säätöohjaimen

Säätöohjain on laite tai ohjelmisto, joka hallitsee prosessin tilaa mittaamalla sen nykyarvon, vertaamalla sitä asetettuun tavoitearvoon ja laskemalla ohjausreaktion käyttämällä säätöalgoritmia. Tämän jälkeen säätöohjain antaa toimilaitteille sopivan signaalin, jolla prosessia säädetään kohti haluttua tilaa. Säätöohjaimia käytetään sekä teollisissa että kotitalouksien sovelluksissa, joissa vaatimuksena on tarkka ja vakaa ohjaus.

Toimintaperiaate perustuu suljettuun säätöön: mittausarvo (mittaus) vertaillaan asetettuun arvoon (setpoint), ja eron perusteella tuotetaan ohjaussignaali, joka vaikuttaa prosessiin esimerkiksi venttiilikin, moottorin tai muun toimilaitteen avulla. Yleisimmät ohjaussignaalit ovat analogiset jännite- tai virta- sekä digitaalisen PWM-signaalin muodossa. Säätöohjain voi olla erillinen laite, PLC-pohjainen moduuli tai ohjelmistoversio osana suurempaa ohjausjärjestelmää.

Algoritmit voivat olla yksinkertaisia kuten P-, PI- tai PID-ohjauksia, sekä monimutkaisempia järjestelmiä, joissa on on-off-ohjausta, asetus- tai feedforward-kytkentöjä sekä anti-windup- ja turvallisuusominaisuuksia. Säätöohjaimia voidaan räätälöidä automaattisesti tai manuaalisesti kalibroimalla sekä säätämällä asetuksia prosessin dynamiikan mukaan.

Sovelluksia ovat esimerkiksi lämpötilan, paineen, virran tai nesteen virtaaman puolueellinen kontrollointi eri teollisuudenaloilla, kuten kemian-, elintarvonta- ja energiateollisuudessa sekä rakennusten automaatiossa. Tiedonsiirtoja varten käytetään standardeja ja protokollia kuten Modbus, Profibus tai Ethernet-pohjaisia ratkaisuja. Säätöohjaimia säädellään usein IEC 61131-3 -standardin mukaisten ohjelmointikielien sekä toimintasijoittain määritettyjen turvallisuus- ja laadunvalvontavaatimusten puitteissa.