「触摸屏应用」技术基础知识概述

1.概述

人机界面（Human Machine Interface，HMI）又称人机接口。从广义上说，HMI泛指计算机（包括PLC）与现场操作人员交换信息的设备。在控制领域，HMI一般特指用于操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。

人机界面一般分为文本显示器、操作员面板、触摸屏三大类。

文本显示器是一种廉价的操作员面板，只能显示几行数字、字母、符号和文字。

操作员面板的直观性差、面积大，因而市场应用不广。

触摸屏是一种最新的计算机输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。触摸屏面积小，使用直观方便，而且具有坚固耐用、响应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触碰显示屏上的图符或文字就能实现对主机的操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大方便了那些不懂计算机操作的用户。触摸屏赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体人机交互设备。

2.触摸屏的工作原理

触摸屏是一种透明的绝对定位系统，而鼠标属于相对定位系统。绝对定位系统的特点是每一次定位的坐标与上一次定位的坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的位置转换为屏幕上的坐标，要求不管在什么情况下，同一点输出的坐标数据是稳定的，坐标值的漂移值应在允许范围内。

触摸屏的基本工作原理如下：用户用手指或其他物体触摸安装在显示器上的触摸屏时，被触摸位置的坐标被触摸屏控制器检测，并通过通信接口（如RS-232C或RS-485串行口、USB接口）将触摸信息传送到PLC，从而得到输入的信息。

触摸屏系统一般包括触摸检测装置和触摸屏控制器两部分。触摸检测装置安装在显示器的显示表面，用于检测用户的触摸位置，再将该处的信息传送给触摸屏控制器。触摸屏控制器的主要作用是接收来自触摸点检测装置的触摸信息，并将它转换成触点坐标，判断出触摸的意义后传送给PLC。它同时能接收PLC发来的命令并加以执行，例如动态地显示开关量和模拟量。

按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，可把触摸屏分为4种类型，各类型触摸屏的工作原理和特点见表4-2。

表4-2 触摸屏性能比较表

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市场上触摸屏型号很多，表4-3列出了三菱触摸屏GOT1000系列部分显示规格的主要特征。

表4-3 三菱触摸屏GOT1000系列部分显示规格

3.触摸屏与其他工控设备之间的通信连接

触摸屏与工控设备之间连接非常方便，无须扩展设施。计算机与三菱FXPLC之间通信必须采用带有RS-232/422转换的SC-09的专用通信电缆（或USB 422-CABO）；而可编程序控制器与FR变频器之间的通信，由于通信口不相同，所以需在可编程序控制器主机上装一个RS-485BD模块。详细通信连接如图4-23所示。

1）三菱GOT1000系列触摸屏有三个通信口：分别是RS-232、RS-422/485和USB。现在许多触摸屏都有USB接口，通过USB口与计算机通信。

2）三菱FXPLC的通信口目前是RS-422。

3）三菱FR变频器的通信口是RS-485。FR-A700系列变频器可连接FRA7NC通信模块。

4）计算机有RS-232通信口、USB通信口。

如果用USB口连接计算机和触摸屏，触摸屏和PLC用RS-422口连接，则PLC传输模式用透明模式连接起来更方便。

图4-23 FX系列设备通信连接及其通信线