【正文】 定，控制器就把它們傳給主機。不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率高，壽命長（維護良好情況下 5000 萬次）；透光率高（ 92%），能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時一次校正；有第三軸（即壓力軸）響應，目前在公共場所使用較多。 工作原理 電阻 觸摸屏的工作原理主要是通過壓力感應原理來實現(xiàn)對屏幕內(nèi)容的 操作和控制的，這種觸摸屏屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層 復合薄膜 ，其中第一層為玻璃或有機玻璃底層，第二層為隔層，第三層為多元樹脂表層，表面還涂有一層透明的 導電 層，上面再蓋有一層外表面經(jīng) 硬化 處理、光滑防刮的塑料層。 主要優(yōu)缺點 電阻式觸摸屏的優(yōu)點是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜，反應靈敏度很好，而且不管是四線 電阻觸摸屏 還是五線電阻觸摸屏，它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，能適應各種惡劣的環(huán)境。 2. 屏幕不受灰塵、水汽和油污的影響，可以在較低或較高溫度的環(huán)境下使用。 6. 電阻式觸控屏較易因為劃傷等導致屏幕觸控部分受損。當我們用手指觸摸在感應屏上的時候，人體的電場讓手指和和觸摸屏表面形成一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。 。 作為目前正當紅的觸摸屏技術，電容式觸摸屏雖然具有界面華麗、多點觸控、只對人體感應等優(yōu)勢，但與此同時，它也有以下幾個缺點： 。溫度和濕度等環(huán)境因素發(fā)生改變時，也會引起電容式觸摸屏的不穩(wěn)定甚至漂移。此外，當前電容式觸控屏在觸控板貼附到 LCD 面板的步驟中還存在一定的技術困難，良品率并不高，所以無形中也增加了電容式觸控屏的成本。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。當觸摸物體如手指等進入光柵時，便天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 8 阻斷了光束。衡量觸摸屏透明性能不僅要從它的視覺效果來衡量，還應該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度這四個特性。不過由于技術原理的原因，并不能保證同一點觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的，不能保證絕對坐標定位，點不準，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 9 3 西門子 S7200PLC PLC 概述 可編程序控制器的典型產(chǎn)品 PLC 的產(chǎn)家有很多，并且每個產(chǎn)家的產(chǎn)品種類繁多，特點各異，而我們最常見也是最典型的產(chǎn)品有三菱 FX2N 系列的 PLC,西門子 S7200 系列的 PLC，歐姆龍 CPM1A系列 PLC。對開關量控制專業(yè) 。 （ 2） 安裝簡單 ,維修方便。 （ 3） 使用方便 ,編程簡單 ,使用簡單明了的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言 ,但是不需要計算機知識 ,因此系統(tǒng)開發(fā)周期短 ,現(xiàn)場調(diào)試非常容易。這就是 PLC 產(chǎn)品的市場生存價值。除了輸入 /輸出接口電路的功率相互獨立的 ,為了避免電源與電源之間。 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 10 （ 6） 容易學習和容易使用。西門子（ SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品包括 LOGO、 S7200、 S71200、 S7300、 S7400 等。 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、 監(jiān)測及控制的自動化。應用領域非常廣泛 ,覆蓋所有與自動檢測 ,自動控制工業(yè)和民用領域 ,包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等 。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。 S7200系列 PLC 可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。程序存儲卡 EEPROM 有 6ES 72918GC000XA0 和 6ES 72918GD000XA0 兩種，程序容量分別為 8K 和 16K 程序步。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 12 在 S7200中，對數(shù)字量輸入信號的電壓要求均為 DC24V，“ 1”信號為 15～ 35V，“ 0”信號為 0～ 5V，經(jīng)過光電耦合器隔離后進入到 PLC中。（ 3）高速計數(shù)器 S7200中有 4～ 6個可編程的 30Hz高速計數(shù)器，多個獨立的輸入端允許進行加減計數(shù)，可以連接相位差為 90的 A/B相增量的編碼器。利用模擬電位器在程序運行時，可隨時更改這些參數(shù)，且不占用 PLC的輸入點。 CPU22X 系列的每種主機所提供的本機 I/O 點的 I/O 地址是固定的，進行擴展時，可以在 CPU 右邊連接多個擴展模塊，每個擴展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在 I/O 鏈中所處的位置。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。（ 1） CPU 執(zhí)行指令的速度（ 2）指令本身占有的時間（ 3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的 PLC 掃描速度都是非常快的。這樣 發(fā)送和接收 兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)的讀取和寫入。此串行字符通信的格式可以包括： ? 一個起始位 ? 7 或 8 位字符（數(shù)據(jù)字節(jié)） ? 一個奇 /偶校驗位，或者沒有校驗位 ? 一個停止位 自由口通信速波特率可以設置為 1200、 2400、 4800、 9600、 19200、 38400、 57600或 112500。 在進行自由口通信程序調(diào)試時，可以使用 PC/PPI 電纜（設置到自由口通信模式）連接 PC 和 CPU，在 PC 上運行串口調(diào)試軟件（或者 Windows 的 Hyper Terminal－超級終端）調(diào)試自由口程序。如果某些控制站是 s7— 200 系列 PLC，則可以建立主／從連接關系，因為 s7— 200CPU 是從站，用戶可以通過網(wǎng)絡指令實現(xiàn) s7— 300CPU 對 s7200CPU 的數(shù)據(jù)讀寫操作。 PROFIBUS 是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術。（ 1） PROFIBUS－ DP：定義了第一．二層和用戶接口。 FMS 包括了應用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務。根據(jù) IEC1158－ 2 標準， PA 的傳輸技術可確保其本征安全性，而且可通 過總線給現(xiàn)場設備供電。 大： I/O 點數(shù)達 14336 點、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。 7：追求軟硬件的標準化 。 （ 2）自動售票機可識別 1 元（包括硬幣）、 5 元和 10 元的人民幣（錢幣識別硬件裝置另議）。 （ 6）制幣、找零未完成前封鎖取票托盤 。 系統(tǒng)總體框 圖 41 如下所示。在這里，我們選擇的是 PC/PPI方式的通訊。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面 。 彩色型支持 Smart Service、 Smart Access，外表面 光滑 (IP 65， EX 2/22) ， 靈活性 極 好 。 WinCC flexible 與 WinCC 十分類似，都是 組態(tài)軟件 ，而前者基于觸摸屏，后者基于 工控機 。 圖 43 新建項目 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 19 建立組態(tài)畫面 新建好項目，然后建立組態(tài)畫面。 我們就完成了購票的整個過程。另外，其通訊參數(shù)等細節(jié)部分必須與 PLC 端一致。 圖 46 程序流程圖 開始參數(shù)初始化進入購票主頁面選擇站點及數(shù)量顯示票價投幣口打開確定購票投入金額是否夠輸出出票命令是否需要找零結(jié)束找零子程序NOYESYESNOYESNO天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 22 主要實現(xiàn)的功能 該設計的主要實現(xiàn)功能是：（ 1）實現(xiàn)在觸摸屏上選站、購票的操作。（ 5）在購票的過程中有各個步驟的相應提示。系統(tǒng)自動的根據(jù)乘客所乘坐的站數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)參數(shù)里的對應票價，來得出乘客應付的單價。系統(tǒng)自動計算出乘客所投入的 10 元、 1 元、 2 元的數(shù)量，計算出乘客支付的總金額。 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 23 圖 48 計算票價程序 1 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 24 圖 49 計算票價程序 2 圖 410 計算票價程序 3 數(shù)錢 接下來的步驟，是乘客支付票價。 輸入輸出點的配置 本系統(tǒng)輸入輸出點的分配見圖 47。（ 3）能夠進行購票所付錢幣與應收錢幣的比較。 程序設計 程序流程圖 系統(tǒng)啟動自檢完成后，就會看到購票頁面然后等待操作，乘客根據(jù)觸摸屏顯示的地圖選擇目的站點然后觸摸屏自動顯示出購票所需要的金額，由主控制單元給紙幣或著硬幣模塊發(fā)送可以接收紙幣或著硬幣的指令，這個時候乘客就可以選擇使用紙幣或硬幣購票，然后將紙幣或硬幣投入紙幣或著硬幣的投入口，投幣模塊相應的傳感器 將投入的金額數(shù)目返回給觸摸屏的界面，觸摸屏就可以馬上顯示乘客投入的金額數(shù)量，天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 21 假如金額足夠的話，主控單元給票卡讀卡器發(fā)送命令，從而進行讀寫票卡操作，票卡讀入寫出成功后，主控單元給單程票發(fā)售模塊傳送出票指令，如果需要找零的話，主控單元就要給硬幣模塊傳送找零的指令，完成自動出票的功能。 組態(tài)軟件與 PLC 之間的通訊 先前我們在 PLC 軟件的設定中，通訊方式選擇的是 PC/PPI 模式，所以，我們在這里，也要選擇串口的 PC/PPI 模式。 我們很容易可以看出假如我們停在在站 3，要去站 6，此時我們只需按下站 6 的圖標，觸摸屏上我們所需要的信息都會顯現(xiàn)出來，如票價，應付的錢，應該找的錢，你已經(jīng)給的錢和你購買的張數(shù)。選擇好之后，點確定，然后設置好存儲路徑和工程名字，就 完成了項目的新建。 內(nèi)置USB 接口 (可以 用于打印機和下載等 等 )，通用的 多媒體卡插槽 ， 彩色型帶 Profi I/O 以太網(wǎng) 的 接口 ，已得到 NEMA Ex2/2船級社 的 認證 ， 使用 WinCC flexible 2020 或 者是更高級 高效組態(tài) WinCC flexible 概述 WinCC flexible， 德國 西門子（ SIEMENS）公司工業(yè)全集成自動化（ TIA）的子產(chǎn)品，是一款面向機器的自動化概念的 HMI 軟件 。性能 猶如現(xiàn)在 的 27062 MB 用戶存儲器， 替代了 以前的 768 KB 易于使用 STN 藍色 4 級灰度顯示可靠，低維護集成 ，擁 有各種接口 。 圖 42 通訊設置 TP177B 觸摸屏及其組態(tài)軟件 WinCC flexible 的應用 HMI 介紹 HMI 是 Human Machine Interface 的縮寫， “人機接口 ”，也叫 人機界面 。本系統(tǒng)采用S7200 進行售票的計算，完全能勝任各種復雜運算。 給系統(tǒng)由 PLC 作為主控制器，通過 RS485 與觸摸屏進行通訊，觸摸屏由程序進行控制提示乘客進行相應的操作，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)返回給 PLC， PLC 通過既定程序控制外部執(zhí)行機構(gòu)動作，從而實現(xiàn)地鐵自動售票機的功能。 （ 4）能夠自動完成找零、制票的操作。在實現(xiàn)自動售票機的基本功能外，還采用自動封鎖技術，對取票托盤進行了改進，使整機更加以人為本。 2： PLC 在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 15 3：不斷加強通訊功能 4：新器件和模塊不斷推出 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速 度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計數(shù)模塊、遠程 I/O 模塊等專用化模塊。 注：第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三－六層末使用，第七層為應用層。（ 3） PROFIBUS－ PA： PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的 PROFIBUS－ DP 協(xié)議。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調(diào)用的應用功能，并詳細說明了各種不同 PROFIBUS－ DP 設備的設備行為。 PROFIBUS 協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù) ISO7498 國際標準，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡（ Open System InterconnectionOSI）作為參考模型的。PROFIBUS 傳送速度可在 ~12Mbaud 范圍內(nèi)選擇且當總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設成相同的速度。 天津職業(yè)技術師范大 學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 14 MPI 協(xié)議 MPI 協(xié)議，其英文全名為 MultipointInterface。 自由口模式可以靈活應用。選擇自由口模式后，用戶程序就可以完全控制通信端口的操作，通信協(xié)議也完全受用戶程序控制。 二 .掃描周期：讀輸入階段（輸入采樣階段）、執(zhí)行程序階段、處理通信請求階段、CPU 自診斷階段、寫輸出階段（輸出刷新階段）。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 西門子 S7200PLC 掃描周期 及工作方式 PLC 采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 ： 次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進行刷新。 當需要完成某些特殊功能