Insegnamento
PROCESS DYNAMICS AND CONTROL - DINAMICA E CONTROLLO DI PROCESSO
INP5071883, A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA CHIMICA E DEI PROCESSI INDUSTRIALI
IN0530, ordinamento 2012/13, A.A. 2016/17
1125957
Crediti formativi 9.0
Denominazione inglese PROCESS DYNAMICS AND CONTROL
Sito della struttura didattica http://icm.dii.unipd.it
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2016-IN0530-000ZZ-2015-INP5071883-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile MASSIMILIANO BAROLO ING-IND/25

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

Calendario
Inizio attività didattiche 26/09/2016
Fine attività didattiche 20/01/2017

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
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)

Syllabus
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: L’obiettivo generale dell’insegnamento è far apprendere alcune tecniche per l’analisi del comportamento dinamico delle apparecchiature e degli impianti dell’industria chimica e di processo, per la progettazione dei relativi sistemi di controllo, e 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 di 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 (impiegando anche 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: Negli homeworks e nella prova scritta verranno valutate la correttezza della soluzione finale, la chiarezza e la sintesi nella presentazione dei risultati, l’appropriatezza nell’uso della terminologia, il rigore nello sviluppo della metodologia di calcolo.
Nella prova orale verrà valutato il livello al quale lo studente conosce gli argomenti relativi ai “Contenuti” dell’insegnamento, e in particolare la capacità di fornire informazioni quantitative (e non solo qualitative) sulla risposta dinamica e sul controllo di processi chimici. Verranno valutati anche la capacità di esporre gli argomenti in modo chiaro e sintetico, e l’appropriatezza nell’uso della terminologia.
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 e ad azione PID; problematiche nell’implementazione pratica di regolatori PID: saturazione dell’azione integrale, filtri derivativi, derivative kick, regolatori digitali, forme di posizione e di velocità; 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 teoriche 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 su 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 (3rd edition). New York: Wiley, 2011. Cerca nel catalogo