Introductie van de Split-Range Time-Proportioning Instructie

De instructieset van de Allen-Bradley ControlLogix en CompactLogix controllers is vrij uitgebreid. Het is dus geen verrassing dat er veel instructies zijn die de gemiddelde gebruiker misschien nooit gebruikt of zelfs maar kent. De Split-Range Time-Proportioning instructie, afgekort SRTP, is geen uitzondering.

Ik gebruik Allen-Bradley ControlLogix-producten sinds hun release meer dan 20 jaar geleden, en ik kwam deze instructie een paar jaar geleden tegen, verborgen in de procesbesturingsinstructiegroep van de ControlLogix- en CompactLogix-instructieset.

De SRTP-instructie is alleen beschikbaar als functieblok of gestructureerde tekstinstructie en is helaas niet beschikbaar in ladderlogica-vorm.

Figuur 1. De functieblokafbeelding van de SRTP-instructie.

Hoe SRTP-instructie werkt

De SRTP gebruikt een analoog signaal als ingang, meestal van een PID-lus, en zet dit om in een gepulseerd digitaal signaal met een duty-cycle ten opzichte van de analoge ingang met minimale en maximale schaalconfiguratie-instellingen toegepast. De instructie kan het digitale signaal ook in twee delen splitsen, die elk alleen reageren op een bepaald bereik van het ingangssignaal (dwz 0-50% kan worden geconfigureerd om de eerste digitale uitgang te regelen, terwijl 51-100% kan worden geconfigureerd om de tweede digitale uitgang).

Figuur 2. Voorbeeld van tijdproportionele output, ook wel pulsbreedtemodulatie (PWM) genoemd.

De digitale uitgangen zijn gelabeld met "HeatOut" en "CoolOut", omdat deze instructie vaak wordt gebruikt om een ​​verwarmings-/koelproces te regelen. Wanneer alleen verwarming of koeling gewenst is, maar niet beide, kan een gebruiker het volledige invoerbereik configureren voor verwarming of koeling en de andere ongewenste uitvoer negeren. De uitvoer lijkt op een algemeen bekend signaal dat pulsbreedtemodulatie (PWM) wordt genoemd.

Gebruik voor SRTP-instructie

Het meest typische gebruik voor de SRTP-instructie is om een ​​analoge uitgang van een PID-regelaar om te zetten in een pulsuitgang voor verwarmings- en/of koelingstoepassingen. Aangezien de PID-instructie binnen ControlLogix en CompactLogix een analoge uitgang heeft, is een conversie nodig om de PID-instructie met een digitale uitgang te gebruiken.

Figuur 3. De SRTP-instructie wordt weergegeven met een PIDE-instructie.

Wanneer de gepulseerde uitgang wordt gebruikt in combinatie met een halfgeleiderrelais, kan de werkcyclus van een elektrische verwarming die aan het halfgeleiderrelais is bevestigd, worden geregeld, waardoor de hoeveelheid warmte naar een proces wordt geregeld. Wanneer koeling nodig is, is de koeluitgang meestal verbonden met een solenoïde die een vloeibare koelvloeistof of waterstroom naar een proces zou regelen.

Instellingen SRTP-instructie

Er zijn negen basisinstellingen die worden gebruikt om de instructie operationeel te maken. Vier zijn gekoppeld aan het verwarmingsvermogen, vier zijn gekoppeld aan het koelvermogen en één is gemeenschappelijk voor zowel verwarming als koeling.

De vier verwarmingsinstellingen zijn de volgende.

• Minimale warmte-inbreng
• Maximale warmte-inbreng
• Minimale verwarmingstijd
• Maximale verwarmingstijd

De minimale warmtetoevoer is het percentage van het ingangssignaal dat de minimale hoeveelheid verwarmingsuitgangspuls vertegenwoordigt. De maximale warmtetoevoer is het percentage van het ingangssignaal dat de maximale hoeveelheid verwarmingsuitgangspuls weergeeft. Wanneer zowel verwarming als koeling in een split-systeem worden gebruikt, zijn de typische instellingen voor de minimale en maximale warmte-inbreng respectievelijk 50% en 100%.

Figuur 4. Er worden enkele basisinstellingen weergegeven voor de SRTP-instructie.

De minimale en maximale verwarmingstijden zijn grenswaarden voor de verwarmingsvermogensimpuls. De minimale verwarmingstijd is de minimale tijd in seconden dat de verwarmingspuls aan zal staan, ongeacht de berekende pulstijd. Evenzo is de maximale verwarmingstijd de maximale tijd in seconden dat de verwarmingsuitgangspuls aan is, ongeacht de berekende waarde.

De vier koelinstellingen zijn de volgende.

• Minimale coole invoer
• Maximale koelinput
• Minimale koeltijd
• Maximale koeltijd

De koelinstellingen lijken erg op de verwarmingsinstellingen, met als enige verschil dat ze het koelvermogen beïnvloeden in plaats van het verwarmingsvermogen. Verder zijn de definities en functies identiek.

De enige algemene instelling tussen de twee modi is de cyclustijd, die kan worden gezien als de periode van de uitgangspulsen. De cyclustijd stelt de periode (in seconden) van de uitgangspulsen voor verwarming en koeling in.

Het gebruik van de SRTP-instructie kan tijd besparen en de logica vereenvoudigen wanneer een analoog signaal moet worden geconverteerd naar een PWM digitale uitgang. De instructie heeft vrij eenvoudige configuratie-opties en is, eenmaal gebruikt, gemakkelijk te begrijpen.

Het implementeren van de equivalente of een vervangende logische oplossing zou waarschijnlijk omslachtig en moeilijker te begrijpen lijken. Hopelijk maakt dit artikel u bewust van de instructie en inspireert het u om het in uw volgende toepassing te proberen.