触摸屏技术及其在堆垛机系统中的功能应用

曹玉龙

【摘  要】随着逐渐普及的触摸屏技术，为了满足生产生活的需要，触摸屏技术在各个领域中都有着广泛的应用。触摸屏技术的有效应用，用户只需用手指触摸屏显上的文字或符号即可控制主机，人机交互更直接、更人性化。在PLC系统中，触摸屏的使用通常是与工业HMI触摸屏结合在一起的，可以对传统的机械按钮和指示灯予以有效的取代。在触摸屏中，传统的机械按钮用相关符号来进行表示。在操作系统中，触摸屏常通过连接的软件作为PLC的输入输出设备。为用户设计合适的控制屏幕以执行操作对象的控制和显示。

【关键词】触摸屏技术;堆垛机;应用

1 触摸屏技术的特点

一般情况下对触摸屏进行分类，可以分为4类，分别为电阻式触摸屏、表面电容式触摸屏、红外式触摸屏以及表面声波式触摸屏。

1.1 电阻式触摸屏

一般，是由于玻璃基板上形成了一层透明导电膜，以此形成了电阻式触摸屏的结构钢，先在导电膜上放置隔板，然后再对到导电膜进行设置。如果要对导电膜和玻璃基板施加电场，应在垂直的方向上进行。一旦与导电膜接触，则受到玻璃基板上的导电膜的影响被激活，在对实际位置进行计算的过程中，通过对电压的测量进行计算。

1.2 电容式触摸屏

电容式触摸屏在触摸屏的四个边上都排列着又长又窄的电极，四个角接上电压，在导电体中形成低压交流电场。当手指触摸屏幕表面时，手指和跟踪器之间会产生耦合能力。四边电极发出的电流流向接触点。由于高频信号连接到工作表面，手指会吸取很小的电流。这个电流从电极流向触摸屏的四个角，距离成正比，从而准确计算出触摸点的位置。

1.3 红外式触摸屏

红外触摸屏在显示框的四边排列着红外发射管和接收管，形成水平和垂直的红外矩阵一一交织。当用户用手指触摸屏幕上的某个点时，会阻挡通过该位置的横向和纵向两条红外线，设备计算出触摸点的位置。主要由安装在触摸屏外框上的发射传感器和红外接收元件组成。

1.4 表面声波式触摸屏

将声波发生器、反射器以及声波接手器安装在表面声波式触摸屏的屏幕上。利用声波发生器将高频声波发送至整个屏幕上。一旦与手指进行接触，则会使得声波被阻止，为了对触摸点的位置予以确定，应采用中央处理设备进行。

2 触摸屏技术在堆垛机中的功能应用

随着物流行业的快速发展，触摸屏技术已广泛应用于集运起重机系统中。目前，选择的品牌一般是根据使用环境和满足客户的需求来选择的。安装位置更灵活。根据用户的不同需求，可安装在控制柜表面或负载平台的操作室或安装在地面上的独立支架单独放置。不同的触摸屏有不同的功能。

2.1 触摸屏组态

该项目所用的PLC采用的是西门子S7-300，将西门子电阻式触摸屏KTP700Basic PN运用在触摸屏上，利用工业以太网与PLC对触摸屏的信息进行交换。在对触摸屏进行组态编辑的时采用TIA PortalV13 软件进行，对网络进行连接，用图1进行表示。

2.2 设备状态显示及运行监控

2.2.1 指示灯显示

为了确保堆垛机在I/O点的状态可以更好的显示出来，应在触摸屏的基础上，利用图形动画显示以及文本字段功能，使得图形动画可以与PLC中的变量信息结合起来。从触摸屏的网格指示上进行观察，处在手动模式下时，其指示灯用白色进行表示，当处于网格模式时，指示灯用绿色进行标识，以此对于设备中的PLC接入点状态进行检查，并针对电气元件的通断状态采用堆垛机进行有效的判断。

强大的触摸屏显示功能取代了传统的单指示灯显示，可以使得线路老化以及接触不良的情况得到有效的降低，以促进系统向更加稳定的方面发展。针对采集器的当前状态，也可以更加直观的进行判断。一旦有故障存在于系统中，为了对故障位置进行有效的确定，应利用触摸屏的显示功能有效的进行判定，使得对设备的维护以及故障的排除更加有效的进行。

2.2.2 报文状态显示

為了对堆垛机系统以及上位机系统的实际信息交互情况进行分析，触摸屏I/O域的读/写功能可以有效实现该功能。如果没有使用触摸屏技术，用户想要了解采集器当前执行的任务，应该查看主控室的上位机系统。用户必须经常在主控制室和设备之间穿梭。如果设备与主控室之间存在较大的距离的差距，那么在实际操作时，可能会造成大量时间的浪费。为了使得该问题可以得到有效的解决，触摸屏中I/O域读/写功能的应用是最为重要的一个环节。

2.2.3 故障显示

通过触摸屏显示缺陷显示功能，用户不仅可以方便直观地查看堆垛机设备的当前错误，还可以查看实际缺陷的处理方法。如果是可解决的故障，在对故障进行排除的过程中，可以采用触摸屏复位按钮进行，在上位机系统中不需要使用检查和排除系统，使得其检查的时间可以得到有效的节约，同时，其使用的效率也可以得到有效的提升。为了对所出现故障的历史记录进行分析查找，应采用“查看记录”功能进行，为用户在统计系统内设备的运行情况进行分析研究，实现设备维护计划的有效进行。为此，重点将检查和维修故障置于最高位置，有效排除潜在问题，进一步提高设备部件的使用寿命，使得设备出现故障的概率得到有效的降低。

2.2.4 运行监控

根据触摸屏的实时监控功能，用户可以方便地查看堆垛运动的实际数据，包括步行距离和行走距离。以fork监控数据为例。当装载平台处于较高位置并报警时，肉眼无法准确判断货叉位置。这时用户可以根据触摸屏操作的监控显示判断货叉的位置。一般设置为当货叉当前位置数据在-10 10之间时。货叉的位置大于10，这意味着货叉不在原来的位置，货叉向左伸出;当前叉位置小于-10时，表示货叉不在起始位置，货叉已向左移动。将前叉向右延伸。这样，用户可以准确地确定运输叉的位置并进行有效的操作，提高了解决问题的效率，及时有效地避免了用户误操作，使得系统风险的系数得到有效的降低。

2.3 自动控制

根据自动触摸屏控制功能，用户可以直接在触摸屏上输入执行命令。当命令输入正确时，聚合器将自动执行命令。以存储操作为例介绍自动触摸屏控制功能。用户只需在触摸屏上依次选择入库口地址，输入行、列、层，按启动键，收货机将自动前往指定的收货口取货物，然后自动放置在指定的货位。该设备与传统的人工收发货物相比，不仅节省了大量的时间和成本，而且大大提高了设备的利用率和设备的功能性。对于类似的自动控制，触摸屏还可以完成自动退出操作、自动出料操作、指定位置自动牵引、自动直接操作、自动收集空托盘等任务。

3 结语

在目前触摸屏技术不断深入发展的同时，在未来的智能工厂中，触摸屏技术也得到了广泛的应用。为了实现更加便捷、智能、人性化的发展，触摸屏技术的发展方向应以专业化、立体化、大屏化以及智能化为主。与此同时，子啊堆垛机系统中，触摸屏技术的应用领域也将更加广泛，以促进系统的稳定性和安全性可以得到有效的提升。

参考文献：

[1]赵剑威.触摸屏技术及其在堆垛机系统中的功能应用[J]. 起重运输机械，2020（21）：81-84.

[2]关宏强.基于PLC触摸屏技术的人体红外自动测温仪[J]. 辽东学院学报（自然科学版），2020，27（04）：238-242.