ECTS - University of Pisa
Conoscenze
Obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze fondamentali caratterizzanti la dinamica dei processi industriali e i sistemi di controllo, in modo da essere in grado di scegliere le soluzioni più idonee per le diverse esigenze dell’impianto.
Obiettivi specifici: elementi fondamentali della dinamica di processi, sistemi di controllo, misura e attuazione; modellazione nel dominio tempo, Laplace, frequenza; stabilità dei sistemi; specifiche di prestazione e tecniche di progettazione e tuning dei regolatori; scelta e analisi del funzionamento di schemi di controllo di processi industriali.
Knowledge
The aim of the course is to provide students with the core knowledge that characterizes the dynamics of industrial processes and control systems so that they can choose the most suitable solutions for different plant requirements. Specific objectives: key elements of process dynamics, control systems, measurement and implementation; modeling in time domain, Laplace, frequency; stability of systems; performance specifications and design and tuning techniques for controllers; choice and analysis of the operation of industrial process control schemes.
Modalità di verifica delle conoscenze
Durante il corso vengono svolte esercitazioni interattive con l’utilizzo di software Matlab per la verifica dei risultati che si ottengono al variare dei parametri più significativi. Le esercitazioni prevedono impostazione del problema e risoluzione attraverso tecniche diverse.
Methods of knowledge assessment
During the course interactive exercises are carried out using Matlab software to test the results obtained by varying the most significant parameters. Exercises include problem setting and resolution through different techniques.
Capacità
Le capacità acquisite dagli studenti riguardano:
Impostazione del problema, analisi e soluzione delle equazioni dinamiche che descrivono le risposte dei processi,
Principali problematiche che si presentano nel controllo dei processi industriali,
Scelta degli schemi di controllo più efficaci per processi e obiettivi diversi,
Progettazione e sviluppo di strutture e algoritmi di controllo.
Skills
Skills acquired by students concern:
Problem setting, analysis and solution of dynamic equations describing process responses,
Main issues that arise in the control of industrial processes.
Choosing the most effective control schemes for different processes and goals.
Design and development of structures and control algorithms.
Modalità di verifica delle capacità
Durante il corso viene proposto un numero limitato di homework; questi insieme alla domande dell’esame finale (orale) hanno lo scopo specifico di verificare e permettere la valutazione riguardo all'acquisizione delle capacità sopra indicate.
Methods of skills assessment During the course a limited number of homework courses are proposed; these together with questions posed in the final examination (oral) have the specific purpose of verifying and allowing assessment of the abovementioned skill acquisition.
Comportamenti
Gli studenti acquisiranno sensibilità riguardanti l’effetto di:
diverse ipotesi assunte nel modello sulla risposta del sistema,
principali parametri del processo e dei componenti del sistema di controllo,
diversi tipi di sistemi di controllo sulle prestazioni desiderate.
Behaviors
Students will acquire sensitivity regarding the effect of:
different hypotheses assumed in the model on the system response,
key process parameters and control system components,
different types of performance control systems you want.
Modalità di verifica dei comportamenti
Gli esercizi proposti negli homework e l'esame orale sono pensati in modo da poter verificare
l'acquisizione dei comportamenti sopra indicati.
Assessment criteria of behaviors
The exercises proposed in the homework and the oral exam are designed to verify the acquisition of the above behaviors.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Lo studente deve avere adeguate conoscenze di:
analisi matematica
operazioni fondamentali dell’industria di processo
calcolo numerico
Prerequisites
The student must have adequate knowledge of:
Mathematical analysis
Basic operations of process industry
numerical calculation
Indicazioni metodologiche
Vengono svolte principalmente lezioni frontali; l’uso di slides è limitato ad argomenti di tipo illustrativo. Vengono inoltre svolte esercitazioni numeriche in aula, guidate dal docente. La frequenza al corso è fortemente consigliata.
Tutto quanto viene illustrato dal docente (lezioni ed esercitazioni) è reso disponibile dal docente
agli studenti sulla piattaforma e-learning.
Il docente è disponibile settimanalmente per ricevimento degli studenti (date fisse e a richiesta via e-mail da parte degli studenti).
Disponibilità a svolgere le lezioni in Inglese,in caso di richiesta da parte di studenti stranieri.
Teaching methods
Mostly, fontal lessons are held; the use of slides is limited to illustrative subjects. Lecture exercises are also held in the classroom, led by the teacher. Participation to the course is strongly recommended. All that is illustrated by the teacher (lessons and exercises), is made available by the teacher to students on the e-learning platform. The teacher is available weekly for student reception (fixed dates and upon request by students via e-mail). Availability to give classes in English, if requested by foreign students.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Problematiche del controllo di processi. Caratteristiche dinamiche di processi e degli elementi costituenti il sistema (attuatore, regolatore, misuratore). Modelli nel dominio tempo, Laplace, frequenza. Trasformate di Laplace e Funzione di Trasferimento. Algebra dei Diagrammi a Blocchi. Stabilità dei sistemi. Specifiche di prestazione; criteri per la valutazione della prestazione; tecniche di progetto del sistema di controllo; regole di tuning per regolatori ad algoritmo standard (PID). Schemi di controllo dei processi industriali. (Opzionale per l'anno 2019-2010): Analisi frequenziale; risposta in frequenza di un sistema; margini di guadagno e di fase.
Syllabus
Process control issues. Dynamic processes and elements of the system (actuator, regulator, instrumentation). Models in time domain, Laplace, frequency. Laplace Transforms and Transfer Function. Algebra of Block Diagrams. Stability of systems. Performance Specifications; criteria for performance evaluation; control system design techniques; tuning rules for standard (PID) regulators. Industrial Process Control Schemes. (Optional for the year 2019-2010): Frequency analysis; frequency response of a system; gain and phase margins.
Bibliografia e materiale didattico
Libro di testo:
Ogunnaike A. O., Ray W. H. “Process Dynamics, Modeling and Control”. Oxford University Press; New York (USA), 1994.
Appunti del docente contengono tutti gli argomenti dl corso; possono essere trovate sulla piattaforma e-learning.
Bibliography
Recommended reading includes the book:
Ogunnaike A. O., Ray W. H. “Process Dynamics, Modeling and Control”. Oxford University Press; New York (USA), 1994.
Teacher’s notes containall course topics, are strongly advised; they can be found on the e-learning platform.
Niente di specifico
Nothing specific
Modalità d’esame
Esame orale con discussione di esercizi assegnati durante l’anno e domande sugli argomenti del programma.
Assessment methods
Oral exam, with discussion of exercises and questions regarding subject included in the syllabus.
