PLC与触摸屏综合应用.ppt

PLC与触摸屏 控制技术,PLC与触摸屏综合应用,任务一、 触摸屏的简要结构、原理,任务二、触摸屏的画面制作及基本操作,任务三、 PLC与触摸屏综合应用,学习目标,了解触摸屏基本原理。 熟悉GTDesigner编程软件的使用，掌握图形、对象的操作和属性的设置。 能根据项目要求, 熟练地使用三菱公司的GTDesigner编程软件编制触摸屏程序，并写入触摸屏与PLC进行联机调试运行。 能运用PLC、触摸屏进行综合控制，解决实际工程问题。,任务一、 触摸屏的简要结构、原理,触摸屏是“图形操作终端”“GOT”在工业控制中的通俗叫法，这种液晶显示器具有人体感应功能，当手指触摸到触摸屏上的图形时，可发出操作指令。,（一）触摸屏分类,电阻式触摸屏原理,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，先在顶层的电极(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。,电容式触摸屏原理,电容式触摸屏分两种类型： 表面式电容 投射式电容。 表面电容触摸屏通过人体的感应电流来进行工作。它采用一层铟锡氧化物（ITO），外围至少有四个电极。当一个接地的物体靠近时，例如手指，流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。,另一类利用触摸屏电极发射出的静电场线称为投射电容式触摸屏。当手指靠近从一个电极到另一个电极的电场线时，相邻电极耦合产生的电容产生变化，控制器收集变化信息，从而计算出位置。这种触摸屏的最大优势是实现了多点触控，使得用户的操作更加便捷。,电阻式触摸屏（5800）&表面电容式触摸屏,投射电容式触摸屏（iphone）,电容式触摸屏原理,红外线触摸屏原理,在屏幕周边，成对安装红外线发射器和红外线接受器，形成紧贴屏幕前密布X、Y方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。,红外触摸屏的优点是可用手指、笔或任何可阻挡光线的物体来触摸。 红外触摸屏缺点是在球面显示器上使用时感觉不好，这是因为赖以工作的红外光栅矩阵显然要求保证在同一平面上，但是这个缺点在平面显示器上不存在，比如液晶显示器。 在平面显示器上使用，红外触摸屏具有相当的优势。其结构简单，价格低廉。然而其原理限制它不能实现多点触控。,红外线触摸屏原理,声波式触摸屏原理,表面声波触摸屏是利用声波可以在刚体表面传播的特性设计而成。 以X轴为例，控制电路产生发射信号（电信号），该电信号经玻璃屏上的X轴发射换能器转换成超声波，超声波在前进途中遇到45度倾斜的反射线后产生反射，产生和入射波成90度、和Y轴平行的分量，该分量传至玻璃屏X方向的另一边也遇到45度倾斜的反射线，经反射后沿和发射方向相反的方向传至X轴接收换能器。X轴接收换能器将回收到的声波转换成电信号。控制电路对该电信号进行处理得到表征玻璃屏声波能量分布的波形。有触摸时，手指会吸收部分声波能量，回收到的信号会产生衰减，程序分析衰减情况可以判断出X方向上的触摸点坐标。同理可以判断出Y轴方向上的坐标，X、Y两个方向的坐标一确定，触摸点自然就被唯一地确定下来。,各类触摸屏横向比较,电阻式：触摸屏处于一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污，可以用任何物体来触摸。精度非常高，可用来作图，书写。价格合理。 电容式：最大优势是能实现多点触控，操作最随意。不足的是精度较低，受周围环境电场影响可能产生漂移，价格较高。 红外线式：红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，但对光照较为敏感。价格较低，维护方便。 声波式：屏幕多为钢化玻璃，清晰度高，透光率好。高度耐久，抗刮伤性良好。多用于各种公共场合如ATM，自动售票机等。,常用触摸屏特性比较表,任务二、触摸屏的画面制作及基本操作,三菱触摸屏来到中国有20多年的历史，现在市场上主要使用的有以下系列：F900系列、A900系列、 GT10、 GT11和GT15系列，种类达数十种。 现以学院实训室设备GT1000为例来说明触摸屏的使用。,GT1150系列、GT1155系列、GT1175系列、GT1575系列、GT1585系列、GT1595系列、A970GOT系列、A975GOT系列、A985GOT系列、F930GOT系列、F940GOT系列。,1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接,1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接,作为PLC的图形操作终端，GOT必须与PLC联机使用，通过操作人员手指与触摸屏上的图形元件的接触发出PLC的操作指令或者显示PLC运行中的各种信息。,1、GOT的接线及与计算机、PLC的连接,（1）用户画面功能（用户制作的画面）, 画面显示功能。 可存储并显示用户制作画面最多500个（画面序号1500）及30个系统画面（画面序号1 0011 030）。 画面操作功能。 GOT可以作为操作单元使用，通过GOT上设计的操作键来ON/OFF PLC的位元件，可以通过设计的键盘输入或更改PLC字元件的数据。 监视功能。 GOT可以通过用户画面显示PLC内位元件的状态及字元件的设定值和当前值，可以以数字或棒图的形式显示，供监视用。,2、GOT的画面功能（用户画面功能、系统画面）,（2）系统画面功能, 监视功能 可监视程序清单（仅对FX系列PLC），可在GOT处于HPP（手持式编程）状态时，使用GOT作为编程器显示及修改PLC机内的程序。设有缓冲存储器（仅对FX2N和FX2NC系列PLC），特殊模块的缓冲存储器（BFM）中的内容可以被读出、写入和监视。 数据采样功能 GOT可以设定采样周期，记录指定的数据寄存器的当前值，并以清单或图表的形式显示或打印这些数值。 报警功能 触摸屏可以指定PLC的最多256点连续位元件（可以是X、Y、M、S、T、C）与报警信息相对应，在这些元件置位时显示一定的画面，给出报警信息 其他功能,（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍,三菱触摸屏的用户画面制作软件有FX-PCS-DU/WIN-C和GT-Designer等，前者主要用于制作F900系列触摸屏的画面，后者用于高档触摸屏（如A900系列、GT11系列、GT15系列）画面的制作，也可用于F900系列触摸屏。 1)软件的主界面: GTDesigner软件安装完毕后，单击快捷方式图标即可进入软件的主界面，如图所示，主界面由标题栏、菜单栏、工具栏及应用窗口等部分组成。,2)图形绘制和文本设置,在编辑区可以进行直线、矩形、圆等图形的绘制和文本设置。 图形绘制方法：可以在图形对象工具栏或绘图菜单的下拉菜单以及工具选项板中单击相应的绘图命令，然后在编辑区进行拖放即可。图形/对象属性的调整，如颜色、线形、填充等，可以双击该图形，再在弹出的窗口中进行调整。 文本设置是在GOT画面上设定汉字、英文、数字等文字的部件。单击图形/对象工具栏中的按钮或从菜单栏中“绘图”菜单进入并单击“绘图图形”后的级联菜单条后，则可出现文本设置对话框。,（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍,3)对象功能设置,（1）数据显示功能。数据显示功能能实时显示PLC字元件中的数据。数据可以以数字、数据列表、ASCII字符及时钟等显示，分别单击图形/对象工具栏中的 （数字显示）、 （时钟显示）按钮会出现该功能的属性设置窗口，设置完毕按“确定”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即生成该对象，可以随意拖动对象到任意需要的位置。,（2）信息显示功能。信息显示功能可以显示PLC相对应的注释和出错信息，包括注释、报警记录和报警列表。,（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍,（3）动画显示功能。 动画显示功能可以显示与软元件相对应的部件、指示灯和指针仪表盘。按图形/对象工具栏中的 （部件显示）、 （指 示灯）、 （指针仪表）按钮，即弹出设置窗口，显示的颜色可以通过其属性来设置，同时，可以根据软元件的ON/OFF状态来显示不同颜色，以示区别。,（4）图表显示功能。 图表显示功能可以显示采集到PLC软元件的值，并将其以图表的形式显示。单击图形/对象工具栏的 （折线图/趋势图/棒状图）按钮 。,（5）触摸按键功能。 触摸键在被触摸时，能够改变位元件的开关状态、字元件的值，也可以实现画面跳转。,（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍,（6）数据输入功能。 数据输入功能可以将 任意数字和 ASCII码 输入到软元件中。对应的按钮是 （数字输入）和 （ASCII码输入），操作方法和属性设置与上述相同。 （7）其他功能。 其他功能包括硬复制功能、系统信息功能、条形码功能、时间动作功能，此外还具有屏幕调用功能、安全设置功能等。,（三）GT-Designer2 画面制作软件介绍,项目1、小车正反转控制系统,任务三、 PLC与触摸屏综合应用,项目2、抢答器控制系统,任务实施：小车正反转控制系统,（一）PLC和触摸屏软元件分配,（二）系统接线图,（三）PLC程序,（三）触摸屏画面设计,（四）触摸屏PLC联机运行,项目1、小车正反转控制系统,图6-8 系统接线示意图,（二）系统接线图,任务实施：小车正反转控制系统,RS232,（三）PLC程序,任务实施：小车正反转控制系统,1、新建工程-选择触摸屏型号选择与之相连的PLC型号选择连接方式确认通信协议,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,共建立2个窗口：“欢迎界面”及“操作界面” （菜单：画面新建基本画面）,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,设计欢迎界面,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,“小车*系统”，“*学院*制作”为文本； 左下角添加系统时间（菜单：对象时刻显示）； 右下角添加日期显示（菜单：对象日期显示）； 添加一个“多用动作开关”，动作设置为“切换到画面2”， 并把该“开关”大小拖大至覆盖整个画面。,设计操作界面1,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,“小车*系统”，“设定*时间”，“已运行*时间”为文本； “设定*时间”后面添加一个“数值输入”，软元件定义为D1，用于动态进行运行时间设定；（在“对象”菜单里） “已运行*时间”后面添加一个“数值显示”，软元件定义为D2，用于实时显示运行时间；,设计操作界面2,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,设置 “指示灯显示（位）”，软元件定义为Y0（表示正转显示）； 软元件Y0的“文本”设置：OFF的时候可为空，ON的时候注释为“正转运行中”； 同理，设置另2个“指示灯显示（位）” ，Y1/M10，分别注释为“反转运行中”；“停止中”；,设计操作界面3,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,设置 “位开关”软元件定义为M1（用于启动正转）； M1动作设置为“点动”； 颜色、外形自定； 文本标签：OFF时注释为“点击正转”，ON时注释为“开始正转”； 同理，设置另2个“位开关”M2/M3，分别用作“反转”和“停止”控制；,设计操作界面4,任务实施：小车正反转控制系统,（三）触摸屏画面设计,设置 “多用动作开关”，动作设置为“切换到画面1”， 颜色、外形自定； 文本标签：OFF时注释为“返回初始画面”，ON时注释可跟OFF时一样，或为空；,触摸屏端及PLC端的通讯设置,任务实施：小车正反转控制系统,PLC编程软件GX Developer里面，菜单 “在线传输设置”PC端设置为USB； 把PLC程序写入PLC； 触摸屏设计软件里面，菜单“通讯跟GOT的通讯”，“通讯设置”也选择USB，并点击测试，看是否通讯成功； 把控制界面进行“工程下载”写入触摸屏中。,（四）触摸屏PLC联机运行,联机运行,任务实施：小车正反转控制系统,在欢迎界面，点击任意位置，可进入操作界面，在操作界面，点击“返回初始界面”，可返回； 进入操作界面后，点击“设定运行时间”，会弹出小窗口提示输入一个数字作为运行时间； 最后，点击“正转”、“反转”或“停止”进行系统控制。,（四）触摸屏PLC联机运行,一些常见问题处理,若发现通讯出错： 1、应检查通讯连接线是否松动； 2、通讯接口的设置是否正确：PLC及触摸屏端均设置为用USB方式跟电脑相连，触摸屏跟PLC选择RS232通讯接口（实训室实际情况决定）。,项目1、小车正反转控制系统,任务三、 PLC与触摸屏综合应用,项目2、抢答器控制系统,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,一、项目要求,设计一个知识竞赛抢答控制系统，要求用PLC和触摸屏进行控制和显示，要求如下： 1.儿童2人、学生1人、教授2人共3组抢答，竞赛者若要回答主持人所提出的问题时，需抢先按下桌上的按钮。 2.为了给参赛儿童组一些优待，儿童2人（SB1和SB2）中任一个人按下按钮时均可抢答，灯HL1点亮。 为了对教授组做一定限制，只有在教授2人（SB4和SB5）按钮同时都按下时才可抢得，灯HL3才亮。 3.若在主持人按下开始按钮后10秒内有人抢答，则幸运彩灯点亮表示庆贺，同时触摸屏显示“抢答成功” ，否则，10秒后显示“无人抢答”，再过3秒后返回原显示主界面。 4.触摸屏可完成开始、介绍题目、返回、清零和加分等功能，并可显示各组的总得分。,I/O分配：,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,外部接线图,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,一、项目要求,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,1、欢迎界面：,1、欢迎界面： 本界面中的提示文字为“文本”， 表面设置一个“透明”的“多用动作开关”，用于切换到工作界面。,一、项目要求,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,2、抢答界面：,2、抢答界面： 三个指示灯为触摸屏设计软件中的“指示灯显示（位）”，分别用于显示哪组抢答成功（Y0Y2）。 下方四个按键为“位开关” （M21M24） ，用于主持人通过触摸屏输入相应信息。 “总分”按键为“多用动作开关，用于查看当前分数。,一、项目要求,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,3、比赛得分界面：,说明： 用三个“数值显示”来反映三个抢答组的当前得分。 软元件分别定义为D10/D11/D12。,一、项目要求,项目2、基于触摸屏的抢答器控制系统,4、超时提示界面：,说明： 该画面只有一个“文本”，提示抢答超时。,PLC程序设计：,二、相关知识,触摸屏切换画面最常用两种形式，一种是通过触摸键实现画面切换，另一种通过PLC程序实现画面的自动切换。,（一）通过触摸键实现画面切换,键输入置ON后，根据切换对象的内容切换画面。切换条件为“按键”，设定为任意键，切换对象指定为画面序号。,2.PLC程序实现,若需要利用PLC程序切换画面，首先需要在GT软件中设置基本画面切换元件，在GT软件上单击菜单“公共”“屏幕切换”，弹出如图7-23所示的窗口。将基本屏幕元件设置为D0，即数据寄存器D0中的数就是当前所显示画面的序号。其次，在PLC中编写画面切换程序，如图7-24所示。当按下X0时，MOV指令将K1传送给D0，当（D0）=1时，触摸屏显示画面1；若按下X2，则触摸屏显示画面3；按下X5，则触摸屏显示画面5。,END,