prosessisäätöjärjestelmissä

Prosessisäätöjärjestelmät ovat automaatiojärjestelmiä, jotka valvovat ja ohjaavat teollisia prosesseja. Niiden tehtävänä on pitää prosessin suureet, kuten lämpötila, paine, virtaus ja sekoitus, halutuissa arvoissa sekä varmistaa tuotteen laatu, turvallisuus ja tehokkuus. Järjestelmä kerää mittausdataa sensoreilta, vertailee sitä referenssiarvoon ja ohjaa prosessia käyttämällä toimilaitteita ja säätöpisteitä.

Arkkitehtuuri ja komponentit voivat jakautua keskitettyihin ja hajautettuihin järjestelmiin. Yleisiä ratkaisuja ovat hajautettu ohjausjärjestelmä (DCS), ohjelmallisesti ohjelmoidut ohjaimet (PLC) sekä valvonta- ja ohjausjärjestelmät (SCADA). Järjestelmä sisältää mittauslaitteita, toimilaitteita, säätimet (ohjauslohko), sekä käyttöliittymän tai HMI:n, jolla ihmiset seuraavat prosessia ja tekevät tarvittavat toimenpiteet. Tiedonsiirto tapahtuu usein kenttäväylien ja suurempien tietoverkkojen kautta.

Säätöalgoritmit muodostavat prosessin kontrollin ytimen. Yleisimpiä ovat PID-säätö (P, I, D), on/off-säätö, sekä monimutkaisemmat lähestymistavat kuten cascaded- ja feedforward-säätö sekä multivariable- tai mallipohjaiset ohjausmenetelmät (MPC). Hyvä prosessisäätö minimoi virheen, parantaa vasteaikaa ja säätötasapainoa sekä huomioi järjestelmän dynamiikan.

Turvallisuus ja standardointi ovat olennaisia. Usein noudatetaanIEC 61131-3 -ohjelmointistandardeja sekä IEC 61511 -toimintahäiriöturvallisuuden periaatteita. Lisäksi ISA- ja yritystason standardit ohjaavat integrointia, elinkaarta ja tietoturvaa. Prosessisäätöjärjestelmät kehittyvät digitalisaation myötä, mukaan lukien IIoT, etävalvonta ja kyberturvallisuus.