Bei so vielen zu prüfenden Sensoren und Schaltkreisen kann die Aufgabe entmutigend sein – hier kommt die Kaskadierung ins Spiel.
Kaskadierung ist ein Prozess zum Ein- oder Ausschalten anderer Geräte, je nachdem, ob ein früheres Gerät aktiviert wurde.
Es verhindert sowohl einen Betrieb außerhalb der Reihenfolge als auch einen unbeabsichtigten Betrieb, indem es nur jeweils einem Sensor pro Stromkreis erlaubt, sich zu aktivieren, wenn es passieren sollte.
In diesem Beitrag behandeln wir:
- Was ist Kaskadenregelung am Beispiel erklären?
- Wie funktioniert die Kaskadenregelung?
- Warum verwenden wir Kaskadenregelung?
- Was sind die Vor- und Nachteile der Kaskadenregelung?
- Steuert die Kaskade Feedforward?
- Was sind die Mindestkriterien für den Erfolg einer Kaskadenregelung?
- Wo werden Kaskadenschaltungen verwendet?
- Wie stimmt man ein Kaskadenregelsystem ab?
- Was ist Cascade-Instrumentierung?
- Was ist eine Kaskaden-Temperaturregelung?
Was ist Kaskadenregelung am Beispiel erklären?
Eine Kaskadenregelungsanordnung ist eine Möglichkeit, mehrere Pegel konstant zu halten, und der Ausgang eines Reglers steuert den Sollwert eines anderen.
Zum Beispiel: Ein Füllstandsregler steuert den Durchflussregler so, dass beide ihre eigene gewünschte Menge haben, anstatt nur einen oder zwei Punkte auf ihren jeweiligen Reglern zu steuern.
Wie funktioniert die Kaskadenregelung?
Die Kaskadenregelung ist eine Art von Rückkopplungsschleife, bei der der Ausgang eines Reglers einen Eingang für einen anderen bereitstellt.
Mit diesem System können Störungen leichter behoben werden, denn wenn es ein Problem mit einem Teil des Prozesses gibt (z einmal wie früher, als die Leute einfach alle Maschinen ausschalteten, während sie stunden- oder tagelang daran arbeiteten, den Fehler zu finden, bis endlich jemand herausgefunden hatte, wie das aufgetretene Problem behoben werden konnte.
Warum verwenden wir Kaskadenregelung?
Die Kaskadenregelung ist ein Prozess, der die Leistung durch Reduzierung der Auswirkungen von Störungen verbessern soll. Durch die Verwendung einer Frühwarnvariablen kann Cascade Control negative Auswirkungen auf Prozesse und Produkte durch Störungen wie Maschinenausfälle und Materialknappheit verhindern oder reduzieren.
Cascade Control verhindert Probleme, bevor sie auftreten, indem wichtige Variablen im Voraus kontrolliert werden.
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Was sind die Vor- und Nachteile der Kaskadenregelung?
Die Kaskadenregelung ist eine Methode der Störunterdrückung, die ihre Rückschläge hat. Ein Nachteil der Kaskadenregelung ist die Notwendigkeit einer zusätzlichen Messung (normalerweise der Durchfluss), um richtig zu funktionieren, und zwei Nachteile sind, dass mehr als ein Controller benötigt wird, was problematisch sein kann, da Sie mehrere Controller mit unterschiedlichen Einstellungen haben.
Natürlich überwiegen nicht alle Nachteile die Vorteile, wenn es um Konstruktionsmethoden wie diese geht, aber diese drei verursachen definitiv einige Probleme – sicherzustellen, dass Ingenieure jede neue Komponente richtig abstimmen, wird ohne genügend Erfahrung oder Zeit schwierig!
Steuert die Kaskade Feedforward?
Die Feedforward-Steuerung ist ein wirksames Mittel, um eine Störung abzuwenden, bevor sie nachteilige Auswirkungen auf das System hat. Im Gegensatz zur Kaskadenregelung, die ihre Leistung misst und nur auf einzelne Störungen reagieren kann, die ihre Regelgröße beeinflussen, berücksichtigt die Vorsteuerung auch andere Faktoren, um bei neuen Herausforderungen nicht unvorbereitet zu erwischen.
Was sind die Mindestkriterien für den Erfolg einer Kaskadenregelung?
Damit eine Kaskade erfolgreich ist, muss die Frühwarnprozessgröße PV2 sowohl beim Auftreten von Störgrößen (D1) als auch bei Stellgliedmanipulationen vor dem äußeren Primär-PV2 ansprechen können.
Wo werden Kaskadenschaltungen verwendet?
Kaskadenschaltungen sind eine geniale Möglichkeit, mit wenigen Schritten viel zu erledigen. Dies liegt daran, dass sie Sensoren und Schaltungen ermöglichen, die aus der Reihe kommen, was in vielen Arten von Geräten wie Kühlschränken oder industriellen Produktionslinien katastrophal wäre. Kaskadenschaltungen sorgen für die Sicherheit dieser Maschinen, indem sie verschiedene Teile nach Bedarf ein- und ausschalten, damit alles auf einmal richtig funktioniert!
Wie stimmt man ein Kaskadenregelsystem ab?
Stimmen von Kaskadenschleifen: Es gibt zwei Möglichkeiten, die Kaskadenschleifen zu stimmen. Die erste besteht darin, einzelne Slave-Regler als normale PID-Schleife abzustimmen und dann die Parameter des Master-Reglers entsprechend anzupassen, was mit den Einstellungen an allen anderen Slave-Reglern in dieser Art von Konfiguration korreliert. Oder Sie können es umgekehrt machen, indem Sie die Master-Controller-Einstellungen anpassen, bevor Sie in den lokalen automatischen oder manuellen Modus wechseln, je nachdem, welche Art von Steuerungsschema wir zu einem bestimmten Zeitpunkt für unsere Systeme verwenden.
Was ist Cascade-Instrumentierung?
Controller sind oft kaskadiert miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass die Ausgabe eines Controllers als Eingabe für einen anderen gesendet wird, wobei beide Controller unterschiedliche Aspekte desselben Prozesses erfassen.
Der Begriff „Kaskade“ bezieht sich in der Regel darauf, mehrere Wasserfälle oder Bäche miteinander zu verbinden, sodass sie sich irgendwann flussabwärts treffen und neue Wellen über den alten erzeugen. Auf diese Weise können Sie sehen, wie sich Flüsse und Bäche im Laufe der Zeit bilden, da viele kleinere Nebenflüsse ihren Fluss entlang ihres gesamten Verlaufs hinzufügen müssen, bis sie schließlich genug Schwung haben, um sich zu etwas Großem wie dem Lake Tahoe zu vereinigen! In ähnlicher Weise, wenn zwei (oder mehr) Regelkreise kaskadiert werden, indem ein Signal zwischen ihnen hin- und hergeht und ständig Parameter anpasst.
Was ist eine Kaskaden-Temperaturregelung?
Die Kaskadenregelung bei der Temperaturregelung umfasst zwei diskrete Schleifen. Der erste Regelkreis liefert den Sollwert für das PID-geregelte Heizen, das mit verbesserter Reaktionszeit besser reagiert als lineare Verstärkungen und Störungen in einem Heizsystem.
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Ich bin Joost Nusselder, Gründer von Tools Doctor, Content Marketer und Vater. Ich liebe es, neue Geräte auszuprobieren, und zusammen mit meinem Team erstelle ich seit 2016 ausführliche Blogartikel, um treuen Lesern mit Werkzeugen und Basteltipps weiterzuhelfen.
