Hvordan fungerer Kaskadekontrol?

Hvad er Cascade Control?

applikationer med to eller flere kapaciteter (såsom opvarmede jakker) er i sagens natur vanskelige at kontrollere med en enkelt kontrolsløjfe på grund af store overskridelser og uacceptable forsinkelser. Løsningen er en kaskade af to eller flere kontrolsløjfer, hver med sin egen indgang, i serie, der danner en enkelt reguleringsenhed.

produktindstillingstemperaturen er indstillet på master control loop. Dette sammenlignes med produkttemperaturen, og masterens PID-output bruges til at indstille slavens fjernsætpunkt. Dette skaleres, så det passer til enhver forventet temperatur. Slavesløjfens naturlige responstid bør ideelt set være mindst 5 gange hurtigere end mesteren.

historisk set er Kaskadekontrol ofte opnået ved hjælp af 2 eller flere individuelle controllere, men det er muligt at opnå dette ved hjælp af en dobbelt eller multi loop controller, der tilbyder kaskadestyringsfunktionalitet.

Tuning til Kaskadekontrol

Indstil først masteren til manuel tilstand. Indstil slave – kontrolsløjfen kun ved hjælp af proportional kontrol (i & D er normalt ikke påkrævet), og returner derefter masteren til automatisk tilstand, før masteren indstilles.

eksempel på en Kaskadekontrolapplikation

i eksemplet nedenfor styres en produkttemperatur via en opvarmet oliekappe. Den maksimale indgang repræsenterer 400 liter, hvilket begrænser kappetemperaturen.

ved opstart sammenligner masteren produkttemperaturen (omgivende) med dens setpunkt (300 liter) og giver maksimal ydelse. Dette indstiller det maksimale (400 liter) sætpunkt på slaven, hvilket sammenlignes med kappetemperaturen (omgivende), hvilket giver maksimal varmeudgang.

når jakketemperaturen stiger mod setpunktet, falder slavens varmeudgang. Produktets temperatur vil også være begyndt at stige med en hastighed afhængig af overførselsforsinkelsen mellem jakken og produktet. Dette får masters PID-output til at falde, hvilket reducerer ‘jakke’ – setpunktet på slaven, hvilket effektivt reducerer output til varmeapparatet. Dette fortsætter, indtil systemet bliver afbalanceret.

resultatet er hurtigere, jævnere kontrol med minimal overskridelse og evnen til at klare ændringer i belastningen, samtidig med at kappetemperaturen holdes inden for acceptable tolerancer.