|
Insegnamento
PROCESS DYNAMICS AND CONTROL - DINAMICA E CONTROLLO DI PROCESSO
INP5071883, A.A. 2017/18
Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17
Dettaglio crediti formativi
Tipologia |
Ambito Disciplinare |
Settore Scientifico-Disciplinare |
Crediti |
CARATTERIZZANTE |
Ingegneria chimica |
ING-IND/25 |
9.0 |
Modalità di erogazione
Periodo di erogazione |
Primo semestre |
Anno di corso |
II Anno |
Modalità di erogazione |
frontale |
Organizzazione della didattica
Tipo ore |
Crediti |
Ore di Corso |
Ore Studio Individuale |
Turni |
LEZIONE |
9.0 |
72 |
153.0 |
Nessun turno |
Inizio attività didattiche |
25/09/2017 |
Fine attività didattiche |
19/01/2018 |
Commissioni d'esame
Commissione |
Dal |
Al |
Membri |
2 A.A. 2017/18 |
01/10/2017 |
30/11/2018 |
BAROLO
MASSIMILIANO
(Presidente)
BEZZO
FABRIZIO
(Membro Effettivo)
BERTUCCO
ALBERTO
(Supplente)
FACCO
PIERANTONIO
(Supplente)
MASCHIO
GIUSEPPE
(Supplente)
SANTOMASO
ANDREA CLAUDIO
(Supplente)
SPILIMBERGO
SARA
(Supplente)
|
1 a.a.2016/17 |
01/10/2016 |
30/11/2017 |
BAROLO
MASSIMILIANO
(Presidente)
BEZZO
FABRIZIO
(Membro Effettivo)
BERTUCCO
ALBERTO
(Supplente)
FACCO
PIERANTONIO
(Supplente)
MASCHIO
GIUSEPPE
(Supplente)
SANTOMASO
ANDREA CLAUDIO
(Supplente)
SPILIMBERGO
SARA
(Supplente)
|
Prerequisiti:
|
Bilanci di materia e di energia in regime stazionario e dinamico; apparecchiature per il trasporto dei fluidi, per lo scambio termico, per la separazione di fase; reattoristica chimica. |
Conoscenze e abilita' da acquisire:
|
Gli studenti apprenderanno alcune tecniche i) per l’analisi del comportamento dinamico delle apparecchiature e degli impianti dell’industria chimica e di processo, ii) per l’analisi e la progettazione di schemi di controllo di processo, e iii) per l’analisi delle prestazioni dei regolatori. Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di:
• sviluppare il modello dinamico di semplici apparecchiature dell’industria chimica;
• identificare da quali parametri (progettuali o di esercizio) dipenda la risposta dinamica di un processo;
• caratterizzare quantitativamente la risposta dinamica di un sistema a una sollecitazione negli ingressi;
• comprendere il funzionamento di schemi di regolazione convenzionale e avanzata di base per apparecchiature singole e interi processi dell’industria chimica;
• progettare schemi di controllo feedback e feedforward per apparecchiature dell’industria di processo;
• sintonizzare un regolatore PID;
• determinare la dimensione più appropriata di una valvola di regolazione. |
Modalita' di esame:
|
L’esame prevede tre attività obbligatorie e sequenziali: homeworks individuali durante l’erogazione del corso, prova scritta finale, e prova orale finale. Gli homeworks contribuiscono al voto finale per circa il 12%, la prova scritta per circa il 44% e la prova orale per il restante 44%. La prova scritta prevede uno o due esercizi da risolvere (è consentito l’uso di appunti e libri di testo) in un tempo di circa 2 ore. La prova orale prevede tipicamente tre domande sull’intero programma del corso e dura circa 45 minuti. La prova orale potrà essere sostenuta in lingua italiana o inglese, secondo la preferenza dello studente. |
Criteri di valutazione:
|
HOMEWORKS E PROVA SCRITTA
• correttezza della soluzione finale
• chiarezza e sintesi nella presentazione dei risultati
• appropriatezza d’uso della terminologia tecnica
• rigore nella metodologia di calcolo
PROVA ORALE
• conoscenza e comprensione dei contenuti dell’insegnamento
• capacità di fornire informazioni quantitative (piuttosto che meramente qualitative) sulla risposta dinamica e sulle prestazioni del sistema di controllo in un processo
• capacità di discutere gli argomenti in modo chiaro e sintetico, e con uso appropriato della terminologia tecnica
• tempo che intercorre tra la fine delle lezioni dell’insegnamento e la data della prova orale |
Contenuti:
|
MODELLAZIONE DINAMICA A PRINCIPI PRIMI DI PROCESSI CHIMICI.
COMPORTAMENTO DINAMICO DEI PROCESSI. Trasformata di Laplace; funzioni di trasferimento; risposte dinamiche di sistemi del primo e del secondo ordine; risposte dinamiche di sistemi più complessi: effetto dei poli e degli zeri, processi con tempi morti. Linearizzazione di modelli non lineari. Identificazione di modelli dinamici da dati di processo.
CONTROLLO DEI PROCESSI. Regolazione in retroazione per sistemi SISO: regolatori on-off; regolatori ad azione PID; problematiche nell’implementazione pratica di regolatori PID: saturazione dell’azione integrale, filtri derivativi, derivative kick, implementazione digitale; strumentazione di misura e di regolazione; selezione delle valvole di regolazione; comportamento dinamico e stabilità dei sistemi regolati; sintonizzazione di regolatori PID. Regolazione feedforward e di rapporto. Tecniche migliorate di controllo feedback: controllo in cascata, inferenziale, selettivo, override, split-range, della posizione di una valvola. Controllo di sistemi MIMO: interazioni e interferenza; guadagni relativi e scelta dell’accoppiamento. Controllo di colonne di distillazione. |
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:
|
Lezioni d’aula (comprensive di esercitazioni numeriche e brevi attività di gruppo) e lezioni interattive in aula di calcolo. |
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:
|
Copia digitale delle diapositive presentate a lezione sarà resa disponibile sulla piattaforma Moodle.
Il testo di riferimento (Seborg et al., 2011) è indicato nel box successivo. Anche la consultazione dei seguenti ulteriori testi può risultare utile:
• Smith, C.A. and A. Corripio (2006). Principles and practice of automatic process control (3rd edition). Wiley, New York (U.S.A.).
• Riggs, J.B. and M.N. Karim (2008). Chemical and bio-process control (3rd edition). Pearson Education International, Boston (U.S.A.).
• Ogunnaike, B.A. and W.H. Ray (1994). Process dynamics, modeling and control. Oxford University Press, New York (U.S.A.). |
Testi di riferimento: |
-
Seborg, D.E., T.F. Edgar, D.A. Mellichamp and F.J. Doyle III, Process dynamics and control (4th edition). New York: Wiley, 2017.
|
|
|