21 世紀以來，在計算機技術不斷創(chuàng)新下，一種全新的人機交互技術應運而生，這就是觸摸屏技術。在這種技術的支持下，人們不再受傳統(tǒng)鼠標及鍵盤的限制，真正實現(xiàn)了人機自由交互。隨著觸摸屏技術的不斷發(fā)展創(chuàng)新及生產(chǎn)生活需求，各種新型的觸摸屏技術被廣泛應用到社會的各行各業(yè)中。利用觸摸屏技術, 用戶只需要用手指輕輕觸碰顯示屏上的文字或是符號就可以實現(xiàn)對主機的控制，使人機交互更為直接，用戶使用更方便。

隨著工業(yè)智能化的發(fā)展，PLC 在工業(yè)中得到廣泛應用。PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作裝置。它采用可以編制程序的存儲器執(zhí)行邏輯運算、順序運算等操作指令，并通過數(shù)字量或模擬量的輸入和輸出來控制機械或生產(chǎn)過程。

工業(yè)用觸摸屏HMI 一般與PLC 系統(tǒng)配套使用，取代傳統(tǒng)的機械按鈕及指示燈，在觸摸屏上用相關符號來表示機械按鈕，在操作系統(tǒng)中，觸摸屏常作為PLC 的輸入和輸出設備，通過相關的軟件設計適合用戶要求的控制畫面，實現(xiàn)對操作對象的控制和顯示。

觸摸屏技術的特點

觸摸屏的基本原理：用手指或其他物體觸摸屏幕時，所觸摸的位置由觸摸屏控制器進行檢測，并通過相關接口輸送到**處理器，從而確定輸入的信息，再由**處理器處理接收的信息，輸出相關指令。常用的觸摸屏可分為電阻式觸摸屏、表面電容式觸摸屏、紅外式觸摸屏、表面聲波式觸摸屏4 類。

1.1 電阻式觸摸屏

電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)是在玻璃基板上形成透明的導電膜，其上設置隔片，然后設置透明導電薄膜。在上側(cè)導電薄膜與下側(cè)玻璃基板上分別在垂直方向上施加電場。當手指或其他物體觸摸到上側(cè)導電薄膜的任意位置后，則該部分會與下側(cè)的玻璃基板上的導電膜通電，通過測量此時的電壓下降來計算觸摸的位置。

1.2 電容式觸摸屏

電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍有狹長的電極，電壓連接到四角，在導電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場。當手指觸摸屏幕表面時，手指與導體間會形成一個耦合電容。四邊電極發(fā)出的電流流向觸摸點，因工作面上接有高頻信號，手指會吸走一個很小的電流，這個電流分別從觸摸屏四角上的電極流出，而電流的強弱與手指到電極的距離成正比，從而可計算出觸摸點的位置。

1.3 紅外式觸摸屏

紅外式觸摸屏在屏幕框架的四邊排列有紅外線發(fā)射管及接收管，一一對應形成橫豎交錯的紅外矩陣，用戶以手指觸摸屏幕某一點時，便會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，**處理器以此計算出觸摸點的位置。主要由裝在觸摸屏外框上的紅外發(fā)射與接收感測元件構(gòu)成。

1.4 表面聲波式觸摸屏

表面聲波式觸摸屏是在顯示器表面加裝聲波發(fā)生器、反射器和聲波接收器，聲波發(fā)生器發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當手指觸及屏幕時，觸點上的聲波被阻止，**處理器由此確定觸摸點的位置。

觸摸屏在堆垛機上有什么應用？

隨著物流行業(yè)飛速發(fā)展，觸摸屏技術已經(jīng)在堆垛機系統(tǒng)中得到廣泛應用。目前，可選用的品牌，一般以使用環(huán)境和滿足客戶需求為先決條件進行選型，安裝的位置較靈活，根據(jù)用戶不同的需求，可安裝在控制柜表面或安裝在載貨臺操作室或在地面上設置單獨支架單獨擺放。不同的觸摸屏具備的功能也有所不同。本文以某藥業(yè)項目為例介紹工業(yè)觸摸屏在堆垛機系統(tǒng)中的常見功能應用。

2.1 觸摸屏組態(tài)

所述項目選用PLC，觸摸屏選用電阻式觸摸屏，觸摸屏通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC 相連進行信息交互。通過軟件對觸摸屏進行組態(tài)編輯，完成網(wǎng)絡連接。

2.2 設備狀態(tài)顯示及運行監(jiān)控

2.2.1 指示燈顯示

根據(jù)觸摸屏的圖形動畫顯示功能和文本域功能，將PLC 中變量信息與圖形動畫顯示相結(jié)合，可以更加直觀地顯示出堆垛機的I/O 點狀態(tài)。此處以堆垛機聯(lián)網(wǎng)為例，當堆垛機處于手動狀態(tài)時，觸摸屏上的聯(lián)網(wǎng)指示燈顯示為白色，當堆垛機處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時，觸摸屏上的聯(lián)網(wǎng)指示燈顯示為綠色。該模式還可以查看PLC 中各輸入點的狀態(tài)，進而判斷堆垛機系統(tǒng)中各電氣元件通斷情況。

觸摸屏的強大顯示功能代替了傳統(tǒng)的單一指示燈顯示，避免了線路老化和接觸不良等情況的發(fā)生，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。用戶可以直觀了解堆垛機目前所處的狀態(tài)，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以通過觸摸屏的顯示功能很快判斷出故障點的位置，給設備的維護及故障處理帶來極大的方便。

2.2.2 報文狀態(tài)顯示

根據(jù)觸摸屏I/O 域讀寫功能，可以查看堆垛機系統(tǒng)與上位機系統(tǒng)實時信息交互，沒有引入觸摸屏技術時，用戶想要知道堆垛機當前執(zhí)行的任務需到總控室的上位機系統(tǒng)中查看，用戶需經(jīng)常往返于總控室與設備之間，當總控室距離設備相對較遠時，會浪費大量時間，給用戶帶來不便。利用觸摸屏上I/O 域讀寫功能可有效解決此類問題。

2.2.3 故障顯示

根據(jù)觸摸屏的故障顯示功能，用戶不僅可以方便直觀地查看堆垛機設備的當前故障，也可以查看當前故障的處理方法，如果屬于可解除的故障，便可直接使用觸摸屏復位按鈕解除故障，無需到上位機系統(tǒng)中查看和解除故障，節(jié)省了查看及判斷故障的時間，提高了設備的使用效率。

通過“查看記錄”功能可以查看本臺設備的歷史故障記錄，方便用戶分析和統(tǒng)計該設備在一定時間內(nèi)的運行情況，并可據(jù)此有針對性制定該設備的維護保養(yǎng)計劃，重點檢查維護故障點較高的位置，有效排除潛在問題，進一步提高設備零部件的使用壽命，降低設備故障率。

2.2.4 運行監(jiān)控

根據(jù)觸摸屏實時監(jiān)控功能用戶可以方便地查看當前堆垛機的運動數(shù)據(jù), 包括行走距離、行走速度、起升距離、起升速度、貨叉速度及運動過程中距離目標位置的誤差等數(shù)據(jù)。

以貨叉監(jiān)控數(shù)據(jù)為例，當載貨臺處在較高位置報警時，憑肉眼無法準確判斷貨叉位置，此時用戶就可以根據(jù)觸摸屏的運行監(jiān)控畫面來判斷貨叉的位置，一般設定貨叉的當前位置數(shù)據(jù)在-10~10 之間時。

當貨叉當前位置數(shù)據(jù)大于10 時，說明貨叉沒有在原位，貨叉已向左側(cè)伸叉；當貨叉當前位置數(shù)據(jù)小于-10時，說明貨叉沒有在原位，貨叉已向右側(cè)伸叉。這樣用戶就可以準確判斷出貨叉的位置，并進行有效操作。提高了處理故障的效率，及時有效避免了用戶的誤操作，降低了系統(tǒng)的風險系數(shù)。

2.3 自動控制

根據(jù)觸摸屏的自動控制功能，用戶可以直接在觸摸屏中輸入執(zhí)行指令，當指令輸入正確，堆垛機會自動執(zhí)行該命令。以入庫作業(yè)為例介紹觸摸屏自動控制功能，用戶只需在觸摸屏上依次選擇入庫口地址，輸入排、列、層，按下啟動按鈕，堆垛機就會自動到指定的取貨口取貨，然后再自動放入到指定貨位。

相比于傳統(tǒng)的人為手動操作取、放貨，所述設備不僅節(jié)約了時間成本，而且極大地提高了設備的使用率和設備的可操作性。對于類似的自動控制，觸摸屏還可以完成自動出庫作業(yè)、自動倒庫作業(yè)、自動召回到指定位置、自動直出作業(yè)以及自動空托盤收集等作業(yè)。

2.4 權限管理

由于觸摸屏的可執(zhí)行性較強，給用戶提供了很大的自由操作空間，為便于操作及用戶管理，觸摸屏配有用戶管理權限功能，即在用觸摸屏操作前對用戶權限進行設置，根據(jù)不同的操作人員設置不同的權限，對觸摸屏特殊的功能進行加密保護。這樣既方便管理也提高了觸摸屏的安全性。

總結(jié)

隨著觸摸屏技術的不斷創(chuàng)新成熟，在未來的智能工廠應用中，觸摸屏技術也將處于舉足輕重的地位，工業(yè)觸摸屏正朝著專業(yè)化、立體化、大屏幕化、智慧化等多元化方向發(fā)展，為用戶提供更便捷、智能、人性化的服務。同時，觸摸屏技術在堆垛機系統(tǒng)中的應用也會更加廣，更加有效地增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

江蘇鶴奇工業(yè)自動化設備有限公司主要經(jīng)營自動化控制系統(tǒng)及設備的制造加工、研發(fā)、銷售，電子元器件、機械設備零部件的制造、銷售，計算機網(wǎng)絡工程施工，計算機軟件研發(fā)、銷售，機械設備、電子產(chǎn)品的銷售，從事貨物及技術的進出口設備等多項業(yè)務，主營業(yè)務涵蓋自動化立體倉庫，堆垛機，穿梭車，AGV小車生產(chǎn)廠家。江蘇鶴奇工業(yè)自動化設備有限公司主營業(yè)務涵蓋自動化立體倉庫，堆垛機，穿梭車，AGV小車生產(chǎn)廠家，堅持“質(zhì)量保證、良好服務、顧客滿意”的質(zhì)量方針，贏得廣大客戶的支持和信賴。

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