发布时间 : 星期日 文章PLC锅炉触摸屏控制系统设计方案更新完毕开始阅读f231d1ec102de2bd96058800
2.1.2 PLC监控技术
所谓PLC监控技术，就是利用PLC及其功能模块将工业现场中被监控对象的实际运行状态(如运行、停止、报警等)和物理参量(如温度、压力、流量、液位等)进行采集，并将物理参量转换为标准的电压或电流信号，然后将这些表示状态的开关量以及代表实际物理参量的模拟量输入控制器，在用户程序中将这些信号处理以后，通过现场通讯总线传送到上位机中，并且在上位机中以数字、图形、指示灯或曲线的方式显示出来。如果出现异常情况，则及时用声光报警，提醒有关工作人员注意，从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。除此之外，计算机还可以将采集到的数据存储起来，随时进行分析、统计和显示并制作各种报表。如果需要对被监控对象进行控制，则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量和状态量的变化情况进行分析判断，然后在输出装置中输出相应的电信号并且推动执行装置(如调节阀、电动机等)动作从而完成相应的控制任务。
2.1.3 PLC监控系统的结构
从整个发展过程来看，硬件结构从集中式向分布式发展。集中式结构是指由单一的PLC单元完成控制系统的所有功能以及对被控对象实施统一控制的一种系统结构。而分布式结构是相对于集中式结构而言的一种新型PLC控制系统，由于采用了现场总线技术，所以更适用于控制对象多而复杂的大型系统，现在己成为计算机监控系统的主流结构。
(一) 集中式结构
集中式结构比较简单，通常在下位机中采用一个PLC单元将过程数据或状态进行采集和处理，当CPU本体中的1/0点数不够用时，采用该系列PLC的扩展模块进行扩展，系统中的CPU本体及其所有扩展模块紧凑连接，并且都放在一个控制柜内，但扩展能力随PLC的不同有异，扩展能力有限。PLC集中式监控系统的结构如图2-2所示:
图2-2 PLC集中式监控系统的结构
(二) 分布式结构
虽然不同的PLC分布式监控系统存在着许多差异，但其核心结构基本上是一致的，它们都是分布式控制系统(DCS: Distributed Control System)的范畴。PLC分布式系统一般由系统网络、CPU本体、现场1/0控制站、操作员站和工程师站等部分组成。在PLC分布式系统中，各现场1/0控制站都是相对独立的，这些完成特定功能的1/0站点称为“节点”。PLC分布式监控系统中CPU本体的主要功能是:
1.收集各1/0站点采集到的现场模拟量和状态量; 2.执行用户程序; 3.与上位机进行数据通信; 4.向各1/0站点输出控制信号。
PLC分布式监控系统的结构如图2-3所示。
图2-3 PLC分布式监控系统的结构
目前除了少数系统因监控对象少，位置又相对集中，采用集中式结构外，许 多PLC监控系统为适应现代化规模较大的监控对象，都采用分布式结构。特别是当监控对象数目较多，位置相对分散，距离主控室较远时，分布式系统就更能体现出其较高的性价比和优越性。
2.1.4 PLC监控系统的功能组成
PLC分布式监控系统可以用在不同的行业和企业生产过程中，虽然监控的对象有所不同，但其一般都包括以下几个功能组成部分。
1. 数据采集部分
PLC分布式监控系统具有数据采集和变换的部件，用来采集现场的实时数据，如温度、流量、压力、液位、电压、电流、功率等需要监测的运行参数，还包括一些表示现场设备运行状态的开关量。通常把这些采集到的模拟量或开关量，实时地变换成计算机能够处理的代码形式。
2. 通信总线部分
通信总线连接整个系统各个站点，是下位机各站点之间以及上位机与下位机之间进行数据通信的线路，同时也是PLC分布式监控系统的核心组成部分。
3. 实时监视部分
上位机通过通信总线接收到现场各种实时数据和状态以后，以运行管理人员习惯使用的图标形式通过显示器实时显示出来，使运行人员、管理人员能从显示的图表或数据中，及时地了解和掌握现场的情况。
4. 超限报警部分
上位机在对现场的实时运行数据和状态进行监视的同时，还将各项实时数据与预先设定的该项数据的上限值和下限值逐个进行比较，如果发现某些数据超出上限或低于下限，则以醒目的颜色或动态图形显示出来，也可以同时用声音提醒工作人员注意并及时处理，以使这些工作数据尽快回到正常状态的数值范围内。
5．数据报表部分
为了便于分析监控系统的监控对象，接收监控对象运行情况和工作效益，计算机将收集到的监控对象的运行数据进行统计和整理并生成报表,以便进行数据分析使用。
6. 集中控制部分
PLC分布式监控系统根据实际运行情况的需要，可以通过上位机对监控对象进行控制，以便改变和调整控制对象的工作状态。
2.2 触摸屏技术介绍
2.2.1 触摸屏技术概述
触摸屏(Touch Panel )是一种附加在显示器表面的透明介质。通过使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的操作定位，最终实现对计算机的查询和输入，从而大大简化了计算机的输入方式，真正实现零距离操作。
触摸屏技术已经非常成熟，在欧美，如Micro Touch、Elo 及Dynapro等厂商都有近20年的历史；日本的Nisha和Gunze也有十年以上的经验。而在生产技术发展上，东西方也各不相同，欧美触摸屏以电容式、表面声波式及五线式为发展方向，产品以大尺寸居多；日本触摸屏以四线式为发展方向，产品以小尺寸为主；中国台湾厂商大部分也以发展四线电阻式居多。
触摸屏技术的应用非常广阔，试用于家用电器、自动控制设备面板以及像医疗设备这样需要擦拭清洁的应用场合。当需要时可在LCD显示器上实现可重置按键，或在传感器容易受到破坏的环境中它就是理想的解决方案，例如，它完全可以用来制造锅炉控制面板，用于像取款机或其他安全应用。
2.2.2 触摸屏的工作原理
触摸屏的本质就是传感器，它由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部
件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器 ； 触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置接收触摸信息，并将它转换成触点坐标送给C P U， 同时能接收CP U发来的命令并加以执行。目前，根据传感器的类型， 触摸屏主要被分为表面声波式、电阻式、电容式、红外线式和新概念型触摸屏四种 。
1. 表面声波式触摸屏
表面声波是一种沿介质表面传播的机械波该种触摸屏的角上装有超声波换能 器。能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止， 由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高， 有极好的防刮性，寿命长，透光率高， 能保持清晰透亮的图像质量 ，最适合公共场所使用。但尘埃、水及污垢会严重影响其性能，需要经常维护，保持屏面的光洁 。
2. 电阻式触摸屏
电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，在强化玻璃表面分别涂上两层OTI 透明氧化金属导电层。利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化。在 X和Y两个方向上产生信号，然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并汁算出( X，Y)的位置，再根据模拟鼠标的方式运作电阻式触摸屏不怕尘埃、水及污垢影响，能在条件恶劣环境下工作。但由于复合薄膜的外层采用塑胶材料，抗爆性较差，使用寿命受到一定影响。
3. 电容式触摸屏
这种触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质，当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，从而可以探测出触摸的位置。但用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。电容式触摸屏能够很好地感应轻微及快速触摸、防刮擦、不怕尘埃、水及污垢影响，适合恶劣环境下使用。但由于电容随温度、湿度或环境电场的不同而变化，故其稳定性较差，分辨率低，易漂移。
4. 红外线式触摸屏
红外线式触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交义的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可以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、 不需要插卡或其它任何控制器，可以在各档次的计算机上应用。
5. 新概念型触摸屏
(1) 触摸笔 （Touch Pen）利用触摸笔进行操作的触摸屏类似白板，除显示界面、窗口和图标外，还具有利用触摸笔签名和标记的功能，系统已经做到了自动辨认。因