Aktivní displeje

Charakteristika

Aktivní displeje a jejich řízení vychází z toho, že samotný displej disponuje aktivními komunikačními prostředky pro získání potřebných informací k zobrazení z řídícího systému. To, co bude na displeji zobrazeno je sice určeno stavem v řídícím systému ale tuto informaci si displej aktivně vyžádá. Jinými slovy mezi displejem a řídícím systémem probíhá komunikace typu dotaz - odpověď, principielně znázorněno na obrázku 1. V těchto případech se jedná o vyžádání informace o hodnotě proměnné, číselné nebo textové. Pro tento způsob není pravděpodobné, že by si (grafický) displej vyžádal z proměnné řídícího systému obsah obrázku k zobrazení (technicky to však realizovatelné je, prakticky se neužívá).

Obrázek 1
Principielní přenos dat typu dotaz - odpověď.

Komunikace s displejem je realizována pomocí sériového přenosu dat, klasickou linkou (RS232, USB) nebo sofistikovanějším přenosem přes Profibus, Ethernet, Profinet atd., zpravidla přes programové rozhraní řídícího systému nebo přes komunikační procesor. Použití paralelního přenosu dat se strobováním (klasický LPT port) již nepřipadá v úvahu.

Datový přenos

Pro to, aby displej získal potřená data k zobrazení, musí aktivně oslovit zdroj dat a určit jaká data požaduje. Na základě tohoto dotazu / požadavku mu zdroj dat poskytne odpověď, obsahující žádaná data.

Obecný datový přenos

Obecný datový přenos je principielně univerzálním řešením, i když z hlediska obsluhy nemusí být optimální. Příkladem může být obecná, obousměrná sériová linka RS 232 realizující propojení mezi zdrojem a příjemcem dat. Komunikace displeje a zdroje dat musí být nastavena shodně, nejen po stránce parametrů přenosu (rychlost, počet bitů, parita, stop bity), fyzického propojení (TxD, RxD, RTS, CTS, DSR, DTR) ale i logicky, tedy obě strany musí data párově zpracovávat.

Pro funkčnost tohoto řešení je důležité, aby v řídícím systému, což je zdroj dat, byl instalován algoritmus, který přijme požadavky z displeje, ze sériové linky, a dokázal je zpracovat tak, že zpět po sériové lince, do displeje, odešle obsah požadovaných proměnných k zobrazení.

Systémový datový přenos

Systémový datový přenos přepokládá, že obě zařízení, tedy zdroj dat i displej mají implementován odpovídající ovladač (driver) pro výměnu dat přímo od výrobce. Prakticky, zdroj dat má standardní systémové prostředky pro tuto komunikaci dané výrobcem a displej je nutno parametrizovat (konfigurovat) tak, aby byl na jeho straně použit odpovídající ovladač pro daný zdroj dat. Komunikace pak probíhá principielně stejně jako v předchozím případě ale bez potřeby uživatelem vytvořeného obslužného algoritmu pro poskytování dat. Technicky je možno předpokládat použití některého z přenosu Profibus, Ethernet, Profinet.

Zatížení systémových komunikačních prostředků

Systémová komunikace sice probíhá na pozadí, tedy programátor se o ni nemusí (příliš) starat, ale i tato komunikace potřebuje systémové prostředky jako je pomocná vyrovnávací paměť komunikace (určená výrobcem a spravovaná systémem) ale potřebuje i určitý systémový čas na zpracování požadavků. Obecně lze říci, že čím více dat (objem) a čím častěji (četnost, rychlejší aktualizace zobrazovaných informací) budeme data pro vizualizaci přenášet, tím více zatížíme systémové prostředky. Na straně řídícího systému to představuje delší cyklické zpracování programu a na straně sítě její větší zatížení (více přenášených telegramů). K tomuto existuje možnost nastavení omezení tak, aby této komunikaci byl poskytnut pouze určitý omezený čas ze systémových prostředků.

Malý textový displej

V následující části budeme uvažovat předem konfigurovaný displej, tedy technické řešení, kdy je zobrazovaný displej předem konfigurována a zobrazované informace, hlášení, jsou předem uloženy v jeho vnitřní paměti ROM a displej se řídícího systému dotazuje na informace o tom, které (jedno hlášení) nebo která (více) hlášení se mají zobrazit a to podle zobrazovacích dispozici displeje a jeho konstrukce.

Displej se statickými hlášeními

Malý aktivní textový displej ve statickém provedení se systémový přenosem dat je z hlediska aplikace nenáročný pro stranu řídícího systému. Statický je označen proto, že na něm nelze zobrazovat proměnné, tedy aktuální procesní hodnoty ale pouze statická, předem definovaná textová hlášení. V řídícím systému pouze postačí nastavit odpovídající bity pro zobrazení konkrétního hlášení. Pokud je hlášení k zobrazení současně více, je tato situace ošetřena přímo v displeji pomocí tlačítek pro posouvání zobrazovaných zpráv, viz obrázek 2.

Obrázek 2
Malý aktivní textový displej ve statickém provedení se systémový přenosem dat.

Při konfiguraci displeje je mimo obsahu hlášení ještě nutno určit místo, v které paměťové oblasti řídícího systému jsou uloženy bity, určující zobrazení zpráv. Tedy, na které paměťové místo v řídícím systému se má displej přes systémovou komunikaci dotazovat. V aktuálním případě je toto realizováno odkazem na MW200 (slovo paměti příznaků na adrese 200 v řídícím systému) a dále je potřeba konfigurovat interval, ve kterém se má provádět aktualizace dotazem na stav bitů pro zobrazení zpráv, zde nastaveno na 500ms.

Displej s dynamickými proměnnými

Displej se dynamickými proměnnými se systémový přenosem dat je mírně náročnější na přípravu dat na straně řídícího systému ale přináší velmi důležitý prvek, a to je zobrazení aktuálního stavu proměnné. Principielně se může jednat o modifikaci předchozího s tím, že logika displeje reaguje na obsah zobrazovaných hlášení. Při nalezení pevně definovaného řídícího znaku v textu hlášení provede dodatečný dotaz ke zdroji dat, řídícího systému, na stav hodnoty proměnné, a tuto pak zobrazí na daném místě v hlášení. Příklad je uveden na obrázku 3. Algoritmus ošetření stavu při současném požadavku na zobrazení více hlášení je opět řešen interní logikou displeje pomocí tlačítek pro posun zpráv.

Obrázek 3
Malý aktivní textový displej v dynamickém provedení se systémový přenosem dat.

Základ konfigurace displeje je shodný s předchozím případem, liší se v tom, že na požadovaných místech je v hlášení uvedena specifická kombinace znaků, která určuje místo a jaká aktuální hodnota má zde být zobrazena. V příkladu je jako řídící znak použit znak @ (emailovou adresu pravděpodobně na tomto typu displeje zobrazovat nebudeme). Za prvním znakem @ následuje určení paměťové oblasti, odkud se má hodnota převzít, v našem případě datový blok DB30 a některé datové slovo DW. Za tímto určením místa je ještě doplňková informace o délce vložené informace, tedy kolik Byte má být na tuto pozici z řídícího systému přeneseno. Celá sekvence je ukončena dalším znakem @, za nímž pokračuje běžný text hlášení.

Povšimněte si, že pro jednoduchost zpracování proměnné v displeji je tato vyjádřena na straně PLC jako prosté ASCII znaky (textový řetězec), který je vložen na odpovídající pozici hlášení. Technicky je možno vybavit displej algoritmem, který dokáže před zobrazením převést binární vyjádření proměnné Real nebo Integer (případně dalších) na požadovaný formát zobrazení.

Další displeje

Další displeje již konstrukčně a aplikačně spadají do sofistikovaných displejů - panelů.