プログラマブル表示器とは
プログラマブル表示器 (英: programmable display) とは、コンピュータを内蔵してプログラムを導入できる表示・操作機器です。
その多くはタッチパネル状の製品です。表示や操作のみではなく、通信機能やロギング機能を有する製品も幅広く販売されています。
内部のプログラムは多くの場合、プログラマブル表示器メーカーが販売する専用ソフトを利用して開発します。
プログラマブル表示器の使用用途
プログラマブル表示器は、日常生活から産業分野まで幅広い用途で使用されます。以下はプログラマブル表示器の使用用途一例です。
- 自動販売機
- ガソリンスタンドの給油機
- ATMなどの商用機器
- 排ガス計測器
- 工場自動化設備
- 自動車やバスのカーナビゲーション
- 船舶のナビゲーション装置
以前から使用される身近な用途として、ATMが挙げられます。タッチパネル上に押ボタンと案内を表示して操作を容易にしています。
産業用途では、プログラマブルコントローラ (PLC) などの制御機器と接続して機械装置の情報を表示して用いられます。必要に応じて操作を行えるのが一般的です。
プログラマブル表示器の原理
プログラマブル表示器は、主に表示機能、操作機能、内部制御機能で構成されます。
1. 表示機能
表示機能はディスプレイ上に画面を表示する機能です。機械装置の状態や操作方法の案内を表示します。機械装置の場合は、簡単な系統図と共にランプやメーターを表示して運転管理を補助します。
2. 操作機能
操作機能はタッチパネル上を指で押すことで操作できる機能です。ディスプレイに操作ボタンを表示するようにプログラムすると、必要に応じてボタン操作が可能となります。ボタンを押すとコンピュータが検知し、制御機器にフィードバックします。
3. 内部制御機能
内部制御機能は状態監視やロギングを実施する機能です。近年では、通信・ネットワーク機能を有する背品も販売されています。
プログラマブル表示器のその他情報
1. プログラマブル表示器の使い方
プログラマブル表示器のプログラミングには、メーカーが販売する表示器用編集ソフトウェアが必要です。編集する際にはソフトウェアの購入を検討します。
また、プログラマブル表示器は演算処理を行うCPUが別途存在する場合も多いです。CPUとプログラマブル表示器を繋ぐ信号ケーブルは国際規格である場合がほとんどです。国際規格のため、CPUとプログラマブル表示器をそれぞれ別メーカーの製品を使用可能な場合があります。
以下は使用される通信方式一例です。
RS232C
RS232C信号が最も古くから使用されるシリアル通信です。伝送可能距離は15m以内であり、比較的短距離の通信であると言えます。接続可能台数もCPUと表示器が1対1でのみ使用可能です。
RS422
RS422信号は最大1200ｍの伝送距離があり、RS232Cの上位互換となるシリアル通信です。ただし、接続可能台数はCPUや表示器が合計10台までです。
RS485
RS485信号はさらにRS422信号の上位互換となるシリアル通信です。伝送よりがそのままで接続可能台数がより多いというメリットがあります。
Ethernet
近年では、プログラマブル表示器の通信方式としてはEthernet (LAN) 通信が主流です。Ethernet通信はPCなどを有線でインターネットに接続する際にも使用される通信方法で、接続可能台数が実質無制限です。パソコンやインターネットとの直接常時接続も可能という利点があります。
ただし、LANケーブルの最大伝送可能距離が100mです。高層ビルなどでネットワークを構成する際は、HUBなどで中継する方法が用いられます。中継地点が設けにくい広い工場などではメディアコンバータを使用してLAN信号を光信号へと変換して伝送します。
2. プログラマブル表示器の英語表記
プログラマブル表示器を翻訳機に掛けると「Programmable display」ですが、英語の表現ではHMI (human machine interface) という呼び方が一般的です。
HMIの意味としては、「人間と機械の情報交換を行うための装置」であり、パソコンで言うマウスやキーボード、ディスプレイもHMIに含まれます。
参考文献
https://jp.idec.com/idec-jp/ja/JPY/c/Operator_Interfaces
https://www.contec.com/jp/support/basic-knowledge/daq-control/serial-communicatin/