Co je kaskádová kontrola?
Kaskádové řízení se týká strategie řízení procesu, ve které je procesní proměnná řízena manipulací s žádanou hodnotou související procesní proměnné. V této konkrétní strategii je sledovaná proměnná řízena dvěma regulačními smyčkami pracujícími v tandemu. V průmyslových odvětvích chemických procesů se často používá kaskádový řídicí systém ke snížení účinku poruch a rozrušení na primární cíl kontroly.
Kaskádní řídicí smyčka se skládá z primární smyčky a sekundární smyčky. Tyto smyčky mohou být také označovány jako vnější smyčka, respektive vnitřní smyčka. Primární smyčka poskytuje sekundární smyčce žádanou hodnotu nebo cíl pro proces související s primárním cílem ovládání. Primární smyčka je někdy známá jako hlavní smyčka, protože poskytuje žádanou hodnotu, kterou musí následovat sekundární smyčka nebo vedlejší smyčka.
Primárním účelem použití kaskádového řízení jako strategie řízení procesu je umožnit sekundární smyčce řídit poruchy dříve, než mohou ovlivnit cíl primární kontroly. Aby tento řídicí systém fungoval efektivně, musí být dynamika procesu sekundární smyčky mnohem rychlejší než dynamika primární smyčky. Obecně musí být dynamika procesu sekundární smyčky nejméně čtyřikrát rychlejší než dynamika procesu primární smyčky.
Nejběžnější aplikace kaskádového řízení pro většinu chemických procesů zahrnuje použití regulátoru průtoku jako sekundární smyčky. Většina regulátorů toku má velmi rychlou dobu odezvy, což z nich činí vhodné kandidáty pro sekundární smyčky. Primární smyčky mají tendenci se zaměřovat na proměnné, jako je teplota, hladina, hladina vodíku (pH) nebo chemické složení.
Kaskádní řízení není nutně omezeno na systémy založené pouze na dvou regulačních smyčkách. Více kaskádových uspořádání pracuje stejným způsobem jako tradiční kaskádní řídicí smyčka, ale má více než dvě smyčky. Například analyzátor chemického složení a regulační smyčka s dlouhou mrtvou dobou se mohou spolehnout na regulační smyčku teploty, aby se eliminovaly poruchy procesu. Smyčka pro regulaci teploty se pak může spolehnout na ještě rychlejší regulátor, jako je regulátor průtoku.
Při vývoji kaskádových regulátorů pro daný proces existuje několik faktorů. Řídící technik by například musel zvážit, zda zvolená sekundární smyčka měla silný vliv na primární sledovanou smyčku. Technik by také musel znát dynamiku procesu navrhované sekundární smyčky. Takové faktory by mohly určit, zda je navrhovaná sekundární smyčka schopna absorbovat narušování procesu a zabránit jim v ovlivňování primární smyčky.