基于s7-300plc的tp177b触摸屏的调试与应用

基于s7-300plc的tp177b触摸屏的调试与应用内容摘要：

在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应的单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下， 该输入均能被读入。 (2) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 (3) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷 新阶段。 在此期间， CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路， 沈阳大 学毕业设计（论文） 10 再 经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出 [6]。 PLC 的功能特点 可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点 ： (1)系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的 PID 回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如 DDC 和 DCS 等，实现生产过程的综合自动化 [7]。 (2)使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现 场调试容易。 另外，可 在 线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件 [8]。 (3)能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型 [9]。 本设计使用的是 S7300 的 PLC。 沈阳大 学毕业设计（论文） 11 触摸屏的分类 ， 工作原理 及 技术特性 触摸屏的分类 按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，可以把触摸屏分为四种，分别是：红外扫描触摸屏，电阻压力触摸屏，电容感应式触摸屏，表面声波式触摸屏 [10]。 触摸屏的工作原理 (1)红外扫描触摸屏 红外扫描触摸屏，由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测 元件构成，采用红外线发射和阻断原理 [11]，在屏幕表面上，形成红外线探测网．任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。 红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。 其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各档次的计算机上。 此外，由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨牢较低。 红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，尤需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。 显示器屏幕的光点距架框的四周排布高精度、抗干扰红外线发射管和红外线接收管，在屏幕表面形成 一个横竖交叉的红外线距阵．形成一个不可见的红外线光栅。 用户以手指触摸屏幕某一点，手指便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，控制器和相关软件通过计算，即时计算出该触摸点在屏幕的位置，而完成触摸点的确定 [12]。 不过，由于只是在普通屏幕增加了框架，在使用过程中架框四周的红外线发射管及接收管很容易损坏。 红外扫描触摸屏一般为外挂式，安装方便。 同丰机的通讯方式有通过键盘 u 与主机通讯和通过 RS 一 232 与主机通讯两种方式。 红外扫描触摸屏．由于受红外 沈阳大 学毕业设计（论文） 12 管分布的数母的限制，触摸分辨率很低。 适用于无红外线和强光干扰的各类公共场所、 办公室，以及要求不是非常精密的工业控制现场 [13]。 (2) 电阻压力触摸屏 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层 OTI，在两层导电层之间有许多透明隔离点把它们隔开绝缘。 当手指接触屏幕，两层OTl 导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通 Y 轴方向的 5V 均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行 MD转换，并将得到的电压值与 5V 相比，得触摸点的 Y 轴坐标，同理得出 x 轴的坐标。 这种触摸屏利用压力感应进行控制。 它用两层高透明的导电层组成触摸屏，两层之间距离仅为 2． 5 微米。 当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在 X 和 Y 两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。 这种触摸屏能在恶劣环境下工作。 但手感和透光性较差。 适合配带手套和不能用手直接触控的场合。 电阻式触摸屏的 OTI 涂层比较薄且容易脆断，涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度， OTI 外虽多加了一层薄塑料保护层，但依然容易被锐利物件所破坏，且由于经常被触动。 表层 OTI 使用一定时间后会出现 细小裂纹，甚至变型。 如其中一点的外层受破坏而断裂，便失去作为导电体的作用，触摸屏的寿命并不长久。 但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响 [14]。 电阻压力触摸屏，根据引出线数多少，分为四线、五线等多线电阻触摸屏。 四线电阻与五线电阻的区别在于，四线电阻的表层起感应与判定作用；五线电阻产品，其表层是负载电压层，不起判定作用 [15]。 沈阳大 学毕业设计（论文） 13 五线电阻触摸屏的 A 面是导电玻璃而不是导电涂覆层，导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高，并且可以提高透光率。 所以，四线电阻的表面如果破损，触摸屏幕将无法使用。 五线电阻即使表面破损，仍然不 影响触摸操作。 目前四线电阻产品的透光率得到很好的提高。 最高可以达到 95％，表面耐用度同样很好， 2． 7 克压力即可以反应，触摸寿命为 3500 万次。 手指，戴手套，名片，笔等任何材料都可以感应。 四线电阻不具专利技术，具有非常好的性能，价格比。 由于四线电阻触摸屏幕不怕灰尘、油污和光电干扰，怕划伤，表面损坏后，触摸屏幕将无法使用。 所以，在容易被人为破坏的环境下不易使用。 在其它工业控制，公共查询场所、办公室，家庭等都得到非常好的应用。 五线电阻触摸屏幕，与外间环境无关，具有最强大的环境适应能力，表面具有很强的防刮伤能力。 透 光率较高， 极好的灵敏度，较长的使用寿命。 不怕灰尘、油污和光电干扰，适用于各类公共场所。 尤其适用于要求精密的工业控制现场等。 而且客户戴手套，用笔，名片等任何材料都可以触摸，由于其专利技术因素，是触摸屏幕中最高档的产品。 广泛应用在公众查询系统，工业控制系统，医疗系统等各个领域。 (3) 电容式触摸屏 电容感应触摸屏幕的构造丰要有五层组成。 第一层为玻璃底层，第二层为传导层，第三层为玻璃感应层，第四层为防反射雾面或亮面表层，第五层为防噪音保护层。 在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。 感应方式为电 压连接到玻璃层的四个角。 通过电极将电压散布在玻璃层并建立一无变化的电压电场。 当用户触摸到玻璃表层屏幕时，由 沈阳大 学毕业设计（论文） 14 于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流从玻璃层的四个角汇集流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比。 位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。 电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。 当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。 由于电容随温度、湿度或接地 情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。 该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。 电容感应触摸屏，在玻璃屏幕 E 镀一层透明的薄膜体层， 再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。 电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成的影响。 就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。 能够抵抗各种恶劣环境，任何操作都不会受到水滴、流水、油脂、气温、污泥、灰尘的影响。 触摸屏幕表面的耐久度可以抵御任何的刮伤与磨损。 4096X4096 的高分 辨率，和每点 5000 万次的触摸寿命。 双层玻璃设计，确保产品防碎的耐用性。 电容感应触摸屏，只接受人手指的触摸，其他物品接触无法反应，所以无法使用笔和戴手套触摸的环境。 同时，电容感应触摸屏幕不易使用在强大磁场的工业控制环境和大电机等设备的工厂等环境。 在该种环境下，应使用五线电阻触摸屏幕。 (4) 表面声波触摸屏 表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。 表面声波触摸屏采用表面声波传输与接收的格栅技术，实现触摸的准确定位。 该种触摸屏由触摸屏、声。