Säädinjärjestelmiä

Säädinjärjestelmiä käytetään erilaisten prosessien ohjaamiseen ja hallintaan. Niiden päätehtävä on pitää tietty prosessisuure halutussa arvossa eli asetusarvossa, vaikka ulkoiset häiriöt tai prosessin omat muutokset pyrkisivätkin poikkeuttamaan sitä. Tällaisia säädettäviä suureita voivat olla esimerkiksi lämpötila, paine, virtaus, nopeus tai taso. Säädinjärjestelmä mittaa jatkuvasti säädettävää suuretta, vertaa sitä asetusarvoon ja laskee virheen. Tämän virheen perusteella säädin tuottaa ohjaussignaalin, joka vaikuttaa prosessin toimilaitteeseen. Toimilaitteen tehtävä on puolestaan muuttaa prosessin käyttäytymistä siten, että virhe pienenee ja säädettävä suure palaa takaisin asetusarvoon.

Yleisimpiä säädinperiaatteita ovat P-säätö (proportionaalinen), PI-säätö (proportionaali-integraali) ja PID-säätö (proportionaali-integraali-derivaatta). P-säädin reagoi virheen suuruuteen, PI-säädin ottaa huomioon virheen historian ja PID-säädin ennustaa virheen tulevaa kehitystä. Säädinjärjestelmät ovat olennainen osa monia teollisia prosesseja, automaatiota ja jopa arkipäiväisiä laitteita. Ne varmistavat tuotteiden laadun, prosessien tehokkuuden ja turvallisuuden sekä mukavuuden. Esimerkiksi uunien termostaatit, autojen vakionopeussäätimet ja lentokoneiden autopilottijärjestelmät ovat kaikki esimerkkejä säädinjärjestelmistä.