用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计
g; v- O, E& u! I& s% X4 @- _
引 言 / M1 F3 I3 X! H: X, s: Q
抢答器是一种典型的电气控制产品，广泛应用在各种智力抢答竞赛中。现在市面上的抢答器，种类繁多，功能各异，控制方式也不尽相同。
8 ^0 G. Y+ Y1 ?5 C2 \& q9 V; R( w) H
本文提出了一种新的控制方法--用触摸屏和PLc(可编程逻辑控制器)实现抢答器的控制。与一般的控制方法相比，运行更加可靠，操作更加直观，更适合于高档的场合。
; K9 J3 D U2 x1 q
' ]+ M' s5 ^) ^5 b4 S4 R6 s本文以三菱F940GOT-LwD-c型触摸屏和三菱FXOS_30MR型PLc控制4路抢答器为例，介绍具体的实现方法。
! z3 |! p/ E% ^3 X& K
! r! D1 ~8 ~; ]( {: j+ _2 W触摸屏
/ g- y3 I. m. g, J* L& j7 T. M. x }2 H! M" q$ ]. x: c
20世纪90年代初出现了一种新的人机交互
技术--
触摸屏技术，触摸屏便是这种
技术的具体体现。触摸屏是一种最直观的计算机的输入设备，使用者只要触摸屏幕上的图形对象，计算机便会执行相应的操作，这样就摆脱了键盘和鼠标操作，大大提高了计算机的可操作性。 触摸屏的基本原理是：用户用手指或其他物体触摸触摸屏时，所触摸的位置(以坐标形式)被
触摸屏控制器检测，并通过串行通信接口送到计算机或PLc的CPU，CPU将此坐标和触摸屏上的各个图形对象(代表特定的信息)的坐标相对比，从而确定输入的信息。
& q% @3 Z7 o8 K( O% ?. Y
" G* k% }6 o! t2 E, h% `触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置两个部分。触摸屏控制器(卡)的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给计算机或PLC的CPU，它同时能接收cPu发来的命令并加以执行，例如直观动态地显示开关量和模拟量。触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制器(卡)。
( M* a8 c) p* X" w& `
0 e2 K. w7 @) O4 S1 n# h2 ?
触摸屏有以下5种类型：电阻式、电容式、红外线式、声波式或近场成像式。现在用得最多的是电阻式触摸屏。
- g1 ~+ \* _3 e" O' p: q
$ ]" r: P+ v# o3 z; k' b0 u2 o
: T; C. R+ _: o9 w
' O% S% C- ~% o触摸屏有以下特点： / g D: J6 z) F% B- E
a)触摸屏用专用的画面制作软件生成画面。画面的生成是可视化的，不需要用户编程。在画面中用文字或图形动态地显示PLc中开关量的状态和数字量的数值，还可以实现某些动画功能。通过各种输入方式，将操作人员的开关量命令和数字量设定值传送到PLC。
7 c' R- |& W% K- W
4 R* r+ U' L8 g5 m O
b)触摸屏的按键在屏幕上的画面中。每个画面可以设置不同大小和个数的按键，每个按键均可以设置有明确意义的文字或图形提示。
: u( `$ q- D% a0 ~; E
) s* f& R0 B( z. n3 dc)用触摸屏上的软元件代替硬件按钮和指示灯等外部元件，可以节省PLC的输入点和输出点。
( i* R" J: _+ u4 _ L$ q/ M. F4 W- g: Q- }" i' A
d)触摸屏的画面制作软件带有丰富的图库。使用图库中的元件，可以快速方便地生成各种画面。
& g* O+ J8 k) O. o- }
3 s, v' d/ Z# Y" m* w
e)为了实现触摸屏与计算机或PLc之间的通信，只要对通信参数进行简单的设置，用户不用编写通信程序。在生成画面时将图形对象与控制器中的存储器地址联系起来，就可以实现PLC与触摸屏之间的通信。
9 Q" b/ L; O3 ^3 m" s5 D1 @/ ^
/ t2 V- }9 |1 A: ?4 D: tf)触摸屏可以在恶劣的工业现场环境使用，其稳定性和可靠性与PLC相当。
8 ^% y% X) F5 f6 }
x/ h0 f, G- D2抢答器的控制要求
! {5 {9 { g/ f9 E# K$ v* f0 Z( L" J9 s$ e" ?6 ?' {. N8 P* ]) ~$ o
设计1个4个参赛组的抢答器，主持人通过触摸屏监控比赛的进行。为了方便观众了解比赛情况，抢答器应设置必要的显示。抢答器的功能如下：
5 w/ m# I7 c- I5 F9 f1 s
& s; _8 [* k/ V" \1 ]0 \* ia)比赛开始之前，主持人要按一次触摸屏上的复位按钮，使所有参赛组的显示均灭。
, ] M1 ` K+ b3 I, f8 i' o( M! n; T9 z: X
b)比赛开始后，主持人要按一次触摸屏上的开始按钮，当开始灯(绿灯)亮之后，才允许参赛组进行抢答。
' M% v8 {% M* U
) F8 N7 r& t9 T- i/ O2 D$ Ac)比赛开始后，如果参赛组在开始灯(绿灯)亮之前按下按钮进行抢答，则视为抢答违规。此时，蜂鸣器以1次／s的频率呜叫，数码管显示参赛组的序号，同时，触摸屏显示违规组号及抢答违规信号。
6 Y/ P) _5 C* n2 C
- C' \1 a* ]! j; Y, c
d)比赛开始后，如果参赛组在开始灯(绿灯)亮之后按下按钮进行抢答，数码管显示先抢到的参赛组的序号，同时，触摸屏显示答题组号及答题信号，然后主持人请此参赛组回答问题。
8 H" L( A' n; m
3 c/ l4 u1 V7 L' }7 H
e)为了控制比赛时间，回答问题必须在20 s内完成，超时按错误论处。当时间进行到lO s时，红灯亮，提示抢答者"抓紧时间"；当时间进行到20 s时，红灯亮，同时蜂鸣器不间断地呜叫，提示抢答者"答题超时"，同时，触摸屏显示"答题超时"信号及"答题超时"组号。
0 l7 Y3 F( b3 v
% O; D) [5 v& h( F0 K& h" |2 q
f)答对一题加10分，答错一题、答题超时或违规一次扣10分，按积分的多少论胜负。
/ Q! d$ C; e4 ?! ~8 H& l1 C: W1 z
& v# m% A2 k) v; m/ r其中，加分和减分靠现场工作人员手动翻动记分牌进行计分，其余功能靠PLc控制实现。
