カスケード制御とは何ですか？
シングルループ制御では、コントローラのセットポイントはオペレータによって設定され、その出力は最終的な制御要素を駆動します。 例えば:セット-ポイントでレベルを保つために制御弁を運転する水平なコントローラー。

カスケード制御配置では、あるコントローラの出力が別のコントローラのセットポイント 例えば: そのセットポイントでレベルを維持するために、フローコントローラのセットポイントを駆動するレベルコントローラ。 流れのコントローラーは、それから、レベルコントローラーが要求しているセット-ポイントと流れに一致させるために制御弁を運転する。

セットポイントを駆動するコントローラ（上記の例ではレベルコントローラ）は、プライマリ、アウター、またはマスターコントローラと呼ばれています。 セットポイントを受信するコントローラ(この例ではフローコントローラ)は、セカンダリコントローラ、インナコントローラ、またはスレーブコントローラと呼ばれます。カスケード制御の利点は何ですか？

カスケード制御の利点は何ですか？

カスケード制御にはいくつかの利点があり、それらのほとんどは、最終的な制御要素の非線形性から遅い制御ループを分離することに沸騰します。 上記の例では、比較的遅いレベル制御ループは、これらの問題を処理する高速フロー制御ループを有することによって、任意の制御弁の問題から分離される。

制御弁にstiction問題があると想像してください（バルブの問題に関するブログを参照してください。）フロー制御のループなしで、レベル制御のループは（粘着性がある弁を運転する）かなり多分下流プロセスに影響を与える長い（遅い）期間の棒スリップ周期で 速い流れの制御のループが所定の位置にあると、粘着性がある制御弁はそれを振動させますが、十分に調整された流れのループの固有の速い動的行動に 高速振動は、多くの悪影響を及ぼすことなく、下流プロセスによって減衰される可能性が高い。

または、制御弁が非線形流量特性を有すると想像してください（バルブの問題に関するブログを参照してください。)これは流動度の可能な範囲中の安定性を維持するためにそれを運転する制御ループが離調するように要求する。 （もちろん、非線形性に対処するためのより良い方法がありますが、それは別のブログの話題です。）レベルコントローラがバルブを直接駆動する場合は、安定性を維持するために離調する必要があります。 バルブを駆動する流量制御ループを備えたカスケード制御配置では、安定性を維持するために流量ループが離調されます。 これにより、フロー制御が比較的貧弱になりますが、フローループはレベルループよりも動的に高速であるため、レベル制御ループにはほとんど影響しません。

カスケード制御はいつ使用する必要がありますか？
カスケード制御は、比較的遅いダイナミクス（レベル、温度、組成、湿度など）と液体またはガスの流れ、またはいくつかの他の比較的速いプロセスを持つプ 例えば:コンデンサー圧力（真空）を制御するために冷水の流動度を変えるか、または熱交換器の出口の温度を制御するために蒸気の流動度を変えること。 どちらの場合も、フロー制御ループはカスケード配置の内部ループとして使用する必要があります。

カスケード制御には欠点がありますか？
カスケード制御には三つの欠点がある。 一つは、それが動作するように追加の測定（通常は流量）を必要とします。 二つは、調整する必要があり、追加のコントローラがあります。 そして、3つは、制御戦略がより複雑である–同様にエンジニアやオペレータのために。 これらの欠点は、カスケード制御を実装する必要があるかどうかを決定するために、制御の期待される改善の利点と比較して検討する必要があります。Cascade Controlはいつ使用すべきではありませんか？

カスケード制御は、内側のループのダイナミクスが外側のループのダイナミクスと比較して高速である場合にのみ有益です。 カスケード制御は、通常、内側のループが外側のループよりも少なくとも三倍高速でない場合、パフォーマンスの向上は複雑さの増加を正当化しない可能性が

内部ループが外部ループよりも大幅に高速ではない場合、カスケード制御の利点が減少することに加えて、特に内部ループが非常に積極的に調整されてい

カスケードコントロールはどのように調整する必要がありますか？
カスケード配置は、最も内側のループから開始して調整する必要があります。 その1つが調整されると、カスケード制御、または外部セットポイントモードに配置され、そのセットポイントを駆動するループが調整されます。 内部ループと外部ループのプロセスダイナミクスが似ていると不安定になる可能性があるため、カスケード構造内の制御ループを調整するには、四分の一振幅減衰調整ルール(変更されていないZiegler-NicholsルールやCohen-Coonルールなど)を使用しないでください。