Hvad er Cascade kontrol?
i single-loop-kontrol indstilles regulatorens sætpunkt af en operatør, og dens output driver et endeligt kontrolelement. For eksempel: en niveauregulator, der kører en reguleringsventil for at holde niveauet på sit sætpunkt.
i et kaskadekontrolarrangement er der to (eller flere) controllere, hvoraf en controllers output driver setpunktet for en anden controller. Eksempel: en niveau controller kørsel setpunktet af en Strømningsregulator til at holde niveauet på sit setpunkt. Strømningsregulatoren driver igen en reguleringsventil for at matche strømmen med det sætpunkt, niveauregulatoren anmoder om.
controlleren, der kører setpunktet (niveauregulatoren i eksemplet ovenfor) kaldes den primære, ydre eller masterregulator. Den controller, der modtager setpunktet (strømningsregulator i eksemplet) kaldes den sekundære, indre eller slave controller.
Kaskadekontrol kan forbedre styresystemets ydeevne over single-loop-kontrol, når enten: (1) forstyrrelser påvirker et målbart mellemliggende eller sekundært procesoutput, der direkte påvirker det primære procesoutput, som vi ønsker at kontrollere; eller (2) forstærkningen af den sekundære proces, inklusive aktuatoren, er ikke-lineær. I det første tilfælde kan et kaskadestyringssystem begrænse effekten af forstyrrelserne, der kommer ind i den sekundære variabel på den primære udgang. I det andet tilfælde kan et kaskadestyringssystem begrænse effekten af aktuator-eller sekundære procesforstærkningsvariationer på styresystemets ydeevne. Sådanne forstærkningsvariationer opstår normalt fra ændringer i driftspunkt på grund af setpunktsændringer eller vedvarende forstyrrelser.
Hvornår skal Cascade Control bruges?
Kaskadekontrol skal altid bruges, hvis du har en proces med relativt langsom dynamik (som niveau, temperatur, sammensætning, fugtighed), og en væske-eller gasstrøm eller en anden relativt hurtig proces skal manipuleres for at kontrollere den langsomme proces. Eksempel: ændring af kølevandstrømningshastighed for at kontrollere kondensatortryk (vakuum) eller ændring af dampstrømningshastighed for at kontrollere varmevekslerens udløbstemperatur. I begge tilfælde skal strømningskontrolsløjfer bruges som indre løkker i kaskadearrangementer.
har Kaskadekontrol nogen ulemper?
Kaskadekontrol har tre ulemper. En, det kræver en yderligere måling (normalt strømningshastighed) for at arbejde. To, der er en ekstra controller, der skal indstilles. Og for det tredje er kontrolstrategien mere kompleks – både for ingeniører og operatører. Disse ulemper skal afvejes mod fordelene ved den forventede forbedring af kontrollen for at afgøre, om kaskadekontrol skal gennemføres.
Hvornår skal Cascade Control ikke bruges?
Kaskadekontrol er kun gavnlig, hvis dynamikken i den indre sløjfe er hurtig sammenlignet med den ydre sløjfe. Kaskadekontrol bør generelt ikke bruges, hvis den indre sløjfe ikke er mindst tre gange hurtigere end den ydre sløjfe, fordi den forbedrede ydelse muligvis ikke retfærdiggør den ekstra kompleksitet.
ud over de formindskede fordele ved kaskadekontrol, når den indre sløjfe ikke er væsentligt hurtigere end den ydre sløjfe, er der også en risiko for interaktion mellem de to sløjfer, der kan resultere i ustabilitet – især hvis den indre sløjfe er indstillet meget aggressivt.
hvordan skal Cascade Controls indstilles?
et kaskadearrangement skal indstilles startende med den inderste sløjfe. Når den ene er indstillet, placeres den i kaskadekontrol eller ekstern setpunktstilstand, og derefter er sløjfen, der kører sit setpunkt, indstillet. Brug ikke justeringsregler for kvart amplitude-dæmpning (såsom de umodificerede lynlåse-Nichols og Cohen-Coon regler) til at indstille kontrolsløjfer i en kaskadestruktur, fordi det kan forårsage ustabilitet, hvis procesdynamikken i de indre og ydre sløjfer er ens.