PORTALE DELLA DIDATTICA

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Controllo avanzato/Tecnica della sicurezza ambientale

03NFNMW

A.A. 2022/23

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 38
Esercitazioni in aula 9
Esercitazioni in laboratorio 3
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
2022/23
Tecnica della Sicurezza Ambientale, è dedicata alla progettazione basata sulla valutazione del rischio, con particolare riferimento ai sistemi di controllo e protezione delle apparecchiature e degli impianti.
Tecnica della Sicurezza Ambientale, is devoted to the risk based design of a process and, in particular, of process control and safety systems.
In TSA, obiettivo dell’insegnamento è l'acquisizione delle seguenti conoscenze: - principi di gestione della sicurezza; - metodologie per analizzare un processo e identificarne i comportamenti critici dal punto di vista della sicurezza; - calcolo della probabilità di accadimento di eventi indesiderati; - criteri di progettazione dei sistemi di protezione. Le abilità che lo studente deve acquisire sono pertanto le seguenti: - condurre una valutazione dei rischi (identificazione dei pericoli; valutazione delle probabilità di accadimento degli eventi indesiderati, stimare la relativa criticità e il comportamento dell’impianto dal punto di vista della sicurezza). - definire lo schema di protezione di una apparecchiatura o di un processo; Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica, al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di: - ottimizzare il sistema di controllo e protezione di un processo sulla base della valutazione dei rischi.
The goal of the TSA module is to provide the student with the knowledge about: - safety management system principles; - methodologies for the analysis of the process and plant for the identification of safety critical behaviours; - estimation of the probability of occurrence of unwanted events; - design criteria for the process protection system. With respect to the skills that the student has to gain, the followings can be listed: - risk assessment techniques (to identify the hazards, assess the probability of occurrence of undesired events, estimate their criticalities and possible critical behavior from the safety point of view); - develop the protection scheme for a piece of equipment or a whole plant. With respect to the autonomy of judgment and the technical communication, at the end of the course the student has to be able to do the followings: - optimize the control and protection scheme on the base of risk assessment.
Sono richieste le conoscenze di base di impiantistica chimica e di controllo dei processi.
A basic knowledge of process plants’ components and major equipment is required.
- Rischio tecnologico. Definizione. Valutazione. Criteri di Tollerabilità (0,5 crediti). - Definizione e uso dell'affidabilità e della disponibilità di componenti e sistemi (1 credito). - Alberi dei guasti e Alberi degli Eventi. Quantificazione di affidabilità, disponibilità e rischi a supporto del risk based design. Dati affidabilistici (1 credito). - Metodologie per l'identificazione dei pericoli negli impianti di processo. HazOp, FMEA, Dot Chart per gli impianti discontinui (1 credito). - Sicurezza Funzionale (0.5 crediti) - Tecniche avanzate: Monte Carlo, Reti di Petri, l'Analisi Decisionale Dinamica Integrata. La gestione dei rischi (1 credito).
- Technological risk. Definition. Assessment. Tolerability criteria (0,5 credits). - Definition and use of reliability and availability for single components and systems. The definition of technological risk (1 credit). - Methodologies for hazard identification in process plants. HazOp, FMEA, Dot Chart for batch processes (1 credit). - Fault trees and Event Trees. Quantification of Reliability Availability and risk for risk based design. Reliability data (1 credit). - Functional Safety (1 credit) - Advanced techniques: Monte Carlo, Petri net and Integrated Dynamic Decision Analysis. Risk management (1 credit).
Un ciclo di esercitazioni affianca le lezioni in aula. Nelle esercitazioni lo studente è chiamato a risolvere alcuni esercizi proposti dal docente con l'obiettivo di applicare i concetti presentati a lezione. In questa fase viene fornita assistenza continua da parte del docente. Nella parte finale dell’insegnamento è previsto che gli studenti si organizzino in gruppi di tre / massimo quattro persone per definire il sistema di protezione di un impianto proposto dal docente.
Lectures are integrated with numerical exercise where students are asked to solve simple problems connected with the subject of the lesson: the students are requested to solve simple exercises about process identification, design of single-input-single-output and of multivariable controllers and reliability assessment. In the final part of the course, the class is divided into groups of three/maximum four students, and each group designs the protection system of a simple process, and prepares a short report, containing the PFD and the P&ID; the design of the protection system will complete the report.
Poiché questo insegnamento è una sintesi di molti aspetti della sicurezza di processo, è stato sviluppato materiale didattico apposito che non coincide con testi disponibili sul mercato. Dispense con i contenuti delle lezioni ed i testi degli esercizi proposti vengono messi a disposizione agli studenti iscritti all'insegnamento mediante il Portale della Didattica durante le lezioni.
As the subject of this course covers various aspects of process safety, it is not possible to find a textbook covering the various contents of the lessons. The slides used by the professor during the lessons, as well as course handouts are given to the students during the course.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... La verifica dell’apprendimento avverrà in modi differenti per il modulo di Controllo Avanzato e per quello di Tecnica della Sicurezza Ambientale. Avuta una valutazione sufficiente (>18/30) per entrambi i moduli, la valutazione finale dell’insegnamento risulterà dalla media delle valutazioni conseguite in ciascun modulo. Per il modulo di Controllo Avanzato la verifica dell'apprendimento avverrà mediante i seguenti strumenti: - un esame scritto, che ha l'obiettivo di verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. A tal fine lo studente dovrà mostrare di essere in grado di risolvere problemi di identificazione di processo, di studiare sistemi non lineari e di progettare sistemi di controllo multivariabile decentralizzati, di proporre schemi di controllo per semplici processi chimici e di saper leggere/produrre un P&ID. La durata dell’esame scritto è di 2 ore, e non è consentito l’impiego di materiale didattico (libri, appunti, …). - una esercitazione di gruppo relativa allo sviluppo di un sistema di controllo multivariabile decentralizzato per un processo industriale consentirà di valutare la conoscenza degli schemi di controllo delle apparecchiature dell'industria di processo, delle problematiche di controllo di un processo e del formalismo e delle normative da impiegarsi per redigere PFD e P&ID, nonché l'autonomia di giudizio (necessaria per la scelta dello schema di controllo) e della comunicazione tecnica, attraverso l'elaborato finale. La valutazione finale deriverà per i l15% dalla valutazione dell’esercitazione di gruppo e per l’85% dalla valutazione dell’esame scritto. Facoltativamente, lo studente potrà sostenere un esame orale, che consisterà nella discussione delle scelte adottate dagli allievi nella formulazione del sistema di controllo dell'impianto loro assegnato (esercitazione di gruppo), nonché di tutti gli argomenti dell’insegnamento. In questo caso, la valutazione che lo studente conseguirà deriverà per 1/3 dalla valutazione dell’esame orale, e per 2/3 dalla valutazione dell’esame scritto e della esercitazione di gruppo. Per il modulo di Tecnica della Sicurezza Ambientale la verifica dell’apprendimento avverrà mediante i seguenti strumenti: - un esame scritto, che ha l'obiettivo di verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. A tal fine lo studente dovrà mostrare di essere in grado di risolvere problemi di identificazione dei rischi di processo, e in base ad essi proporre schemi di protezione per semplici processi chimici, e di saper leggere/produrre un P&ID. La durata dell’esame scritto è di 2 ore, ed è consentito l’impiego di libri, appunti, ed altro materiale didattico; - una esercitazione di gruppo relativa allo sviluppo del sistema di protezione per un processo industriale consentirà di valutare la conoscenza degli schemi di controllo e protezione delle apparecchiature dell'industria di processo, delle problematiche di sicurezza di un processo, nonché l'autonomia di giudizio (necessaria per la scelta dello schema di controllo e protezione) e della comunicazione tecnica, attraverso l'elaborato finale. La valutazione finale deriverà per il 15% dalla valutazione dell’esercitazione di gruppo e per l’85% dalla valutazione dell’esame scritto. Facoltativamente, lo studente potrà sostenere un esame orale, che consisterà nella discussione dei diversi argomenti dell’insegnamento. In questo caso, la valutazione che lo studente conseguirà deriverà per 1/3 dalla valutazione dell’esame orale, e per 2/3 dalla valutazione dell’esame scritto e della esercitazione di gruppo.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Optional oral exam;
The assessment will be carried out in different ways for the module of Advanced Control and for that of Environmental Safety Technique. In case the grading of each module is >=18, the final grade will be the mean value of the scored obtained in each module. For the Advanced Control module the assessment will be carried out in the following way: - a written examination, whose goal is to check the knowledge and the skills gained by the students. Thus, the students will be requested to solve some simple exercises about process identification, design of control systems, both for singe-input single-output systems and for multivariable processes, for linear and non-linear processes. The written exam lasts 2 hours, and use of textbooks, handouts, etc. is not allowed; - a written report about the design of the control system of a simple process: it will allow to evaluate if the student is able to design the control system of pieces of equipment and full processes, as well as to draw process diagrams as the Process Flow Diagram (PFD) and the Piping & Instrumentation Diagram (P&ID). Such report will allow also to evaluate the technical communication. The final score will be obtained from that of the written report (15%) and that of the written exam (85%). The student has also the possibility to sit for an oral exam, focused on the discussion of the control system proposed by the student in the work group, and on the other topics of the course. In this case the score will be obtained from that of the oral exam (1/3) and that of the written exam + report (2/3). With respect to the module of Environmental Safety Technique, the grading will be obtained in the following way: - a written examination, with the goal of checking the knowledge and the skills gained by the students. The students will be requested to solve some simple exercises about hazard identification, logic trees solutions and at least one theoretical aspect discussed during the lessons. The written exam lasts 2 hours, and use of textbooks, handouts, etc. is allowed; - a written report about the design of the protection system of a simple process: it will allow to evaluate if the student is able to design the protection system of pieces of equipment and full processes, as well as to draw process diagrams as the Process Flow Diagram (PFD) and the Piping & Instrumentation Diagram (P&ID). Such report will allow also to evaluate the technical communication. The final score will be obtained from that of the written report (15%) and that of the written exam (85%). The student has also the possibility to sit for an oral exam, focused on theoretical aspects discussed during the course. In this case the score will be obtained from that of the oral exam (1/3) and that of the written exam + report (2/3).
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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