串級控制系統有兩個閉合回路。主、副控制器串聯，主控制器的輸出作為副控制器的給定值，系統通過副控制器的輸出操縱控制閥動作，實現對主變量的定值控制。所以在串級控制系統中，主回路是個定值控制系統，而副回路是個隨動系統。
故障實例分析：
①某石化裝置一個液位與流量串級控制系統（液位為主環，流量為副環，DCS系統），控制品質不好。
故障檢查、分析：引起故障的原因有以下幾個方面：控制器控制參數設置不當、控制對象不在正常工況、控制對象滯后大、調節閥調節不線性。對控制器控制參數進行重新整定，重新校驗調節閥，檢查測試滯后時間。
故障處理：經綜合調整測試發現是液位控制滯后時間太長，無法實現串級調整。
②丁辛醇裝置LIC0406與FIC0411為串級控制系統，控制400A反應器采出，該控制系統副環能投自動，但是無法投串級，投串級以后波動很大。
故障檢查、分析：檢查測試發現由于串級控制PID參數設定不合理，又根據工藝實際情況進行設定，導致無法投用串級。
故障處理：在重新調整設定PID參數以后，才將串級投用。
③一串級控制系統的主控制器為蒸汽壓力控制器，輸出正常，其輸出和壓力管道的流量信號經微分加法器后至流量副控制器的外給定。發現外給定突然下跌，但主控制器輸出正常。
故障檢查、分析：此系統因主控制器的輸出和副控制器的外給定通道，加一個具有前饋作用的微分加法器相加后輸出作為副控制器的外給定。檢查發現故障是因為微分加法器的保險絲接觸不良，引起斷電，其輸出為零，導致副控制器的外給定下跌。
故障處理：更換保險絲使其接觸良好，故障消除。
④一液位*量串級控制系統，串級調節波動較大，達不到控制指標。
故障檢查、分析：分析判斷故障原因是由于副控制器的控制參數設置不當造成，副控制器積分作用過強，使回路不易控制。串級揎制系統對主參數要求較高，不允許有誤差，主控制器一般選擇比例積分控制規律，當被調對象滯后較大時，可引入適當的微分作用。但對副參數要求不嚴，因副參數是跟隨主控制器輸出變化而變化，所以副參數一般采用比例控制規律就行，必要時引入積分作用。
故障處理：重新設置副參數。
