Kaskadstyrning hänvisar till en processkontrollstrategi där en processvariabel styrs genom att manipulera börvärdet för en relaterad processvariabel. I denna speciella strategi styrs variabeln av intresse av två styrslingor som arbetar i tandem. Inom den kemiska processindustrin används ofta ett kaskadkontrollsystem för att minska effekten av störningar och störningar på det primära kontrollmålet.
En kaskadkontrollslinga består av en primär loop och en sekundär loop. Dessa slingor kan också betecknas som den yttre slingan respektive den inre slingan. Den primära slingan förser den sekundära slingan med ett börvärde, eller mål, för en process relaterad till det primära styrmålet. Den primära slingan är ibland känd som masterslingan eftersom den ger ett börvärde som den sekundära slingan, eller slavslingan, måste följa.
Det primära syftet med att använda kaskadstyrning som en processkontrollstrategi är att tillåta den sekundära slingan att kontrollera störningar innan de kan påverka det primära styrmålet. För att detta styrsystem ska fungera effektivt måste processdynamiken för den sekundära slingan vara mycket snabbare än dynamiken i den primära slingan. Som en allmän regel måste processdynamiken för den sekundära slingan vara minst fyra gånger snabbare än den primära slingans processdynamik.
Den vanligaste tillämpningen av kaskadkontroll för de flesta kemiska processer involverar användningen av en flödesregulator som sekundärslinga. De flesta flödesregulatorer har en mycket snabb svarstid, vilket gör dem till lämpliga kandidater för sekundära slingor. De primära slingorna tenderar att fokusera på variabler som temperatur, nivå, vätepotens (pH)-nivåer eller kemisk sammansättning.
Kaskadstyrning är inte nödvändigtvis begränsad till system baserade på endast två styrslingor. Flera kaskadarrangemang fungerar på samma sätt som en traditionell kaskadkontrollslinga men har mer än två slingor. Till exempel kan en kemisk sammansättningsanalysator och kontrollslinga med lång dödtid förlita sig på en temperaturkontrollslinga för att eliminera processstörningar. Temperaturkontrollslingan kan då förlita sig på en ännu snabbare regulator, såsom en flödesregulator.
Det finns flera faktorer som är relevanta i utvecklingen av kaskadregulatorer för en given process. Till exempel skulle en kontrollingenjör behöva överväga om en vald sekundär loop hade en stark effekt på den primära loopen av intresse. Ingenjören skulle också behöva känna till processdynamiken för den föreslagna sekundära slingan. Sådana faktorer skulle kunna avgöra om den föreslagna sekundära slingan är kapabel att absorbera processstörningar och förhindra dem från att påverka den primära slingan.