为什么使用级联控制循环？
在过程工业中，许多过程要求不能通过简单的循环来解决，仅仅依靠反馈控制或前馈控制。有几种类型的过程有非常大的时间常数。虽然在控制器中已经安装了导数单元，但是由于过程缓慢，过程反应仍然很慢。在操作方面，这种延迟的过程是非常有害的。为了克服这个问题，在一个控制回路中使用两个或更多的测量元素，称为复杂的控制回路，我们将讨论级联控制。
级联控制循环工作：
级联控制回路只是两个独特控制环的级联。级联控制用于具有慢动力学的过程，如温度那水平那湿度。级联控制可以以有用的方式应用于任何可测量的次级变量直接影响主控变量的任何过程。在单个控制循环中，操作员设置控制器设定点。
串级控制系统采用主控制器和从控制器两个PID控制器。
串级控制电路的一般目标是在设定点上严密地控制一个变量。这是主循环的过程变量。从回路也有PV。但我们关心从PV的唯一原因是单独控制从PV可以更好(更快)控制主PV。例如:
在上面的图片中，从温度控制器的操纵变量TIC(称为主要或主)成为预控制器(称为次要或从)的设定点。如果主回路的处理元件比二次回路的处理元件快，则级联控制的应用可能是有害的，因为由于主回路和二次回路之间的相互作用的出现，系统将倾向于振荡(变化)。因此，级联控制系统只能应用于主元素比次元素慢得多的过程。
过程在上面的例子中：
温度控制器（主机）将供水的所需温度与实际温度进行比较。如果需要加热水，主控制器中会有正误差，主反向动作控制器将减少其输出。
这将向从控制器指示级别应该下降。从控制器将打开阀门以降低水平;进料水的温度将增加。
如果水尚未足够温暖，主控制器将要求甚至更低。在我们到达温度设定点之前重复整个循环。最终，将有零温度误差和零级别错误，一切都会很好且稳定。
级联控制的应用：
很多级联控制应用通常在:
- 布置炉内燃料(燃油)。
- 控制热交换器上冷热水的流量。如果过热或热流体输出温度过低，则串级控制将防止其发生。
- 锅炉温度设定蒸汽流动，锅炉鼓级别设置给水流量。
级联控制的优点:
- 隔离负载扰动,
- 提高响应速度，
- 对质量或能量的精确控制
- Compensation为非线性
