我們在以PLC爲核心的實際控制項目中，絕大多數情況都離不開觸摸屏或上位機的配合，因爲我們使用PLC做控制，主要的是處理一些模擬量，這些模擬量就是我們要監控的，設備上的壓力，溫度，流量等這些數值，然後通過這些檢測到的數值，再根據一些條件控制設備上的電動閥，風機，水泵等。但這些數值我們直接從PLC上是看不到的，想要看到這些數值，就要使用觸摸屏或工控機(其實就是電腦)。
首先需要說明一點，這篇文章只是闡述觸摸屏的大致的工作原理和流程，不是一步一步教你怎麼使用觸摸屏，我認爲在使用和操作觸摸屏以前，明白它的原理和工作流程更重要。
如下面的圖1，當我們把觸摸屏和PLC連接起來以後，在觸摸屏上就能看到我們想看的數據了。除了數據還能通過觸摸屏控制現場設備上的各種被控對象。比如我們在觸摸屏上組態一個開關，只要觸摸屏上點擊一下這個開關，就可以讓現場設備上的一個電機啓動。
那觸摸屏和PLC通訊的原理是什麼樣的呢?看下面的圖2，這是一個真實的觸摸屏的正面和背面，正面不用說了，就是顯示面。
主要看一下背面，有3個接口：
1、電源接口：給觸摸屏供電的，電壓多數都是DC24V。觸摸屏的參數標籤上都有標明。
2、組態下載接口：就是我們通過觸摸屏廠家提供的組態軟件，在電腦上把我們想要的畫面和功能都設計完成後，通過此接口下載到觸摸屏上。各個觸摸屏廠家都有各自的軟件，是不通用的，但沒關係，原理都是一樣的，只要學會一種，其他的只要熟悉一下軟件界面就可以了。
3、通訊接口：這個接口就是和PLC通訊用的，接口的形式主要分爲RS232 ，RS485 ，以太網這3種(不明白什麼是232和485的可以看看我前面的文章，有專門介紹)，這裏需要注意的是，這個接口的形式必須和PLC的接口形式是一樣的。圖2中的觸摸屏品牌是崑崙通泰的，它的這個接口是RS485的，所以當和PLC連接時，PLC的接口也必須是RS485的。
看完了觸摸屏的外部，接下來我們看一下觸摸屏的內部，看下面的圖3，是我自己製作的觸摸屏內部的一個內部示意圖，可能不太全面嚴謹，但重要的部分已經畫出來了，只要你能理解就OK了。
觸摸屏的內部大致可以分爲：
通訊接口單元，驅動單元，內存變量單元，顯示單元。除了顯示單元，其他3個單元在觸摸屏的內部我們是看不見的。
1、通訊接口單元：這個單元主要負責把驅動單元打包好的數據包，發送到觸摸屏背面的通訊接口，再由通訊接口發送給PLC，這些過程我們是不用幹預的，觸摸屏會自己完成。我們要做的就是，選擇一個驅動單元裏的驅動，說白了就是告訴觸摸屏它要發送哪個驅動數據包。
2、驅動單元：這一單元裏存放了許多和PLC連接的通訊文件，一個文件對應一種通訊協議(對通訊協議不懂的也看我以前文章)，我們把這些文件叫做驅動。也就是說一個驅動對應一種通訊協議，比如說西門子S7-200PLC使用PPI通訊協議，那麼觸摸屏廠家就會編寫一個能和西門子S7-200PLC PPI通訊協議，通訊的文件，然後放在驅動單元。
舉例，比如當我們的觸摸屏想要和西門子200的PLC連接時，我們就在觸摸屏裏選擇PPI驅動。想要和西門子300的PLC連接，選擇MPI(MPI是西門子300PLC的通訊協議)驅動就可以了。這些驅動文件都是觸摸屏廠家提前寫好的，我們只能選擇不能更改。可見觸摸屏裏面的驅動越多，我們可以選擇的PLC品牌或通訊協議的範圍就越廣。現在成熟的觸摸屏廠家內置的驅動，基本都能覆蓋市面上常用的PLC和通訊協議。
所以當我們手上有一款觸摸屏，想要選擇一個PLC做通訊時，一定要看看你的觸摸屏裏有沒有，可以和這個PLC通訊的驅動。
3、內存變量單元：這一單元也是觸摸屏廠家內置的，它實際上就是一塊存儲區，它裏面可以存放各種各樣的數據，存放的數據類型大致可以分爲數值型，開關型，字符型，特殊型。
比如我們想要在觸摸屏上顯示一個鍋爐的水溫，那麼我們就在觸摸屏的內存變量單元，新建一個變量，這個變量的名字叫"鍋爐水溫"(名字隨便取)，數據類型選擇數值型。那麼觸摸屏就會自動在內存單元，分配一小塊區域給"鍋爐水溫"這個變量。當觸摸屏和PLC通訊時，就會把從PLC讀到水溫數據存放到這一小塊區域，也就是"鍋爐水溫"這個變量。當我們需要顯示多個數據時，只要新建多個變量就可以了。看到這裏你可能還是有點不太理解，沒關係，等一會我按照下面的圖4系統的說一下你就明白了。
4、顯示單元：這個單元就好理解了，只要是我們在觸摸屏畫面上能看到的東西都是在顯示單元。就依上面的"鍋爐水溫"爲例，我們想要顯示鍋爐的水的溫度，只要在觸摸屏的顯示單元上，畫一個顯示框的部件(這個部件每個觸摸屏都有，直接拖到畫面就行)，然後把這個部件和上面新建的"鍋爐水溫"這個變量連接起來就行了。
上面分別把各個單元講完了，最難理解就是驅動單元和內存變量單元。大家可能還不太明白，下面我就按照圖4，系統的再說一下你就能理解了。
圖4要實現的功能是，觸摸屏和西門子S7-200PLC連接，1，在觸摸屏上可以顯示PLC裏的一個壓力數值,。2，可以通過觸摸屏上的一個開關部件，控制PLC裏的一個開關量。
第一步，我們先在觸摸屏裏選擇驅動，因爲是和西門子S7-200PLC連接，所以我們在驅動單元裏就要選擇"西門子S7-200 PPI通訊驅動"。驅動選擇完成後，觸摸屏就會把所選擇的驅動和通訊接口單元，還有內存變量單元自動連接起來。我們再來看一下這個驅動的內部(圖4中桔色的部分)，裏面有許多地址V0.0 VB10 VW10等，這些地址是和PLC裏的地址一一對應的，裏面的數據和狀態也是和PLC裏相同的。比如PLC裏的VD10裏的數據是123.5的話，那麼觸摸屏驅動裏的VD10裏的數據也是123.5。這樣觸摸屏裏就有數據了，但是這些數據現在還是不能顯示出來，因爲這些數據還沒有傳到顯示單元。要怎麼做才行呢?
第二步，我們在內存變量單元，新建一個變量叫"儲罐壓力"，這個變量我們把它和驅動單元裏的VD10連接起來，這樣"儲罐壓力"這個變量裏就會有數據123.5了。但現在數據還是不能顯示出來，因爲還沒有傳到顯示單元。
最後一步，我們在顯示單元，放置一個具有顯示功能的顯示部件，然後把這個顯示部件和內存變量單元中的"儲罐壓力"這個變量，連接起來就可以。這樣我們就能看到123.5這個數據了。看起來挺複雜，其實這中間我們要做的就是，通過一個新建的變量，把這幾個單元連接起來就行了，其他的事情都是觸摸屏自動完成的。
理解了觸摸屏數值顯示的工作流程，開關量的也就簡單了，在顯示單元放一個開關部件，然後新建一個變量，把這個變量和驅動單元還有顯示單元連接起來就行了。至於觸摸屏是怎麼把這些數據傳給PLC的，那就不用管了，這些事通訊接口單元會幫你完成。
圖5就是整體的連接示意圖，這是最基本的組合方式，通過這種PLC+觸摸屏的組合方式，實現了真正的人機對話，PLC內部的數據我們可以一目瞭然，通過在觸摸屏上增加幾個開關部件，就可以減少實際開關的使用，從而降低實際開關觸點接觸不良，對控制系統造成的影響，也提高了系統的穩定性。
