21 世紀(jì)以來(lái)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷創(chuàng)新下，一種全新的人機(jī)交互技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這就是觸摸屏技術(shù)。在這種技術(shù)的支持下，人們不再受傳統(tǒng)鼠標(biāo)及鍵盤(pán)的限制，真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)自由交互。隨著觸摸屏技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新及生產(chǎn)生活需求，各種新型的觸摸屏技術(shù)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各行各業(yè)中。利用觸摸屏技術(shù), 用戶(hù)只需要用手指輕輕觸碰顯示屏上的文字或是符號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的控制，使人機(jī)交互更為直接，用戶(hù)使用更方便。

隨著工業(yè)智能化的發(fā)展，PLC 在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字量或模擬量的輸入和輸出來(lái)控制機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

工業(yè)用觸摸屏HMI 一般與PLC 系統(tǒng)配套使用，取代傳統(tǒng)的機(jī)械按鈕及指示燈，在觸摸屏上用相關(guān)符號(hào)來(lái)表示機(jī)械按鈕，在操作系統(tǒng)中，觸摸屏常作為PLC 的輸入和輸出設(shè)備，通過(guò)相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)適合用戶(hù)要求的控制畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作對(duì)象的控制和顯示。

觸摸屏技術(shù)的特點(diǎn)

觸摸屏的基本原理：用手指或其他物體觸摸屏幕時(shí)，所觸摸的位置由觸摸屏控制器進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)相關(guān)接口輸送到**處理器，從而確定輸入的信息，再由**處理器處理接收的信息，輸出相關(guān)指令。常用的觸摸屏可分為電阻式觸摸屏、表面電容式觸摸屏、紅外式觸摸屏、表面聲波式觸摸屏4 類(lèi)。

1.1 電阻式觸摸屏

電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)是在玻璃基板上形成透明的導(dǎo)電膜，其上設(shè)置隔片，然后設(shè)置透明導(dǎo)電薄膜。在上側(cè)導(dǎo)電薄膜與下側(cè)玻璃基板上分別在垂直方向上施加電場(chǎng)。當(dāng)手指或其他物體觸摸到上側(cè)導(dǎo)電薄膜的任意位置后，則該部分會(huì)與下側(cè)的玻璃基板上的導(dǎo)電膜通電，通過(guò)測(cè)量此時(shí)的電壓下降來(lái)計(jì)算觸摸的位置。

1.2 電容式觸摸屏

電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍有狹長(zhǎng)的電極，電壓連接到四角，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。當(dāng)手指觸摸屏幕表面時(shí)，手指與導(dǎo)體間會(huì)形成一個(gè)耦合電容。四邊電極發(fā)出的電流流向觸摸點(diǎn)，因工作面上接有高頻信號(hào)，手指會(huì)吸走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分別從觸摸屏四角上的電極流出，而電流的強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，從而可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的位置。

1.3 紅外式觸摸屏

紅外式觸摸屏在屏幕框架的四邊排列有紅外線(xiàn)發(fā)射管及接收管，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交錯(cuò)的紅外矩陣，用戶(hù)以手指觸摸屏幕某一點(diǎn)時(shí)，便會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線(xiàn)，**處理器以此計(jì)算出觸摸點(diǎn)的位置。主要由裝在觸摸屏外框上的紅外發(fā)射與接收感測(cè)元件構(gòu)成。

1.4 表面聲波式觸摸屏

表面聲波式觸摸屏是在顯示器表面加裝聲波發(fā)生器、反射器和聲波接收器，聲波發(fā)生器發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當(dāng)手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波被阻止，**處理器由此確定觸摸點(diǎn)的位置。

觸摸屏在堆垛機(jī)上有什么應(yīng)用？

隨著物流行業(yè)飛速發(fā)展，觸摸屏技術(shù)已經(jīng)在堆垛機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。目前，可選用的品牌，一般以使用環(huán)境和滿(mǎn)足客戶(hù)需求為先決條件進(jìn)行選型，安裝的位置較靈活，根據(jù)用戶(hù)不同的需求，可安裝在控制柜表面或安裝在載貨臺(tái)操作室或在地面上設(shè)置單獨(dú)支架單獨(dú)擺放。不同的觸摸屏具備的功能也有所不同。本文以某藥業(yè)項(xiàng)目為例介紹工業(yè)觸摸屏在堆垛機(jī)系統(tǒng)中的常見(jiàn)功能應(yīng)用。

2.1 觸摸屏組態(tài)

所述項(xiàng)目選用PLC，觸摸屏選用電阻式觸摸屏，觸摸屏通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與PLC 相連進(jìn)行信息交互。通過(guò)軟件對(duì)觸摸屏進(jìn)行組態(tài)編輯，完成網(wǎng)絡(luò)連接。

2.2 設(shè)備狀態(tài)顯示及運(yùn)行監(jiān)控

2.2.1 指示燈顯示

根據(jù)觸摸屏的圖形動(dòng)畫(huà)顯示功能和文本域功能，將PLC 中變量信息與圖形動(dòng)畫(huà)顯示相結(jié)合，可以更加直觀(guān)地顯示出堆垛機(jī)的I/O 點(diǎn)狀態(tài)。此處以堆垛機(jī)聯(lián)網(wǎng)為例，當(dāng)堆垛機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，觸摸屏上的聯(lián)網(wǎng)指示燈顯示為白色，當(dāng)堆垛機(jī)處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，觸摸屏上的聯(lián)網(wǎng)指示燈顯示為綠色。該模式還可以查看PLC 中各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，進(jìn)而判斷堆垛機(jī)系統(tǒng)中各電氣元件通斷情況。

觸摸屏的強(qiáng)大顯示功能代替了傳統(tǒng)的單一指示燈顯示，避免了線(xiàn)路老化和接觸不良等情況的發(fā)生，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。用戶(hù)可以直觀(guān)了解堆垛機(jī)目前所處的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)觸摸屏的顯示功能很快判斷出故障點(diǎn)的位置，給設(shè)備的維護(hù)及故障處理帶來(lái)極大的方便。

2.2.2 報(bào)文狀態(tài)顯示

根據(jù)觸摸屏I/O 域讀寫(xiě)功能，可以查看堆垛機(jī)系統(tǒng)與上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息交互，沒(méi)有引入觸摸屏技術(shù)時(shí)，用戶(hù)想要知道堆垛機(jī)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)需到總控室的上位機(jī)系統(tǒng)中查看，用戶(hù)需經(jīng)常往返于總控室與設(shè)備之間，當(dāng)總控室距離設(shè)備相對(duì)較遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，給用戶(hù)帶來(lái)不便。利用觸摸屏上I/O 域讀寫(xiě)功能可有效解決此類(lèi)問(wèn)題。

2.2.3 故障顯示

根據(jù)觸摸屏的故障顯示功能，用戶(hù)不僅可以方便直觀(guān)地查看堆垛機(jī)設(shè)備的當(dāng)前故障，也可以查看當(dāng)前故障的處理方法，如果屬于可解除的故障，便可直接使用觸摸屏復(fù)位按鈕解除故障，無(wú)需到上位機(jī)系統(tǒng)中查看和解除故障，節(jié)省了查看及判斷故障的時(shí)間，提高了設(shè)備的使用效率。

通過(guò)“查看記錄”功能可以查看本臺(tái)設(shè)備的歷史故障記錄，方便用戶(hù)分析和統(tǒng)計(jì)該設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行情況，并可據(jù)此有針對(duì)性制定該設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，重點(diǎn)檢查維護(hù)故障點(diǎn)較高的位置，有效排除潛在問(wèn)題，進(jìn)一步提高設(shè)備零部件的使用壽命，降低設(shè)備故障率。

2.2.4 運(yùn)行監(jiān)控

根據(jù)觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控功能用戶(hù)可以方便地查看當(dāng)前堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù), 包括行走距離、行走速度、起升距離、起升速度、貨叉速度及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離目標(biāo)位置的誤差等數(shù)據(jù)。

以貨叉監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為例，當(dāng)載貨臺(tái)處在較高位置報(bào)警時(shí)，憑肉眼無(wú)法準(zhǔn)確判斷貨叉位置，此時(shí)用戶(hù)就可以根據(jù)觸摸屏的運(yùn)行監(jiān)控畫(huà)面來(lái)判斷貨叉的位置，一般設(shè)定貨叉的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)在-10~10 之間時(shí)。

當(dāng)貨叉當(dāng)前位置數(shù)據(jù)大于10 時(shí)，說(shuō)明貨叉沒(méi)有在原位，貨叉已向左側(cè)伸叉；當(dāng)貨叉當(dāng)前位置數(shù)據(jù)小于-10時(shí)，說(shuō)明貨叉沒(méi)有在原位，貨叉已向右側(cè)伸叉。這樣用戶(hù)就可以準(zhǔn)確判斷出貨叉的位置，并進(jìn)行有效操作。提高了處理故障的效率，及時(shí)有效避免了用戶(hù)的誤操作，降低了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

2.3 自動(dòng)控制

根據(jù)觸摸屏的自動(dòng)控制功能，用戶(hù)可以直接在觸摸屏中輸入執(zhí)行指令，當(dāng)指令輸入正確，堆垛機(jī)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行該命令。以入庫(kù)作業(yè)為例介紹觸摸屏自動(dòng)控制功能，用戶(hù)只需在觸摸屏上依次選擇入庫(kù)口地址，輸入排、列、層，按下啟動(dòng)按鈕，堆垛機(jī)就會(huì)自動(dòng)到指定的取貨口取貨，然后再自動(dòng)放入到指定貨位。

相比于傳統(tǒng)的人為手動(dòng)操作取、放貨，所述設(shè)備不僅節(jié)約了時(shí)間成本，而且極大地提高了設(shè)備的使用率和設(shè)備的可操作性。對(duì)于類(lèi)似的自動(dòng)控制，觸摸屏還可以完成自動(dòng)出庫(kù)作業(yè)、自動(dòng)倒庫(kù)作業(yè)、自動(dòng)召回到指定位置、自動(dòng)直出作業(yè)以及自動(dòng)空托盤(pán)收集等作業(yè)。

2.4 權(quán)限管理

由于觸摸屏的可執(zhí)行性較強(qiáng)，給用戶(hù)提供了很大的自由操作空間，為便于操作及用戶(hù)管理，觸摸屏配有用戶(hù)管理權(quán)限功能，即在用觸摸屏操作前對(duì)用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)不同的操作人員設(shè)置不同的權(quán)限，對(duì)觸摸屏特殊的功能進(jìn)行加密保護(hù)。這樣既方便管理也提高了觸摸屏的安全性。

總結(jié)

隨著觸摸屏技術(shù)的不斷創(chuàng)新成熟，在未來(lái)的智能工廠(chǎng)應(yīng)用中，觸摸屏技術(shù)也將處于舉足輕重的地位，工業(yè)觸摸屏正朝著專(zhuān)業(yè)化、立體化、大屏幕化、智慧化等多元化方向發(fā)展，為用戶(hù)提供更便捷、智能、人性化的服務(wù)。同時(shí)，觸摸屏技術(shù)在堆垛機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用也會(huì)更加廣，更加有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

江蘇鶴奇工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司主要經(jīng)營(yíng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)及設(shè)備的制造加工、研發(fā)、銷(xiāo)售，電子元器件、機(jī)械設(shè)備零部件的制造、銷(xiāo)售，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程施工，計(jì)算機(jī)軟件研發(fā)、銷(xiāo)售，機(jī)械設(shè)備、電子產(chǎn)品的銷(xiāo)售，從事貨物及技術(shù)的進(jìn)出口設(shè)備等多項(xiàng)業(yè)務(wù)，主營(yíng)業(yè)務(wù)涵蓋自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，堆垛機(jī)，穿梭車(chē)，AGV小車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家。江蘇鶴奇工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司主營(yíng)業(yè)務(wù)涵蓋自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，堆垛機(jī)，穿梭車(chē)，AGV小車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家，堅(jiān)持“質(zhì)量保證、良好服務(wù)、顧客滿(mǎn)意”的質(zhì)量方針，贏得廣大客戶(hù)的支持和信賴(lài)。

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