Présentation de l'instruction de répartition du temps à plage fractionnée

Le jeu d'instructions des automates Allen-Bradley ControlLogix et CompactLogix est assez complet. Il n'est donc pas surprenant qu'il existe de nombreuses instructions que l'utilisateur moyen peut ne jamais utiliser ni même connaître. L'instruction Split-Range Time-Proportioning, abrégée SRTP, ne fait pas exception.

J'utilise les produits Allen-Bradley ControlLogix depuis leur sortie il y a plus de 20 ans, et je viens de tomber sur cette instruction il y a quelques années, cachée dans le groupe d'instructions de contrôle de processus du jeu d'instructions ControlLogix et CompactLogix.

L'instruction SRTP n'est disponible que sous forme de bloc fonction ou d'instruction de texte structuré et, malheureusement, n'est pas disponible sous forme de logique à relais.

Figure 1. La description du bloc fonction de l'instruction SRTP.

Comment fonctionne l'instruction SRTP

Le SRTP utilise un signal analogique comme entrée, généralement à partir d'une boucle PID, et le convertit en un signal numérique pulsé avec un rapport cyclique relatif à l'entrée analogique avec des paramètres de configuration de mise à l'échelle minimum et maximum appliqués. L'instruction peut également diviser le signal numérique en deux parties, chacune ne répondant qu'à une plage donnée du signal d'entrée (c'est-à-dire que 0 à 50 % peut être configuré pour contrôler la première sortie numérique tandis que 51 à 100 % peuvent être configurés pour deuxième sortie numérique).

Figure 2. Exemple de sortie proportionnelle au temps, parfois appelée modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Les sorties numériques sont étiquetées « HeatOut » et « CoolOut », car cette instruction est souvent utilisée pour contrôler un processus de chauffage/refroidissement. Lorsque seul le chauffage ou le refroidissement est souhaité, mais pas les deux, un utilisateur peut configurer toute la plage d'entrée pour le chauffage ou le refroidissement et ignorer l'autre sortie indésirable. La sortie ressemble à un signal communément appelé modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Utilisations pour l'instruction SRTP

L'utilisation la plus courante de l'instruction SRTP consiste à convertir une sortie analogique d'un contrôleur PID en une sortie pulsée pour les applications de chauffage et/ou de refroidissement. Étant donné que l'instruction PID dans ControlLogix et CompactLogix a une sortie analogique, une conversion est nécessaire pour utiliser l'instruction PID avec une sortie numérique.

Figure 3. L'instruction SRTP est montrée utilisée avec une instruction PIDE.

Lorsque la sortie pulsée est utilisée en conjonction avec un relais à semi-conducteurs, le cycle de service d'un élément chauffant électrique relié au relais à semi-conducteurs peut être contrôlé, contrôlant ainsi la quantité de chaleur dans un processus. Lorsqu'un refroidissement est nécessaire, la sortie de refroidissement est généralement connectée à un solénoïde qui contrôle un liquide de refroidissement ou un débit d'eau vers un processus.

Paramètres des instructions SRTP

Il y a neuf paramètres de base utilisés pour rendre l'instruction opérationnelle. Quatre sont associés à la sortie de chauffage, quatre sont associés à la sortie de refroidissement et un est commun au chauffage et au refroidissement.

Les quatre réglages de chauffage sont les suivants.

• Apport de chaleur minimum
• Apport de chaleur maximal
• Temps de chauffe minimum
• Temps de chauffe maximum

L'apport de chaleur minimum est le pourcentage du signal d'entrée représentant la quantité minimale d'impulsion de sortie de chauffage. L'entrée de chaleur maximale est le pourcentage du signal d'entrée représentant la quantité maximale d'impulsion de sortie de chauffage. Lorsque le chauffage et le refroidissement sont utilisés dans un système divisé, les réglages typiques pour l'apport de chaleur minimum et maximum sont de 50 % et 100 %, respectivement.

Figure 4. Certains paramètres de base sont affichés pour l'instruction SRTP.

Les temps de chauffage minimum et maximum sont des limites limites pour l'impulsion de sortie de chauffage. Le temps de chauffage minimum est le temps minimum en secondes pendant lequel l'impulsion de sortie de chauffage sera activée, quel que soit le temps d'impulsion calculé. De même, le temps de chauffage maximum est le temps maximum en secondes pendant lequel l'impulsion de sortie de chauffage sera activée, quelle que soit la valeur calculée.

Les quatre réglages de refroidissement sont les suivants.

• Entrée froide minimale
• Entrée froide maximale
• Temps de refroidissement minimum
• Temps de refroidissement maximal

Les réglages de refroidissement sont très similaires aux réglages de chauffage, la seule différence étant qu'ils affectent la puissance de refroidissement au lieu de la puissance de chauffage. Sinon, les définitions et les fonctions sont identiques.

Le seul paramètre commun entre les deux modes est le temps de cycle, qui peut être considéré comme la période des impulsions de sortie. Le temps de cycle définit la période (en secondes) des impulsions de sortie de chauffage et de refroidissement.

L'utilisation de l'instruction SRTP peut faire gagner du temps et simplifier la logique lorsqu'un signal analogique doit être converti en une sortie numérique PWM. L'instruction a des options de configuration assez simples et, une fois utilisée, est facile à comprendre.

La mise en œuvre de la solution logique équivalente ou d'une solution logique de substitution semblerait probablement lourde et plus difficile à comprendre. Espérons que cet article vous fera prendre conscience de l'instruction et vous incitera à l'essayer dans votre prochaine application.