Ne všechny zařízení a aplikace vyžadují složité vestavné terminály s CPU Pentium a OS Windows s programy. Pro požadavek jednoduchého ovládání je výhodné použít levné a nenáročné zařízení, které se vyznačuje i větší spolehlivostí. Takové je popsáno i v následujícím článku.

Ne každá aplikace vyžaduje složitá a na ovládání náročná multifunkční zařízení, které sice mají velký výpočetní výkon, ale ten by zůstal nevyužitý a navíc s rostoucím výkonem se v náročních podmínkách snižuje spolehlivost. A tak tu jsou i jednoduchá zařízení, které sice neoslňují svými parametry, ale jsou rize účelová. I v oblasti tzv. komunikačních terminálů, které dokáží vytvořit uživatelské rozhraní pro ovládání požadované aplikace, existují vyspělé systémy s procesory Intel Pentium IV a OS Windows, ale i jednoduché terminály s malými procesory nenáročnými na chlazení a softwarem, který si může uživatel naprogramovat dle libosti v programovacím jazyce C. Protože bývají k dispozici programové knihovny, je čtení stavů kláves a tlačítek, zápis na displej nebo komunikace po ethernetu hračkou. Stačí zvolit ten správný příkaz. Právě mezi takové jednoduché kousky patří i ethernetový ovládací terminál MESTERM - MEST100 firmy AMiT s.r.o.

MEST100 - Centrální jednotka s displejem a klávesnicí

Podle výrobce, firmy AMiT s.r.o, je jednotka MEST100 kompaktní řídicí terminál v kovovém krytu s displejem a klávesnicí. Již na první pohled je vidět, že je určený k zástavbě do čelního panelu rozvaděče. Jde o jednoduché zařízení, které vhodné pro levné aplikace, které nevyžadují terminály s univerzálními operačními systémy. Konkrétně tento terminál obsahuje jednoduchý černobílý grafický LCD displej EL12864A s rozlišením 128 × 64 bodů, obklopený univerzálními i funkčními klávesami. Ty jsou v provedení nízkozdvižných tlačítek ve formě membránové klávesnice, která dlouhodobě odolává zašpinění. Displej i klávesy lze díky knihovnám příkazů jednoduše programově ovládat, zapisovat, resp. číst. Zařízení řízené malým procesorem C167, spolupracující s pamětí FLASH, RAM i EEPROM, podporuje nečekaně velké množství rozhraní a portů. Terminál není ovládán žádným operačním systémem, ale uživatelem navrženým a do terminálu nataženým programem vytvořeným v jazyku C. Lze tak získat velmi spolehlivé ovládací rozhraní (HMI - Human Machine Interface) pro odolné průmyslové aplikace, pro běžné i velmi specifické ovládání.

Hlavní vlastnosti:

• CPU: SAB C167CR-LM
• Paměť: 512 kB FLASH, 512 kB RAM (zalahování - 5 let bez napájení), 2 kB EEPROM
• Displej: jednoduchý a nenáročný černobílý LCD, pro text 8 × 21 znaků, pro grafiku 128 × 64 bodů
• I/O rozhraní: 3 × RS232 (všechny signály - 1x zásuvka, 2x vidlice), 1 × RS485 s galvanickým oddělením, 1x Ethernet 10 Mbps (řadič RTL8019AS), 1x PS/2, 1x DB-Net
• Napájení: 24 V DC, max. 0,25 A
• Rozměry: 105 × 90 × 72 mm
• Hmotnost: 1 kg
• Krytí: IP55 (ze strany čelního panelu), IP20 (ze zadní strany panelu - přepokládá se zabudování v rozvaděči nebo panelu)
• Pracovní rozsah teplot: 0 až 50 °C

Na zadní straně a zespodu lze nalézt všechny konektory, kterými je ethernetový terminál vybaven. Tři 9pinové D-SUB konektory COM1 až COM2 jsou klasické rozhraní pro sériovou linku RS-232, zatímco na COM3 je na svorkovnici WAGO256 vyvedena průmyslová sériová sběrnice RS-485. Konektor COM0 je navíc v provedení zásuvka, přímo napojen na UART rozhraní procesoru a jeho rozhraní se mj. využívá pro systémovou komunikaci DB-Net a nahrání vytvořeného softwaru z PC do terminálu. Zbylé porty jsou již ovládány obvodem TL16C550. Zaručená maximální komunikační vzdálenost pro RS-232 je 10 m, zatímco pro sběrnici RS-485 lze přenášet data až na vzdálenost 1200 m rychlostí 19.2 kb/s. Pro větší vzdálenost je nutné použít opakovač (viz. obrázek níže). Na sběrnici lze paralelně připojit až 32 stanic a pokud je terminál poslední jednotkou v síti, přepínači se nastaví připojení zakončovacího odporu. Vstupy COM1, COM2 i COM3 jsou uvnitř proti přepětí chráněny transily 600 W. Na stejný typ svorkovnice, jako je COM3, je vyvedeno i externí napájení 24 V (PWR) pro jiné přístroje. Ethernet, připojitelný STP kabelem dlouhým až 100 m, je vyveden na klasický konektor RJ-45. Nakonec je na spodní straně i konektor PS/2 pro přípojení a čtení dat z klasické počítačové klávenice nebo myši.

Tvorba a programování vlastních aplikací

Velmi důležitou vlastností každého terminálu je možnost určení toho, co má vykonávat. Zatímco v nejnovětších moderních "super" terminálech je vše již založeno na použití složitého operačního systému, často z tohoto důvodu taky málo spolehlivého, v zde uvedeném jednoduchém zařízení se ještě využívá klasického postupu. To znamená naprogramování vlastního řídícího a uživatelského programu prostřednictvím PC a programovacího jazyka C. Odladěný program je pak přehrán do FLASH paměti terminálu přes port COM0. K tomu slouží PC software DN166, který navíc umožňuje zavést požadovaný program přímo do RAM, ihned jej spustit a z PC ladit.

Důležitou informací pro programování je adresovací prostor. Z důvodu maximálního výpočetního výkonu byla zvolena šestnáctibitová nemultiplexovaná konfigurace sběrnice. Pro přístup k paměti RAM je třeba nastavit jeden wait stav, pro obě FLASH není nutno zpomalovat přístup (lze použít 0 wait stavů), a jeden instrukční cyklus trvá 100 ns.

Aby se programátorovy co nejvíce ulehčila situace, je k dispozici mnoho knihovem s již definovanými příkazy pro přímý přístup do pamětí nebo ovládání (čtení a zápis) všech periférií. Ve výsledku tak program může být docela jednoduchý. Na následujícím obrázku je pak příklad příkazů pro RS-232 komunikaci, které jsou v příslušné knihovně k dispozici.

Použití

• Průmysl - řízení a vizualizace procesů, řízení robotů
• Pro měření, elektronické vážení, MaR (Měření a Regulaci)
• Zdravotnictví
• Doprava - řídící jednotky v kolových a kolejových vozidlech
• Zábavní průmysl - řízení automatů, řízení světelných efektů
• HMI (Human-Machine Interface) - informační terminály
• Rozsáhlé kontrolní a zabezpečovací systémy
• Vojenské a bezpečnostní účely

Závěr

V tomto článku jsem chtěl ukázat, že nejen hitech zařízení se prodávají, ale pro málo složité aplikace, které však vyžadují velkou spolehlivost, je výhodné použít co nejjednodušší hardware. Uvedený grafický terminál je výrobkem české firmy AMiT s.r.o., na jejichž stránkách lze najít i bližší popis tohoto zařízení. V případě dotazů kontaktujte přímo zástupce firmy.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka firmy AMiT s.r.o. - www.amit.cz

 

• Článek "Univerzální průmyslové displeje pracujíci i jako PDA" na stránkách automatizace.HW.cz
• Článek "Průmyslový řídící Ethernet I/O systém EDAS CE" na stránkách automatizace.HW.cz