【正文】 合 ,擴(kuò)展 容易 ,方便實用。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)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。 檢測與定位 各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。不過由于技術(shù)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(biāo)定位，點不準(zhǔn)，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。而 觸摸屏 則是一種絕對坐標(biāo)系統(tǒng)，要選哪就直接點哪，與相對定位系 統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。衡量觸摸屏透明性能不僅要從它的視覺效果來衡量，還應(yīng)該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度這四個特性。 主要優(yōu)缺點 該種觸控技術(shù)的優(yōu)點是工作信號較穩(wěn)定、光透過率高和抗電磁干擾能力好，但不足之處是抗紅外光干擾差、易碎易損和分辨率較低。當(dāng)觸摸物體如手指等進(jìn)入光柵時，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 8 阻斷了光束。紅外觸摸屏包含一個完整的整合控制電路，和一組高精度、抗干擾紅外發(fā)射管和一組紅外接收管，交叉安裝在高度集成的電路板上的兩個相對的方向，形成一個不可見的紅外線光柵。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。 工作原理 紅外觸摸屏是利用 X， Y 方向上密布的紅外線 矩陣 來檢測并定位用戶的觸摸。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，所以無形中也增加了電容式觸控屏的成本。這主要是由于電容式觸摸屏技術(shù)的 工作原理所致，雖然用戶的手指距離屏幕更近，但屏幕附近還有很多體積遠(yuǎn)大于手指的電場同時作用，這樣就會影響到觸摸位置的判斷。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。而且只能使用手指進(jìn)行輸入，在小屏幕上還很難實現(xiàn)辨識比較復(fù)雜的手寫輸入。 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、多點觸控、只對人體感應(yīng)等優(yōu)勢，但與此同時，它也有以下幾個缺點： 。 。 。 天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 主要優(yōu)缺點 電容式觸摸屏的優(yōu)勢主要有以下幾個方面： 。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)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(dǎo)體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。 工作原理 電容式觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。 6. 電阻式觸控屏較易因為劃傷等導(dǎo)致屏幕觸控部分受損。 4. 電阻式觸控屏由于成熟的技術(shù)和較低的門檻，成本較為廉價。 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。缺點是電阻觸摸屏的外層薄膜容易被劃傷導(dǎo)致觸摸屏不可用， 多層結(jié)構(gòu) 會導(dǎo)致很大的光損失，對于手持設(shè)備通常需要加大背光源來彌補(bǔ)透光性不好的問題，但這樣也會增加電池的消耗。 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(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。這種觸摸屏利用兩層高透明的導(dǎo)電層組成觸摸屏，兩層之間距離僅為 微米。 工作原理 電阻 觸摸屏的工作原理主要是通過壓力感應(yīng)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(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。必須經(jīng)常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一次全面徹底擦除。不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率高，壽命長（維護(hù)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(yīng)，目前在公共場所使用較多。高度耐久，抗刮傷性良好 (相對于電阻、電容等有表面度膜 )。三軸一旦確定，控制器就把它們傳給主機(jī)。除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的 X、 Y 坐標(biāo)外，表面聲波觸摸屏還響應(yīng)第三軸 Z 軸坐標(biāo)，也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。接收波形對應(yīng)手指擋住部位信號衰減了一個缺口，計算缺口位置即得觸摸坐標(biāo) 控制器分析到接收信號的衰減并由缺口的位置判定 X 坐標(biāo)。 發(fā)射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形完全一天津職業(yè)技術(shù)師范大 學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 樣。 當(dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個窄 脈沖 后，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收換能器，走最右邊的最早到達(dá)，走最左邊的最晚到達(dá)，早到達(dá)的和晚到達(dá)的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號，不難看出，接收信號集合了所有在 X 軸方向歷經(jīng)長短不同路徑回歸的聲波能量，它們在 Y 軸走過的路程是相同的，但在 X 軸上，最遠(yuǎn)的比最近的多走了兩倍 X 軸最大距離。 表面聲波式觸摸屏 基本結(jié)構(gòu) 表面聲波觸摸屏的基本 結(jié)構(gòu)是：由強(qiáng)化玻璃和超聲波換能器組成，超聲波換能器安置在玻璃屏的邊角上 。 按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。電容觸摸屏的概念設(shè)計是合理的 ,但是圖像失真問題很難得到根本解決 。矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已成為“文物” 。 從技術(shù)原理來區(qū)分觸摸屏 ,大致可以分為五個基本種類 :電阻技術(shù)觸摸屏、矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、電容觸技術(shù)觸摸屏和表面聲波觸摸屏。在設(shè)計中，增加了解決該問題的功能，使之更加完善。因為在取票和取回零錢的過程中，很多人聽到票或找回的硬幣發(fā)出聲音后，便打開托盤去取票。在用計算機(jī)對 PLC和觸摸屏進(jìn)行編程時，用 PC/PPI 電纜，在 PLC 和觸摸屏之間進(jìn)行連接時可采 用網(wǎng)絡(luò)電纜。并且該 PLC 有 16 個輸出點，在本設(shè)計中已經(jīng)足夠。 選擇的 PLC 是西門子 S7200 中的 CPU226。觸摸屏是整個系統(tǒng)的輸入和輸出設(shè)備，其輸入和輸出是由觸摸屏控制器和 PLC 共同完成的。用到的軟件有 STEP7 MicroWIN、 WinCC flexible。在實現(xiàn)自動售票機(jī)的基本功能外，還采用自動封鎖技術(shù)，對取票托盤進(jìn)行了改進(jìn)，使整機(jī)更加以人為本。在該論文中詳細(xì)的介紹以上問題，并將觸摸屏的分類、特點、工作原理及應(yīng)用場合等都做了詳盡的描述。地鐵自動售票機(jī)采用觸摸屏作為人機(jī)進(jìn)行信息傳遞的交互界面，并利用 PLC 作為內(nèi)部控制核心，對信息進(jìn)行集中處理。 （ 5）其他設(shè)備 PLC 還可以配備錄音機(jī)、打印機(jī)、 EPROM 擦除器及顯示 屏等圖形監(jiān)控設(shè)備等。 PLC 的輸出接口在工業(yè)過程中通?？梢詫崿F(xiàn)開關(guān)量邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制以及數(shù)據(jù)處理等功能。 為便于檢查，每個 I/O 點都接有指示燈，某點接通時，相應(yīng)的指示燈發(fā)光指示。微機(jī)的 I/O 接口為弱電信號，工作電壓 5V，而 PLC 的輸入輸出口可以工作在強(qiáng)電，其輸出接口直接和大功率設(shè)備相連接，直接驅(qū)動大型設(shè)備工作。 （ 2） 存儲器 PLC 的存儲器用來存放 PLC 系統(tǒng)程序、用戶程序和實時數(shù)據(jù) 。 PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微機(jī)相 同，基本構(gòu)成為： （ 1） 中央處理單元 CPU CPU 是 PLC 的核心，其主要作用如下。根據(jù)品牌的 PLC 在市場上很多 ,各種各樣的品牌下還有具體型號 ,更具有不同的功能。其中CPU 可以說是 PLC 的核心、 I/O 單元之間連接現(xiàn)場設(shè)備和 CPU 接口電路，通信接口用于連接到編程器和上位機(jī)。將來，觸摸屏還要走 入家庭。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。 觸摸屏 觸摸屏（ touch screen）也叫做“觸控屏”、“觸控面板”，是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏 幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。 其中，自動售票機(jī)是自動售檢票系統(tǒng)中車站硬件設(shè)備重要的組成部分， ，主要的功能就是實現(xiàn)無人自動售票。自動售檢票系統(tǒng)（ Automatic FareCollection System,簡稱 AFC 系統(tǒng)）是 集 計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械制造于一 身 的自動化售票、檢票系統(tǒng)，是利用計算機(jī)集中控制自動售票、自動檢票以及自動收費、自動統(tǒng)計的自動化系統(tǒng) ，是利用計算機(jī)集中控制自動售票、自動檢票以及自動收費、自動統(tǒng)計的自動化系統(tǒng)。因此，全國各大城市都開始了地鐵項目的建設(shè)。 首先在短時間內(nèi)建立系統(tǒng)應(yīng)用原型，然后，對初始原型系統(tǒng)進(jìn)行需求迭代，不斷修正和改進(jìn)直到形成 人們中意 的地鐵售票管理的可行性系統(tǒng) 。 經(jīng)過 整理 ， 它 使用 西門子 公司的 WinCC flexibl、 STEP7 MicroWIN 等開發(fā)工具 。 本著 整個系統(tǒng)的設(shè)計符合操作簡便快捷、靈活實用、 易上手 的要求出發(fā)，完成 了售票管理的 基本 過程。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 設(shè) 計 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 地鐵自動售票機(jī)的觸摸屏控制程序設(shè)計 Touch screen control program design of the subway ticket machines 專業(yè)班級： 電自 0901 學(xué)生姓名： 史珍東 指導(dǎo)教師： 肖寶興 高級工程師 學(xué) 院： 自動化與電氣工程 2020 年 6 月 摘 要 跟隨 計算機(jī)技術(shù)的 猛速 發(fā)展，計算機(jī)在 每 行 每 業(yè)管理中應(yīng)用的普及， 使用 計算機(jī)實現(xiàn) 每 行 每 業(yè) 信息化的管理已經(jīng)勢在必行。 這個 系統(tǒng)是 根據(jù) 行業(yè)管理中實際的地鐵售票系統(tǒng)運行過程中的需求 并 且 經(jīng)過 了 實際的需求分析，采用強(qiáng)大 功能 的 WinCC flexible、 STEP7 MicroWIN 做為 這個系統(tǒng)的 開發(fā)工具 。論文 主要涉及到觸摸屏與 PLC 之間的通信問題以及 PLC 程序執(zhí)行等問題 ，所要完成的功能和開發(fā)的過程。 利用其提供的各種開發(fā) 軟件 ，尤其是數(shù)據(jù)窗口這 個可以 方便 并且 簡潔操縱數(shù)據(jù)庫的智能化對象 。 關(guān)鍵詞 ： 地鐵自動售票 ， plc，觸摸屏，西門子 ABSTRACT Following the sharply development of puter technology,The popularity of puter application in virtually every industry in the management,Using puter to realize virtually every industry informatization management is imperative. This system is according to the actual metro ticketing system in industry management operation in the process of demand analysis and through the actual demand,using the powerful function of WinCC flexible,STEP7 MicroWIN as the system development tools. Based on the design of the whole system conforms to the operation convenient,flexible and practical,easy to fit the requirement,pletes the affairs. Thesis mainly involves the problem of munication between touch screen with PLC and PLC program execution, etc, To plete the function and development process. After thinking, It Using Siemens WinCC flexibl, STEP7 MicroWIN development tools, etc. Using the various development offered by the software, particularly the data window this can convenient and concise manipulation database intelligent obje