Cos'è Cascade Control?

Il controllo in cascata si riferisce a una strategia di controllo del processo in cui una variabile di processo è controllata manipolando il setpoint di una variabile di processo correlata.In questa particolare strategia, la variabile di interesse è controllata da due loop di controllo che funzionano in tandem.Nelle industrie del processo chimico, un sistema di controllo a cascata viene spesso utilizzato per ridurre l'effetto di disturbi e sconvolgimenti sull'obiettivo di controllo primario.

Un ciclo di controllo a cascata è costituito da un ciclo primario e un ciclo secondario.Questi loop potrebbero anche essere indicati rispettivamente come loop esterno e anello interno.Il ciclo primario fornisce al ciclo secondario un setpoint o un target, per un processo relativo all'obiettivo di controllo primario.Il ciclo primario è talvolta noto come loop principale perché fornisce un setpoint che il ciclo secondario, o loop di slave, deve seguire.

Lo scopo principale per l'utilizzo del controllo a cascata come strategia di controllo del processo è consentire al ciclo secondario di controllare i disturbiprima che possano influenzare l'obiettivo di controllo primario.Affinché questo sistema di controllo funzioni in modo efficace, la dinamica del processo del ciclo secondario deve essere molto più veloce della dinamica del ciclo primario.Come regola generale, la dinamica del processo del ciclo secondario deve essere almeno quattro volte più veloce della dinamica del processo del ciclo primario.

L'applicazione più comune del controllo a cascata per la maggior parte dei processi chimici comporta l'uso di un controller di flusso comeLoop secondario.La maggior parte dei controller di flusso ha un tempo di risposta molto rapido, rendendoli candidati adatti per loop secondari.I loop primari tendono a concentrarsi su variabili come temperatura, livello, livelli di idrogeno (pH) o composizione chimica. Il controllo a cascata non è necessariamente limitato ai sistemi in base a solo due loop di controllo.Accordi a cascata multipli funzionano allo stesso modo di un tradizionale ciclo di controllo a cascata ma hanno più di due loop.Ad esempio, un analizzatore di composizione chimica e un ciclo di controllo con un lungo tempo morto potrebbero fare affidamento su un ciclo di controllo della temperatura per eliminare i set di processo.Il ciclo di controllo della temperatura potrebbe quindi fare affidamento su un controller ancora più veloce, come un controller di flusso.

Esistono diversi fattori rilevanti nello sviluppo di controller a cascata per un determinato processo.Ad esempio, un ingegnere di controllo dovrebbe considerare se un ciclo secondario scelto avesse un forte effetto sul ciclo primario di interesse.L'ingegnere dovrebbe anche conoscere le dinamiche di processo del ciclo secondario proposto.Tali fattori potrebbero determinare se il ciclo secondario proposto è in grado di assorbire i set di processo e impedire loro di influire sul ciclo primario.