Folyamatirányítás

Folyamatirányítás a mérnöki és automatizálási terület, amely ipari folyamatok működésének szabályozását és optimalizálását célozza valós idejű mérések alapján. A cél a kívánt állapot vagy kimeneti jellemzők stabil, reprodukálható elérése, miközben a zavarokat minimalizálják. Gyakran zárt hurkos irányítási rendszereket alkalmaz, amelyek visszacsatolással korrigálják a beavatkozásokat.

Az irányítás alapvető elemei a szenzorok, az aktorok és a szabályozó rendszer. A szabályozó összehasonlítja a mért értéket a kívánt értékkel, és kiválasztja a megfelelő beavatkozást. Jellemző szabályozási módszerek közé tartozik a PID, PI és a modellezésen alapuló megközelítések, például MPC. A rendszert ember-gép felületek (HMI) és kommunikációs hálózatok támogatják.

Az irányítási architektúrák közé tartozik a központosított, a elosztott (DCS, PLC-alapú) rendszerek, valamint a folyamatok folyamatos vagy diszkrét működése. A szenzoradatok valós időben jutnak a szabályozóhoz, amely a beavatkozást az aktuátorokra küldi. A modularítás és skálázhatóság fontos szempont, és a zavarok (disturbance) kezelését is figyelembe veszi.

Folyamatirányítást alkalmaznak kémiai és vegyiparban, olaj- és gáziparban, energia- és villamosenergia-termelésben, élelmiszer- és gyógyszeriparban, és más nagy ipari folyamatokban. A célok közé tartozik a termékminőség stabilizálása, a gyártási költségek és energiafogyasztás csökkentése, a biztonságos, megbízható üzem és a környezeti hatások minimalizálása.

Fejlődéstörténetében a PID-szabályozás és a klasszikus automatikai elvek alakultak ki, majd a modellezésen és adatelemzésen alapuló módszerek, például MPC és adaptív szabályozás. A digitalizáció és az IoT, az ipari IoT és Industry 4.0 kontextusban a folyamatirányítás egyre nagyobb hangsúlyt fektet a mérési adatokra, előrejelzésre és a rendszerintegrációra.