De kracht van Split-Range Time-Proportioning (SRTP) ontgrendelen voor Allen-Bradley ControlLogix

Ik heb Allen-Bradley ControlLogix producten gebruikt sinds hun release meer dan 20 jaar geleden, en ik ontdekte deze instructie pas een paar jaar geleden, verstopt binnen de procesbesturingsinstructiegroep van de ControlLogix en CompactLogix instructieset.

De SRTP-instructie is alleen beschikbaar als functieblok of gestructureerde tekst-instructie, en helaas niet beschikbaar in ladder-logica vorm.

Figuur 1. De Functieblok-afbeelding van de SRTP-instructie.

Hoe de SRTP-instructie Werkt

De SRTP gebruikt een analoog signaal als invoer, meestal van een PID-lus, en converteert het naar een gepulst digitaal signaal met een duty cycle relatief aan de analoog invoer met minimum en maximum schaalconfiguratie-instellingen toegepast. De instructie kan het digitale signaal ook in twee delen splitsen, elk reagerend alleen op een gegeven bereik van het invoersignaal (bijv. 0-50% kan geconfigureerd worden om de eerste digitale uitgang te besturen, terwijl 51-100% geconfigureerd kan worden om de tweede digitale uitgang aan te sturen).

Figuur 2. Tijd proportionele uitgang voorbeeld, soms aangeduid als pulsbreedtemodulatie (PWM).

De digitale uitgangen zijn gelabeld "HeatOut" en "CoolOut", omdat deze instructie vaak gebruikt wordt om een verwarmings/koelingsproces te besturen. Wanneer alleen verwarming of koeling gewenst is, maar niet beide, kan een gebruiker het hele invoerbereik configureren voor verwarming of koeling, en de andere ongewenste uitgang negeren. De output lijkt op een algemeen bekend signaal aangeduid als pulsbreedtemodulatie (PWM).

Toepassingen voor SRTP-instructie

Het meest typische gebruik voor de SRTP-instructie is het converteren van een analoog uitgang van een PID-controller naar een gepulste uitgang voor verwarmings- en/of koelingsapplicaties. Aangezien de PID-instructie binnen ControlLogix en CompactLogix een analoog uitgang heeft, is een conversie nodig om de PID-instructie met een digitale uitgang te gebruiken.

Figuur 3. De SRTP-instructie getoond in gebruik met een PIDE-instructie.

Wanneer de gepulste uitgang in combinatie met een solid-state relais gebruikt wordt, kan de duty cycle van een elektrische verwarmerelement aangesloten op het solid-state relais gecontroleerd worden, wat de hoeveelheid warmte aan een proces controleert. Wanneer koeling nodig is, is de koeluitgang meestal aangesloten op een electroklep die een vloeibare koelstof of waterstroom naar een proces zou besturen.

SRTP-instructie Instellingen

Er zijn negen basisinstellingen die gebruikt worden om de instructie operationeel te maken. Vier zijn geassocieerd met de verwarmingsuitgang, vier met de koelingsuitgang, en één is gemeenschappelijk voor zowel verwarming als koeling.

De vier verwarmingsinstellingen zijn als volgt.

• Minimale verwarmingsinvoer
• Maximale verwarmingsinvoer
• Minimale verwarmingstijd
• Maximale verwarmingstijd

De minimale verwarmingsinvoer is het percentage van het invoersignaal dat de minimale hoeveelheid verwarmingsuitgangspuls vertegenwoordigt. De maximale verwarmingsinvoer is het percentage van het invoersignaal dat de maximale hoeveelheid verwarmingsuitgangspuls vertegenwoordigt. Wanneer zowel verwarming als koeling in een gesplitst systeem gebruikt worden, zijn typische instellingen voor de minimale en maximale verwarmingsinvoer 50% en 100%, respectievelijk.

Figuur 4. Enkele basisinstellingen getoond voor de SRTP-instructie.

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

De vier koelingsinstellingen zijn als volgt.

• Minimale koelinvoer
• Maximale koelinvoer
• Minimale koelingstijd
• Maximale koelingstijd

De koelingsinstellingen zijn erg vergelijkbaar met de verwarmingsinstellingen, met het enige verschil dat ze de koelingsuitgang beïnvloeden in plaats van de verwarmingsuitgang. Anders zijn de definities en functies identiek.

De ene gemeenschappelijke instelling tussen de twee modi is de cyclus tijd, die gezien kan worden als de periode van de uitgangspulsen. De cyclus tijd stelt de periode (in seconden) in van de verwarmings- en koelingsuitgangspulsen.

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

Het implementeren van de equivalente of een vervangende logica-oplossing zou er waarschijnlijk rommelig en moeilijker te begrijpen uitzien. Hopelijk maakt dit artikel je bewust van de instructie en inspireert het je om het in je volgende applicatie te proberen.