prosessimuuttujat

Prosessimuuttujat ovat suureita, joita käytetään kuvaamaan ja ohjaamaan teollisia prosesseja. Ne voivat olla mitattavia arvoja prosessin tilasta tai laskettuja tuloksia, ja niitä seurataan, jotta prosessi pysyy turvallisena, tehokkaana ja laadukkaana. Prosessimuuttujat jaetaan yleisesti kolmeen kategoriaan: mitatut muuttujat, säätömuuttujat ja häiriömuuttujat.

Mitatut muuttujat kuvaavat prosessin nykytilaa ja toimivat ohjausjärjestelmän perustana. Esimerkkejä ovat lämpötila, paine, virtaus ja pitoisuudet. Säätömuuttujat ovat ne, joita ohjausjärjestelmä voi muuttaa vaikuttaakseen prosessiin, kuten säätöventtiilin asento, pumppujen kierrosnopeus tai lämpötilan asetusarvo. Häiriömuuttujat ovat prosessin ulkopuolisia tai ympäristötekijöitä, jotka vaikuttavat PV:hin, kuten syöttöaineen lämpötila tai epäpuhtaudet prosessissa.

Rooli säätöjärjestelmässä on keskeinen: mittaus mahdollistaa PV:n seuraamisen, ja vertailu asetettuarvoon tuottaa virheen, jonka perusteella ohjain säätää säätömuuttujia. Tämä looppi etenee nopeasti ja mahdollistaa halutun prosessin tilan ylläpidon. Monimutkaisemmissa järjestelmissä voidaan käyttää useita PV:itä, vektorilajeja ja etäohjausta, sekä etukäteen huomioivia (feedforward) komponentteja häiriöiden hallitsemiseksi.

Esimerkki: laboratorioreaktori, jossa halutaan pitää reaktorin lämpötila tietyllä tasolla. PV on lämpötila, MV on jäähdytysnesteen virtaus, ja häiriöinä voivat olla esimerkiksi syöttöaineen lämpötilan poopumiset. Hyvin määritellyt prosessimuuttujat parantavat ohjauksen tarkkuutta, turvallisuutta ja energiankäyttöä, ja oikein kalibroidut mittausjärjestelmät ovat olennaisia laitoksen suorituskyvyn kannalta.