Brevet FR2638878A1 — publié le 19900511

La présente invention concerne un système de commande électronique, et un module ou ensemble de visualisation électronique programmable, pour présenter des messages programmés & un opérateur d'un dispositif ou procédé, qui sont indicatifs de tout changement dans le fonctionnement normal du dispositif, ou dans les étapes normales du procédé, afin d'informer et alerter l'opérateur pour qu'il prenne des mesures en vue de corriger la situation. Dans la commande de machines, de dispositifs et de procédés automatisés modernes, il est pratique et souvent nécessaire de présenter à un opérateur des mes- sages qui indiquent l'état de l'équipement, des situa- tions de défaut ou incitent l'opérateur à entreprendre d'autres actions. Ces messages doivent souvent être pro- grammés ou adaptés à la machine, au dispositif ou pro- cédé spécifiques commandés et il peut fort bien être souhaitable de modifier le contenu des messages program- més à quelque instant pour prendre en compte des amélio- rations ou des changements dans la machine, le disposi- tif ou le procédé. Une visualisation de message qui soit programmable et aussi effaçable pour changer des pro- grammes, et qui visualise des chaînes de caractères à la fois alphabétiques et numériques, est adaptée à nombre de ces applications, et est un outil utile pour le fonc- tionnement et la commande du dispositif ou du procédé. Actuellement, les dispositifs de visualisation de message programmables disponibles nécessitent typi- quement un interface électrique complexe, tel qu'un câble informatique RS232, vers le dispositif de commande hôte. L'interface peut être au standard industriel ou de spécification prioritaire, série ou parallèle. L'inter- face nécessite souvent un module de communication spécial installé dans le dispositif de commande hôte, ce qui accroît la complexité matérielle et le coût. Sur le dispositif de visualisation lui-même, la complexité du matériel d'interface et des bornes de connexion conduit à utiliser une grande enceinte de visualisation et un grand espace associé sur le tableau accessible à l'opérateur. L'un des buts de l'invention est de présenter des messages à l'opérateur via un dispositif de visuali- sation électronique tel qu'un dispositif de visualisa- tion vidéo, ou un dispositif de visualisation à diodes électroluminescentes (DEL), ou de préférence un disposi- tif de visualisation à cristaux liquides (VCL), ou tout autre dispositif de visualisation selon l'état de l'art. Un autre but de l'invention est de présenter des messages à l'opérateur via le dispositif de visuali- sation électronique qui soient programmés dans un dispo- sitif de mémoire programmable effaçable accessible uni- quement en lecture (EPROM), qui est ensuite monté sur un socle sur une platine de circuit dans le dispositif de visualisation. Un autre but de l'invention est de programmer des messages alphanumériques dans l'EPROM qui sont compris entre 64 et 320 messages sur deux lignes avec seize caractères par ligne. Un autre but de l'invention est de fournir le dispositif de visualisation électronique comme module ou ensemble, qui puisse être utilisé comme composant auxi- liaire d'une unité centrale de traitement (UCT) ou de tout autre système électrique à base de dispositif de commande numérique programmable, ou d'un circuit logique programmable intégré (CLP). Un autre but de l'invention est de procurer au dispositif de visualisation électronique programmable un boîtier adapté à un montage en panneau sur une console ou à la surface du dispositif. Enfin, un autre but de l'invention est de pro- curer un interface simple. de deux câbles de signal et une ligne commune à un niveau de + 12 volts continus pour un mode de type puits ou à un niveau de 0 volt pour un mode de type source. Typiquement, la machine, le dispositif ou le procédé, qui doit être mis en oeuvre et surveillé, comporte un système de commande électrique qui contient l'UCT, le CLP ou tout autre type de dispositif de commande hôte à base de circuits numériques. Le module de visualisation électronique programmable est interfacé avec le dispositif de commande hôte, qui possède une fonction supplémentaire de sélection du code pour un message programmé particulier à visualiser. Une fois que le code du message a été identi- fié dans le dispositif de commande hôte, et au moyen du simple câblage de communication série, le code est transmis à l'EPROM du dispositif de visualisation pour identification et récupération du message programmé par- ticulier, qui est ensuite visualisé sur le dispositif VCL. Le module de visualisation de message program- mable peut être monté sur une console, un tableau ou à la surface du dispositif et est utilisé pour visualiser les messages programmés à la demande de 1'UCT, ou du CLP, ou de tout autre dispositif de commande hôte. Le dispositif de visualisation utilise de pré- férence un dispositif à cristaux liquides à grand angle et à faible coût dans la fenêtre de sortie de message. On comprendra que le dispositif de visualisation peut être un dispositif de visualisation videéo, ou un dispo- sitif de visualisation à diodes électroluminescentes DEL, ou tout autre dispositif de visualisation selon l'état de l'art. Le dispositif de visualisation accepte un ensemble de 128 caractères ASCII ("American Standard Code for Information Interchange": code standard améri- cain pour les échanges d'informations) qui comporte à la fois des caractères alphabétiques et numériques; et pré- sente des mots-clés et des nombres pour informer et inciter l'opérateur à effectuer une action appropriée pour commander le fonctionnement du dispositif ou du procédé. Chaque message est de 2 lignes de 16 carac- tères. On peut visualiser jusqu'à 64 messages avec un dispositif de mémoire EPROM 2764, et jusqu'à 320 mes- sages avec un dispositif de mémoire EPROM 27128. Des messages clignotants, aussi bien que des messages alter- nants, permettent des messages comportant jusqu'à 64 caractères. Le dispositif de visualisation est alimenté à partir de toute alimentation électrique continue comprise entre 8 et 15 volts. Les communications du dispositif de commande hôte vers le dispositif de visualisation sont effectuées au moyen d'une simple interface à deux signaux. Une ligne (autorisation) correspond à la demande d'un mes- sage et une autre ligne (comptage) correspond à la spé- cification du numéro du message. Les deux lignes de signal peuvent être soit du type source soit du type puits, ce qui rend le disposi- tif de visualisation compatible avec virtuellement n'importe quel dispositif de commande hôte. Une ligne commune est fournie avec un niveau de + 12 volts pour le mode de type puits et un niveau de 0 volt pour le mode de type source. Un petit bornier est prévu à l'arrière du dispositif de visualisation pour permettre de raccor- der rapidement et facilement les entrées de signal et d'alimentation. Plus spécifiquement, selon un premier aspect de l'invention, le dispositif de visualisation électro- nique pour système comportant une unité centrale de traitement programmable pour collecter et traiter des données électroniquement, le dispositif de visualisation électronique comportant un écran électronique pour visualiser des messages relatifs aux données traitées par l'unité centrale de traitement, et des moyens pour câbler le dispositif avec l'unité centrale de traitement pour recevoir des instructions de code numérique prove- nant de l'unité centrale de traitement, est caractérisé en ce que les moyens de câblage comprennent deux câbles de ' signal, un câble pour envoyer un signal d'autorisation provenant de l'unité centrale de traite- ment à destination du dispositif de visualisation pour avertir le dispositif de visualisation d'une transmis- sion prochaine de signaux de code sur l'autre câble cor- respondant aux données traitées, le second câble véhicu- lant les signaux de code provenant de l'unité centrale de traitement à destination du dispositif de visualisa- tion, indicatifs de l'adresse d'un message qui est pro- grammé dans un dispositif de mémoire et qui est à visua- liser; et en ce que le dispositif de visualisation comprend des moyens électroniques pour compter le nombre de signaux de code numériques reçus de l'unité centrale de traitement, un dispositif de mémoire programmable électronique pour programmer et stocker plusieurs adresses et, pour chaque adresse, des messages à visualiser sélectivement sur un dispositif de visualisa- tion, des moyens pour recevoir et comparer le résultat du comptage effectué sur le signal de code numérique reçu avec un index des adresses des messages stockés dans le dispositif de mémoire et pour récupérer dans le dispositif de mémoire le message particulier associé à l'adresse correspondant au résultat du comptage effectué sur le signal de code numérique et pour visualiser le message récupéré sur l'écran du dispositif de visualisa- tion. Selon un second aspect, l'invention vise un système comportant une unité centrale de traitement pro- grammable pour collecter et traiter des données électro- niquement, cette unité centrale de traitement étant reliée à un dispositif selon le premier aspect pour afficher des messages se rapportant aux données collec- tées ou traitées par l'unité centrale. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci- après, donnée à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés: - la figure 1 illustre les liaisons par lignes de signal et commune entre l'ensemble de visualisation électronique programmable et le dispositif de commande hôte, et la liaison d'alimentation électrique entre la source d'alimentation électrique et l'ensemble de visua- lisation électronique programmable; - la figure 2 est une vue de dessus de l'ensemble de visualisation électronique représentant le bornier; et - la figure 3 est un dispositif EPROM typique; - la figure 4 est une vue de dessous de l'ensemble de visualisation représenté en figure 2 et illustrant un schéma du circuit électronique; - la figure 5 est une illustration de trois formes d'onde; et - la figure 6 est un organigramme simplifié du programme exécuté par le microprocesseur représenté en figure 4. Le fonctionnement du système et du dispositif de visualisation électronique programmable 12 va mainte- nant être expliqué. Une mémoire EPROM programmée 10 est insérée dans un socle de 28 broches vide (non représenté) sur une platine de circuit (non représentée) logée dans le module de visualisation 12. Le module de source d'énergie électrique continue 14 est relié par deux câbles électriques 15 et 17 aux bornes & vis 18, 20 de 12 V et de masse GDN (masse) du bornier 16. Un courant continu d'approximativement 180 milliampères sous 12 volts continus est nécessaire pour faire fonctionner le dispositif de visualisation électronique. Les bornes des deux lignes de signal EN (autorisation) 22 et CNT (comptage) 24 sont reliées par des câbles électriques 26, 28 aux bornes de sortie 30, 32 du dispositif de commande hôte 34. Les entrées de comptage et d'autorisation sur le dispositif de visualisation élec- trique présentent un courant de puits ou de source à approximativement 10 mA du courant continu. Un troisième câble électrique 36 relie la borne COM (commun) 38 sur le bornier de visualisation électronique 16 à la borne de sortie de tension commune 40 sur le dispositif de commande hôte 34. Lorsque le module d'alimentation continue 14 est en marche, la mémoire EPROM 10 délivre un message d'introduction qui est visualisé sur le dispositif VCL 40 pendant environ deux secondes, puis la mémoire EPROM efface le dispositif de visualisation. Afin de surveiller le fonctionnement du dispo- sitif ou procédé, un signal d'autorisation est tout d'abord reçu par le dispositif de commande hôte 34 en provenance du dispositif ou procédé. Une pause d'environ deux millisecondes suit la réception du signal d'autorisation (figure 5). Ensuite un signal de comptage (figure 5) comprenant entre 1 et 320 impulsions est envoyé à un compteur dans le boîtier de visualisation 12. Le nombre d'impulsions correspond au numéro de code du message programmé désigné qui doit être visualisé sur le dispositif VCL 40. Le compteur compte les impulsions transmises et, après une pause de préétablissement (figure 5) suivant la dernière impulsion du train d'impulsions, le compte total est transmis à un compara- teur qui compare le compte total à un index des numéros de code des messages programmés dans la mémoire de i'EPROM. Le message approprié est ensuite extrait de la mémoire de l'EPROM et transmis à la fenêtre de visuali- sation du dispositif VCL 40. Le dispositif VCL 40 conti- nue à visualiser le message jusqu'à ce que le signal d'autorisation soit interrompu, réinitialisant le dispo- sitif de commande hôte 34. Aucun retard n'est nécessaire entre la ligne d'autorisation et la ligne de comptage. La vitesse de basculement de la ligne de comptage est au maximum de 1000 Hz. L'EPROM présente un temps d'accès inférieur à 250 nanosecondes. Le système de visualisation électronique pro- grammable décrit ci-dessus peut envoyer à la fois les signaux d'autorisation et de comptage sur la même ligne. Une ligne de signal d'autorisation/comptage maintenue à un niveau logique bas pendant un temps de préétablisse- ment (TR) conduit le circuit de visualisation électro- nique programmable à inhiber et effacer son écran. Tout écart par rapport au niveau logique bas est considéré comme une impulsion de comptage sur le front montant de transition du niveau logique bas au niveau logique haut. Un signal d'autorisation/comptage restant au niveau logique haut sur une durée supérieure au temps de préétablissement (TF) indique que le compte total pour l'adresse du message programmé en mémoire a été reçu et devrait être recherché et extrait de 1'EPROM puis visua- lisé. En résumé, l'un des avantages du système et du module de visualisation électronique programmable est de ne pas nécessiter d'interface de signal parallèle coû- teux ni d'interface série RS-232/ASCII complexe. Un autre avantage est que le dispositif de commande de message programmable ne nécessite avec une visualisation alphabétique et numérique que deux signaux pour transmettre la sélection de message, à savoir: - le signal d'autorisation qui autorise le dispositif de commande de message à commencer la recherche et le comptage d'impulsions sur la ligne d'entrée de signal de comptage; et - le signal de comptage qui contient le numéro de message effectif sous la forme d'une simple série d'impulsions, par exemple, cinq impulsions représentant le message cinq, dix impulsions représentant le message dix et ainsi de suite. REVENDICATIONS 1. Dispositif de visualisation électronique (12) pour système comportant une unité centrale de trai- tement programmable (34) pour collecter et traiter des données électroniquement, le dispositif de visualisation électronique (12) comportant un écran électronique (40) pour visualiser des messages relatifs aux données traitées par l'unité centrale de traitement (34), et des moyens (26, 28, 36) pour câbler le dispositif (12) avec l'unité centrale de traitement (34) pour recevoir des instructions de code numérique provenant de l'unité centrale de traitement (34), caractérisé en ce que les moyens de câblage (26, 28, 36) comprennent deux câbles de signal, un câble (26) pour envoyer un signal d'autorisation provenant de l'unité centrale de traitement (34) à destination du dispositif de visualisation (12) pour avertir le dispositif de visualisation (12) d'une transmission prochaine de signaux de code sur l'autre câble correspondant aux données traitées, le second câble (28) véhiculant les signaux de code provenant de l'unité centrale de traitement (34) à destination du dispositif de visua- lisation (12), indicatifs de l'adresse d'un message qui est programmé dans un dispositif de mémoire (10) et qui est à visualiser; et en ce que le dispositif de visuali- sation (12) comprend des moyens électroniques pour comp- ter le nombre de signaux de code numériques reçus de l'unité centrale de traitement (34), un dispositif de mémoire programmable électronique (10) pour programmer et stocker plusieurs adresses et, pour chaque adresse, des messages à visualiser sélectivement sur un dispositif de visualisation, des moyens pour recevoir et comparer le résultat du comptage effectué sur le signal de code numérique reçu avec un index des adresses des messages stockés dans le dispositif de mémoire (10) et pour récupérer dans le dispositif de mémoire (10) le message particulier associé à l'adresse correspondant au résultat du comptage effectué sur le signal de code numérique et pour visualiser le message récupéré sur l'écran (40) du dispositif de visualisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un premier câble de signal (26) transmet le signal d'autorisation aux moyens de comptage pour commencer la recherche et le comptage du nombre de signaux de code numériques, et en ce que le second câble de signal (28) transmet les signaux de code numériques aux moyens de comptage. 3. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les signaux de code comprennent un nombre d'impulsions représentatif d'adresses sélectives des messages programmés stockés dans le dispositif de mémoire (10). 4. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'à la fois les signaux d'autorisation et de comptage sont transmis sur une ligne de signal commune comprenant l'une ou l'autre des deux lignes de signal, et en ce que lorsque cette ligne de signal d'autorisation et de comptage commune est maintenue à un niveau logique bas pendant un temps préétabli, ceci conduit le dispositif de mémoire (10) à inhiber et effa- cer l'écran électronique (40), et lorsque cette ligne de signal d'autorisation et de comptage commune est mainte- nue à un niveau logique haut, ceci informe les moyens de comptage que la totalité du signal de code numérique pour l'adresse du message particulier a été reçue et le message approprié est ensuite récupéré dans le disposi- tif de mémoire (10) et visualisé sur l'écran électro- nique (40). 5. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le dispositif de mémoire est un dispositif de mémoire programmable effaçable accessible uniquement en lecture (10) ayant une capacité mémoire comprise entre un maximum de 320 messages et un minimum de 64 messages, et en ce que l'écran électronique (40) est un écran large de visualisation à cristaux liquides acceptant un ensemble de 128 caractères alphanumériques ASCII. 6. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'une ligne d'alimentation commune (36) présentant un niveau continu positif de 12 volts pour un mode puits et un niveau de 0 volt pour un mode source va du dispositif de visualisation (12) vers l'unité centrale de traitement (34). 7. Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les deux câbles de signal (26, 28) sont au choix du type mode source ou du type mode puits. 8. Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le dispositif de mémoire (10) de grande capacité mémoire est une EPROM 28128 et le dispositif de mémoire (10) de faible capacité mémoire est une EPROM 2764, et en ce que chaque EPROM présente un temps d'accès inférieur à 250 nanosecondes. 9. Système comportant une unité centrale de traitement programmable (34) pour collecter et traiter des données électroniquement, cette unité centrale de traitement étant reliée à un dispositif (12) selon l'une des revendications 1 à 8 pour afficher des messages se rapportant aux données collectées ou traitées par l'unité centrale.