Controle em cascata explicado com um exemplo: vantagens e desvantagens

por Joost Nusselder | Atualizado em:  18 de outubro de 2022
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Com tantos sensores e circuitos para verificar, a tarefa pode ser assustadora – é aí que entra a cascata.

A cascata é um processo de ligar ou desligar outros dispositivos com base no fato de um dispositivo anterior ter sido ativado.

Ele evita a operação fora de sequência, bem como a operação inadvertida, permitindo que apenas um sensor de cada vez por caminho do circuito seja ativado quando deveria acontecer.

O que é o controle em cascata, explicar com exemplo?

Um arranjo de controle em cascata é uma maneira de manter vários níveis constantes, e a saída de um controlador aciona o ponto de ajuste de outro.

Por exemplo: Um controlador de nível conduzindo o controlador de vazão para que ambos tenham sua própria quantidade desejada em vez de apenas controlar um ou dois pontos em seus respectivos controladores.

Como funciona o controle em cascata?

O controle em cascata é um tipo de loop de feedback no qual a saída de um controlador fornece entrada para outro.

Com este sistema, as perturbações são mais facilmente tratadas porque se houver um problema com uma parte do processo (por exemplo, fica muito quente), então apenas essa seção deve ser consertada, em vez de cada aspecto da produção ser encerrado e reiniciado em uma vez, como antes, quando as pessoas simplesmente desligavam todas as máquinas enquanto trabalhavam para descobrir o que estava errado por horas ou dias até que alguém finalmente descobrisse como consertar o problema ocorrido.

Por que usamos o controle em cascata?

O controle em cascata é um processo que busca melhorar o desempenho reduzindo os efeitos das perturbações. Ao usar uma variável de alerta precoce, o Controle em cascata pode prevenir ou reduzir impactos adversos em processos e produtos devido a interrupções, como quebra de máquina e escassez de material.

Ao prevenir problemas antes que eles aconteçam por meio do controle de variáveis-chave com antecedência, o Cascade Control ajuda os usuários a evitar eventos de interrupção, como falha de equipamento ou esgotamento de suprimentos.

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Quais são as vantagens e desvantagens do controle em cascata?

O controle em cascata é um método de rejeição de perturbações que tem seus reveses. Uma desvantagem do controle em cascata é a necessidade de uma medição adicional (geralmente taxa de fluxo) para funcionar corretamente, e duas desvantagens são a necessidade de mais de um controlador, o que pode ser problemático porque você tem vários controladores com ajustes diferentes.

É claro que nem todas as desvantagens superam as vantagens quando se trata de métodos de design como este, mas esses três definitivamente causam alguns problemas - garantir que os engenheiros ajustem cada novo componente corretamente torna-se difícil sem experiência ou tempo suficiente em suas mãos!

A cascata controla o feedforward?

O controle feedforward é uma maneira eficaz de evitar um distúrbio antes que ele tenha qualquer efeito adverso no sistema. Ao contrário do controle em cascata, que mede quão bem eles se saíram e só podem responder a perturbações individuais que afetam sua variável controlada, o feedforward leva em consideração outros fatores também para não ser pego despreparado quando confrontado com novos desafios.

Qual é o critério mínimo para o sucesso de um sistema de controle em cascata?

Para garantir que uma cascata seja bem-sucedida, a variável de processo de aviso prévio PV2 precisa ser capaz de responder antes de PV1 primário externo quando ocorrem distúrbios de interesse (D2) e quando responde às manipulações do elemento de controle final.

Onde os circuitos em cascata são usados?

Os circuitos em cascata são uma maneira engenhosa de fazer muitas coisas com poucas etapas. Isso ocorre porque eles permitem que sensores e circuitos saiam da seqüência, o que seria desastroso em muitos tipos de dispositivos, como geladeiras ou linhas de produção industrial. Os circuitos em cascata garantem a segurança dessas máquinas, ligando e desligando várias peças conforme necessário para que tudo funcione corretamente ao mesmo tempo!

Como você ajusta um sistema de controle em cascata?

Ajustando Loops em Cascata: Existem duas maneiras de ajustar os loops em cascata. A primeira é ajustando os controladores escravos individuais como um loop PID normal e, em seguida, ajustando os parâmetros do controlador mestre de acordo, que se correlacionarão com os ajustes em todos os outros controles escravos naquele tipo de configuração. Ou você pode fazer isso da maneira oposta em que você ajusta as configurações do controlador mestre antes de entrar no modo automático local ou manual, dependendo do tipo de esquema de controle que estamos usando em um determinado momento para nossos sistemas.

O que é instrumentação Cascade?

Os controladores geralmente estão conectados uns aos outros em cascata. Isso significa que a saída de um controlador é enviada como entrada para outro, com ambos os controladores detectando diferentes aspectos do mesmo processo.

O termo “cascata” normalmente se refere à conexão de várias cachoeiras ou riachos para que se encontrem em algum ponto a jusante e criem novas ondulações sobre as antigas; desta forma, você pode ver como os rios e riachos se formam ao longo do tempo, porque são necessários muitos afluentes menores adicionando seu fluxo ao longo de seu curso até que eventualmente haja impulso suficiente para que eles se juntem em algo grande como o Lago Tahoe! Da mesma forma, quando dois (ou mais) loops de controle em cascata, tendo um sinal indo e voltando entre eles, ajustando os parâmetros constantemente.

O que é o controle de temperatura Cascade?

O controle em cascata no controle de temperatura envolve dois loops discretos. O primeiro loop fornece o ponto de ajuste para aquecimento controlado por PID, que é projetado para responder melhor do que ganhos lineares e distúrbios em um sistema de aquecimento com tempo de resposta aprimorado.

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Sou Joost Nusselder, fundador da Tools Doctor, profissional de marketing de conteúdo e pai. Adoro experimentar novos equipamentos e, junto com minha equipe, crio artigos de blog aprofundados desde 2016 para ajudar os leitores fiéis com ferramentas e dicas de criação.