Comment Fonctionne Le Contrôle En Cascade?
Qu’est-ce que le contrôle en cascade ?
Les applications avec deux capacités ou plus (telles que les vestes chauffantes) sont intrinsèquement difficiles à contrôler avec une seule boucle de commande en raison de grands dépassements et de retards inacceptables. La solution est une cascade de deux boucles de commande ou plus, chacune avec sa propre entrée, en série formant un seul dispositif de régulation.
La température de consigne du produit est réglée sur la boucle de commande principale. Ceci est comparé à la température du produit et la sortie PID du maître est utilisée pour définir la consigne à distance de l’esclave. Ceci est mis à l’échelle pour s’adapter à toute température attendue. Le temps de réponse naturel de la boucle esclave devrait idéalement être au moins 5 fois plus rapide que le maître.
Historiquement, le contrôle en cascade a généralement été réalisé en utilisant 2 contrôleurs individuels ou plus, mais il est possible d’y parvenir en utilisant un contrôleur à double ou multi-boucles offrant une fonctionnalité de contrôle en cascade.
Réglage pour le contrôle en cascade
Réglez d’abord le maître en mode manuel. Réglez la boucle de commande esclave en utilisant uniquement la commande proportionnelle (I & D ne sont normalement pas nécessaires) puis remettez le maître en mode automatique avant de régler le maître.
Exemple d’application de contrôle en cascade
Dans l’exemple ci-dessous, la température d’un produit est contrôlée via une chemise d’huile chauffée. L’entrée maximale représente 400ºC, limitant ainsi la température de la gaine.
Au démarrage, le maître compare la température du produit (ambiante) à sa consigne (300ºC) et donne un rendement maximal. Cela définit la consigne maximale (400ºC) sur l’esclave, qui est comparée à la température de la gaine (ambiante) donnant une puissance de chauffage maximale.
Lorsque la température de l’enveloppe augmente vers la consigne, la puissance de chauffage de l’esclave diminue. La température du produit aura également commencé à augmenter à un rythme dépendant du décalage de transfert entre la chemise et le produit. Cela provoque une diminution de la sortie PID du maître, réduisant ainsi la consigne de “veste” sur l’esclave, réduisant ainsi efficacement la sortie vers l’appareil de chauffage. Cela continue jusqu’à ce que le système devienne équilibré.
Le résultat est un contrôle plus rapide et plus fluide avec un dépassement minimum et la capacité de faire face aux changements de charge, tout en maintenant la température de la chemise dans des tolérances acceptables.
