Hva Er Cascade Kontroll ?
i single-loop kontroll, regulatorens settpunkt er satt av en operatør, og dens utgang driver et endelig kontrollelement. For eksempel: en nivåregulator som kjører en reguleringsventil for å holde nivået på sitt settpunkt.

I et kaskadekontrollarrangement er det to (eller flere) kontrollere hvorav en kontrollerens utgang driver settpunktet til en annen kontroller. Eksempelvis: en nivåkontroller kjører settpunktet til en flytkontroll for å holde nivået på sitt settpunkt. Strømningsregulatoren driver i sin tur en kontrollventil for å matche strømmen med settpunktet som nivåregulatoren ber om.

kontrolleren som kjører settpunktet (nivåkontrolleren i eksemplet ovenfor) kalles primær -, ytre-eller hovedkontrolleren. Kontrolleren som mottar settpunktet (flytkontroll i eksemplet) kalles sekundær, indre eller slavekontroller.

Hva Er Fordelene Med Kaskadekontroll?det er flere fordeler med kaskadekontroll, og de fleste koker ned for å isolere en langsom kontrollsløyfe fra ikke-lineære i det endelige kontrollelementet. I eksemplet ovenfor er den relativt sakte nivåkontrollsløyfen isolert fra eventuelle kontrollventilproblemer ved å ha den raske strømningskontrollsløyfen håndtere disse problemene.

Tenk deg at reguleringsventilen har et stanseproblem (se blogg om ventilproblemer.) Uten strømningskontrollsløyfen vil nivåkontrollsløyfen (kjøring av klebrig ventilen) kontinuerlig svinge i en pinne-slip syklus med en lang (langsom) periode, noe som ganske sannsynlig vil påvirke nedstrømsprosessen. Med den raske strømningskontrollsløyfen på plass, vil den klebrige kontrollventilen føre til at den svinger, men i en mye kortere (raskere) periode på grunn av den iboende raske dynamiske oppførselen til en godt innstilt strømningssløyfe. Det er sannsynlig at de raske svingningene vil bli dempet av nedstrømsprosessen uten å ha mye av en negativ effekt.

eller forestill deg at reguleringsventilen har en ikke-lineær strømningskarakteristikk (se blogg om ventilproblemer.) Dette krever at kontrollsløyfen kjører det være detuned å opprettholde stabilitet i hele mulig utvalg av strømningshastigheter. (Selvfølgelig er det bedre måter å håndtere ikke-lineære, men det er temaet for en annen blogg.) Hvis nivåregulatoren driver ventilen direkte, må den avstemmes for å opprettholde stabiliteten-noe som muligens resulterer i svært dårlig nivåkontroll. I et kaskadekontrollarrangement med en strømningskontrollsløyfe som driver ventilen, vil strømningssløyfen bli avstemt for å opprettholde stabiliteten. Dette vil resultere i relativt dårlig flytkontroll, men fordi strømningssløyfen er dynamisk så mye raskere enn nivåsløyfen, påvirkes nivåkontrollsløyfen knapt.

Når Skal Cascade Control Brukes?Kaskadekontroll bør alltid brukes hvis du har en prosess med relativt langsom dynamikk (som nivå, temperatur, sammensetning, fuktighet) og en væske-eller gasstrøm, eller en annen relativt rask prosess, må manipuleres for å kontrollere den langsomme prosessen. For eksempel: endre kjølevannsstrømningshastighet for å kontrollere kondensatortrykk( vakuum), eller endre dampstrømningshastighet for å kontrollere varmevekslerutløpstemperaturen. I begge tilfeller bør flytkontrollsløyfer brukes som indre løkker i kaskadearrangementer.

Har Kaskadekontroll Noen Ulemper?
Cascade kontroll har tre ulemper. En, det krever en ekstra måling (vanligvis strømningshastighet) for å fungere. To, det er en ekstra kontroller som må innstilles. Og tre, kontrollstrategien er mer kompleks-både for ingeniører og operatører. Disse ulempene må veies opp mot fordelene ved den forventede forbedringen i kontrollen for å avgjøre om kaskadekontroll skal implementeres.

Når Skal Cascade Control Ikke Brukes?Cascade kontroll er gunstig bare hvis dynamikken i den indre sløyfen er rask i forhold til de av den ytre sløyfen. Kaskadekontroll bør generelt ikke brukes hvis den indre sløyfen ikke er minst tre ganger raskere enn den ytre sløyfen, fordi den forbedrede ytelsen kanskje ikke rettferdiggjør den ekstra kompleksiteten.i tillegg til de reduserte fordelene med kaskadekontroll når den indre sløyfen ikke er betydelig raskere enn den ytre sløyfen, er det også en risiko for samspill mellom de to løkkene som kan føre til ustabilitet – spesielt hvis den indre sløyfen er innstilt veldig aggressivt.

Hvordan Skal Kaskadekontrollene Stilles inn?
en kaskadearrangement bør innstilles med den innerste sløyfen. Når den ene er innstilt, plasseres den i kaskadekontroll, eller ekstern settpunktmodus, og deretter er sløyfen som kjører sitt settpunkt innstilt. Ikke bruk quarter-amplitude-demping tuning regler (for eksempel umodifiserte Ziegler-Nichols og Cohen-Coon regler) for å justere kontroll sløyfer i en kaskade struktur fordi det kan føre til ustabilitet hvis prosessen dynamikken i indre og ytre sløyfer er like.