【摘 要】可編程邏輯控制器在自動化領域里廣泛的應用在很大程度上促進了自動化的發(fā)展，可以說可編程邏輯控制器是自動化控制系統(tǒng)的核心器件。為了增強可編程邏輯控制器的功能，并使之更加的便于操作，可以將其與觸摸屏相結合，實現(xiàn)操控可視化。本文對可編程邏輯控制器與觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應用進行了相關的研究，提出了一種可行的解決方案，實現(xiàn)了以觸摸屏為人機交互界面，利用可編程邏輯控制器和相應外設器件對現(xiàn)場的溫度、壓力信號的采集，并對相應外設進行控制，具有一定得實際應用價值。

【關鍵詞】控制系統(tǒng) PLC

隨著科技的進步，人類社會的自動化程度大大加深，自動化控制系統(tǒng)在科研、工業(yè)、國防等領域都承擔著重要的任務。雖然各式各樣的自動化控制系統(tǒng)正在逐漸的完善對于各種數(shù)據(jù)測量、提取、傳送等的需求，但是人們已經(jīng)不再滿足于自動化控制系統(tǒng)的測量功能，提出了更多的需求。這其中一項最為迫切的需求就是自動化控制系統(tǒng)的可操作性有待增強。傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）雖然具有很強大的功能，但是開發(fā)起來需要專業(yè)的電子設計人員用編程語言對其內(nèi)部邏輯程序進行編寫和燒錄，使用過程中的操作人員則對這些程序類的操作并不熟悉，導致了使用者在讀取數(shù)據(jù)和管理系統(tǒng)方面存在很大的障礙。觸摸屏的出現(xiàn)具有劃時代的意義，其操作更加符合人類的思維，因此如果能夠將PLC與觸摸屏相結合，設計實現(xiàn)一個可視化的組合控制系統(tǒng)，將大大的便利操作人員，增強自動化系統(tǒng)的可操作性和可讀性。本文正是基于這個原因，將PLC與觸控屏結合在一塊兒，對基于這種組合的控制系統(tǒng)的一般建立過程進行探索。

一、系統(tǒng)組成

（一）可編程邏輯控制器?？删幊踢壿嬁刂破髟谛袠I(yè)內(nèi)通常簡稱為PLC，它是一種簡單、通用、功能強大的控制類器件，具有其它芯片所不具備的很高的抗干擾能力，它可以十分有效的提高系統(tǒng)的可靠性，并在很大程度上提升系統(tǒng)整體的效率。PLC具有很多功能強大的接口，比如串行口和一些自由通信接口。串行口由于是標準接口，因此可以兼容很多設備。而自由通信接口則可以由用戶來自定義傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議，亦即用戶可以在邏輯程序設計過程中，通過代碼將自定義的程序實現(xiàn)出來。這就在很大程度上給PLC提供了更多的應用機會，因為很多的數(shù)據(jù)并不具有標準的數(shù)據(jù)格式，或者具有特殊的傳輸要求，比如實時性，數(shù)據(jù)塊的大小等等的現(xiàn)實問題上的約束。PLC的串行口通常可以和一些常見的外圍設備相連接，比如打印機，RFID閱讀器，觸摸屏等。一般PLC都可以支持一定范圍內(nèi)的串行口波特率，可以滿足大部分設備對數(shù)據(jù)速率的需求。

（二）觸摸屏。觸摸屏是一種新的人機交互工具，它替代了傳統(tǒng)的鼠標、鍵盤等外設輸入設備和顯示器、打印機等顯示輸出設備，具有雙向交互能力。人們可以通過觸摸屏來獲取系統(tǒng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并可以通過觸控來進行相應的操作。這種使用操作方式非常符合人類的直觀操作反映，因此觸摸屏的出現(xiàn)具有劃時代的意義。觸摸屏的工作原理是當用戶對觸摸屏上的某一點進行觸控時，觸摸屏可以捕捉并反饋觸摸屏中的位置坐標信息，從而達到對用戶操作的識別。觸摸屏自動化領域內(nèi)也具有很大的應用前景，比如它可以替代一些控制按鈕，將這些按鈕軟體化呈現(xiàn)在屏幕上，用戶在點擊這些按鈕的同時完成傳統(tǒng)按鈕的功能。觸摸屏可以將傳統(tǒng)控制上的很多功能集成在一個小面板上，通過不斷的切換來進行操作，十分的方便，從而減少按鈕和一些儀器儀表的使用，可以為整個系統(tǒng)降低投入成本。

二、控制流程

市面上常見的觸摸屏都是用串口與控制器進行通信的，而PLC也支持標準的串口通信，因此在設計實現(xiàn)PLC和觸控屏兩者相結合所組成的控制系統(tǒng)時，應適當選取均支持相同串口協(xié)議的硬件設備和芯片。這里不選用自由通信接口的原因是，雖然自由通信接口具有很高的靈活性，但是由于數(shù)據(jù)通信協(xié)議是用戶自定義的，因此不具有通用性，并且可維護性和可移植性很差，專用性太強，不適合大型系統(tǒng)和后續(xù)的維護升級。在實際系統(tǒng)中，首先PLC利用外圍數(shù)據(jù)采集電路將待測的數(shù)據(jù)信號轉換成電信號。這個過程通常要依靠一些物理感應裝置將數(shù)據(jù)收集起來，而后使用一些專用的模擬-數(shù)字轉換器來實現(xiàn)。比如在實踐中很多系統(tǒng)都會使用的溫度這一參量，就可以利用溫度傳感器等傳感設備，將溫度這一環(huán)境信息變換為模擬電信號，然后用模數(shù)轉換器轉化為電信號，這樣電子系統(tǒng)內(nèi)就可以將其傳輸和處理了。之后，這些數(shù)據(jù)會通過傳送器上傳到PLC中，PLC經(jīng)過計算，將計算結果傳送到觸摸屏上。這時候觸控屏所起到的作用較之于傳統(tǒng)的顯示屏幕在功用上來講是同樣的，亦即能夠使諸如溫度變化曲線等信息在屏幕上提供給使用者，以供參考。用戶通過點觸觸控屏上的顯示出來的信息和按鈕等內(nèi)容，觸控屏則獲知屏幕上被點擊部位的方位坐標信息，并將其反饋給PLC，再由PLC中用戶預置燒錄的程序來判斷用戶的操作狀態(tài)和執(zhí)行相應的反饋操作指令，從而完成對系統(tǒng)的相關狀態(tài)參數(shù)進行查詢、保存和對比分析等相關操作，然后用戶通過點擊相關按鈕或者通過觸控屏的輸入界面鍵入相關參數(shù)調整信息到指定器件后，數(shù)據(jù)就被傳送到PLC的中與命令相對應的控制寄存器中，最后各種器件就根據(jù)用戶所下達的指令對相應的外圍設備進行操作，比如開關電路的連接與切斷等。而對于那些需要模擬量進行操作控制的外設裝備，就需要引入數(shù)字-模擬轉換器這樣的模數(shù)轉換設備，通過信號轉化，將控制信號變換為模擬量，從而驅動相關電路進行控制和動作。

三、系統(tǒng)的應用前景展望

PLC和觸摸屏的組合具有很強的優(yōu)勢，能夠發(fā)揮出PLC的控制功能和觸摸屏的交互功能。這一組合具有非常好的可操作性和便利性，一方面可以替代傳統(tǒng)的輸入輸出設備，降低系統(tǒng)的成本，簡化系統(tǒng)的結構；而另一方面，PLC和觸摸屏的組合也方便操作人員的使用，降低了操作難度，可以更直觀的對系統(tǒng)進行狀態(tài)的獲取和反饋控制。因此PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)將會是自動化控制領域未來發(fā)展的必然趨勢。

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