• 089152 - STRUMENTAZIONE E CONTROLLO DI IMPIANTI CHIMICI

Il corso ha come obiettivi l’introduzione alla dinamica dei sistemi e lo studio del controllo di singole apparecchiature o semplici configurazioni di impianto.

La dinamica ed il controllo delle unità di processo sono modellati e simulati nel dominio del tempo analizzando criticamente i parametri costituenti che ne condizionano il funzionamento.

Lo studente impara a scrivere i primi bilanci di materia ed energia nel dominio del tempo e a risolverli numericamente tramite Matlab.

Impara ad analizzare criticamente i risultati conseguiti e a valutare la consistenza numerica delle simulazioni.

Impara a conoscere e comprendere il significato di variabili controllata, monitorata, misurata, controllata, disturbata.

Impara a conoscere il significato di open e closed loop. Affronta i concetti di pairing, servo problem, regulator problem, controllo in retroazione ed anteazione, sintesi dei parametri di controllo.

Conosce, simula e sperimenta le prestazioni dei controllori P, PI, PID.

Risolve numericamente i problemi di simulazione dinamica e controllo di singole apparecchiature chimiche o serbatoi interconnessi.

Impara a disporre su di un PFD (process flow diagram) o schema di processo gli anelli di controllo selezionando gli accoppiamenti ottimali tra variabili controllate e manipolate.

Le principali tematiche affrontate nel corso sono:

• Introduzione alla dinamica e controllo di impianto
• Modellazione dinamica
• Comportamento dinamico dei sistemi
• Introduzione al controllo in retroazione
• Sintesi di controllori in retroazione
• Dinamica di sistemi controllati in retroazione
• Cenni alla strumentazione di processo

Organizzazione del corso e modalità di verifica

Lezioni + esercitazioni + laboratorio numerico

Esame scritto + orale obbligatorio ai fini della registrazione del voto.

Testi consigliati

Luyben W., Luyben M., “Essentials of Process Control”, McGraw-Hill, New York, (1997)

Luyben, W., Tyréus B. & Luyben, M. “Plantwide Process Control”, McGraw-Hill, New York, (1998)

Magnani G., “Tecnologie dei Sistemi di Controllo”, McGraw Hill, Milano, (2000)

Ogunnaike B., H. Ray, “Process Dynamics, Modeling, and Control”, Oxford University Press, (1994)

Stephanopoulos G., “Chemical Process Control. An Introduction to Theory and Practice”, Prentice-Hall, Englewood Cliff, (1984)

Calcolo numerico applicato, conoscenza delle operazioni unitarie, concetti di chimica-fisica, termodinamica, chimica industriale, impianti chimici, principi di ingegneria chimica.

L'esame consta di una prova scritta volta a saggiare la preparazione dello studente non solo su esercizi applicati richiedenti la risoluzione numerica delle equazioni dinamiche di bilancio ma anche di teoria ove lo studente mostra il proprio grado di comprensione delle tematiche apprese nel corso delle lezioni frontali.

Il tema scritto comprende sempre un esercizio in cui lo studente deve inserire in un diagramma di flusso di impianto gli anelli di controllo in numero opportuno mostrando la conoscenza dei concetti di pairing, variabile manipolata e controllata e segno della costante proporzionale nonché tipologia del controllore in retroazione P, PI o PID.