Kontrollikierteen

Kontrollikierteen (control loop) on järjestelmä, jolla pyritään hallitsemaan prosessin tilaa käyttämällä palautetta. Kierre koostuu tyypillisesti kolmesta pääosasta: mittausanturi, ohjain ja toimilaite. Mittausanturi mittaa prosessin tilan, kuten lämpötilan, paineen tai nopeuden. Tavoitearvo, eli setpoint, määrittää, mihin tilaan pyritään. Ohjain vertailee mitattua arvoa tavoitearvoon ja tuottaa virheeseen perustuvan ohjaussignaalin, jonka toimilaite muuttaa prosessia.

Toimilaite reagoi ohjaussignaaliin muuttaen prosessia, jolloin tilan poikkeama pienenee. Palautteen avulla kierto pyrkii poistamaan poikkeaman ja säilyttämään vakauden. Suljettu kierto käyttää palautetta jatkuvasti, kun taas avoin kierto ei.

Yleisiä säätötapoja ovat PID-säätö, jossa virheestä johdetaan sekä reaktio (P), virheen kertymä (I) että virheen muutoksen nopeus (D). Lisäksi käytetään on-off-säätöä ja monimutkaisempia algoritmeja. Kontrollikierteen suunnittelussa huomioidaan vasteajat, stabiilisuus sekä järjestelmän viive sekä mittaus- ja toimilaitteiden epävarmuudet.

Sovelluksia ovat teollisuudessa lämpötilan, paineen ja nopeuden hallinta sekä erilaisten prosessien automaatio. Kontrollikierteen toiminta riippuu sekä mittaus- että toimilaitteiden luotettavuudesta että valitusta säätömenetelmästä.