Il corso intende dare le conoscenze di base per un corretto utilizzo dei dispositivi di controllo delle apparecchiature semplici e complesse degli impianti chimici e di processo. In particolare vengono fornite le basi per le strategie di controllo (feedback e feedforward) e anche descritti i concetti per la modellazione finalizzata alla simulazione dinamica volta al controllo.
D1- Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente al termine del corso dovrà conoscere I criteri con I quali si determina la scelta di un Sistema di controllo e la relative sintonizzazione per una efficace azione tesa al raggiungimento delle desiderate prestazioni di funzionamento.
D2 – Capacità di applicare conoscenze e comprensione
L’obiettivo del corso è di fornire allo studente la capacità di formulare delle strategie di controllo in relazione agli obiettivi richiesti, in particolare di stabilità del processo. Dovrà anche essere capace di applicare le nuove tecnologie offerte dai recenti componenti di controllo dei processi.
D3 – Autonomia di giudizio
Lo studente al termine del corso sarà capace di valutare autonomamente le prestazioni di un sistema di controllo in relazione agli obiettivi richiesti allo stesso.
D4 – Abilità comunicative
Lo studente avrà sia le necessarie abilità comunicative, generali e specifiche, riguardanti i processi chimici e i relativi sistemi di controllo, sia la capacità di utilizzare software adeguati
D5 – Capacità di apprendimento
Lo studente avrà la capacità di comprendere, valutare, discutere le caratteristiche dei vari sistemi di controllo oltre a proporre miglioramenti per una maggiore efficienza, robustezza e stabilità della risposta controllata.

Bilanci materiali ed energetici in regime stazionario e dinamico, apparecchiature presenti in impianti chimici, trasformate di Laplace, metodi numerici per la risoluzione di equazioni differenziali.

Processi in regime dinamico: definizione e utilizzo della trasformata di Laplace e introduzione alle funzioni di trasferimento. Rappresentazione di sistemi del primo e del secondo ordine con diagrammi a blocchi. Risposte dinamiche non convenzionali: effetto dei poli e degli zeri, processi con tempi morti o risposta inversa. Risposta e stabilità dei sistemi regolati. Linearizzazione di sistemi non lineari.
Controllo dei processi chimici: obiettivi del controllo, variabili di processo, tipi di regolatori, SISO, MIMO. Struttura del sistema di controllo: processo, misuratori, linee di trasmissione, regolatori, attuatori e accessori. Simbologia. Regolazione in sequenza e regolazione in cascata. Schemi di regolazione: portata, scambio termico, pressione, temperatura, livello, composizione, reattori chimici, colonne di distillazione.

Seborg, D.E., T.F. Edgar, D.A. Mellichamp and F.J. Doyle III, Process dynamics and control (4th edition). New York: Wiley, 2017.
Stephanopoulos G. "Chemical process control: an introduction to theory an practice", Prentice-Hall International Editions
Ogunnaike B.A., Ray W.A.: Process Dynamics, Modeling, and Control; Oxford University Press
Smith, C.A. and A. Corripio (2006). Principles and practice of automatic process control (3rd edition). Wiley, New York (U.S.A.).

Lezioni frontali ed esercitazioni al computer (Simulink)

Gli studenti saranno coinvolti nella produzione di report riguardanti degli esercizi riguardanti i temi trattati in classe. Questi esercizi daranno complessivamente fino a 2 punti aggiuntivi sul voto del progetto finale.

L'esame scritto consisterà nel design e sintonizzazione di un sistema di controllo.

In alternativa, l'esame orale comprenderà domande su tutto il programma.

La valutazione ha lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti elencati nel programma e la capacità di applicare tali conoscenze. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e seguono i seguenti criteri:

Voto Eccellente (30-30 e lode): Dimostra un'eccellente conoscenza degli argomenti, una padronanza linguistica notevole e una capacità analitica brillante. Lo/la studente/essa è in grado di applicare brillantemente le conoscenze teoriche a casi concreti.

Voto Molto Buono (27-29): Mostra una buona conoscenza degli argomenti, una notevole padronanza linguistica e una buona capacità analitica. Lo/la studente/essa è in grado di applicare correttamente le conoscenze teoriche a casi concreti.

Voto Buono (24-26): Dimostra una buona conoscenza dei principali argomenti e una discreta padronanza linguistica. Lo/la studente/essa mostra un'adeguata capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.

Voto Soddisfacente (21-23): Pur possedendo le conoscenze fondamentali dei principali argomenti dell'insegnamento, lo/la studente/essa non dimostra piena padronanza. Mostra comunque una padronanza soddisfacente del linguaggio e una capacità sufficiente di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.

Voto Sufficiente (18-20): Mostra una conoscenza minima degli argomenti principali dell'insegnamento e del linguaggio tecnico, con una capacità limitata di applicare adeguatamente le conoscenze teoriche a casi concreti.

Voto Insufficiente (<18): Lo/la studente/essa non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti dei diversi argomenti del programma.

Questi criteri di valutazione consentiranno agli studenti di comprendere le aspettative riguardanti la valutazione delle loro competenze e prestazioni nel corso e riflettono il livello di padronanza richiesto per ottenere ciascun voto.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite