Hoe werkt Cascade Control?

Wat is Cascade Control?

toepassingen met twee of meer capaciteiten (zoals verwarmde jassen) zijn inherent moeilijk te controleren met één enkele regelkring als gevolg van grote overschrijdingen en onaanvaardbare vertragingen. De oplossing is een cascade van twee of meer regellussen, elk met een eigen ingang, die in serie één regelapparaat vormen.

het instelpunt van het product wordt ingesteld op de hoofdregelkring. Dit wordt vergeleken met de producttemperatuur, en de PID-uitgang van de master wordt gebruikt om het remote setpoint van de slave in te stellen. Dit is aangepast aan elke verwachte temperatuur. De natuurlijke reactietijd van de slavenlus zou idealiter minstens 5 keer sneller moeten zijn dan die van de meester.

in het verleden is Cascade-besturing vaak bereikt door gebruik te maken van 2 of meer individuele controllers, maar het is mogelijk om dit te bereiken met behulp van een dual-of multi-loop-controller die cascade-besturingsfunctionaliteit biedt.

Tuning voor Cascade Control

zet eerst de master in handmatige modus. Stel de slave control loop alleen af met proportionele controle (I & D zijn normaal gesproken niet nodig) en keer de master terug naar de automatische modus voordat u de master afstemt.

voorbeeld van een Cascade-Regeltoepassing

in het onderstaande voorbeeld wordt een producttemperatuur geregeld via een verwarmde oliemantel. De maximale input vertegenwoordigt 400ºC, waardoor de temperatuur van de mantel wordt beperkt.

bij het opstarten vergelijkt de master de producttemperatuur (omgevingstemperatuur) met zijn instelpunt (300ºC) en geeft hij een maximale output. Dit stelt het maximum (400ºC) instelpunt op de slave in, dat wordt vergeleken met de jacket temperatuur (omgevingstemperatuur) voor een maximaal verwarmingsvermogen.

naarmate de temperatuur van het omhulsel stijgt naar het instelpunt, daalt het vermogen van de verwarming van de slave. De temperatuur van het product zal ook zijn begonnen te stijgen in een tempo afhankelijk van de overdracht vertraging tussen de jas en het product. Dit zorgt ervoor dat de masters PID-output afneemt, waardoor het ‘jacket’ – setpunt op de slave wordt verminderd, waardoor de output naar de verwarming effectief wordt verminderd. Dit gaat door totdat het systeem in evenwicht is.

het resultaat is een snellere, soepelere controle met een minimale overschrijding en het vermogen om veranderingen in de belasting op te vangen, terwijl de temperatuur van de mantel binnen aanvaardbare toleranties blijft.