CONTROL OF CHEMICAL PROCESSES

Apprendere le conoscenze di base sulla modellistica fisica o empirica di processi

Apprendere i concetti di risposta dinamica e stabilità

Conoscere il principio di funzionamento e sapere progettare un controllore PID

Imparare le basi di MATLAB a supporto delle conoscenze teoriche elencate

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula

Conoscenze di base di matematica

obbligatoria

1. INTRODUZIONE AL CONTROLLO DI PROCESSI CHIMICI

Nozioni introduttive sul controllo. Obiettivi e vantaggi del controllo.

2. MODELLISTICA DI PROCESSI CHIMICI

Principi di modellistica. Equazioni di bilancio, procedure ed esempi. Linearizzazione

3. DINAMICA DEI PROCESSI

Trasformata di Laplace. Modelli ingresso-uscita. Funzioni di trasferimento. Diagrammi a blocchi. Risposta ai segnali canonici. Risposta a segnali arbitrari. Risposta armonica

4. COMPORTAMENTO DINAMICO DI PROCESSI TIPICI

Dinamica di sistemi del primo ordine. Dinamica di sistemi del secondo ordine. Dinamica di sistemi di primo ordine con ritardo. Poli dominanti

5. STABILITÀ

Il concetto di stabilità. Stabilità e posizione dei poli. Criteri per l’analisi della stabilità. Test di Routh. Criterio di Bode.

6. IDENTIFICAZIONE EMPIRICA DI PROCESSI CHIMICI

Introduzione. Procedure di costruzione di modelli empirici. Il metodo della curva di processo. Metodi di modellizzazione statistici.

7. CONTROLLORI PID

Il feedback. L’algoritmo PID. I modi proporzionale, integrale e derivativo. Il controllore PID. Metodi per il tuning di PID: tuning per le prestazioni dinamiche. Metodi per il tuning di PID: il metodo di Ziegler e Nichols a catena chiusa. Implementazione digitale di PID. Aspetti pratici dell’applicazione di PID.

8. METODI DI MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI DEI PID A SINGOLO ANELLO

Principi generali. Controllo in cascata. Controllo feedforward.

ESERCITAZIONI MATLAB

Esercitazioni MATLAB per gli argomenti trattati teoricamente.

1. T. E. Marlin, Process Control, McGraw Hill, 2nd Ed.

2 J. J. D’Azzo, C. H. Houpis, Linear control system analysis and design, McGraw Hill, 4th Ed.

Il materiale didattico è costituito dai libri di testo. In particolare l'autore del libro Process Control ha reso disponibile l'intero libro e le slide al pubblico via internet

Esame orale

All topics of the book may be discussed at the examination