Đây là hệ điều khiển có khả năng loại bỏ nhiễu cấu trúc, nó được ứng dụng để điều khiển các công đoạn trong sản xuất công nghiệp. Các công đoạn cần thiết phải điều chỉnh đồng thời các tham số như áp suất, nhiệt độ, độ ẩm,…. Trong từng giai đoạn tạo thành sản phẩm thường chọn biến quá trình quyết định tới chất lượng sản phẩm. Biến quá trình chính thường bị ảnh hưởng bởi các biến quá trình phụ (được coi là nhiễu). Cấu trúc điều khiển tầng nhằm loải bỏ các nhiễu ảnh hưởng lên biến quá trình chính.
Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển tầng
Hình 3.2. Cấu trúc điều khiển tầng
Trong cấu trúc, ta thấy có 2 nhiễu trong đó giá trị nhiễu 1 ảnh hưởng trực tiếp đến biến quá trình chính, giá trị nhiễu 2 không loại trừ được nên không xét đến ( thông thường xuất hiện trong các công đoạn cuối của chu trình).
Cấu trúc phân tầng yêu cầu phải biết biến quá trình phụ (vòng trong). Yêu cầu của biến quá trình phụ là phải đo được bằng sensor, phần tử điều khiển cuối cùng được sử dụng để điều khiển quá trình chính cũng phải điều khiển biến quá trình phụ. Các nhiễu ảnh hưởng đến biến quá trình chính cũng phải ảnh hưởng đến các biến quá trình phụ.
Biến quá trình phụ phải nằm trong biến cơ sở trong cấu trúc điều khiển. Vòng điều khiển phụ là một cấu trúc phản hối truyền thống
32 Trong điều khiển tầng ta cần chú ý:
- Bắt đầu cả hai bộ điều khiển chính và bộ điều khiển phụ phải được điều khiển bằng tay.
- Chọn bộ điều khiển tỷ lệ cho vòng lặp trong ( chính) hoạt động theo nguyên tắc tích phân để tăng thời gian ổn định và điều khiển bù hiệu quả không cao đối với biến quá trình.
- Bộ điều khiển tỷ lệ phụ sử dụng giá trị điểm đặt chuẩn, nhiệm vụ chính của nó là phản hồi lại lệnh điểm đặt từ bộ điều khiển sơ cấp. Kiểm tra để chắc chắn thực hiện từ điểm đặt.
- Để bộ điều khiển phụ tự động, nó trở thành một phần của quá trình chính. Chọn bộ điều khiển với hoạt động kết hợp cho mạch vòng sơ cấp ( thường sử dụng bộ điều khiển PI hoặc PID). Sử dụng tiêu chuẩn thiết kế lọc bỏ nhiễu như là một công việc chính của bộ điều khiển sơ cấp.
Với hai bộ điều khiển hoạt động tự động, việc điều khiển tầng đã hoàn thành.