¿Por qué el retraso en el control del nivel de líquido es tan grande? Por eso se debe utilizar un control en cascada basado en el caudal del líquido

En cuanto al control del nivel de líquido, se trata de tanques de agua u otros dispositivos de volumen similar. Recuerdo que en los libros de control automático de la universidad se explicaba cómo resolver el modelo matemático de un tanque de un solo volumen; dicho modelo puede describirse como un sistema de primer orden con retardo. Por lo tanto, el propio objeto a controlar es un sistema con retardo. Si se utiliza un control de circuito simple, no es posible eliminar el efecto del retardo. En cambio, en el circuito secundario del control en cascada (es decir, el circuito de flujo), que está más cerca de la válvula de regulación, el retardo es menor, lo que permite reducir su impacto en la variable de control principal. Eso es casi todo lo que recuerdo. Para una explicación más detallada, hay que consultar el análisis del control en cascada en el manual del proceso :P

Existen dos tipos de control en serie del nivel y el caudal: uno es el control en serie entre el líquido que ingresa y el líquido que sale, y el otro es el control en serie entre el nivel del líquido que sale y su caudal (el control del nivel basado en el líquido que ingresa es poco común, por lo que no se tiene en cuenta). El control de flujo en la salida y el control del caudal de salida generalmente no sirven para resolver el problema del retraso, sino que tienen como objetivo estabilizar el caudal de salida. De esta manera, se evitan cambios bruscos en el caudal de salida (y, por ende, en el caudal que llega a los equipos siguientes). En tales casos, se debe permitir que el nivel del líquido varíe considerablemente. El flujo de entrada (incontrolable) y el nivel del líquido en la salida, en un sistema en cascada, deberían servir para resolver el problema del retraso en el control del nivel del líquido. El objetivo principal es mantener un nivel estable del líquido, permitiendo al mismo tiempo cambios significativos en el flujo de salida.

No se trata de un retraso, sino de que el diámetro del recipiente es grande, lo que hace que la constante de tiempo sea alta. Además, cuando el caudal representa la principal fuente de perturbaciones, es necesario utilizar un sistema en cascada entre el nivel del líquido y el caudal, a fin de mejorar la estabilidad del nivel del líquido.

Existen muchas causas para este retraso. Una de ellas es un problema en el diseño; por ejemplo, si se utiliza un sistema de control basado en el nivel del líquido, y el volumen del recipiente es grande, pero el diámetro de las válvulas de entrada o salida es pequeño, entonces, al estar estas válvulas completamente abiertas o cerradas, los cambios en el nivel del líquido son muy lentos

1. ¿No es cierto que, siempre y cuando haya flujo de líquido hacia el dispositivo, el nivel del mismo cambiará? ——Una entrada estable, sumada a una salida también estable; una vez que se encuentra el punto de equilibrio, el nivel del líquido no cambiará. 2. Cuando el caudal se reduce a 0, el nivel del líquido también deja de cambiar de inmediato. ——La cantidad de material que entra de repente se vuelve 0; la válvula de salida no tiene tiempo de cerrarse, por lo que en ese momento el nivel del líquido disminuye rápidamente, en lugar de dejar de cambiar.