二十一世紀(jì)的電子產(chǎn)品工廠以令人吃驚的速度發(fā)展，而如何跟上這樣的日新月異發(fā)展速度，成為了人力操作型控制面板的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。曾經(jīng)龐大的機(jī)器怪獸，如今正在被采用大型LCD（LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。比CRT要好的多，但是價(jià)錢較其貴。）觸摸式顯示屏用于人機(jī)互動(dòng)的電腦控制型系統(tǒng)快速代替。

　　這些新型系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵要求就是要能夠從突發(fā)的意外斷電事件中快速恢復(fù)。本文將評(píng)述采用此類觸摸屏顯示控制面板的系統(tǒng)的優(yōu)勢，討論斷電情況下面臨的主要難題，還將解釋如何利用一個(gè)基于nvSRAM存儲(chǔ)器和軟件事務(wù)日志的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，來輕松經(jīng)濟(jì)地找到解決方案。

　　工廠控制面板的發(fā)展

　　在過去的數(shù)十年里，工廠自動(dòng)化已經(jīng)發(fā)展到大型機(jī)械控制面板的運(yùn)用，包括開關(guān)、按鍵、旋轉(zhuǎn)手柄、鍵盤、儀表和視頻顯示器。工廠越復(fù)雜，其控制面板就越復(fù)雜，所需要的控制面板數(shù)量就更多。我們可以想象得到，每次添加一個(gè)控制面板，培訓(xùn)和操作的難度就增加，設(shè)計(jì)和執(zhí)行成本就會(huì)暴漲，而且，由于增加了更多的機(jī)器設(shè)備，總的可靠性就下降了。

　　在過去的數(shù)十年里，工廠自動(dòng)化（整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，它包括設(shè)計(jì)制造加工等過程的自動(dòng)化，企業(yè)內(nèi)部管理、市場信息處理以及企業(yè)間信息聯(lián)系等信息流的全面自動(dòng)化。它和信息與通信、辦公自動(dòng)化、新材料、生物工程、保健與醫(yī)療技術(shù)并列為當(dāng)代六大主導(dǎo)新技術(shù)。它的常規(guī)組成方式是將各種加工自動(dòng)化設(shè)備和柔性生產(chǎn)線（FML）連接起來，配合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)，在中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理下協(xié)調(diào)工作，使整個(gè)工廠生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。）已經(jīng)發(fā)展到大型機(jī)械控制面板的運(yùn)用，包括開關(guān)、按鍵、旋轉(zhuǎn)手柄、鍵盤、儀表和視頻顯示器。

　　如今，觸摸顯示屏正在替代機(jī)械控制面板，簡化了操作，提高了可靠性，并降低了應(yīng)用成本。過去需要通過機(jī)械式控制面板來實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在可以由一個(gè)嵌入式數(shù)字系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，并由一個(gè)操作員利用一個(gè)大型的觸摸顯示屏來控制。

　　有了觸摸顯示屏（根據(jù)安裝觸摸屏的不同，一般分為電阻式，電容式，聲波式，紅外線式四種；目前市場上觸摸顯示器主要采用的是電阻式觸摸屏，因?yàn)槠浒惭b相對(duì)來說是比較簡單的。北京創(chuàng)科恒遠(yuǎn)科技發(fā)展有限公司根據(jù)市場客戶的需求，自發(fā)開模設(shè)計(jì)出一款一體機(jī)式的觸摸顯示器，其不像市場上的那種用其他顯示器進(jìn)行改裝而成，改裝的觸摸顯示器容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，而一體式開發(fā)設(shè)計(jì)的觸摸顯示器不易出現(xiàn)觸摸屏損壞現(xiàn)象。），操作員不需要按動(dòng)真實(shí)的按鍵或轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)機(jī)械手柄，而是只要將手指輕輕按在顯示屏里的一個(gè)按鍵或手柄圖標(biāo)上并作出同樣的動(dòng)作，就可實(shí)現(xiàn)同樣的效果。這些大屏幕控制面板與大量的數(shù)字開關(guān)、傳感器、儀表和視覺系統(tǒng)連接，可以輕松顯示100多個(gè)圖標(biāo)，每個(gè)圖標(biāo)都可代替舊式機(jī)械面板中的對(duì)應(yīng)機(jī)械部件，而且還能提供更強(qiáng)的功能。比如，操作員幾乎不需要進(jìn)行培訓(xùn)，完全憑借對(duì)原有機(jī)械控制面板的熟悉程度來操作，并且可以瞬間從一個(gè)顯示界面轉(zhuǎn)向另一個(gè)顯示界面。

　　比如，當(dāng)不能輕松在一個(gè)界面上顯示所有功能時(shí)，操作員可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，按照需求將不同的控制面板“界面”顯示在液晶屏上。一個(gè)觸摸顯示屏面板上可以調(diào)出并顯示無數(shù)的不同“界面”，所以當(dāng)工廠需要將控制屏從一個(gè)工作任務(wù)轉(zhuǎn)到另一個(gè)采用不同控制屏的工作任務(wù)時(shí)，這一點(diǎn)就特別有用。這種“軟屏幕”方法的另一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢是，在一個(gè)特定的控制面板中，功能的安排可以根據(jù)每個(gè)操作員的情況進(jìn)行優(yōu)化配置，比如右手操作的操作員采用一個(gè)顯示方案，而左手操作的操作員則采用另一個(gè)布局方案。

　　斷電：隱藏的敵人

　　雖然我們對(duì)于將觸摸屏集成到現(xiàn)代工業(yè)控制環(huán)境中的技術(shù)已經(jīng)了如指掌，但它仍然有一個(gè)“阿喀琉斯之踵” － 意外的斷電。機(jī)械控制面板可以通過機(jī)械元器件的靜態(tài)本性來保障關(guān)鍵狀態(tài)信息不被丟失，但是采用觸摸屏控制面板的嵌入式系統(tǒng)卻不一樣，需要對(duì)斷電事件有非?？煽壳易詣?dòng)防故障的響應(yīng)，來確保工廠的狀態(tài)信息得到安全存儲(chǔ)，并在恢復(fù)供電后返回到該狀態(tài)。

　　沒有恰當(dāng)?shù)闹貑⒑突謴?fù)智能的面板方案，會(huì)讓工廠的停工和復(fù)工成為一個(gè)的噩夢，導(dǎo)致?lián)p失慘重的停工期、浪費(fèi)的材料甚至工人的人身傷亡。工廠老板不會(huì)允許替換可靠的機(jī)械面板，除非新型的數(shù)字式液晶觸摸屏可以100％地準(zhǔn)確替換它。機(jī)械面板常?？梢栽跀嚯娭蠡謴?fù)原狀，所以采用觸摸屏的嵌入式控制面板也要能做到這一點(diǎn)。

　　機(jī)械控制面板概覽

　　工廠的主服務(wù)器是一個(gè)機(jī)械式控制面板系統(tǒng)的，協(xié)調(diào)著所有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集傳感器，并管理工廠中所有運(yùn)行中的控制點(diǎn)。通過控制工廠的聯(lián)網(wǎng)式I/O板，主服務(wù)器協(xié)調(diào)著所有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集傳感器 － 例如用來測量電壓、電流、水壓、重量、氣流、讀寫條形碼的傳感器等，并管理工廠中所有運(yùn)行中的控制點(diǎn)，如啟動(dòng)器、螺線管、馬達(dá)、風(fēng)扇、洗滌器、傳動(dòng)帶和加熱器等。雖然已經(jīng)有很小一部分的工廠實(shí)現(xiàn)了100％自動(dòng)化，而且此類工廠的比率還在增加，但仍然有大部分工廠需要人力操作員來監(jiān)測工廠所有方面的運(yùn)行。

　　為了幫助這些工人，人力操作型控制面板被分布在工廠的各個(gè)角落，并通過CAN、ProfiBus或ModBus這樣的網(wǎng)絡(luò)總線與主服務(wù)器連接。在使用機(jī)械式控制面板時(shí)，操作員利用按鍵、選擇器開關(guān)和可變電阻器等進(jìn)行調(diào)節(jié)，隨后這些設(shè)置會(huì)被數(shù)字化，并通過網(wǎng)絡(luò)總線傳輸?shù)街鞣?wù)器。

　　同樣的，傳感器數(shù)據(jù)也通過網(wǎng)絡(luò)總線被從I/O板發(fā)送到控制面板上，并通過模擬儀表（模擬儀表是顯示、變換、控制等輸入輸出信號(hào)為連續(xù)的物理量的儀表，通常又稱為常規(guī)儀表）、數(shù)字讀出器和LED等方式顯示給操作員。當(dāng)斷電事件發(fā)生時(shí)，主服務(wù)器會(huì)繼續(xù)從一個(gè)UPS電源（UPS是不間斷電源（uninterruptible power system）的英文簡稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。 UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動(dòng)式三大類。 UPS顧名思義，它就是一臺(tái)這樣的機(jī)器，它在市電停止供應(yīng)的時(shí)候，能保持一段供電時(shí)間，使人們有時(shí)間存盤，再從容地關(guān)閉機(jī)器。）獲得電能，并保存工廠里的成百上千套設(shè)置，以便當(dāng)工廠恢復(fù)供電時(shí)，可以快速并有序地恢復(fù)各個(gè)操作。