o que é o controlo em cascata?
no controle de ciclo único, o ponto de jogo do controlador é definido por um operador, e sua saída aciona um elemento de controle final. Por exemplo: um controlador de nível que conduz uma válvula de comando para manter o nível no seu ponto de referência.
numa disposição de controlo em cascata, existem dois (ou mais) controladores dos quais a saída de um controlador conduz o ponto de jogo de outro controlador. Por exemplo: um controlador de nível que conduz o ponto de jogo de um regulador de caudal para manter o nível no seu ponto de regulação. O regulador de fluxo, por sua vez, aciona uma válvula de controle para combinar o fluxo com o ponto definido que o controlador de nível está solicitando.
o controlador que conduz o ponto definido (o controlador de nível no exemplo acima) é chamado de controlador primário, externo ou principal. O controlador que recebe o ponto set (controlador de fluxo no exemplo) é chamado de controlador secundário, interno ou escravo.
o controlo em cascata pode melhorar o desempenho do sistema de controlo sobre o controlo em laço único sempre que: (1) as perturbações afectam uma saída de processo mensurável intermédia ou secundária que afecta directamente a saída de processo primária que desejamos controlar; ou (2) o ganho do processo secundário, incluindo o actuador, não é linear. No primeiro caso, um sistema de controle em cascata pode limitar o efeito dos distúrbios que entram na variável secundária na saída primária. No segundo caso, um sistema de controle em cascata pode limitar o efeito do atuador ou variações de ganho de processo secundário no desempenho do sistema de controle. Tais variações de ganho geralmente resultam de alterações no ponto de operação devido a mudanças de ponto fixo ou perturbações sustentadas.
quando deve ser utilizado o controlo em cascata?O Controle de cascata deve ser sempre usado se você tiver um processo com dinâmica relativamente lenta (como Nível, Temperatura, composição, umidade) e um fluxo de líquido ou gás, ou algum outro processo relativamente rápido, tem que ser manipulado para controlar o processo lento. Por exemplo: mudar o caudal de água de Arrefecimento para controlar a pressão do condensador (vácuo) ou mudar o caudal de vapor para controlar a temperatura à saída do permutador de calor. Em ambos os casos, os loops de controlo de fluxo devem ser utilizados como loops internos em Cascatas.
o controlo em cascata tem alguma desvantagem?
o controlo em cascata tem três desvantagens. Primeiro, requer uma medição adicional (geralmente caudal) para funcionar. Segundo, há um controlador adicional que tem de ser ajustado. E terceiro, a estratégia de controle é mais complexa-tanto para engenheiros como para operadores. Estas desvantagens têm de ser ponderadas em função dos benefícios da esperada melhoria do controlo para decidir se o controlo em cascata deve ser implementado.Quando não deve ser utilizado o controlo em cascata?
o controlo em cascata só é benéfico se a dinâmica do laço interior for rápida em comparação com a do laço exterior. O controle em cascata geralmente não deve ser usado se o laço interno não for pelo menos três vezes mais rápido do que o laço exterior, porque o desempenho melhorado pode não justificar a complexidade adicionada.
além dos benefícios diminuídos do controle em cascata quando o laço interior não é significativamente mais rápido do que o laço exterior, há também um risco de interação entre os dois laços que poderia resultar em instabilidade – especialmente se o laço interior é sintonizado de forma muito agressiva.
como devem ser ajustados Os controlos em cascata?
uma disposição em cascata deve ser ajustada a partir do laço mais interior. Uma vez que um está sintonizado, ele é colocado em controle em cascata, ou modo de ponto de set externo, e, em seguida, o laço dirigindo seu ponto de set é sintonizado. Não use regras de ajuste de amplitude quarter-amplitude-damping (tais como as regras não modificadas Ziegler-Nichols e Cohen-Coon) para sintonizar loops de controle em uma estrutura em cascata porque pode causar instabilidade se a dinâmica de processo dos loops internos e externos são semelhantes.