PLC與觸摸屏控制原理分析及其在工業(yè)中的應(yīng)用
一、plc的定義
可編程序控制器(programmable logic controller)簡(jiǎn)稱plc，其定義是：專門為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用戶程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬量輸入，輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和可編程序控制器的不斷發(fā)展，功能不斷增強(qiáng)，其定義也會(huì)發(fā)生變化。
二、plc的結(jié)構(gòu)組成
可編程控制器實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其系統(tǒng)的實(shí)際組成與微機(jī)基本相同，一般由以下五個(gè)部分組成：
1．*處理器。進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個(gè)系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)地工作；
2．存儲(chǔ)器。用于存放系統(tǒng)的監(jiān)控程序、用戶程序、邏輯變量和一些其他信息；
3．接口電路。它是plc與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及外圍設(shè)備的通道，如輸入／輸出接口、鍵盤／顯示接口、通信接口和擴(kuò)展接口，等等；
4．輸入，輸出電路。輸入電路用來對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行隔離和電平轉(zhuǎn)換；輸出電路用來對(duì)plc的輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電平轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
5．電源。包括系統(tǒng)電源、備用電源和掉電保護(hù)電源等。
三、plc的工作原理
plc采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式——掃描技術(shù)。當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作是以循環(huán)掃描的方式來完成的，一般分為3個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段。完成上述3個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3個(gè)階段，一個(gè)周期所用時(shí)間為：t=(讀入時(shí)間*輸入點(diǎn)數(shù))+(運(yùn)算速度*程序步數(shù))+(輸出時(shí)間*輸出點(diǎn)數(shù))+自診斷時(shí)間
四、觸摸屏技術(shù)在plc中的應(yīng)用
用戶需要設(shè)定的量為電壓，頻率的目標(biāo)值，這是利用撥碼開關(guān)數(shù)字設(shè)定輸入?yún)^(qū)達(dá)到這一目的的。用戶可直接在撥碼開關(guān)上進(jìn)行增減操作以得到需要的目標(biāo)值。在撥碼開關(guān)上設(shè)定之后，點(diǎn)擊“確定”按鈕，該數(shù)值送入plc目標(biāo)值保存單元，點(diǎn)擊“取消”按鈕、則維持原數(shù)值不變、數(shù)值的倍數(shù)、精度以及該數(shù)值在plc內(nèi)在單元中的地址都是在撥碼開關(guān)的屬性中設(shè)置的。
根據(jù)工作原理，觸摸屏可以分位紅外感應(yīng)式、聲表面波式、電容感應(yīng)式和電阻壓力式四大類，不同的工作原理將決定觸摸屏的響應(yīng)時(shí)間、定位精度及工作環(huán)境。在國(guó)外，觸摸屏技術(shù)已相當(dāng)成熟，在歐美如：micro touch，elo及dynapro等廠商都有近二十年的生產(chǎn)制造歷史；日本的nisha，gunze等也有十年以上的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。而在產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展方面，東西方各有不同，歐美的觸摸屏以電容式、表面聲波式以及五線電阻式為發(fā)展方向，產(chǎn)品以大尺寸產(chǎn)品居多；日本的觸摸屏技術(shù)則是以四線電阻式為主要發(fā)展方向，產(chǎn)品以中小尺寸為主要目標(biāo)；中國(guó)臺(tái)灣以及韓國(guó)廠商則大部分緊隨日本的腳步，以發(fā)展四線電阻式居多。
觸摸是人類簡(jiǎn)單、本能的共有行為之一。采用觸控技術(shù)的原因有很多，其中包括在崗?fù)ば蛻?yīng)用中限制終端用戶對(duì)計(jì)算機(jī)的訪問，還包括需要在數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算機(jī)的密封、保護(hù)之間兩相權(quán)衡的惡劣環(huán)境。觸摸屏的工作原理是將屏幕圖像區(qū)域劃分為預(yù)先確定的網(wǎng)格(主要取決于屏幕尺寸和分辨率)。觸摸菜單選項(xiàng)的一個(gè)象限會(huì)執(zhí)行一個(gè)子程序，效果和使用鼠標(biāo)或在提示行輸入命令相同。涉及觸摸屏技術(shù)的部件共有五個(gè)：觸摸感應(yīng)器、led顯示器、控制器、軟件驅(qū)動(dòng)程序、觸摸屏里的cpu。觸摸屏是用戶和計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的簡(jiǎn)單、直接的方式。盡管觸摸屏技術(shù)相對(duì)較新，但是用戶和觸摸屏交互的基本方式已非常久遠(yuǎn)：你的手會(huì)伸向你想要的東西，這幾乎是所有兒童和大人的本能。各行各業(yè)的公司都已成功地將觸摸屏的效用發(fā)揮到各自的應(yīng)用中。
航空公司使用它來模擬機(jī)艙、訓(xùn)練飛行員駕駛飛機(jī)；機(jī)車上觸摸屏用來顯示列車運(yùn)行的狀態(tài)；房地產(chǎn)公司通過它使購(gòu)房者能夠在彈指之間觀看商品房的全彩圖像；餐館飯店使用它來簡(jiǎn)化店內(nèi)的pos終端；銀行的atm機(jī)使用它來簡(jiǎn)化用戶存取款的操作。
在所有行業(yè)的應(yīng)用中，觸摸屏技術(shù)帶來的實(shí)質(zhì)益處始終未變：觸摸屏能夠讓用戶無須經(jīng)過任何培訓(xùn)就能馬上對(duì)上位機(jī)進(jìn)行操作，也無須計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)。由于供用戶選擇的菜單設(shè)置非常明確，觸摸屏的使用幾乎消除了操作員誤操作的可能性。觸摸屏在真正意義上做到了輸入、輸出設(shè)備的一體化，它成功取代了鍵盤和鼠標(biāo)，結(jié)實(shí)耐用，可以承受鍵盤和鼠標(biāo)易受損壞的惡劣環(huán)境通過觸摸屏可以快速訪問所有類型的數(shù)字媒體，不會(huì)受到文本界面的妨礙；使用觸摸屏可以保證空間不被浪費(fèi)，因?yàn)檩斎朐O(shè)備已*整合到顯示器中。綜上所述，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)計(jì)算機(jī)處理速度要求不是非常高的場(chǎng)合，用觸摸屏代替一般計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)簡(jiǎn)化了人機(jī)界面；(2)在惡劣條件下經(jīng)久耐用；(3)適用于所有環(huán)境；(4)提高了度；(5)節(jié)省了空間。
如今，觸摸屏與plc結(jié)合已在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用：采用plc與觸摸屏協(xié)調(diào)控制焊接電源、弧長(zhǎng)跟蹤器、送絲機(jī)、焊槍操作機(jī)和焊件變位機(jī)，通過控制焊槍的重復(fù)定位精度和對(duì)焊槍軌跡的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，有效適應(yīng)了曲面工件的形狀變化，使熔池始終處于水平位置，匹配合適的焊接工藝規(guī)范，獲得了穩(wěn)定可靠的焊接質(zhì)量，同時(shí)利用友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控以及工藝參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置和修改。焊接試驗(yàn)表明，整套裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，自動(dòng)化程度高，具有良好的應(yīng)用前景；在電源系統(tǒng)中，采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具，需要在線更新的量為電壓與頻率的設(shè)定值，簡(jiǎn)單直觀，便于操作。
柱塞泵PV2R2-41-F-RAA-41特惠
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結(jié)合高溫真空氣氛爐的實(shí)驗(yàn)工藝要求進(jìn)行的操作過程
滾絲機(jī)的工作調(diào)整
德國(guó)費(fèi)斯托電磁閥的技術(shù)操作講解
阿托斯ATOS比例方向閥如何時(shí)控制流量
FESTO氣缸選型的相關(guān)參數(shù)
CHEMTEC 流量開關(guān)LPH-125-1B-N.O.TFE 技術(shù)參數(shù)
高壓空壓機(jī)室內(nèi)和室外安裝注意事項(xiàng)
如何消除直線振動(dòng)篩的噪音
便攜式永磁搶險(xiǎn)泵出現(xiàn)漏水的處理方法
耙式真空干燥機(jī)需要留意的問題
殺菌鍋為我們的飲食健康保駕護(hù)航，但也要小心封存和維護(hù)
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金屬切削液在深孔加工中起到哪些作用？
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可編程序控制器(programmable logic controller)簡(jiǎn)稱plc，其定義是：專門為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用戶程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬量輸入，輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和可編程序控制器的不斷發(fā)展，功能不斷增強(qiáng)，其定義也會(huì)發(fā)生變化。
二、plc的結(jié)構(gòu)組成
可編程控制器實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其系統(tǒng)的實(shí)際組成與微機(jī)基本相同，一般由以下五個(gè)部分組成：
1．*處理器。進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個(gè)系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)地工作；
2．存儲(chǔ)器。用于存放系統(tǒng)的監(jiān)控程序、用戶程序、邏輯變量和一些其他信息；
3．接口電路。它是plc與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及外圍設(shè)備的通道，如輸入／輸出接口、鍵盤／顯示接口、通信接口和擴(kuò)展接口，等等；
4．輸入，輸出電路。輸入電路用來對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行隔離和電平轉(zhuǎn)換；輸出電路用來對(duì)plc的輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電平轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
5．電源。包括系統(tǒng)電源、備用電源和掉電保護(hù)電源等。
三、plc的工作原理
plc采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式——掃描技術(shù)。當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作是以循環(huán)掃描的方式來完成的，一般分為3個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段。完成上述3個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3個(gè)階段，一個(gè)周期所用時(shí)間為：t=(讀入時(shí)間*輸入點(diǎn)數(shù))+(運(yùn)算速度*程序步數(shù))+(輸出時(shí)間*輸出點(diǎn)數(shù))+自診斷時(shí)間
四、觸摸屏技術(shù)在plc中的應(yīng)用
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觸摸是人類簡(jiǎn)單、本能的共有行為之一。采用觸控技術(shù)的原因有很多，其中包括在崗?fù)ば蛻?yīng)用中限制終端用戶對(duì)計(jì)算機(jī)的訪問，還包括需要在數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算機(jī)的密封、保護(hù)之間兩相權(quán)衡的惡劣環(huán)境。觸摸屏的工作原理是將屏幕圖像區(qū)域劃分為預(yù)先確定的網(wǎng)格(主要取決于屏幕尺寸和分辨率)。觸摸菜單選項(xiàng)的一個(gè)象限會(huì)執(zhí)行一個(gè)子程序，效果和使用鼠標(biāo)或在提示行輸入命令相同。涉及觸摸屏技術(shù)的部件共有五個(gè)：觸摸感應(yīng)器、led顯示器、控制器、軟件驅(qū)動(dòng)程序、觸摸屏里的cpu。觸摸屏是用戶和計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的簡(jiǎn)單、直接的方式。盡管觸摸屏技術(shù)相對(duì)較新，但是用戶和觸摸屏交互的基本方式已非常久遠(yuǎn)：你的手會(huì)伸向你想要的東西，這幾乎是所有兒童和大人的本能。各行各業(yè)的公司都已成功地將觸摸屏的效用發(fā)揮到各自的應(yīng)用中。
航空公司使用它來模擬機(jī)艙、訓(xùn)練飛行員駕駛飛機(jī)；機(jī)車上觸摸屏用來顯示列車運(yùn)行的狀態(tài)；房地產(chǎn)公司通過它使購(gòu)房者能夠在彈指之間觀看商品房的全彩圖像；餐館飯店使用它來簡(jiǎn)化店內(nèi)的pos終端；銀行的atm機(jī)使用它來簡(jiǎn)化用戶存取款的操作。
在所有行業(yè)的應(yīng)用中，觸摸屏技術(shù)帶來的實(shí)質(zhì)益處始終未變：觸摸屏能夠讓用戶無須經(jīng)過任何培訓(xùn)就能馬上對(duì)上位機(jī)進(jìn)行操作，也無須計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)。由于供用戶選擇的菜單設(shè)置非常明確，觸摸屏的使用幾乎消除了操作員誤操作的可能性。觸摸屏在真正意義上做到了輸入、輸出設(shè)備的一體化，它成功取代了鍵盤和鼠標(biāo)，結(jié)實(shí)耐用，可以承受鍵盤和鼠標(biāo)易受損壞的惡劣環(huán)境通過觸摸屏可以快速訪問所有類型的數(shù)字媒體，不會(huì)受到文本界面的妨礙；使用觸摸屏可以保證空間不被浪費(fèi)，因?yàn)檩斎朐O(shè)備已*整合到顯示器中。綜上所述，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)計(jì)算機(jī)處理速度要求不是非常高的場(chǎng)合，用觸摸屏代替一般計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)簡(jiǎn)化了人機(jī)界面；(2)在惡劣條件下經(jīng)久耐用；(3)適用于所有環(huán)境；(4)提高了度；(5)節(jié)省了空間。
如今，觸摸屏與plc結(jié)合已在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用：采用plc與觸摸屏協(xié)調(diào)控制焊接電源、弧長(zhǎng)跟蹤器、送絲機(jī)、焊槍操作機(jī)和焊件變位機(jī)，通過控制焊槍的重復(fù)定位精度和對(duì)焊槍軌跡的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，有效適應(yīng)了曲面工件的形狀變化，使熔池始終處于水平位置，匹配合適的焊接工藝規(guī)范，獲得了穩(wěn)定可靠的焊接質(zhì)量，同時(shí)利用友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控以及工藝參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置和修改。焊接試驗(yàn)表明，整套裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，自動(dòng)化程度高，具有良好的應(yīng)用前景；在電源系統(tǒng)中，采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具，需要在線更新的量為電壓與頻率的設(shè)定值，簡(jiǎn)單直觀，便于操作。
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