Hvad er Cascade Control?
Kaskadestyring henviser til en processtyringsstrategi, hvor en procesvariabel styres ved at manipulere setpunktet for en relateret procesvariabel. I denne særlige strategi styres variablen af interesse af to kontrolsløjfer, der arbejder i tandem. I de kemiske procesindustrier bruges ofte et kaskadekontrolsystem til at reducere virkningen af forstyrrelser og forstyrrelser på det primære kontrolmål.
En kaskadestyringssløjfe består af en primær sløjfe og en sekundær sløjfe. Disse løkker er også omtalt som henholdsvis den ydre sløjfe og den indre sløjfe. Den primære sløjfe giver den sekundære sløjfe et sætpoint eller et mål for en proces relateret til det primære kontrolmål. Den primære loop er undertiden kendt som master loop, fordi den giver et sætpoint, som den sekundære loop, eller slave loop, skal følge.
Det primære formål med at bruge kaskadestyring som en processtyringsstrategi er at give den sekundære sløjfe kontrol af forstyrrelser, før de kan påvirke det primære kontrolmål. For at dette kontrolsystem skal fungere effektivt, skal procesdynamikken i den sekundære sløjfe være meget hurtigere end dynamikken i den primære sløjfe. Som en generel regel skal procesdynamikken i den sekundære sløjfe være mindst fire gange hurtigere end procesdynamikken i den primære sløjfe.
Den mest almindelige anvendelse af kaskadekontrol til de fleste kemiske processer involverer brugen af en flowregulator som den sekundære sløjfe. De fleste flowregulatorer har en meget hurtig responstid, hvilket gør dem til egnede kandidater til sekundære sløjfer. De primære sløjfer har en tendens til at fokusere på variabler som temperatur, niveau, niveauer af potenzbrint (pH) eller kemisk sammensætning.
Kaskadestyring er ikke nødvendigvis begrænset til systemer, der kun er baseret på to kontrolsløjfer. Flere kaskadearrangementer fungerer på samme måde som en traditionel kaskadestyringssløjfe, men har mere end to sløjfer. For eksempel kan en kemisk sammensætningsanalysator og en kontrolsløjfe med lang dødtid være afhængig af en temperaturstyringssløjfe for at eliminere forstyrrelser i processen. Temperaturkontrolsløjfen kan derefter stole på en endnu hurtigere regulator, såsom en flowregulator.
Der er adskillige faktorer, der er relevante i udviklingen af kaskadecontrollere til en given proces. For eksempel ville en kontrolingeniør være nødt til at overveje, om en valgt sekundær sløjfe havde en stærk effekt på den primære loop af interesse. Ingeniøren skal også kende procesdynamikken i den foreslåede sekundære sløjfe. Sådanne faktorer kunne bestemme, om den foreslåede sekundære sløjfe er i stand til at absorbere forstyrrelser i processen og forhindre dem i at påvirke den primære sløjfe.