Hva er Cascade Control?
Kaskadekontroll viser til en prosesskontrollstrategi der en prosessvariabel styres ved å manipulere settpunktet til en relatert prosessvariabel. I denne spesielle strategien styres variabelen av interesse av to kontrollsløyfer som arbeider i tandem. I kjemiske prosessindustrier brukes ofte et kaskadekontrollsystem for å redusere effekten av forstyrrelser og opprør på det primære kontrollmålet.
En kaskadestyringssløyfe består av en primærsløyfe og en sekundærsløyfe. Disse løkkene kan også bli referert til som henholdsvis ytre loop og inner loop. Primærsløyfen gir sekundærsløyfen et settpunkt, eller mål, for en prosess relatert til det primære kontrollmålet. Den primære loopen er noen ganger kjent som master loop fordi den gir et settpunkt som den sekundære loopen, eller slaveløkken, må følge.
Det primære formålet med å bruke kaskadekontroll som en prosesskontrollstrategi er å la den sekundære sløyfen kontrollere forstyrrelser før de kan påvirke det primære kontrollmålet. For at dette kontrollsystemet skal fungere effektivt, må prosessdynamikken i sekundærsløyfen være mye raskere enn dynamikken til den primære sløyfen. Som en generell regel må prosessdynamikken til sekundærsløyfen være minst fire ganger raskere enn prosessdynamikken i den primære sløyfen.
Den vanligste bruken av kaskadekontroll for de fleste kjemiske prosesser innebærer bruk av en flytkontroll som sekundærsløyfe. De fleste flytkontrollere har en veldig rask responstid, noe som gjør dem til egnede kandidater for sekundære løkker. De primære løkkene har en tendens til å fokusere på variabler som temperatur, nivå, nivåer av potenshydrogen (pH) eller kjemisk sammensetning.
Kaskadekontroll er ikke nødvendigvis begrenset til systemer basert på bare to kontrollsløyfer. Flere kaskadearrangementer fungerer på samme måte som en tradisjonell kaskadestyringssløyfe, men har mer enn to løkker. For eksempel kan en kjemisk sammensetningsanalysator og kontrollsløyfe med lang dødtid stole på en temperaturkontrollsløyfe for å eliminere forstyrrelser i prosessen. Temperaturkontrollsløyfen kan da stole på en enda raskere kontroller, for eksempel en strømningskontroller.
Det er flere faktorer som er relevante i utviklingen av kaskadekontrollere for en gitt prosess. For eksempel vil en kontrollingeniør måtte vurdere om en valgt sekundærsløyfe hadde en sterk effekt på den primære loopen av interesse. Ingeniøren vil også trenge å kjenne til prosessdynamikken i den foreslåtte sekundære sløyfen. Slike faktorer kan avgjøre om den foreslåtte sekundære sløyfen er i stand til å absorbere prosessforstyrrelser og forhindre dem i å påvirke den primære sløyfen.