淺談觸摸屏在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

郝瑞生

(深圳技師學(xué)院，廣東 深圳 518000)

1 觸摸屏使用的用途和特點

1.1 觸摸屏的應(yīng)用方式

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)自動化的輸入方式中出現(xiàn)了觸摸屏技術(shù)。觸摸屏在工業(yè)自動化中的應(yīng)用具有獨特的優(yōu)勢。另外，觸摸屏在我國各個領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛，觸摸屏的應(yīng)用方式可以涉及到各個領(lǐng)域，比如公共信息查詢、辦公自動化工程、自動化軍事領(lǐng)域、電子游戲領(lǐng)域、多媒體教學(xué)領(lǐng)域，手機(jī)電腦領(lǐng)域等。由于觸摸屏具有簡單方便快捷的輸入方式，使得觸摸屏被應(yīng)用于我國的各個輸入操作設(shè)備中，不僅僅局限于多媒體信息的查詢，而且在應(yīng)用上還具有耐用、操作性強(qiáng)、響應(yīng)速度快的特性，初步代替鍵盤的操作，能夠減少空間，增強(qiáng)交流等諸多特性，也促進(jìn)了輸入方式的發(fā)展[1]。

1.2 觸摸屏的應(yīng)用優(yōu)勢

1.2.1 操作方便

基于觸摸屏的操作特點，用戶在使用觸摸屏?xí)r，僅僅通過手指觸摸顯示屏上的符號，即可實現(xiàn)操作的目的，更加方便了對系統(tǒng)的操作控制，改善了人機(jī)交互的方式。通過觸摸屏操作方便的特點，使得不同年齡段的人都可以直接對系統(tǒng)進(jìn)行操作，在一定程度上方便對計算機(jī)操作，使用戶使用計算機(jī)的過程更加簡單。

1.2.2 操作界面良好

觸摸屏的操作方式較為簡單，使得那些不懂計算機(jī)的用戶，雖然不具備計算機(jī)使用的專業(yè)知識，也可以根據(jù)顯示器顯示的具體方式，用手指進(jìn)行操作，從而優(yōu)化了用戶的使用體驗[2]。

1.2.3 信息豐富

觸摸屏存儲信息的種類包括文字信息、聲音信息、視頻信息圖形、數(shù)據(jù)信息等。由于這些數(shù)據(jù)資源信息的儲存不會受到任何數(shù)據(jù)的影響，這使得觸摸屏在使用上存在信息多樣化的優(yōu)勢。

1.2.4 安全穩(wěn)定

觸摸屏的輸入方式與傳統(tǒng)的輸入方式存在很大的不同。傳統(tǒng)的輸入方式在使用過程中可能會出現(xiàn)輸入錯誤、死機(jī)等問題，但觸摸屏的輸入方式可以長時間地運行，而不會出現(xiàn)問題，這就意味著觸摸屏在使用過程中具有穩(wěn)定性的特點，而且容易維護(hù)[3]。

1.2.5 擴(kuò)充性良好

觸摸屏在應(yīng)用中具有擴(kuò)充性良好的優(yōu)勢，能夠在長時間的使用過程中，根據(jù)用戶的需要，主動連接各個局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，從而獲取信息資源，增加計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)容和數(shù)據(jù)，獲取更多的數(shù)據(jù)庫資料。

2 觸摸屏的組成方式和工作原理

2.1 組成方式

觸摸屏一般由觸摸檢測設(shè)備部件和觸摸屏控制結(jié)構(gòu)部件2部分組成。2個部件在功能實現(xiàn)上具有不同的特點。觸摸檢測設(shè)備部件主要安裝在計算機(jī)顯示器屏幕的前方，能夠有效檢測用戶的觸摸位置，將用戶的觸摸位置實時檢測后，將信息數(shù)據(jù)傳遞到觸摸屏控制結(jié)構(gòu)部件。計算機(jī)控制結(jié)構(gòu)有效地將用戶的觸摸點所傳遞的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的觸摸坐標(biāo)，將數(shù)據(jù)傳遞給計算機(jī)的控制系統(tǒng)，由計算機(jī)的控制系統(tǒng)控制觸摸屏進(jìn)行實時操作。

2.2 工作原理

目前的主流輸入方式是觸摸屏輸入方式，代替了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤開關(guān)等輸入方式，在一定程度上增強(qiáng)了操作性能的優(yōu)勢。其工作原理是用戶在使用觸摸屏中需要借助手指或其他觸摸設(shè)備觸摸顯示器前面安裝的觸摸屏，計算機(jī)CPU系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸到不同位置，實時反饋信息輸入。由于用戶在使用觸摸屏?xí)r所處的位置能夠被觸摸屏的構(gòu)成組件進(jìn)行有效檢測，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)坐標(biāo)值，CPU進(jìn)行反饋運作，觸摸屏的坐標(biāo)位置一般是絕對坐標(biāo)值，也就意味著原點位置在屏幕的左上方。

2.3 觸摸屏的種類

觸摸屏設(shè)備可以按照不同的工作性能和傳輸?shù)慕橘|(zhì)進(jìn)行分類。目前觸摸屏主要分為4種，即電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線觸摸屏、表面聲波式觸摸屏。由于不同的工作性能和應(yīng)用特點，在不同的領(lǐng)域具有不同的優(yōu)勢。

3 觸摸屏技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用特點

1)觸摸屏的結(jié)構(gòu)大多是由多層復(fù)合薄膜研制而成，在使用效果上具有特別的優(yōu)勢，如透明度方面、色彩失真度方面和高清晰度方面。

2)觸摸屏使用過程中具有絕對坐標(biāo)系統(tǒng)，絕對坐標(biāo)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的定位坐標(biāo)系統(tǒng)具有明顯差異。絕對坐標(biāo)系統(tǒng)所確定的位置直觀有效，提高了準(zhǔn)確性。

3)觸摸屏在使用過程中也是借助自身諸多的傳感器感知用戶的觸摸操作，從而根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢完成檢測和定位。也決定了觸摸屏在工作運行中的反應(yīng)速度，以及安全性和穩(wěn)定性的特點。

4 觸摸屏在工業(yè)自動化領(lǐng)域中的發(fā)展和應(yīng)用

4.1 能夠有效顯示和監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的運行

觸摸屏在使用過程中具有顯示和狀態(tài)監(jiān)視的功能，針對工業(yè)控制系統(tǒng)和設(shè)備運行的情況進(jìn)行有效的監(jiān)測。另外，觸摸屏的應(yīng)用還可以根據(jù)顯示屏上的設(shè)計圖形，顯示工程控制各個開關(guān)量的狀態(tài)，或者通過圖形的方式來顯示工程控制設(shè)備的物理量，使得操作人員有效地監(jiān)測和處理設(shè)備運行中的參數(shù)問題。

4.2 能夠?qū)崟r地監(jiān)測并實現(xiàn)報警

由于工業(yè)生產(chǎn)自動化，在正常運行過程中，可能會由于諸多的影響而使得設(shè)備出現(xiàn)相應(yīng)的故障或者控制系統(tǒng)發(fā)生代碼、操作錯誤，進(jìn)一步導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此，觸摸屏能夠提前監(jiān)測系統(tǒng)的運行故障，從而發(fā)出報警聲，以提醒操作人員及時地處理設(shè)備問題和故障。另外，觸摸屏還可以提供諸多的預(yù)訂方案，通報給執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

4.3 具備良好的控制系統(tǒng)

觸摸屏在使用中可以通過數(shù)字輸入功能，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。觸摸屏可以根據(jù)按鈕功能多元化，對PLC編程控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，能夠在多個控制面板中進(jìn)行來回切換。觸摸屏能夠優(yōu)化用戶設(shè)計的各個控制，并且通過控制界面上做設(shè)置的觸摸開關(guān)，完成設(shè)備的信息輸入。

4.4 數(shù)字輸入方式的實現(xiàn)

除了以上方面外，在現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域運轉(zhuǎn)與發(fā)展的過程中，通過加強(qiáng)觸摸屏的應(yīng)用，還可以在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上增加數(shù)字輸入功能，以此來將工業(yè)生產(chǎn)過程中所需要的參數(shù)等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行時時輸入，有效地提高了工業(yè)生產(chǎn)及管控的水平，并為現(xiàn)代工業(yè)整體的健康發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。