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Cascada
El control de cascada es una estrategia de control en la
que un lazo de control proporciona el punto establecido
para otro lazo. La cascada se usa para reducir al mínimo
el sobretemperatura y optimizar el rendimiento de los
sistemas térmicos con tiempos de retraso largos.
Este gráfico muestra un sistema térmico con un tiempo
de retraso largo. La curva A representa un sistema de
control de lazo simple con parámetros PID que permiten
una velocidad de calentamiento máxima. Se introduce
demasiada energía y se sobrepasa el punto establecido.
En la mayoría de los sistemas con un tiempo de retraso
largo, es posible que el valor de proceso nunca se
estabilice con un error aceptable. La curva C representa
un sistema de control simple ajustado para minimizar el
sobrepaso. Esto lleva a velocidades de calentamiento
inaceptables, demorando horas en alcanzar el valor final.
La curva B representa un sistema de cascada que limita
la energía introducida en el sistema, permitiendo una
velocidad de calentamiento óptima con un
sobretemperatura mínima.
El control de cascada usa dos lazos de control (externo e
interno) para controlar el proceso. El lazo externo
monitorea el proceso o la temperatura de la pieza, que se
compara luego con el punto establecido. El resultado de
esta comparación es una señal de error, sobre la cual
actúan los ajustes en un conjunto PID (C1 a C5),
generándose así un nivel de potencia para el lazo externo.
El punto establecido interno lo determina el nivel de
potencia del lazo externo, y el límite bajo del punto
establecido y el límite alto del punto establecido para la
entrada analógica 1.
El lazo interno monitorea la fuente de energía
(calentamiento y enfriamiento), y la compara con el punto
establecido interno generado por el lazo externo. El
resultado de la comparación es la señal de error, sobre la
cual actúan los ajustes de un conjunto PID (1 a 5),
generándose así un nivel de potencia de salida
comprendido entre -100% a +100%. Si el nivel de potencia
es positivo, se activará el calentamiento; si es negativo, se
activará el enfriamiento.
En los controladores Series F4, el control de cascada está
disponible en el canal 1. La entrada analógica 3 se usa
para medir el proceso del lazo externo, mientras que la
entrada analógica 1 permite medir la fuente de energía.
La potencia de la fuente de energía la suministran las
salidas 1A y 1B.
Para configurar y ajustar un sistema para control de
cascada, consulte el capítulo 3.
Ubicación: Página Configuración y Página
Operaciones.
Watlow Series F4P
Curva A (PID)
Punto
establecido
Curva B (cascada)
Curva C (control simple)
Tiempo
C
Figura 7.15a — Tiempos de retraso de control.
Punto establecido
(Parte del proceso)
+
Señal de error
-
Entrada 3
Lazo externo
(Parte del proceso))
Límite bajo del punto establecido, entrada analógica 1 = X
Límite alto del punto establecido, entrada analógica 1
+
Entrada 1
-
Lazo interno
Señal de error
(Fuente de energía)
Figura 7.15b — Control de cascada.
Lazo externo
PID C1-C5
SE/BP x 100 = % sal
Porcentaje de potencia
0% a 100%
Lazo interno
=
X
S1 (Calentamiento)
0 a 100%
PID 1-5
ES/PB x 100 = % Out
S2 (Enfriamiento)
0 a -100%
Caracter ísticas
7.15
Capítulos
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