automaattiohjausjärjestelmissä

Automaattiohjausjärjestelmissä käytetään erilaisia komponentteja ja tekniikoita prosessien valvomiseen ja hallintaan. Keskeisiä osia ovat anturit, jotka mittaavat prosessimuuttujia kuten lämpötilaa, painetta tai virtausta. Nämä mittaustiedot syötetään ohjaimeen, joka voi olla analoginen tai digitaalinen. Ohjain vertaa mitattua arvoa haluttuun tavoitearvoon ja laskee ohjaussignaalin. Tätä signaalia käytetään puolestaan toimilaitteen, kuten venttiilin tai moottorin, säätämiseen, jotta prosessi pysyisi halutussa tilassa tai saavuttaisi sen.

Yleisimpiä ohjausperiaatteita ovat PID-säätö (proportional-integral-derivative), joka on edelleen laajasti käytössä sen monipuolisuuden ja tehokkuuden vuoksi. PID-säätö käyttää kolmea komponenttia: suhteellista (P) osaa, joka reagoi välittömästi poikkeamaan tavoitearvosta, integroitua (I) osaa, joka eliminoi pysyvän säädön virheen ajan myötä, ja derivaatta (D) osaa, joka ennustaa tulevaa käyttäytymistä ja vähentää värähtelyjä. Muita ohjausmenetelmiä ovat esimerkiksi modaaliset ohjaimet, adaptiiviset ohjaimet ja optimointiohjaimet, joita käytetään monimutkaisemmissa tai muuttuvissa järjestelmissä.

Automaattiohjausjärjestelmiä löytyy laajalti teollisuudesta, kuten kemian tehtaista, voimalaitoksista ja valmistuslinjoista. Niitä hyödynnetään myös kuljetuksessa, esimerkiksi lentokoneiden autopiloteissa ja junien ohjausjärjestelmissä. Rakennusautomaatio, jossa hallitaan lämmitystä, ilmanvaihtoa ja valaistusta, on toinen merkittävä sovellusalue. Tavoitteena on yleensä parantaa tehokkuutta, turvallisuutta ja tuotteen laatua sekä vähentää käyttökustannuksia ja ihmisen tekemiä virheitä.