Corso di controllo di processo

Lezione 1 • Obiettivi e Metriche del Controllo di Processo

Definisce i criteri di prestazione come stabilità, inseguimento del setpoint e reiezione dei disturbi. Inquadra le metriche utilizzate per valutare i controllori più avanti nel corso.

Lezione 2 • Variabili e Segnali di Processo

Identifica le variabili manipolate e misurate in un anello di controllo. Collega i tipi di variabile alla selezione della strategia di controllo.

Lezione 3 • Introduzione al Controllo di Processo

Definisce il controllo di processo e il suo ruolo nelle operations industriali. Stabilisce il vocabolario utilizzato durante tutto il corso.

Lezione 4 • Fondamenti di Dinamica dei Processi

Spiega come i processi rispondono ai cambiamenti degli ingressi nel tempo. Fornisce la comprensione dinamica necessaria per la progettazione dei controllori.

Lezione 1 • Simulazione dei Modelli di Processo

Implementa modelli di processo in ambienti di simulazione per prevedere le risposte dinamiche. Supporta la validazione pratica prima dell'implementazione fisica.

Lezione 2 • Rappresentazione con Funzioni di Trasferimento

Converte le equazioni differenziali in funzioni di trasferimento nel dominio di Laplace. Abilita l'analisi nel dominio della frequenza utilizzata nei capitoli successivi sulla progettazione dei controllori.

Lezione 3 • Modellazione dai Principi Primi

Applica i bilanci di massa ed energia per derivare modelli dinamici di processo. Fornisce le basi analitiche per comprendere il comportamento del processo.

Lezione 4 • Validazione del Modello e Incertezza

Valuta l'accuratezza del modello rispetto ai dati misurati dell'impianto e quantifica l'incertezza. Prepara a selezionare progetti di controllo robusti.

Lezione 1 • Concetti e Criteri di Stabilità

Definisce la stabilità BIBO e di Lyapunov e introduce il criterio di Routh-Hurwitz. Fornisce le basi teoriche per tutta l'analisi di stabilità successiva.

Lezione 2 • Criterio di Nyquist e Stabilità

Applica il criterio di stabilità di Nyquist a sistemi con ritardi temporali e poli nel semipiano destro. Estende l'analisi di stabilità oltre i limiti del diagramma di Bode.

Lezione 3 • Analisi del Diagramma di Bode

Costruisce e interpreta i diagrammi di Bode del modulo e della fase per sistemi ad anello aperto. Consente il calcolo del margine di guadagno e di fase per la valutazione della stabilità.

Lezione 4 • Robustezza e Funzioni di Sensibilità

Valuta le funzioni di sensibilità e sensibilità complementare per quantificare la robustezza. Collega le metriche nel dominio della frequenza alla reiezione dei disturbi e del rumore nel mondo reale.

Lezione 1 • Taratura Basata sulle Prestazioni

Ottimizza i parametri PID utilizzando criteri integrali di errore e ricerca basata su simulazione. Collega le decisioni di taratura a risultati di prestazione quantificati.

Lezione 2 • Metodi Classici di Taratura

Applica le regole di taratura di Ziegler-Nichols, Cohen-Coon e basate su IMC per impostare i parametri PID. Fornisce punti di partenza pratici per la messa in servizio del controllore.

Lezione 3 • Modalità del Controllore PID

Spiega le azioni proporzionale, integrale e derivativa e i loro effetti individuali. Consente di selezionare le modalità di controllo appropriate per un dato processo.

Lezione 4 • Struttura dell'Anello di Controllo a Retroazione

Analizza l'architettura ad anello chiuso e il ruolo di ciascun elemento dell'anello. Stabilisce il quadro per l'analisi del controllore PID.

Lezione 1 • Piattaforme di Controllo PLC e DCS

Passa in rassegna le architetture dei controllori logici programmabili e dei sistemi di controllo distribuito. Collega le capacità hardware all'implementazione degli algoritmi di controllo.

Lezione 2 • Implementazione del PID Digitale

Converte gli algoritmi PID continui nelle forme posizionale e di velocità per l'esecuzione digitale. Affronta gli errori di discretizzazione e la selezione del tempo di scansione.

Lezione 3 • Configurazione e Messa in Servizio dell'Anello di Controllo

Guida il processo passo-passo di configurazione, test e messa in servizio di un anello di controllo su una piattaforma digitale. Costruisce competenze pratiche di implementazione.

Lezione 4 • Sistemi di Acquisizione Dati e Storicizzazione

Spiega come i dati di processo vengono raccolti, archiviati e recuperati per analisi e reportistica. Supporta il monitoraggio delle prestazioni trattato nel prossimo capitolo.

Lezione 1 • Controllo di Rapporto e a Gamma Suddivisa

Implementa controllori di rapporto per mantenere relazioni proporzionali tra flussi. Estende la capacità di controllo ad applicazioni di miscelazione e combustione.

Lezione 2 • Controllo Inferenziale e Soft-Sensor

Stima variabili controllate non misurate a partire da misure secondarie utilizzando modelli di processo. Abilita il controllo dove la misura diretta è impraticabile o costosa.

Lezione 3 • Controllo in Cascata

Progetta strutture ad anello interno ed esterno per reiettare i disturbi più velocemente del controllo a singolo anello. Costruisce direttamente sulle competenze di taratura PID del capitolo precedente.

Lezione 4 • Controllo Feedforward

Progetta compensatori feedforward per annullare i disturbi misurabili prima che influenzino la variabile controllata. Integra il controllo a retroazione per una migliore reiezione dei disturbi.

Lezione 1 • Progettazione del Controllo a Disaccoppiamento

Progetta disaccoppiatori statici e dinamici per eliminare le interazioni tra canali. Consente la taratura indipendente a singolo anello dei canali disaccoppiati.

Lezione 2 • Introduzione al Controllo Predittivo su Modello

Introduce MPC come quadro di controllo multivariabile con gestione dei vincoli. Collega la modellazione nello spazio di stato e l'ottimizzazione all'implementazione pratica di MPC.

Lezione 3 • Interazioni di Processo Multivariabile

Quantifica le interazioni dell'anello utilizzando la matrice del guadagno relativo e il numero di condizionamento. Stabilisce la necessità di strategie di controllo multivariabile.

Lezione 4 • Rappresentazione nello Spazio di Stato

Formula modelli di processo multivariabile in forma di spazio di stato per analisi e progettazione. Fornisce le basi matematiche per i metodi di controllo moderni.

Lezione 1 • Ritaratura e Riprogettazione del Controllore

Applica metodi di ritaratura online e offline per ripristinare o migliorare le prestazioni dell'anello. Collega i risultati della diagnostica ad azioni correttive mirate.

Lezione 2 • Valutazione delle Prestazioni dell'Anello di Controllo

Applica metriche statistiche e basate sulla varianza per quantificare le prestazioni dell'anello rispetto a benchmark. Identifica anelli con prestazioni insufficienti per l'azione correttiva.

Lezione 3 • Diagnosi della Causa Radice di Scarso Controllo

Diagnostica le cause di scarse prestazioni dell'anello, tra cui stiction della valvola, errori di taratura e cambiamenti di processo. Indirizza in modo efficiente gli sforzi di manutenzione e ritaratura.

Lezione 4 • Ottimizzazione Avanzata dei Processi

Introduce quadri di ottimizzazione in tempo reale e a regime stazionario per l'economia di processo. Estende gli obiettivi di controllo dalla stabilità alla redditività.