2.1.1 觸摸屏概述

1.觸摸屏系統的組成

觸摸屏是一種可接收手指觸控等輸入信號的感應式液晶顯示裝置，當接觸了屏幕上的圖形或文字按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程序驅動各種連接裝置，可用以取代機械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的多媒體效果。觸摸屏作為一種最新的計算機輸入設備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式，在工業上則是顯示和控制PLC等外圍設備的最理想的解決方案。

觸摸屏系統的基本組成如圖2-1所示，它包括編程計算機（含編程軟件）、觸摸屏、現場連接設備（如PLC、條碼閱讀器、溫控器、打印機等）。

觸摸屏從一出現就受到了廣泛的關注，它顯示直觀，操作簡單。它強大的功能及優異的穩定性使它非常適合應用于工業環境，如工業中的自動化控制設備、自動洗車機、天車升降控制、生產線監控等。目前在日常生活中，各個領域也已經在應用觸摸屏，甚至智能大廈管理、會議室聲光控制、溫室溫度調整等也都在應用觸摸屏。

觸摸屏是在操作人員和機器設備之間架起雙向溝通的橋梁，操作人員可以自由地在觸摸屏上組合文字、按鈕、指示燈、儀表、圖形、表格、測量數字等，來監控管理或顯示機器設備的運行狀態。在工業控制中，應用觸摸屏前，電氣控制設備的操作需要由操作人員根據控制設備上的一個個指示燈信號和數字顯示屏上一串串的字母數字所代表的設備運行狀態，去操作一個個按鈕來控制設備的運行，不但顯示不直觀，故障率高，且很難提高工作效率、易誤操作。使用了觸摸屏后，屏幕能明確指示并告知操作人員機器設備目前的運行狀況，使操作變得簡單直觀，并且可以避免操作上的失誤，即使是新手也可以根據屏幕顯示很輕松地操作整個機器設備；使用觸摸屏還可以使整個機器設備的配線標準化、簡單化，且可減少與之相連的PLC等設備的I/O接口數量，不但降低了生產成本，而且可大大地減少故障率，同時由于整個設備控制面板的小型化及高性能，也相對提高了整套設備的附加價值。

2.觸摸屏的編程軟件

從觸摸屏編程軟件的內涵上說，它是指操作人員根據工業應用對象及控制任務的要求，配置（包括對象的定義、制作和編輯，以及對象狀態特征屬性參數的設定等）用戶應用軟件的過程。

不同品牌的觸摸屏或操作面板所開發的編程軟件不盡相同，但都會具有一些通用功能，如畫面、標簽、配方、上傳、下載、仿真等。

（1）編程基本功能

觸摸屏編程的目的在于操作與監控設備或過程，因此，用戶應盡可能精確地在人機界面上映射設備或過程。觸摸屏與機器或過程之間通過PLC等外圍連接設備利用變量進行通信，變量值寫入PLC上的存儲區域或地址，由人機界面從該區域讀取，基本結構如圖2-2所示。

（2）畫面編輯制作

畫面是觸摸屏工程的重要組成部分，利用它們用戶可以將機器或過程的狀態可視化，并為操作機器或過程創建先決條件。用戶可以創建一系列帶有顯示單元或控件的畫面用于畫面之間的切換，如圖2-3所示。

對于畫面的創建一定要從工程項目的全局考慮，并在編程之前就進行基本設置和拆分。圖2-4所示為畫面創建的基本模板，它包括固定窗口、事件消息窗口、基本區域、消息指示器、功能鍵分配。

畫面是過程的映像，可以在畫面上顯示過程并指定過程值，圖2-5顯示了一個用于生產不同果汁的攪拌設備的實例。配料從不同容器注入攪拌器，然后進行攪拌，通過畫面顯示出容器與攪拌器中的液面。通過人機界面可以打開與關閉進口閥門、攪拌電動機等。

（3）聯合仿真

聯合仿真的目的就是在觸摸屏和實體PLC投入正式使用之前，觸摸屏從仿真PLC的本地地址讀取數據，其數據是靜態的，但聯合仿真方便了用戶直觀地預覽效果而不必每次都下載程序到PLC或觸摸屏，可以極大地提高編程效率，節省大量的由于重復下載所花費的工程時間。

（4）下載

下載之前，都必須通過畫面編程制作“工程文件”，再通過PC和觸摸屏產品的串行通信口、USB或以太網口，把編制好的“工程文件”下載到人機界面的處理器中運行。