基于可編程邏輯控制器和觸摸屏的搶答器設(shè)計(jì)
引 言
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/161559.htm本文提出了一種新的控制方法--用觸摸屏和PLc(可編程邏輯控制器)實(shí)現(xiàn)搶答器的控制。與一般的控制方法相比,運(yùn)行更加可靠,操作更加直觀,更適合于高檔的場(chǎng)合。
本文以三菱F940GOT-LwD-c型觸摸屏和三菱FXOS_30MR型PLc控制4路搶答器為例,介紹具體的實(shí)現(xiàn)方法。
l觸摸屏
20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)了一種新的人機(jī)交互技術(shù)--觸摸屏技術(shù),觸摸屏便是這種技術(shù)的具體體現(xiàn)。觸摸屏是一種最直觀的計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備,使用者只要觸摸屏幕上的圖形對(duì)象,計(jì)算機(jī)便會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作,這樣就擺脫了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作,大大提高了計(jì)算機(jī)的可操作性。 觸摸屏的基本原理是:用戶用手指或其他物體觸摸觸摸屏?xí)r,所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)被觸摸屏控制器檢測(cè),并通過(guò)串行通信接口送到計(jì)算機(jī)或PLc的CPU,CPU將此坐標(biāo)和觸摸屏上的各個(gè)圖形對(duì)象(代表特定的信息)的坐標(biāo)相對(duì)比,從而確定輸入的信息。
觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸檢測(cè)裝置兩個(gè)部分。觸摸屏控制器(卡)的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給計(jì)算機(jī)或PLC的CPU,它同時(shí)能接收cPu發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行,例如直觀動(dòng)態(tài)地顯示開(kāi)關(guān)量和模擬量。觸摸檢測(cè)裝置一般安裝在顯示器的前端,主要作用是檢測(cè)用戶的觸摸位置,并傳送給觸摸屏控制器(卡)。
觸摸屏有以下5種類型:電阻式、電容式、紅外線式、聲波式或近場(chǎng)成像式?,F(xiàn)在用得最多的是電阻式觸摸屏。
觸摸屏有以下特點(diǎn):
a)觸摸屏用專用的畫(huà)面制作軟件生成畫(huà)面。畫(huà)面的生成是可視化的,不需要用戶編程。在畫(huà)面中用文字或圖形動(dòng)態(tài)地顯示PLc中開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)和數(shù)字量的數(shù)值,還可以實(shí)現(xiàn)某些動(dòng)畫(huà)功能。通過(guò)各種輸入方式,將操作人員的開(kāi)關(guān)量命令和數(shù)字量設(shè)定值傳送到PLC。
b)觸摸屏的按鍵在屏幕上的畫(huà)面中。每個(gè)畫(huà)面可以設(shè)置不同大小和個(gè)數(shù)的按鍵,每個(gè)按鍵均可以設(shè)置有明確意義的文字或圖形提示。
c)用觸摸屏上的軟元件代替硬件按鈕和指示燈等外部元件,可以節(jié)省PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。
d)觸摸屏的畫(huà)面制作軟件帶有豐富的圖庫(kù)。使用圖庫(kù)中的元件,可以快速方便地生成各種畫(huà)面。 e)為了實(shí)現(xiàn)觸摸屏與計(jì)算機(jī)或PLc之間的通信,只要對(duì)通信參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置,用戶不用編寫(xiě)通信程序。在生成畫(huà)面時(shí)將圖形對(duì)象與控制器中的存儲(chǔ)器地址聯(lián)系起來(lái),就可以實(shí)現(xiàn)PLC與觸摸屏之間的通信。
f)觸摸屏可以在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境使用,其穩(wěn)定性和可靠性與PLC相當(dāng)。
2搶答器的控制要求
設(shè)計(jì)1個(gè)4個(gè)參賽組的搶答器,主持人通過(guò)觸摸屏監(jiān)控比賽的進(jìn)行。為了方便觀眾了解比賽情況,搶答器應(yīng)設(shè)置必要的顯示。搶答器的功能如下:
a)比賽開(kāi)始之前,主持人要按一次觸摸屏上的復(fù)位按鈕,使所有參賽組的顯示均滅。 b)比賽開(kāi)始后,主持人要按一次觸摸屏上的開(kāi)始按鈕,當(dāng)開(kāi)始燈(綠燈)亮之后,才允許參賽組進(jìn)行搶答。
c)比賽開(kāi)始后,如果參賽組在開(kāi)始燈(綠燈)亮之前按下按鈕進(jìn)行搶答,則視為搶答違規(guī)。此時(shí),蜂鳴器以1次/s的頻率嗚叫,數(shù)碼管顯示參賽組的序號(hào),同時(shí),觸摸屏顯示違規(guī)組號(hào)及搶答違規(guī)信號(hào)。
d)比賽開(kāi)始后,如果參賽組在開(kāi)始燈(綠燈)亮之后按下按鈕進(jìn)行搶答,數(shù)碼管顯示先搶到的參賽組的序號(hào),同時(shí),觸摸屏顯示答題組號(hào)及答題信號(hào),然后主持人請(qǐng)此參賽組回答問(wèn)題。
e)為了控制比賽時(shí)間,回答問(wèn)題必須在20 s內(nèi)完成,超時(shí)按錯(cuò)誤論處。當(dāng)時(shí)間進(jìn)行到lO s時(shí),紅燈亮,提示搶答者抓緊時(shí)間;當(dāng)時(shí)間進(jìn)行到20 s時(shí),紅燈亮,同時(shí)蜂鳴器不間斷地嗚叫,提示搶答者答題超時(shí),同時(shí),觸摸屏顯示答題超時(shí)信號(hào)及答題超時(shí)組號(hào)。
f)答對(duì)一題加10分,答錯(cuò)一題、答題超時(shí)或違規(guī)一次扣10分,按積分的多少論勝負(fù)。
其中,加分和減分靠現(xiàn)場(chǎng)工作人員手動(dòng)翻動(dòng)記分牌進(jìn)行計(jì)分,其余功能靠PLc控制實(shí)現(xiàn)。
3搶答器的軟硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)的控制要求,綜合控制點(diǎn)數(shù),本裝置選擇三菱.FXOS-30MR型PLc,它特別適合于小型單機(jī)且僅需要開(kāi)關(guān)量控制的普通設(shè)備。 觸摸屏選用三菱F940GOT-LwD-C型圖形操作終端,它是基于PLC的軟硬一體人機(jī)界面,能以圖形界面方式實(shí)現(xiàn)各種工作狀態(tài)的顯示,并具有使用方便、人機(jī)對(duì)話界面友好、組態(tài)技術(shù)易掌握、與PLC可進(jìn)行良好通信的功能。三菱F940GOT-LWD-c型觸摸屏含有兩個(gè)通信接口:RS-232C接口,與裝有專用畫(huà)面制作軟件的計(jì)算機(jī)通信(上載、下載畫(huà)面);RS一422接口,與PLC通信(通過(guò)畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)控PLC的運(yùn)行)。
3.1觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)
本文中的觸摸屏操作畫(huà)面是用三菱公司專用的畫(huà)面制作軟件SWOPC-FXDU/wIN-c制作的。
為了達(dá)到用觸摸屏操作畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)控PLc運(yùn)行的目的,必須將操作畫(huà)面中的圖形對(duì)象與PLC中的編程軟器件聯(lián)系起來(lái)。觸摸屏操作畫(huà)面的組態(tài)如表1所示。根據(jù)表l所制作的觸摸屏操作畫(huà)面如圖1所示。
圖1 觸摸屏操作畫(huà)畫(huà)
觸摸屏操作畫(huà)面制作完成后,再通過(guò)計(jì)算機(jī)的RS-232C串行通信口將操作畫(huà)面下載到觸摸屏中。
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