1 引言 近年來，隨著我國自動化技術(shù)的提高，工廠自動化也上了一個新臺階。觸摸屏作為一個新興的工業(yè)控制器，以其體積小,功能齊全，價格低廉，可靠性高等方面具有獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。 觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，它的簡單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境運行。用戶可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來處理或監(jiān)控、管理隨時可能變化的信息。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，無法提高效率。但使用人機(jī)界面后，能明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡單生動。使用觸摸屏，還可以使機(jī)器配線標(biāo)準(zhǔn)化，簡單化，同時也能減少PLC及各種控制器所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套設(shè)備的附加價值。韓國M2I公司TOP觸摸屏和各種控制器有很好的通用性，修改程序也很方便。 上海雅色蘭廣告器材有限公司成立于1993年，是國內(nèi)領(lǐng)先的大型電腦噴繪系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)商和銷售商。YSL印刷機(jī)是雅色蘭今年推出的新型印刷機(jī)，它主要用于戶外大幅面的廣告宣傳畫、舞臺背景、車身廣告等的印刷。它的特點是實現(xiàn)了管控一體化，是高度的人機(jī)控制系統(tǒng)。全線路采用單片機(jī)控制，保證了水墨平衡，減少印刷時間。采用靜電消除裝置，降低紙張損耗，使進(jìn)出紙順暢。 YSL印刷機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分主要包括觸摸屏，單片機(jī)，變頻器等幾大部分。根據(jù)雅色蘭公司對電氣控制系統(tǒng)的要求，我們在軟硬件方面都做了一些開發(fā)。 2 Top-designer 軟件的特點 通過在雅色蘭公司YSL印刷機(jī)控制系統(tǒng)中TOP觸摸屏的實際應(yīng)用，深深地感到Top-designer軟件具有許多優(yōu)點，而且，我個人認(rèn)為，下列優(yōu)點是其它組態(tài)軟件所不及的: （1） Top-designer軟件功能強(qiáng)大，對控制系統(tǒng)中所要求實現(xiàn)的控制功能都能實現(xiàn); （2） 內(nèi)有宏指令編程，簡便易學(xué)。在不需要懂得很多VC編程技巧的情況下，也能發(fā)揮出VC的強(qiáng)大功能; （3） 畫圖功能非常強(qiáng)大。Top-designer軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發(fā)系統(tǒng); （4） Top-designer編程結(jié)構(gòu)簡單，組態(tài)靈活方便，效率高; （5） 內(nèi)部運算能力很強(qiáng)，這應(yīng)該是其他所有觸摸屏軟件所不能比擬的。 3 TOP觸摸屏在雅色蘭YSL印刷機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 由于印刷機(jī)是一個精度較高的機(jī)械，印刷品的好壞一方面在于機(jī)械加工以及安裝的精度，另一方面，也取決于水路，墨路的平衡以及合壓的準(zhǔn)確性。雙色機(jī)的每一色組，都有水路和墨路裝置。為了便于水輥速度的調(diào)節(jié)，每根水輥都用一個變頻器控制，同時，主電機(jī)速度也需要變頻器調(diào)節(jié)。因此，為了實現(xiàn)多路速度調(diào)節(jié)，我們采用了多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它將單片機(jī)給出的數(shù)字量，根據(jù)相應(yīng)的算法，轉(zhuǎn)換成0～10V直流電壓輸出，很好地實現(xiàn)了多路速度調(diào)節(jié)要求。 利用Top-designer開發(fā)的YSL印刷機(jī)控制系統(tǒng)上位監(jiān)控程序具有良好的人機(jī)界面，具體主要實現(xiàn)了以下功能: 3.1 TOP觸摸屏與下位單片機(jī)的通訊 TOP提供了強(qiáng)大的通訊功能，能夠與眾多廠家的控制器通訊。Top-designer監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集服務(wù)器直接連接到物理I/O接口,建立并維護(hù)過程數(shù)據(jù)庫。通訊方便可靠。 其中，上位機(jī)與下位機(jī)采用了SLAVE通訊協(xié)議，通訊方便，可靠，連接方式示意圖如圖1所示。對印刷機(jī)而言，安全因素很重要。在設(shè)計中，每個機(jī)組既要考慮到安全控制，其中包括機(jī)組的急停，安全按鈕。 3.2人機(jī)界面程序 在人機(jī)界面中，為了方便操作我們設(shè)計了十多幅控制畫面，包括整體圖形，故障顯示，機(jī)器速度和計數(shù)顯示，水輥速度顯示，電機(jī)的啟?？刂飘嬅妫瑘缶嬅?，歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)趨勢曲線，數(shù)據(jù)查詢，報表，自動手動切換畫面等等。每幅畫面都能夠方便的進(jìn)行切換。另外我們還設(shè)計了故障顯示使用指示器，給出位元件即可實現(xiàn)閃動效果，讓操作者很方便的知道故障部位，整體感很好。在水輥速度顯示中，設(shè)計了一個柱狀圖，可以顯示水量增加大小，只需觸摸"柱狀圖"，就可增加水量，同時也可方便監(jiān)控。通過監(jiān)視動態(tài)畫面，操作員可以很方便地監(jiān)視設(shè)備的實時狀態(tài)，如出紙狀況，墨水的情況等，并及時對設(shè)備進(jìn)行控制，如圖2所示。 3.3控制功能 （1） 自動手動回路的切換 通過設(shè)定給紙和收紙的張力值，在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中自動調(diào)節(jié)紙張張力。對于調(diào)節(jié)回路有兩種控制方式，自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)。當(dāng)點擊畫面上的自動手動按鈕，可以切換自動手動方式。在自動狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路由下位進(jìn)行控制，自動調(diào)節(jié)閥門的開度。此時，若點擊閥門，將出現(xiàn)提示窗口，提示此時是處于自動狀態(tài)下，不能手動調(diào)節(jié)閥門。若處于手動狀態(tài)下，操作工可以自行調(diào)節(jié)閥門開度。 （2） 水墨平衡及墨色遙控系統(tǒng) 通過跟蹤水曲線和墨曲線，在印刷速度變化時，自動調(diào)節(jié)送水量和送墨量，以達(dá)到水墨平衡，保證在任何速度下的印刷質(zhì)量。另外通過控制板上的控制按鈕來調(diào)節(jié)出墨量的大小，操作方便，大大降低了廢品率。 （3） 安全保護(hù) 本上位監(jiān)控系統(tǒng)具有安全保護(hù)功能。設(shè)定了三級密碼，系統(tǒng)除了操作員和管理員可以進(jìn)行各自的工作，其他人員不能操作。操作員和管理員分別有自己的權(quán)限。當(dāng)上位機(jī)一開機(jī)，系統(tǒng)就自動進(jìn)入Top的運行畫面，用戶注冊后方可進(jìn)行操作。在運行過程中，操作員和管理員可以根據(jù)自己的需要隨意更改各自的口令。 （4） 數(shù)據(jù)查詢 a） 查詢各種設(shè)備的運行狀態(tài)，確認(rèn)設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)。 b） 查詢各種流量計的流量和流量累積值。 c） 查詢標(biāo)簽的歷史數(shù)據(jù)。 （5） 數(shù)據(jù)上傳 由于管理層的需要，必須把一些重要的參數(shù)如流量，流量累積值，平均值等保存在數(shù)據(jù)庫中。在這里我們把要保存的數(shù)據(jù)放在Top觸摸屏特有的LOGGING中從而達(dá)到保存功能，觸摸屏保存容量達(dá)256KB。 （6） 信息提示 對于一些重要的操作，為了防止操作工誤操作設(shè)了一些提示，使操作員按提示操作避免了錯誤的發(fā)生。如“請先選擇所要查詢的時間”、“確實要打印嗎，請按‘確定’按鈕”等。 （7） 光電檢測系統(tǒng) 該系統(tǒng)可檢測印刷前紙張的歪斜、破損、雙張和空張的現(xiàn)象，監(jiān)測走紙情況，及時離壓，提高印刷速度和質(zhì)量; （8） 設(shè)備報警 當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，如紙機(jī)斷紙、液位過高等，報警狀態(tài)欄中就會出現(xiàn)提示，并通過聲音進(jìn)行報警。報警狀態(tài)欄根據(jù)報警設(shè)備的優(yōu)先級現(xiàn)示不同的報警顏色，提示操作員及時處理。當(dāng)出現(xiàn)報警時，打印機(jī)可自動打印報警信息。 （9） 報表打印 該系統(tǒng)可對印刷機(jī)進(jìn)行運行狀態(tài)的監(jiān)控、設(shè)定、故障顯示及報表的打印，集中操作等。操作員可根據(jù)生產(chǎn)的實際需要打印一些與生產(chǎn)相關(guān)的報表。如年報表、月報表等。 4 結(jié)束語 目前雅色蘭的YSL印刷機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)正常使用。該系統(tǒng)運行可靠，操作方便。印刷機(jī)的一套電氣設(shè)計屬于系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件，軟件設(shè)計，涵蓋范圍較廣。這里，我只簡單介紹了其中比較重要的幾部分，其它細(xì)節(jié)還有很多，這里不再一一列舉。使用TOP的產(chǎn)品，感覺可靠，方便，在機(jī)器實際生產(chǎn)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題。其單片機(jī)功能齊全，可靠耐用，指令簡潔。與其他產(chǎn)品相比，感覺TOP整體軟件系統(tǒng)界面都比較友好，給用戶編程，檢測都帶來極大方便。其觸摸屏與單片機(jī)有很好的通用性，可通過觸摸屏監(jiān)視并修改部分程序，這是本產(chǎn)品的獨到之處?？傊琓OP的觸摸屏給設(shè)計人員和用戶都帶來了很多方便。