prosessikontrolli

Prosessikontrolli on automaatio- ja säätötekniikan ala, jossa tavoitteena on pitää prosessin kriittiset muuttujat, kuten lämpötila, paine, virtaus tai pitoisuus, halutulla tasolla ohjaamalla prosessin ohjausmuuttujia. Prosessit voivat olla jatkuvia tai viestintä- ja toimilaitteiden välisiä sekä kemiallisia että teollisia. Keskeisintä on hallita dynaamista käyttäytymistä ja minimoida häiriöiden vaikutukset.

Perusperiaate on suljettu säätöpiiri: mitattu arvo PV (prosessiarvo) verrataan asetukseen SP (setpoint), ja säädin laskee ohjausmuuttujan MV:n arvon, jolla prosessi palautuu haluttuun tilaan. Mittaus-, toimitus- ja toimilaitteiden muodostama kokonaisuus muodostaa säätöpiirin, jossa häiriöt ja prosessin dynamiikka määrittävät vasteen.

Yleisimmät säätömenetelmät ovat PID-säätö (proportional-integral-derivative), jota käytetään sekä pitkittäisiin että lyhytaikaisiin vasteisiin. Säädön säätöarvoa voidaan tarkentaa erilaisilla tekniikoilla, kuten feedforward-säätö, kaskadisäätö (cascade) ja monivariable-säätö sekä mallipohjainen säätö (MPC).

Keskeisiä komponentteja ovat prosessisensorit ja -mittaukset, toimilaitteet (venttiilit, pumput, lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmät), sekä ohjaus- ja valvontajärjestelmät (DCS/SCADA). Näihin liittyvä tiedonsiirtoväylä sekä säätölogiikka integroidaan yrityksen automaatio- ja tuotantoprosessijärjestelmiin.

Suurempien prosessien tavoitteena on säätövarmuus, vakaus, nopea vaste ja energiatehokkuus sekä turvallisuus. Vaikeuksia muodostavat epälineaarisuus, aikaviiveet, mittausvirheet ja mallin epävarmuus. Nykyään digitalisaatio edistää jatkuvaa optimointia sekä etävalvontaa ja tekoälyyn pohjautuvaa analytiikkaa.