Vad är kaskadkontroll?
Kaskadkontroll avser en processkontrollstrategi där en processvariabel styrs genom att manipulera börvärdet för en relaterad processvariabel. I denna specifika strategi styrs variabeln av intresse av två kontrollslingor som arbetar i tandem. I kemiska processindustrier används ofta ett kaskadkontrollsystem för att minska effekten av störningar och störningar på det primära kontrollmålet.
En kaskadkontrollslinga består av en primär slinga och en sekundär slinga. Dessa öglor kan också kallas den yttre slingan respektive den inre slingan. Den primära slingan tillhandahåller den sekundära slingan ett börvärde eller ett mål för en process relaterad till det primära kontrollmålet. Den primära slingan kallas ibland huvudslingan eftersom den ger ett börvärde som sekundärslingan, eller slavslingan, måste följa.
Det primära syftet med att använda kaskadkontroll som en processkontrollstrategi är att låta den sekundära slingan kontrollera störningar innan de kan påverka det primära kontrollmålet. För att detta styrsystem ska fungera effektivt måste processdynamiken i den sekundära slingan vara mycket snabbare än den primära slingans dynamik. Som en allmän regel måste processdynamiken i den sekundära slingan vara minst fyra gånger snabbare än den primära slingans processdynamik.
Den vanligaste tillämpningen av kaskadkontroll för de flesta kemiska processer involverar användning av en flödeskontroll som sekundärslinga. De flesta flödeskontroller har en mycket snabb responstid, vilket gör dem lämpliga kandidater för sekundära slingor. De primära slingorna tenderar att fokusera på variabler som temperatur, nivå, nivåer av kaliumväte (pH) eller kemisk sammansättning.
Kaskadkontroll är inte nödvändigtvis begränsad till system baserade på endast två styrslingor. Flera kaskadarrangemang fungerar på samma sätt som en traditionell kaskadkontrollslinga men har mer än två slingor. Till exempel kan en kemisk sammansättningsanalysator och en kontrollslinga med en lång död tid förlita sig på en temperaturregleringsslinga för att eliminera försvinnningar i processen. Temperaturkontrollslingan kan då lita på en ännu snabbare styrenhet, till exempel en flödeskontroll.
Det finns flera faktorer som är relevanta för utvecklingen av kaskadkontroller för en given process. Till exempel skulle en kontrolltekniker behöva överväga om en vald sekundärslinga hade en stark effekt på den primära slingan av intresse. Ingenjören måste också känna till processdynamiken i den föreslagna sekundära slingan. Sådana faktorer skulle kunna bestämma huruvida den föreslagna sekundära slingan kan absorbera processuppror och förhindra dem från att påverka den primära slingan.