Control en Cascada: Funcionamiento, Ventajas y Usos

El control en cascada se refiere a una estrategia de control de proceso en la que una variable de proceso se controla mediante la manipulación del punto de ajuste de una variable de proceso relacionada. En esta estrategia en particular, la variable de interés está controlada por dos lazos de control que trabajan en conjunto. En las industrias de procesos químicos , a menudo se utiliza un sistema de control en cascada para reducir el efecto de perturbaciones y alteraciones en el objetivo de control primario.

Científico con vasos de precipitados

Un lazo de control en cascada consta de un lazo primario y un lazo secundario. Estos bucles también pueden denominarse bucle externo e interno, respectivamente. El lazo primario proporciona al lazo secundario un punto de ajuste, o un objetivo, para un proceso relacionado con el objetivo de control primario. El bucle primario a veces se conoce como bucle maestro porque proporciona un punto de ajuste que debe seguir el bucle secundario o esclavo.

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El propósito principal de usar el control en cascada como una estrategia de control de proceso es permitir que el lazo secundario controle las perturbaciones antes de que puedan afectar el objetivo de control primario. Para que este sistema de control funcione eficazmente, la dinámica del proceso del lazo secundario debe ser mucho más rápida que la dinámica del lazo primario. Como regla general, la dinámica del proceso del bucle secundario debe ser al menos cuatro veces más rápida que la dinámica del proceso del bucle primario.

La aplicación más común del control en cascada para la mayoría de los procesos químicos implica el uso de un controlador de flujo como circuito secundario. La mayoría de los controladores de flujo tienen un tiempo de respuesta muy rápido, lo que los convierte en candidatos adecuados para lazos secundarios. Los bucles primarios tienden a centrarse en variables como la temperatura, el nivel, los niveles de hidrógeno potencial (pH) o la composición química.

El control en cascada no se limita necesariamente a sistemas basados ??en solo dos lazos de control. Varias disposiciones en cascada funcionan de la misma manera que un bucle de control en cascada tradicional, pero tienen más de dos bucles. Por ejemplo, un bucle de control y analizador de composición química con un tiempo muerto prolongado puede depender de un bucle de control de temperatura para eliminar las alteraciones del proceso. El circuito de control de temperatura podría depender de un controlador aún más rápido, como un controlador de flujo.

Hay varios factores que son relevantes en el desarrollo de controladores en cascada para un proceso dado. Por ejemplo, un ingeniero de controles necesitaría considerar si un lazo secundario elegido tuvo un efecto fuerte en el lazo primario de interés. El ingeniero también necesitaría conocer la dinámica del proceso del bucle secundario propuesto. Dichos factores podrían determinar si el circuito secundario propuesto es capaz de absorber alteraciones del proceso y evitar que afecten al circuito primario.

 

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