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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA CHIMICA E DEI PROCESSI INDUSTRIALI
Insegnamento
PROCESS DYNAMICS AND CONTROL - DINAMICA E CONTROLLO DI PROCESSO
INP5071883, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA CHIMICA E DEI PROCESSI INDUSTRIALI
IN0530, ordinamento 2012/13, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese PROCESS DYNAMICS AND CONTROL
Sito della struttura didattica https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?id=765
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2018-IN0530-000ZZ-2017-INP5071883-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

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

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2012

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
3 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 BAROLO MASSIMILIANO (Presidente)
BEZZO FABRIZIO (Membro Effettivo)
BERTUCCO ALBERTO (Supplente)
CIMETTA ELISA (Supplente)
FACCO PIERANTONIO (Supplente)
MASCHIO GIUSEPPE (Supplente)
SANTOMASO ANDREA CLAUDIO (Supplente)
SPILIMBERGO SARA (Supplente)
STRUMENDO MATTEO (Supplente)
VIANELLO CHIARA (Supplente)
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)

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: Gli studenti e le studentesse 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 di regolatori PID. Al termine dell’insegnamento, gli studenti e le studentesse saranno 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: homework durante l’erogazione dell’insegnamento, prova scritta finale, e prova orale finale. Due homework sono individuali, il terzo è di gruppo e va completato in 24 ore. Gli homework 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 la soluzione di uno o due esercizi numerici e/o lo sviluppo di uno schema di controllo (è consentito l’uso di appunti, libri di testo e calcolatrice tascabile) in un tempo di circa 2 ore. La prova orale prevede tipicamente tre domande di discussione di argomenti sull’intero programma dell’insegnamento e dura circa 45 minuti. La prova orale potrà essere sostenuta in lingua italiana o inglese, secondo la preferenza dello studente o della studentessa.
Criteri di valutazione: HOMEWORK 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 (inclusive di brevi attività di gruppo), risoluzione di esercizi, discussione di case studies, sessioni di domanda-e-risposta, lezioni interattive in aula di calcolo. Tutte le lezioni d’aula vengono registrate e rese disponibili tramite piattaforma Moodle. Tra le attività di apprendimento è inclusa anche la valutazione tra pari di due homework.
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. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Peer assessment
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Kaltura (ripresa del desktop, caricamento di files su MyMedia Unipd)
  • Matlab
  • LoopPro (Control Station)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili