prosessinohjausjärjestelmien

Prosessinohjausjärjestelmien tarkoituksena on suunnitella, valvoa ja ohjata teollisia prosesseja monitermisesti. Niiden päätehtävänä on mitata prosessin tilaa, säätää toimilaitteita ja ylläpitää haluttuja arvoja kuten lämpötilaa, painetta tai virtausta. Järjestelmät tähtäävät sekä tuotantotehokkuuden että turvallisuuden parantamiseen sekä prosessin laadun vakauteen.

Tyypillinen arkkitehtuuri koostuu mittaus- ja säätöyksiköistä, ohjaimista sekä käyttöliittymistä. Sähkökoodauksessa ja automaatiossa käytetään usein DCS- tai PLC-pohjaisia ratkaisuja, joissa säädöt voivat olla suljettuja silmukoita (PID-säätimet) tai edistyneempiä ohjausalgoritmeja. Verrattuna PLC-pohjaisiin järjestelmiin DCS-järjestelmät ovat usein laajemmin hajautettuja ja suunnattu prosessikehittäjien tarpeisiin. SCADA-järjestelmät taas tarjoavat suuria valvonta- ja tiedonkeruutoimintoja sekä historointia ja raportointia. Integraatio MES- ja ERP-järjestelmiin mahdollistaa tuotannonhallinnan ja liiketoiminnan paremman synchronointin.

Ohjauksen keskeisiä strategioita ovat palaute- ja etukäteisvoitot sekä niiden yhdistelmät, kuten säädö, kaksoissäätö (cascade) ja virtaussuhteiden hallinta. Edistyneitä tekniikoita käytetään esimerkiksi mallipohjaista ohjausta (MPC) tai adaptaatiomekanismeja, jotka sopeutuvat prosessin muutoksiin. Prosessinohjausjärjestelmien suunnittelussa huomioidaan mittausvirrat, toimilaitteiden luotettavuus sekä turvallisuusnäkökohdat, mukaan lukien turvallisuusjärjestelmien standardit ja SIL-arvioinnit.

Tulevaisuudessa prosessinohjausjärjestelmät yleistyvät entistä älykkäämmiksi, integroivat paremmin IoT:n ja analytiikan sekä vahvistavat kyberturvallisuutta. Öljy- ja kaasuteollisuudessa, kemianalalla sekä energiasektoreilla järjestelmien rooli prosessien optimoinnissa ja turvallisuudessa kasvaa edelleen.