ohjausjärjestelmät

Ohjausjärjestelmät ovat laitteistosta ja ohjelmistosta koostuvia järjestelmiä, jotka säätelevät prosessin tai koneen toimintaa siten, että saavutetaan haluttu tila, vaste tai laatu. Niitä käytetään laajasti teollisuudessa, rakennuksissa ja liikenteessä.

Järjestelmät jaetaan usein avoimen silmukan ja suljetun silmukan mukaan. Avoin silmukka ei käytä palautetta, ja vastaa syötteisiin ilman ohjaavaa korjausta. Suljettu silmukka mittaa tilan, vertaa siihen tavoitetilaan ja säätää toimintaa palautteen avulla.

Keskeiset komponentit ovat anturit, ohjain (säätö- tai logiikkaohjain), toimilaitteet sekä tiedonkeruuta ja verkottumista varten olevat tiedonsiirtoverkot. Säädöt toteutetaan usein PID-säätimillä tai muilla ohjausalgoritmeilla, jotka voivat olla lineaarisia tai epälineaarisia.

Teollisuudessa ohjausjärjestelmät voivat olla PLC-pohjaisia hajautettuja ratkaisuja (DCS, SCADA). PLC:t ohjelmoidaan kielillä IEC 61131-3, ja järjestelmät voivat toimia paikallisesti tai osana suurempaa valvonta- ja tietohallintajärjestelmää.

Sovellusalueita ovat prosessiteollisuus (kemiallinen, elintarviketeollisuus), valmistus, rakennusautomaatio, energia- ja vesihuolto sekä liikenne- ja logistiikkajärjestelmät. Ohjausjärjestelmien käyttöönotto vaatii huolellista suunnittelua, validointia ja jatkuvaa kunnossapitoa.

Keskeisiä haasteita ovat vakaus ja luotettavuus, häiriöiden sieto, mallinnus ja yhteentoimivuus. Turvallisuus ja standardien noudattaminen, kuten kansainväliset normit ja yhteensopivuus tiedonsiirtoprotokollien kanssa, ovat olennaisia.

Kehitysnopeus on kiihtynyt digitalisaation, IIoT:n ja etävalvonnan myötä. Yleistyvät ovat edge- ja pilvipalvelut sekä avoimet standardit kuten OPC UA ja IEC 61850.