控：真实反映现场的I/O状态，利于故障的检查和排除；
    f) 配方：用于存储配方和调用配方，在此系统中设计了20个配方；
    g) 数据列表：在生产过程中随时记录每一循环的称量数据，便于汇总查询和打印；
    h) 打印：根据数据报表的内容控制打印机，在本系统中采用的时针式打印机；
    i) 资料管理：主要是操作使用说明以及相关的接线信息。


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