为什么使用级联控制循环？
在工艺工业中，许多工艺需求无法通过简单的循环来解决，而简单的循环只能依靠反馈控制或前馈控制。有几种类型的过程有很大的时间常数。虽然在控制器中安装了衍生单元，但由于过程缓慢，过程反应仍然缓慢。就操作而言，这种延迟的过程是非常有害的。为了克服这一点，两个或更多的测量元素被用于一个控制回路，称为复杂控制回路，正如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。
串级控制系统采用两个PID控制器，主控制器和从控制器。
串级控制电路的一般目标是在其设定点严密控制一个变量。这是主回路的过程变量。从回路也有PV。但是我们关心从PV的唯一原因是对从PV有一个单独的控制可以让我们更好地(更快地)控制主PV。例如:
在上图中，由温度控制器TIC(称为主或主)控制的变量成为预控制器(称为辅助或从)的设定点。如果主回路中的处理元件比次回路中的处理元件快，则串级控制的应用是有害的，因为由于主回路和次回路之间的相互作用，系统将倾向于振荡(变化)。因此，串级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以下地方:
- 在炉内布置燃料(燃油)。
- 控制热交换器上冷热水的流量。如果过热或热液输出温度过低，则串级控制会阻止它。
- 锅炉温度设定蒸汽流动，锅炉鼓级别设置给水流量。
串级控制的优点:
- 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
