Qu'est-ce que Cascade Control?
Le contrôle de cascade fait référence à une stratégie de contrôle des processus dans laquelle une variable de processus est contrôlée en manipulant le point de consigne d'une variable de processus associée. Dans cette stratégie particulière, la variable d'intérêt est contrôlée par deux boucles de contrôle fonctionnant en tandem. Dans les industries des processus chimiques, un système de contrôle de cascade est souvent utilisé pour réduire l'effet des perturbations et des bouleversements sur l'objectif de contrôle primaire.
Une boucle de contrôle en cascade se compose d'une boucle primaire et d'une boucle secondaire. Ces boucles pourraient également être appelées la boucle extérieure et la boucle intérieure, respectivement. La boucle principale fournit la boucle secondaire avec un point de consigne ou une cible pour un processus lié à l'objectif de contrôle principal. La boucle principale est parfois connue sous le nom de boucle maître car elle fournit un point de consigne que la boucle secondaire, ou boucle d'esclaves doit suivre.
Le principal objectif pour utiliser le contrôle de la cascade comme stratégie de contrôle des processus est de permettre à la boucle secondaire de contrôler les perturbations avantils peuvent affecter l'objectif de contrôle primaire. Pour que ce système de contrôle fonctionne efficacement, la dynamique du processus de la boucle secondaire doit être beaucoup plus rapide que la dynamique de la boucle primaire. En règle générale, la dynamique du processus de la boucle secondaire doit être au moins quatre fois plus rapide que la dynamique du processus de la boucle primaire.
L'application la plus courante du contrôle de cascade pour la plupart des processus chimiques implique l'utilisation d'un contrôleur de débit comme boucle secondaire. La plupart des contrôleurs de débit ont un temps de réponse très rapide, ce qui en fait des candidats appropriés pour les boucles secondaires. Les boucles primaires ont tendance à se concentrer sur des variables telles que la température, le niveau, les niveaux d'hydrogène (pH) potenz ou la composition chimique.
Le contrôle de la cascade ne se limite pas nécessairement aux systèmes basés sur seulement deux boucles de contrôle. Plusieurs arrangements en cascade fonctionnent de la même manière qu'une boucle de contrôle de cascade traditionnelle maisont plus de deux boucles. Par exemple, un analyseur de composition chimique et une boucle de contrôle avec un temps mort long pourraient s'appuyer sur une boucle de contrôle de la température pour éliminer les bouleversements de processus. La boucle de commande de température pourrait alors s'appuyer sur un contrôleur encore plus rapide, comme un contrôleur de débit.
Il existe plusieurs facteurs qui sont pertinents dans le développement de contrôleurs en cascade pour un processus donné. Par exemple, un ingénieur des contrôles devrait déterminer si une boucle secondaire choisie a eu un effet fort sur la boucle principale d'intérêt. L'ingénieur aurait également besoin de connaître la dynamique du processus de la boucle secondaire proposée. De tels facteurs pourraient déterminer si la boucle secondaire proposée est capable d'absorber les bouleversements de processus et de les empêcher d'affecter la boucle primaire.