CONTROLLO AVANZATO Insegnamento obbligatorio per la Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica e dei Processi Sostenibili, collocato nel I periodo didattico del II anno. Vengono approfondite le problematiche legate al controllo di processi industriali, con particolare attenzione ai sistemi non-lineari e multivariabile. Verranno inoltre studiati gli schemi di controllo di apparecchiature e processi industriali, nonché la documentazione utilizzata per descriverli (Process Flow Diagram e Piping & Instrumentation Diagram). Lo studente avrà quindi modo di acquisire competenze fondamentali per l'esercizio dlella professione, sia come ingegnere di processo, sia come ingegnere progettista. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE 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.

CONTROLLO AVANZATO Obiettivo dell’insegnamento è far sì che l'allievo acquisisca le seguenti conoscenze: - problematiche di controllo di un processo; - caratteristiche dei sistemi non-lineari e delle problematiche di controllo che ne derivano; - metodologie e tecniche di progetto di sistemi di controllo multivariabile decentralizzato; - schemi di controllo delle più comuni apparecchiature dell'industria di processo; - normative da impiegarsi per redigere Process Flow Diagram e Piping & Instrumentation Diagram. Le abilità che lo studente deve acquisire sono pertanto le seguenti: - determinare i parametri di un processo lineare mediante procedure di identificazione in-linea; - studiare la dinamica di sistemi non lineari e proporre semplici schemi di controllo; - progettare un controllore multivariable decentralizzato; - definire lo schema di controllo 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: - proporre uno schema di controllo per un processo; - redigere Process Flow Diagram e Piping & Instrumentation Diagram per descrivere il sistema di controllo di una apparecchiatura o di un processo; - progettare un sistema di controllo multivariable. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE 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.

CONTROLLO AVANZATO Lo studente deve essere a conoscenza dei seguenti argomenti: - trasformata di Laplace; - dinamica di sistemi lineari e funzione di trasferimento; - analisi di stabilità di un sistema lineare (luogo delle radici, diagrammi di Bode e Nyquist); - progetto di un controllore PID; - metodi di risoluzione di equazioni non lineari e di equazioni differenziali. Sono richieste inoltre le conoscenze di base di impiantistica chimica e di controllo dei processi. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE Sono richieste le conoscenze di base di impiantistica chimica e di controllo dei processi.

CONTROLLO AVANZATO - Identificazione di processi lineari mediante l'analisi della risposta a variazioni dell'ingresso a gradino e ad impulso e ad altre sollecitazioni. - Sistemi multivariabile lineari: studio della dinamica e di controllori decentralizzati. - PFD e P&ID: convenzioni delle rappresentazioni, normative. - Controllo di apparecchiature dell'industria di processo (scambiatori di calore, condensatori, colonne di assorbimento, colonne di distillazione, reattori, essiccatori, cristallizzatori). - Tipologie di controllori industriali (a relé, PID. PLC, SCADA, DCS). - Controllo di processi chimici: linee guida per la progettazione. - Sistemi non lineari: studio della dinamica. della stabilità. Sistemi di controllo per processi non lineari. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE - 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 (1,5 crediti). - Metodologie per l'identificazione dei pericoli negli impianti di processo. HazOp, FMEA, Dot Chart per gli impianti discontinui (1,5 crediti). - Sicurezza Funzionale e cybersicurezza (0.5 crediti)

CONTROLLO AVANZATO 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 per definire il sistema di controllo di un impianto proposto dal docente: il risultato verrà consegnato al docente sotto forma di Process Flow Diagram e Piping & Instrumentation Diagram. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE 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. Una delle esercitazioni in aula sarà dedicata alla gestione dei rischi legati alla cybersecurity dei sistemi di controllo e protezione, nell'ambito del PE7 PNRR SERICS. In questa fase sarà fornita assistenza continua da parte dei docenti e collaboratori in aula. 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.

CONTROLLO AVANZATO Poiché questo insegnamento è una sintesi di molti aspetti del controllo di processo, è stato sviluppato materiale didattico apposito che non coincide con testi disponibili sul mercato. A questi si fa comunque esplicito riferimento nel materiale fornito, dove vengono consigliati testi per approfondimenti. 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 all'inizio delle lezioni. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE 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.

Slides; Dispense; Libro di testo; Esercizi; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di simulazione; Strumenti di collaborazione tra studenti;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato grafico prodotto in gruppo; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Group graphic design project; Group essay;

... CONTROLLO AVANZATO 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 sostenere l’esame è richiesta la frequenza alle esercitazioni di calcolo che saranno svolte durante il corso. 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 e l'autonomia di giudizio. 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 massima 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. Trattandosi di un lavoro di gruppo, la valutazione individuale coincide con quella del gruppo. La valutazione finale deriverà per il 20% dalla valutazione dell’esercitazione di gruppo e per l’80% 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. TECNICA DELLA SICUREZZA AMBIENTALE La verifica dell’apprendimento avverrà separatamente 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 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 1,5-2 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 20% dalla valutazione dell’esercitazione di gruppo e per l’80% 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.