PROCESS PLANT OPERATIONS AND CONTROL

Internazionalizzazione della Didattica PROCESS PLANT OPERATIONS AND CONTROL

0623000005
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
SMART INDUSTRY ENGINEERING
2021/2022

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2021
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
1PROCESS PLANT OPERATIONS AND CONTROL - MOD 1
770LEZIONE
2PROCESS PLANT OPERATIONS AND CONTROL - MOD 2
220LEZIONE
Obiettivi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO, STRUTTURA E SEZIONI DI UN IMPIANTO DELL’INDUSTRIA DI PROCESSO.
CONCETTI DI BILANCI MACROSCOPICI DI MATERIA E DI ENERGIA E DELLE TECNICHE DI UTILIZZO NELL’ESERCIZIO DI IMPIANTI DI PROCESSO.
VARIABILI DI PROCESSO MISURATE DALLA STRUMENTAZIONE IN UN IMPIANTO DI PROCESSO.
PRESTAZIONI TECNICO-ECONOMICHE DI UN IMPIANTO: CONCETTI DI RESA DI PRODOTTO, EFFICIENZA ENERGETICA, COSTI OPERATIVI E PROFITTO.
METODI DI SIMULAZIONE DI PROCESSO IBRIDI PER LA CREAZIONE DI DIGITAL TWIN DI UN IMPIANTO.
METODOLOGIE EVOLUTE DI CONTROLLO AUTOMATICO DIGITALE E BASATO SUL MODELLO (FIRST PRINCIPLES E/O DATA-DRIVEN) DEL PROCESSO.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI ANALIZZARE SEMPLICI SCHEMI DI PROCESSO PER DEFINIRE I PRINCIPALI FLUSSI DI MATERIA E DI ENERGIA.
CAPACITÀ DI ANALIZZARE LE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN STAZIONARIO ED IN TRANSITORIO DI UN IMPIANTO DI PROCESSO.
CAPACITÀ DI ANALIZZARE DATI MISURATI DI VARIABILI DI PROCESSO, RILEVARE ERRORI E RICONCILIARE I DATI.
CAPACITÀ DI IDENTIFICARE LE VARIABILI CHIAVE DI PROCESSO DA ASSOGGETTARE A CONTROLLO PER OBIETTIVI DI PROCESSO, ECONOMICI ED AMBIENTALI

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI DETERMINARE E QUANTIFICARE I PRINCIPALI FLUSSI DI MATERIA E DI ENERGIA COINVOLTI IN UN IMPIANTO DI PROCESSO
CAPACITÀ DI MODIFICARE LE VARIABILI DI PROCESSO PER OTTENERE L’OTTIMIZZAZIONE ECONOMICA DEL PROCESSO.
CAPACITÀ DI SELEZIONARE LA STRATEGIA O LA TECNICA DI CONTROLLO DI PROCESSO.
CAPACITÀ DI IDENTIFICARE L’APPROCCIO MODELLISTICO PER REALIZZARE IL DIGITAL TWIN DELL’IMPIANTO E DEI SISTEMI DI CONTROLLO.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI INDIVIDUARE LE CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PROCESSO E DI OTTIMIZZARE IL CONTROLLO DEL PROCESSO PER OTTENERE UN MAGGIOR PROFITTO ECONOMICO.

CAPACITÀ TRASVERSALI – CAPACITÀ COMUNICATIVE
CAPACITÀ DI COMUNICARE IN MODO CHIARO E TECNICAMENTE CORRETTO SU ARGOMENTI LEGATI ALL’ESERCIZIO DI IMPIANTI DI PROCESSO IN AMBIENTI INDUSTRIALI INTERDISCIPLINARI. CAPACITÀ DI LEGGERE E COMPRENDERE LA DOCUMENTAZIONE TECNICA DI IMPIANTI DI PROCESSO.

CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI APPRENDERE
CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.

CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI INDAGINE
CAPACITÀ DI RICAVARE INFORMAZIONI UTILI ALL’ESERCIZIO E AL CONTROLLO DI IMPIANTI DI PROCESSI DA DOCUMENTAZIONE TECNICO-SCIENTIFICA E DA SOFTWARE DI SIMULAZIONE E CONTROLLO.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE LE CONOSCENZE MATEMATICHE RELATIVE A EQUAZIONI DIFFERENZIALI ORDINARIE LINEARI E NON, LA TRASFORMAZIONE DI LAPLACE DI QUELLE ORDINARIE, IL CONCETTO DI CONTROLLO IN RETROAZIONE, I PRINCIPI DI OTTIMIZZAZIONE E DI PROGRAMMAZIONE LINEARE.
Contenuti
INTRODUZIONE AGLI IMPIANTI DI PROCESSO: CLASSIFICAZIONE DEI PROCESSI, STRUTTURA DI UN IMPIANTO E SEZIONI DI PROCESSO, CORRENTI DI PROCESSO E DI SERVIZIO, VARIABILI DI PROCESSO, UNITÀ DI PROCESSO (LEZ. 5H)

BILANCI DI MATERIA E DI ENERGIA: BILANCI DI MATERIA SU SISTEMI APERTI IN STAZIONARIO E IN TRANSITORIO, RICHIAMI DEL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA, BILANCI DI ENERGIA, BILANCI SU PROCESSI CON REAZIONI CHIMICHE (LEZ. 8H, ES. 5H)

INTRODUZIONE ALLE OPERAZIONI UNITARIE DELL’INDUSTRIA DI PROCESSO: MISCELAZIONE, SEPARAZIONE, REAZIONE, TRASFERIMENTO DI CALORE, VARIABILI DI PROGETTO E DI ESERCIZIO, GRADI DI LIBERTÀ, EQUAZIONI DI PROGETTO E VERIFICA, RESA E RECUPERO DI PRODOTTO, EFFICIENZA ENERGETICA. (LEZ. 6H, ES. 3H)

DOCUMENTAZIONE TECNICA DI IMPIANTO: DIAGRAMMI DI FLUSSO A BLOCCHI, DIAGRAMMI DI FLUSSO DI PROCESSO (PFD), SCHEMA DI MARCIA (P&ID), RAPPRESENTAZIONE SIMBOLICA E CONVENZIONI, CLASSIFICAZIONE DI TUBAZIONI E DELLA STRUMENTAZIONE, SCHEDE DI SPECIFICA DELLE APPARECCHIATURE E DELLA STRUMENTAZIONE. LE MARCE NOTEVOLI: MARCIA DI PROGETTO, MARCIA DI TARGA E MARCIA MINIMA. LOGICA DI MISURA, CONTROLLO E DI INTERBLOCCO. (LEZ. 8H, ES. 4H)

ANALISI ECONOMICA DEGLI IMPIANTI DI PROCESSO: RICHIAMI DI ANALISI ECONOMICA, STIMA DEI COSTI DI IMPIANTO E COSTI OPERATIVI, INDICATORI DI PROFITTABILITÀ, OTTIMIZZAZIONE ECONOMICA (LEZ. 6H, ES. 2H)

TECNICHE DI SIMULAZIONE E OTTIMIZZAZIONE DI PROCESSO: DIGITAL TWIN DI UN IMPIANTO DI PROCESSO, SIMULAZIONE BASA SUI PRINCIPI PRIMI, APPROCCIO MODULARE-SEQUENZIALE E ORIENTATO ALLE EQUAZIONI, RISOLUZIONE DEI BILANCI DI MATERIA E DI ENERGIA, PROGETTAZIONE E VERIFICA DELLE APPARECCHIATURE, ANALISI DI SENSITIVITÀ E METODI DI OTTIMIZZAZIONE, SIMULAZIONE BASATA SU DATI DI PROCESSO, TECNICHE DI SIMULAZIONE IBRIDA (LEZ. 5H, LAB. 9H).

RICONCILIAZIONE DEI DATI DI PROCESSO: CLASSIFICAZIONE DELLE VARIABILI DI PROCESSO MISURATE, RILEVAZIONE, IDENTIFICAZIONE E STIMA DEGLI ERRORI, STIMA DELLE VARIABILI DI PROCESSO NON MISURATE O NON MISURABILI, TECNICHE DI RICONCILIAZIONE DEI DATI (LEZ. 6H, ES. 3H)

RICHIAMI SU MATLAB®¸ INTRODUZIONE AL SUO CONTROL TOOLBOX E AL DESKTOP SISOTOOL® (LEZ. 0H, ES./LAB. 3H).

RICHIAMI SULLA RAPPRESENTAZIONE DI SISTEMI DINAMICI NEL DOMINIO DEL TEMPO DISCRETO. L'ANELLO DI CONTROLLO IN RETROAZIONE CON REGOLATORI DISCRETI (PID, CONTROLLORE FUZZY) (LEZ. 4H, ES./LAB. 1H).

CENNI SULLE TECNICHE DI CONTROLLO EVOLUTO DEL PROCESSO (APC) (LEZ. 2H, ES./LAB. 0H).

L'IDEA E L'IMPLEMENTAZIONE DEL CONTROLLO PREDITTIVO BASATO SUL MODELLO (MPC). ESEMPI APPLICATI ALL'INDUSTRIA DI PROCESSO (LEZ. 7H, ES./LAB. 3H).
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO SI TIENE IN INGLESE.

LA FREQUENZA AI CORSI DI INSEGNAMENTO È FORTEMENTE CONSIGLIATA.

L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE SVOLTE DAI DOCENTI CON AMPIO IMPIEGO DI PRESENTAZIONI ED ANIMAZIONI COMPUTERIZZATE, ESERCITAZIONI IN AULA SVOLTE DAL DOCENTE SULLA LAVAGNA ED ATTIVITÀ IN LABORATORIO INFORMATICO SVOLTE DAL DOCENTE IN MANIERA INTERATTIVA CON GLI STUDENTI, TRAMITE L’IMPIEGO DI OPPORTUNO SOFTWARE DIDATTICO. AD OGNI STUDENTE È ASSEGNATO UNO USERNAME ED UNA PASSWORD, E QUINDI CONSENTITO L’ACCESSO IN AULA INFORMATICA A PC COLLEGATI IN RETE E DOTATI DELLA LICENZA DI MATLAB®¸ CON I SUOI TOOLBOX. CIASCUN STUDENTE PUÒ INSTALLARE ED USARE LA LICENZA DELLA VERSIONE AGGIORNATA DI MATLAB® DI ATENEO, SCARICANDOLA DA HTTPS://WEB.UNISA.IT/SERVIZI-ON-LINE/MATLAB-X-UNISA.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE DI DURATA VARIABILE TRA 30 E 45 MINUTI. IN GENERE, IL COLLOQUIO CONSISTE IN DUE DOMANDE SUGLI ASPETTI TECNICI ED ECONOMICI DELLE OPERAZIONI DEGLI IMPIANTI DI PROCESSO ED IN UNA DOMANDA SUL CONTROLLO DI PROCESSO. QUEST’ULTIMA PUÒ RICHIEDERE UNA BREVE SESSIONE PRATICA AL PC CON MATLAB SUL CONTROLLO DEL PROCESSO DISCRETO O AVANZATO.

PER SUPERARE L'ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ DIMOSTRATA SUI TEMI DISCUSSI, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA. E’ CONDIZIONE NECESSARIA AL SUPERAMENTO DELL’ESAME LA CONOSCENZA DEI METODOLOGIA DEI BILANCI DI MATERIA E DI ENERGIA SU IMPIANTI DI PROCESSO E DEI PRINCIPI DEL CONTROLLO DI PROCESSO AVANZATO ILLUSTRATI NEL CORSO. LO STUDENTE RAGGIUNGE L’ECCELLENZA QUANDO DIMOSTRA DI SAPER UTILIZZARE IN AUTONOMIA LE CONOSCENZE PER OTTENERE CONDIZIONI OPERATIVE DI PROCESSO OTTIMALI IN IMPIANTI DI PROCESSO E LA RELATIVA STRUTTURA DI CONTROLLO ANCHE IN CASI STUDIO IN CUI SIANO INTRODOTTI ELEMENTI SIGNIFICATIVAMENTE DIFFERENTI DA QUELLI TRATTATI NEL CORSO.
Testi
PRESENTAZIONI DIDATTICHE, ESTRATTI DI TESTI E MATERIALI DI SUPPORTO FORNITI DAI DOCENTI.

TESTI DI CONSULTAZIONE
BEQUETTE B.W., PROCESS CONTROL: MODELING, DESIGN AND SIMULATION, PRENTICE HALL, 2003.
FELDER R.M., ROUSSEAU, R.W. BULLARD L.G., ELEMENTARY PRINCIPLES OF CHEMICAL PROCESSES, 4TH GLOBAL EDITION, WILEY, 2016.
HIPPLE J., CHEMICAL ENGINEERING FOR NON-CHEMICAL ENGINEERS, WILEY, 2017.
MAGNANI G., FERRETT P., ROCCO P., TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO, 2 ED., MCGRAW-HILL LIBRI ITALIA, 2003.
ROMAGNOLI J.A., PALAZOGLU A., INTRODUCTION TO PROCESS CONTROL, 3RD EDITION, CRC PRESS, 2020.
TOGHRAEI M., PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM DEVELOPMENT, WILEY 2019.
Altre Informazioni
TUTTE LE PRESENTAZIONI DEL CORSO, APPUNTI AGGIUNTIVI ED ESEMPI DI DOMANDE D’ESAME SONO RESE DISPONIBILI DAI DOCENTI SULLA PIATTAFORMA MICROSOFT TEAMS® DELL’UNIVERSITÀ DI SALERNO.

GLI ORARI DEL CORSO SONO PUBBLICATI SU HTTPS://EASYCOURSE.UNISA.IT/
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