工業(yè)觸摸屏,，是通過觸摸式工業(yè)顯示器把人和機(jī)器連為一體的智能化界面。它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端,。它可以用來設(shè)置參數(shù),，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài),，以曲線/動畫等形式描繪自動化控制過程。更方便,、快捷,、表現(xiàn)力更強(qiáng)，并可簡化為PLC的控制程序,，功能強(qiáng)大的觸摸屏創(chuàng)造了友好的人機(jī)界面,。觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，它是目前最簡單,、方便,、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌,，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備,。
二、工業(yè)觸摸屏原理
觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器（卡）和觸摸檢測裝置兩個(gè)部分,。其中,，觸摸屏控制器（卡）的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),，再送給CPU,，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行：觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測用戶的觸摸位置,，并傳送給觸摸屏控制卡,。
工業(yè)觸摸屏具有很強(qiáng)的靈活性，可以按照設(shè)計(jì)要求更換或增加功能模塊,，擴(kuò)展性強(qiáng),，可以滿足復(fù)雜的工藝控制過程,，甚至可以直接通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和PLC通訊，大大方便了控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸,，減少了維護(hù)量,。下圖為ROCKWELL Panel View Plus型工業(yè)觸摸屏典型結(jié)構(gòu)：
1. 觸摸顯示模塊
電阻型觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層,，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層,，它的內(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層,，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小 （小于千分之一英寸）的透明隔離點(diǎn)把它們隔開絕緣。
當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí),，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸,，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，這種接通狀態(tài)被控制器偵測到后,，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo),，同理得出X軸的坐標(biāo),，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技,。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少,，分為四線、五線,、六線等多線電阻觸摸屏,。電阻式觸摸屏在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層OTI透明氧化金屬導(dǎo)電層，最外面的一層OTI涂層作為導(dǎo)電體,，第二層OTI則經(jīng)過精密的網(wǎng)絡(luò)附上橫豎兩個(gè)方向的+5V至0V的電壓場,，兩層OTI之間以細(xì)小的透明隔離點(diǎn)隔開。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí),，兩層OTI導(dǎo)電層就會出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn),，電腦同時(shí)檢測電壓及電流，計(jì)算出觸摸的位置,，反應(yīng)速度為 10-20ms,。
五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸,，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命,，但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好,，但是只能作透明導(dǎo)體,，不適合作為電阻觸摸屏的工作面,，因?yàn)樗鼘?dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻,，不宜作電壓分布層,，只能作為探層。
電阻型觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境,，不怕灰塵和水汽,，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)使用,。電阻型觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢,。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會傷及外導(dǎo)電層,，外導(dǎo)電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關(guān)系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的,。
2. 邏輯控制與通訊模塊
邏輯控制模塊包含24V直流輸入（18-32）電源，SDRAM內(nèi)存及CF閃存卡,、10/100BaseT以太網(wǎng)端口,、可用于文件傳送,打印及與可編程控制器通訊的232串行端口、可用于連接鼠標(biāo),，鍵盤或打印計(jì)的USB端口,。內(nèi)部電路板上內(nèi)嵌了CPU處理芯片，負(fù)責(zé)顯示屏的輸入,、輸出以及通訊數(shù)據(jù)的處理工作。通訊模塊負(fù)責(zé)特定的網(wǎng)絡(luò)傳輸,，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率,。
三、觸摸屏使用及維護(hù)要點(diǎn)
由于技術(shù)上的局限性和設(shè)備環(huán)境不同,，屏幕上會由于水滴,、灰塵等污染而無法正常使用，所以觸摸屏幕也同普通機(jī)器一樣需要定期保養(yǎng)維護(hù),。并且由于觸摸屏是多種電器設(shè)備高度集成的觸控一體機(jī),，所以在使用和維護(hù)時(shí)應(yīng)注意以下的一些問題：
1） 在開機(jī)之前，用軟干布擦拭屏幕,；
2） 水滴或飲料落在屏幕上,，會使軟件停止反應(yīng)，這是由于水滴和手指具有相似的特性,，需把水滴擦去,；
3） 觸摸屏控制器能自動判斷灰塵，但積塵太多會降低觸摸屏的敏感性,，只需用干布把屏幕擦拭干凈,；
4） 應(yīng)用玻璃清潔劑清洗觸摸屏上的臟指印和油污,；
5） 嚴(yán)格按規(guī)程開、關(guān)電源,，關(guān)閉電源則以相反的順序進(jìn)行,；
6） 硬盤上產(chǎn)生大量臨時(shí)文件，如果經(jīng)常斷點(diǎn)或者不退出Windows就直接關(guān)機(jī),，很快就會導(dǎo)致硬盤錯(cuò)誤,。因此，需要定期運(yùn)行Scandisk掃描硬盤錯(cuò)誤,，應(yīng)用程序中最好能設(shè)置密碼方式退出應(yīng)用程序和Windows再斷電,；
7） 純凈的觸摸屏程序是不需要鼠標(biāo)光標(biāo)的，光標(biāo)只會使用戶注意力不集中,；
8） 應(yīng)選擇足夠應(yīng)用程序使用的最簡單的防鼠標(biāo)模式,，因?yàn)閺?fù)雜的模式需要犧牲延時(shí)和系統(tǒng)資源；
9） 視環(huán)境惡劣情況,，定期打開機(jī)頭清潔觸摸屏的反射條紋和內(nèi)表面,。具體的方法是：在機(jī)內(nèi)兩側(cè)打開蓋板，可以找到松開扣住機(jī)頭前部鎖舌的機(jī)關(guān),，打開機(jī)關(guān)即可松開鎖舌,。抬起機(jī)頭前部，可以看到觸摸屏控制卡,，拔下觸摸屏電纜,，向后退機(jī)頭可卸下機(jī)頭和觸摸屏。仔細(xì)看清楚固定觸摸屏的方法后,，卸下觸摸屏清洗,，注意不要使 用硬紙或硬布，不要?jiǎng)潅瓷錀l紋,。最后,，按相反順序和原結(jié)構(gòu)將機(jī)頭復(fù)原；
10）觸摸屏屬于人機(jī)界面一體機(jī)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，發(fā)熱量比較大,，必需采取對觸摸屏本體及周邊環(huán)境進(jìn)行降溫措施。
四,、觸摸屏技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
觸摸屏是通過外部物體接觸面板上的按鈕開關(guān)或參數(shù)設(shè)置來完成工藝流程的控制,，面板上的操作內(nèi)容可以人為的通過編程軟件來進(jìn)行編輯，同時(shí)可以把完成的工藝狀態(tài)顯示在觸摸屏上,，所以它既是一個(gè)輸入設(shè)備,，也是一個(gè)輸出設(shè)備，其操作靈活，功能強(qiáng)大,。PLC系統(tǒng)只需通過DP網(wǎng)絡(luò)即可和觸摸屏連接起來,，減少了外部信號傳輸線路，實(shí)現(xiàn)了資源的有機(jī)整合,。下圖為濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖：
圖2 濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖
隨著這幾年鋼鐵行業(yè)的大規(guī)模結(jié)構(gòu)調(diào)整,，濟(jì)鋼中板廠的設(shè)備也進(jìn)行了整體性改造，優(yōu)化了工藝,，減少了勞動強(qiáng)度,，美化了操作環(huán)境，特別是一改以前的操作模式,，全部啟用新型的觸摸系統(tǒng)代替老式的按鈕或者指示燈,，并優(yōu)化了工藝流程，減少了電氣設(shè)備數(shù)量,，大大減少了設(shè)備故障率,，保障了設(shè)備的穩(wěn)定生產(chǎn)，觸摸屏系統(tǒng)主要應(yīng)用在濟(jì)鋼中板廠的加熱爐,、精軋機(jī),、矯直、精整線等操作臺上,。目前觸摸屏系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)線使用1年半了,，穩(wěn)定性非常強(qiáng)，沒有出現(xiàn)任何死機(jī)或控制失效現(xiàn)象,，操作人員操作也集中有簡單,。
下圖為精扎機(jī)操作臺觸摸屏界面部分：
圖3 精扎機(jī)操作臺觸摸屏界面部分
五、結(jié)束語
觸摸屏有著良好的抗干擾特性與應(yīng)用穩(wěn)定性控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，在工業(yè)生產(chǎn)線乃至日常生活的不同應(yīng)用環(huán)境下都有著廣闊的應(yīng)用前景,，是目前電腦微型化應(yīng)用的替代品。相信在不久的將來觸摸屏一定會在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用,。而我們對于觸摸屏的深入研究與應(yīng)用推廣也就顯得格外的重要。