【正文】 定，控制器就把它們傳給主機(jī)。不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率高，壽命長(zhǎng)（維護(hù)良好情況下 5000 萬(wàn)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(shí)一次校正；有第三軸（即壓力軸）響應(yīng)，目前在公共場(chǎng)所使用較多。 工作原理 電阻 觸摸屏的工作原理主要是通過(guò)壓力感應(yīng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(fù)合薄膜 ，其中第一層為玻璃或有機(jī)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(dǎo)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(diǎn) 電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜，反應(yīng)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(duì)外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，能適應(yīng)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?yàn)閯潅葘?dǎo)致屏幕觸控部分受損。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)屏上的時(shí)候，人體的電場(chǎng)讓手指和和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō)，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。 。 作為目前正當(dāng)紅的觸摸屏技術(shù)，電容式觸摸屏雖然具有界面華麗、多點(diǎn)觸控、只對(duì)人體感應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，但與此同時(shí)，它也有以下幾個(gè)缺點(diǎn)： 。溫度和濕度等環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，也會(huì)引起電容式觸摸屏的不穩(wěn)定甚至漂移。此外，當(dāng)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(shù)困難，良品率并不高，所以無(wú)形中也增加了電容式觸控屏的成本。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。當(dāng)觸摸物體如手指等進(jìn)入光柵時(shí)，便天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(lái)衡量，還應(yīng)該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度這四個(gè)特性。不過(guò)由于技術(shù)原理的原因，并不能保證同一點(diǎn)觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的，不能保證絕對(duì)坐標(biāo)定位，點(diǎn)不準(zhǔn)，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(gè)產(chǎn)家的產(chǎn)品種類繁多，特點(diǎn)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(duì)開關(guān)量控制專業(yè) 。 （ 2） 安裝簡(jiǎn)單 ,維修方便。 （ 3） 使用方便 ,編程簡(jiǎn)單 ,使用簡(jiǎn)單明了的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言 ,但是不需要計(jì)算機(jī)知識(shí) ,因此系統(tǒng)開發(fā)周期短 ,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試非常容易。這就是 PLC 產(chǎn)品的市場(chǎng)生存價(jià)值。除了輸入 /輸出接口電路的功率相互獨(dú)立的 ,為了避免電源與電源之間。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 6） 容易學(xué)習(xí)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(chǎng)合中的檢測(cè)、 監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛 ,覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè) ,自動(dòng)控制工業(yè)和民用領(lǐng)域 ,包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等 。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)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(jiǎn)易型和智能型。程序存儲(chǔ)卡 EEPROM 有 6ES 72918GC000XA0 和 6ES 72918GD000XA0 兩種，程序容量分別為 8K 和 16K 程序步。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 在 S7200中，對(duì)數(shù)字量輸入信號(hào)的電壓要求均為 DC24V，“ 1”信號(hào)為 15～ 35V，“ 0”信號(hào)為 0～ 5V，經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離后進(jìn)入到 PLC中。（ 3）高速計(jì)數(shù)器 S7200中有 4～ 6個(gè)可編程的 30Hz高速計(jì)數(shù)器，多個(gè)獨(dú)立的輸入端允許進(jìn)行加減計(jì)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(yùn)行時(shí)，可隨時(shí)更改這些參數(shù)，且不占用 PLC的輸入點(diǎn)。 CPU22X 系列的每種主機(jī)所提供的本機(jī) I/O 點(diǎn)的 I/O 地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，可以在 CPU 右邊連接多個(gè)擴(kuò)展模塊，每個(gè)擴(kuò)展模塊的組態(tài)地址編號(hào)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(jìn)行下一次掃描時(shí)，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(shí)間（ 3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的 PLC 掃描速度都是非?？斓摹＿@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(gè)起始位 ? 7 或 8 位字符（數(shù)據(jù)字節(jié)） ? 一個(gè)奇 /偶校驗(yàn)位，或者沒有校驗(yàn)位 ? 一個(gè)停止位 自由口通信速波特率可以設(shè)置為 1200、 2400、 4800、 9600、 19200、 38400、 57600或 112500。 在進(jìn)行自由口通信程序調(diào)試時(shí)，可以使用 PC/PPI 電纜（設(shè)置到自由口通信模式）連接 PC 和 CPU，在 PC 上運(yùn)行串口調(diào)試軟件（或者 Windows 的 Hyper Terminal－超級(jí)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(guān)系，因?yàn)?s7— 200CPU 是從站，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)指令實(shí)現(xiàn) s7— 300CPU 對(duì) s7200CPU 的數(shù)據(jù)讀寫操作。 PROFIBUS 是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。（ 1） PROFIBUS－ DP：定義了第一．二層和用戶接口。 FMS 包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。根據(jù) IEC1158－ 2 標(biāo)準(zhǔn)， PA 的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通 過(guò)總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。 大： I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336 點(diǎn)、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。 7：追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化 。 （ 2）自動(dòng)售票機(jī)可識(shí)別 1 元（包括硬幣）、 5 元和 10 元的人民幣（錢幣識(shí)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(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)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(jī) 。 圖 43 新建項(xiàng)目 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 建立組態(tài)畫面 新建好項(xiàng)目，然后建立組態(tài)畫面。 我們就完成了購(gòu)票的整個(gè)過(guò)程。另外，其通訊參數(shù)等細(xì)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(jìn)入購(gòu)票主頁(yè)面選擇站點(diǎn)及數(shù)量顯示票價(jià)投幣口打開確定購(gòu)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(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 主要實(shí)現(xiàn)的功能 該設(shè)計(jì)的主要實(shí)現(xiàn)功能是：（ 1）實(shí)現(xiàn)在觸摸屏上選站、購(gòu)票的操作。（ 5）在購(gòu)票的過(guò)程中有各個(gè)步驟的相應(yīng)提示。系統(tǒng)自動(dòng)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(duì)應(yīng)票價(jià)，來(lái)得出乘客應(yīng)付的單價(jià)。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出乘客所投入的 10 元、 1 元、 2 元的數(shù)量，計(jì)算出乘客支付的總金額。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 48 計(jì)算票價(jià)程序 1 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 49 計(jì)算票價(jià)程序 2 圖 410 計(jì)算票價(jià)程序 3 數(shù)錢 接下來(lái)的步驟，是乘客支付票價(jià)。 輸入輸出點(diǎn)的配置 本系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的分配見圖 47。（ 3）能夠進(jìn)行購(gòu)票所付錢幣與應(yīng)收錢幣的比較。 程序設(shè)計(jì) 程序流程圖 系統(tǒng)啟動(dòng)自檢完成后，就會(huì)看到購(gòu)票頁(yè)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(diǎn)然后觸摸屏自動(dòng)顯示出購(gòu)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(gè)時(shí)候乘客就可以選擇使用紙幣或硬幣購(gòu)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(yīng)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(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jìn)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(dòng)出票的功能。 組態(tài)軟件與 PLC 之間的通訊 先前我們?cè)?PLC 軟件的設(shè)定中，通訊方式選擇的是 PC/PPI 模式，所以，我們?cè)谶@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(shí)我們只需按下站 6 的圖標(biāo)，觸摸屏上我們所需要的信息都會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，如票價(jià)，應(yīng)付的錢，應(yīng)該找的錢，你已經(jīng)給的錢和你購(gòu)買的張數(shù)。選擇好之后，點(diǎn)確定，然后設(shè)置好存儲(chǔ)路徑和工程名字，就 完成了項(xiàng)目的新建。 內(nèi)置USB 接口 (可以 用于打印機(jī)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(jí)社 的 認(rèn)證 ， 使用 WinCC flexible 2020 或 者是更高級(jí) 高效組態(tài) WinCC flexible 概述 WinCC flexible， 德國(guó) 西門子（ SIEMENS）公司工業(yè)全集成自動(dòng)化（ TIA）的子產(chǎn)品，是一款面向機(jī)器的自動(dòng)化概念的 HMI 軟件 。性能 猶如現(xiàn)在 的 27062 MB 用戶存儲(chǔ)器， 替代了 以前的 768 KB 易于使用 STN 藍(lán)色 4 級(jí)灰度顯示可靠，低維護(hù)集成 ，擁 有各種接口 。 圖 42 通訊設(shè)置 TP177B 觸摸屏及其組態(tài)軟件 WinCC flexible 的應(yīng)用 HMI 介紹 HMI 是 Human Machine Interface 的縮寫， “人機(jī)接口 ”，也叫 人機(jī)界面 。本系統(tǒng)采用S7200 進(jìn)行售票的計(jì)算，完全能勝任各種復(fù)雜運(yùn)算。 給系統(tǒng)由 PLC 作為主控制器，通過(guò) RS485 與觸摸屏進(jìn)行通訊，觸摸屏由程序進(jìn)行控制提示乘客進(jìn)行相應(yīng)的操作，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)返回給 PLC， PLC 通過(guò)既定程序控制外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)地鐵自動(dòng)售票機(jī)的功能。 （ 4）能夠自動(dòng)完成找零、制票的操作。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售票機(jī)的基本功能外，還采用自動(dòng)封鎖技術(shù)，對(duì)取票托盤進(jìn)行了改進(jìn)，使整機(jī)更加以人為本。 2： PLC 在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 3：不斷加強(qiáng)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(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)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(yīng)用層。（ 3） PROFIBUS－ PA： PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)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(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說(shuō)明了各種不同 PROFIBUS－ DP 設(shè)備的設(shè)備行為。 PROFIBUS 協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù) ISO7498 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（ 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(dāng)總線系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，所有連接到總線上的裝置應(yīng)該被設(shè)成相同的速度。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(yīng)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(qǐng)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(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 當(dāng)需要完成某些特殊功能