洗瓶機(jī)觸摸屏系統(tǒng)設(shè)計

王教領(lǐng)，宋衛(wèi)東，王明友，吳今姬，王培雨 (農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京210014)

食用菌工廠化生產(chǎn)是我國食用菌產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向［1－2］，目前我國食用菌工廠化生產(chǎn)以木腐菌為主，其生產(chǎn)流程包括裝瓶、滅菌等一系列環(huán)節(jié)直到挖瓶結(jié)束［3－6］，但在挖瓶以后菌瓶清洗基本上還是雇傭大批的勞動力進(jìn)行手工清洗，人工清洗效率較低，既不利于連續(xù)生產(chǎn)，也加大了企業(yè)的勞動力成本。目前市場上的洗瓶機(jī)并不適用于食用菌洗瓶，因此開發(fā)出適合工廠化生產(chǎn)的洗瓶機(jī)意義重大。在洗瓶機(jī)的控制設(shè)計中采用了PLC與觸摸屏聯(lián)合控制方式，將控制要求通過觸摸屏按鈕進(jìn)行控制，不僅節(jié)省空間與安裝尺寸，同時操作起來也更加快捷方便［7－9］。筆者在此主要對觸摸屏按鈕功能要求和觸摸屏設(shè)計進(jìn)行了簡單分析。

1 觸摸屏概述

20世紀(jì)90年代由于電子計算機(jī)的快速發(fā)展和應(yīng)用，催生了觸摸屏技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，使用方便只要輕輕一點就可以完成按鈕功能［10－12］。觸摸屏根據(jù)其觸發(fā)原理的不同可以分為電容式、電阻式、電感式和超聲波式［13－14］。以電容式為例，當(dāng)手指按下按鈕以后，人體與觸摸屏表面接觸后從觸摸屏4個角吸走一部分電流，根據(jù)比例可以計算出按下的位置，從而將執(zhí)行對應(yīng)的命令［15－17］。

2 觸摸屏按鈕功能要求

根據(jù)洗瓶機(jī)的控制要求，觸摸屏旁的控制面板設(shè)置相應(yīng)的開關(guān)按鈕。

2．1 啟動 控制程序的啟動。

2．2 運行 當(dāng)按下啟動和運行按鈕以后此程序?qū)⒀h(huán)執(zhí)行，直到有新的按鈕按下，運行按鈕的類型選用復(fù)合型交替開關(guān)，即按鈕按一下開，再按一次關(guān)，再按下開，交替進(jìn)行。

2．3 單次按鈕 當(dāng)按下啟動和單次按鈕以后此程序?qū)?zhí)行一次，即完成一次洗瓶后停止，直到有新的按鈕按下，單次按鈕的類型選用復(fù)合型交替開關(guān)。

2．4 急停 在程序運行中如果按下此按鈕則停止工作，等待新的命令。

2．5 停止 在程序運行中如果按下此按鈕后當(dāng)前工步將繼續(xù)完成后面的洗瓶動作后停止洗瓶，不再循環(huán)洗瓶。

2．6 計算器 統(tǒng)計洗瓶的次數(shù)。

2．7 清零 對計算器進(jìn)行清零加工參數(shù)，此按鈕為翻頁按鈕，在新的頁面可以對洗瓶的部分加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如預(yù)濕和洗瓶的時間。

2．8 功能參數(shù) 此按鈕為翻頁按鈕，新的頁面是對洗瓶動作的監(jiān)控。

3 觸摸屏設(shè)計

3．1 OIP簡介 OIP是顯示器和觸摸開關(guān)一體的可編程序顯示面板，簡稱觸摸屏。OIP的畫面是由專用的作圖軟件SCREEN CREATOR 5制作成、利用專用下載電纜通過電腦RS-232C串行通信口下載到OIP的通道1(RS-232C通道)。SCREEN CREATOR 5是一款專用制作觸摸屏軟件，用戶只要在部品庫中選擇相應(yīng)的部品就可以制作出多種畫面［18－20］。OIP能夠和濕度控制器等一些通信協(xié)議固定設(shè)備通信，使系統(tǒng)配置適應(yīng)性更廣。

觸摸屏和PLC的通信方式如圖1所示，GC觸摸屏只要指定了與通信的PLC型號和需要控制的信息就可以和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，當(dāng)然在觸摸屏中還要根據(jù)程序?qū)υO(shè)置的畫面部品進(jìn)行編輯。

3．2 畫面設(shè)計 SCREEN CREATOR 5設(shè)計畫面的流程如圖2所示。

3．2．1 新建工程。GC-53LC型觸摸屏具有5．7英寸液晶彩色顯示屏，可同時顯示256色中的16色，分辨率達(dá)320×240，性能優(yōu)越(圖3)。

3．2．2 畫面編輯。根據(jù)工作要求編寫的畫面如圖4所示。

3．3 功能設(shè)置 對每個按鈕進(jìn)行編輯，如運行按鈕，開關(guān)類型的選擇如圖5所示，選擇交替類型，存儲器則根據(jù)PLC程序設(shè)計中規(guī)定的輸入地址選擇I003(圖6)。最后編寫完成后進(jìn)行注冊和等登記并進(jìn)行程序的傳送，最終制作完成的樣機(jī)(圖7)。

4 總結(jié)

根據(jù)洗瓶機(jī)的操作要求通過Screen Creator 5設(shè)計了人機(jī)界面，在摸屏畫面中設(shè)置了啟動、停止等按鈕，同時設(shè)有參數(shù)調(diào)節(jié)功能，可以通過調(diào)節(jié)PLC程序中的參數(shù)保證洗瓶機(jī)在最佳狀態(tài)下工作。洗瓶機(jī)觸摸屏的設(shè)計實現(xiàn)了智能化操作，為食用菌智能化生產(chǎn)提供了保障。

［1］李洪亮，李瑞國，韓廣鈞．淺談中國食用菌的工廠化生產(chǎn)［J］．食用菌，2014(3):2－3

［2］李玉．我國食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢［J］．食藥用菌，2011(1):1 －5．

［3］常明昌，孟俊龍，程紅艷，等．我國食用菌工廠化栽培的初步研究與探索［J］．山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，30(4):289 －295．

［4］張俊彪，李波．對我國食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與政策思考［J］．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2012(5):13－21．

［5］胡志超，王海鷗，謝煥雄，等．我國食用菌工廠化生產(chǎn)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2006，32(5):9 －11．

［6］鐘孟義．食用菌工廠化栽培成功的要素分析［J］．食用菌，2009(5):4－7．

［7］毛朝輝．PLC和觸摸屏在洗瓶機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．電工技術(shù)，2011(12):34－35．

［8］陳立定，王軍會．洗瓶機(jī)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計［J］．食品工業(yè)，2010(1):97－99．

［9］高就成．基于啤酒生產(chǎn)線洗瓶機(jī)控制系統(tǒng)升級研究［D］．廣東:華南理工大學(xué)，2010．

［10］楊玉琴，李亞寧．觸摸屏技術(shù)研究與市場進(jìn)展［J］．信息記錄材料，2012，13(1):37 －46．

［11］鮑兆臣．觸摸屏技術(shù)及其未來發(fā)展方向［J］．建材世界，2014，35(5):74－77．

［12］張子敬．觸摸屏技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢［J］．科技視界，2012，4(12):65－66．

［13］李兵兵．電容式多點觸摸技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］．成都:電子科技大學(xué)，2011．

［14］王建，宋永昌．觸摸屏實用技術(shù)(三菱)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012．

［15］薛迎成．PLC與觸摸屏控制技術(shù)［M］．北京:中國電力出版社，2008

［16］屈偉平．電容式觸摸屏將引領(lǐng)市潮流［J］．有線電視技術(shù)，2010(5):82－85．

［17］高申勇，張穎，曾虹．一種電容式觸摸輸入模塊的設(shè)計［J］．杭州電子科技大學(xué)學(xué)報，2009(2):56－59．

［18］光洋電子(無錫)有限公司．GC系列觸摸顯示屏用戶手冊［Z］．2003．

［19］馮濟(jì)纓，黃明琪．可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ)［M］．重慶:重慶大學(xué)出版社，1998．

［20］光洋電子(無錫)有限公司．GC系列觸摸顯示屏通訊連接手冊［Z］．2002．