Ohjausjärjestelmän

Ohjausjärjestelmän käsite viittaa järjestelmään, jonka tehtävä on säädellä ja ohjata prosessin toimintaa automaattisesti. Tällainen järjestelmä mittaa prosessin tilaa ja vertailee sitä haluttuun arvoon, minkä jälkeen se antaa ohjaussignaalin toimilaitteille.

Keskeiset komponentit ovat sensorit, ohjain, toimilaitteet ja säädöalgoritmit sekä palautemekanismi. Sensorit mittaavat muuttujia kuten lämpötilan, paineen tai nopeuden. Ohjain laskee virhetilan (ero haluttuun arvoon) ja antaa komennon toimilaitteille, jotka muuntavat signaalin fyysiseksi muutokseksi. Palautteen avulla järjestelmä tarkistaa, miten prosessi reagoi ja säätöä korjataan.

Luokittelu: avoin silmukka ja suljettu silmukka. Avoin silmukan ohjaus ei seuraa palautetta, joten se soveltuu vakiosäätöihin, joiden vaikutus ei riipu prosessin tilasta. Suljetun silmukan ohjaus käyttää palautetta ja on yleisin teollisuudessa.

Tyypillisiä toteutuksia ovat PLC:t (programmable logic controller), DCS (distributed control system) ja SCADA-järjestelmät. Digitaalisia ja analogisia signaaleja voidaan käyttää osana arkkitehtuuria; säädöalgoritmit vaihtelevat perinteisestä PID-säädöstä kehittyneempiin mallipohjaisiin teknologioihin.

Sovellukset ulottuvat teollisista prosesseista rakennusautomaation ja energiajärjestelmien hallintaan sekä robotiikkaan, liikenteen ohjaukseen ja moniin muihin automatisoidun toiminnan muotoihin.

Historia ja kehitys on siirtänyt varhaisista mekaanisista säätölaitteista PID-säätöön, digitaaliseen ohjaukseen ja yhä verkottuneempiin järjestelmiin, kuten IIoT-pohjaisiin ratkaisuun. Ohjausjärjestelmät tähtäävät luotettavuuteen, nopeaan vasteaikaan, turvallisuuteen ja energiatehokkuuteen.