觸摸屏技術及其在堆垛機系統中的功能應用

曹玉龍

【摘? 要】隨著逐漸普及的觸摸屏技術，為了滿足生產生活的需要，觸摸屏技術在各個領域中都有著廣泛的應用。觸摸屏技術的有效應用，用戶只需用手指觸摸屏顯上的文字或符號即可控制主機，人機交互更直接、更人性化。在PLC系統中，觸摸屏的使用通常是與工業HMI觸摸屏結合在一起的，可以對傳統的機械按鈕和指示燈予以有效的取代。在觸摸屏中，傳統的機械按鈕用相關符號來進行表示。在操作系統中，觸摸屏常通過連接的軟件作為PLC的輸入輸出設備。為用戶設計合適的控制屏幕以執行操作對象的控制和顯示。

【關鍵詞】觸摸屏技術;堆垛機;應用

1 觸摸屏技術的特點

一般情況下對觸摸屏進行分類，可以分為4類，分別為電阻式觸摸屏、表面電容式觸摸屏、紅外式觸摸屏以及表面聲波式觸摸屏。

1.1 電阻式觸摸屏

一般，是由于玻璃基板上形成了一層透明導電膜，以此形成了電阻式觸摸屏的結構鋼，先在導電膜上放置隔板，然后再對到導電膜進行設置。如果要對導電膜和玻璃基板施加電場，應在垂直的方向上進行。一旦與導電膜接觸，則受到玻璃基板上的導電膜的影響被激活，在對實際位置進行計算的過程中，通過對電壓的測量進行計算。

1.2 電容式觸摸屏

電容式觸摸屏在觸摸屏的四個邊上都排列著又長又窄的電極，四個角接上電壓，在導電體中形成低壓交流電場。當手指觸摸屏幕表面時，手指和跟蹤器之間會產生耦合能力。四邊電極發出的電流流向接觸點。由于高頻信號連接到工作表面，手指會吸取很小的電流。這個電流從電極流向觸摸屏的四個角，距離成正比，從而準確計算出觸摸點的位置。

1.3 紅外式觸摸屏

紅外觸摸屏在顯示框的四邊排列著紅外發射管和接收管，形成水平和垂直的紅外矩陣一一交織。當用戶用手指觸摸屏幕上的某個點時，會阻擋通過該位置的橫向和縱向兩條紅外線，設備計算出觸摸點的位置。主要由安裝在觸摸屏外框上的發射傳感器和紅外接收元件組成。

1.4 表面聲波式觸摸屏

將聲波發生器、反射器以及聲波接手器安裝在表面聲波式觸摸屏的屏幕上。利用聲波發生器將高頻聲波發送至整個屏幕上。一旦與手指進行接觸，則會使得聲波被阻止，為了對觸摸點的位置予以確定，應采用中央處理設備進行。

2 觸摸屏技術在堆垛機中的功能應用

隨著物流行業的快速發展，觸摸屏技術已廣泛應用于集運起重機系統中。目前，選擇的品牌一般是根據使用環境和滿足客戶的需求來選擇的。安裝位置更靈活。根據用戶的不同需求，可安裝在控制柜表面或負載平臺的操作室或安裝在地面上的獨立支架單獨放置。不同的觸摸屏有不同的功能。

2.1 觸摸屏組態

該項目所用的PLC采用的是西門子S7-300，將西門子電阻式觸摸屏KTP700Basic PN運用在觸摸屏上，利用工業以太網與PLC對觸摸屏的信息進行交換。在對觸摸屏進行組態編輯的時采用TIA PortalV13 軟件進行，對網絡進行連接，用圖1進行表示。

2.2 設備狀態顯示及運行監控

2.2.1 指示燈顯示

為了確保堆垛機在I/O點的狀態可以更好的顯示出來，應在觸摸屏的基礎上，利用圖形動畫顯示以及文本字段功能，使得圖形動畫可以與PLC中的變量信息結合起來。從觸摸屏的網格指示上進行觀察，處在手動模式下時，其指示燈用白色進行表示，當處于網格模式時，指示燈用綠色進行標識，以此對于設備中的PLC接入點狀態進行檢查，并針對電氣元件的通斷狀態采用堆垛機進行有效的判斷。

強大的觸摸屏顯示功能取代了傳統的單指示燈顯示，可以使得線路老化以及接觸不良的情況得到有效的降低，以促進系統向更加穩定的方面發展。針對采集器的當前狀態，也可以更加直觀的進行判斷。一旦有故障存在于系統中，為了對故障位置進行有效的確定，應利用觸摸屏的顯示功能有效的進行判定，使得對設備的維護以及故障的排除更加有效的進行。

2.2.2 報文狀態顯示

為了對堆垛機系統以及上位機系統的實際信息交互情況進行分析，觸摸屏I/O域的讀/寫功能可以有效實現該功能。如果沒有使用觸摸屏技術，用戶想要了解采集器當前執行的任務，應該查看主控室的上位機系統。用戶必須經常在主控制室和設備之間穿梭。如果設備與主控室之間存在較大的距離的差距，那么在實際操作時，可能會造成大量時間的浪費。為了使得該問題可以得到有效的解決，觸摸屏中I/O域讀/寫功能的應用是最為重要的一個環節。

2.2.3 故障顯示

通過觸摸屏顯示缺陷顯示功能，用戶不僅可以方便直觀地查看堆垛機設備的當前錯誤，還可以查看實際缺陷的處理方法。如果是可解決的故障，在對故障進行排除的過程中，可以采用觸摸屏復位按鈕進行，在上位機系統中不需要使用檢查和排除系統，使得其檢查的時間可以得到有效的節約，同時，其使用的效率也可以得到有效的提升。為了對所出現故障的歷史記錄進行分析查找，應采用“查看記錄”功能進行，為用戶在統計系統內設備的運行情況進行分析研究，實現設備維護計劃的有效進行。為此，重點將檢查和維修故障置于最高位置，有效排除潛在問題，進一步提高設備部件的使用壽命，使得設備出現故障的概率得到有效的降低。

2.2.4 運行監控

根據觸摸屏的實時監控功能，用戶可以方便地查看堆垛運動的實際數據，包括步行距離和行走距離。以fork監控數據為例。當裝載平臺處于較高位置并報警時，肉眼無法準確判斷貨叉位置。這時用戶可以根據觸摸屏操作的監控顯示判斷貨叉的位置。一般設置為當貨叉當前位置數據在-10 10之間時。貨叉的位置大于10，這意味著貨叉不在原來的位置，貨叉向左伸出;當前叉位置小于-10時，表示貨叉不在起始位置，貨叉已向左移動。將前叉向右延伸。這樣，用戶可以準確地確定運輸叉的位置并進行有效的操作，提高了解決問題的效率，及時有效地避免了用戶誤操作，使得系統風險的系數得到有效的降低。

2.3 自動控制

根據自動觸摸屏控制功能，用戶可以直接在觸摸屏上輸入執行命令。當命令輸入正確時，聚合器將自動執行命令。以存儲操作為例介紹自動觸摸屏控制功能。用戶只需在觸摸屏上依次選擇入庫口地址，輸入行、列、層，按啟動鍵，收貨機將自動前往指定的收貨口取貨物，然后自動放置在指定的貨位。該設備與傳統的人工收發貨物相比，不僅節省了大量的時間和成本，而且大大提高了設備的利用率和設備的功能性。對于類似的自動控制，觸摸屏還可以完成自動退出操作、自動出料操作、指定位置自動牽引、自動直接操作、自動收集空托盤等任務。

3 結語

在目前觸摸屏技術不斷深入發展的同時，在未來的智能工廠中，觸摸屏技術也得到了廣泛的應用。為了實現更加便捷、智能、人性化的發展，觸摸屏技術的發展方向應以專業化、立體化、大屏化以及智能化為主。與此同時，子啊堆垛機系統中，觸摸屏技術的應用領域也將更加廣泛，以促進系統的穩定性和安全性可以得到有效的提升。

參考文獻：

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