4 1 Il controllo automatico nei processi chimici 1.1 PREMESSA Nel volume I sono stati descritti i principi di funzionamento della regolazione in retroazione, i principali elementi che costituiscono un anello di regolazione, la regolazione ON-OFF e le norme UNICHIM per la rappresentazione degli schemi di controllo. In questo capitolo svilupperemo gli elementi di base per avvicinarsi ai molteplici aspetti del controllo di processo. Affronteremo prima il comportamento dinamico dei processi in assenza di regolazione, poi le modalità d azione dei regolatori continui ed, infine, il comportamento dei processi regolati. Sarà anche affrontata la regolazione dei processi discontinui (batch). Prima di proseguire riprendiamo con alcuni esempi i principali aspetti di quanto sviluppato nel volume I. esempio 1.1 Nella Fig. 1.1 sono riportati due esempi di processi caratterizzati dalla presenza di una regolazione in retroazione. Individuare e classificare le variabili che influenzano il processo. Fe Fe LIC 1 LIC 1 D1 D1 Fu Fu a) Fig. 1.1 b) Esempi di controllo di livello. Risoluzione Ricordiamo che le variabili di processo sono grandezze che caratterizzano il processo. Nel nostro caso possiamo individuare il livello e le portate, l entrante (Fe) e l uscente (Fu): il livello è una variabile in uscita, mentre le portate Fe e Fu, che lo influenzano sono variabili in ingresso al processo. Quindi la relazione ingresso-uscita non corrisponde a flussi entranti e uscenti, ma ad una relazione logica: l uscita (la risposta) è influenzata dall ingresso (lo stimolo). In relazione all anello di regolazione presente, il livello rappresenta, in ambedue gli esempi, la variabile misurata e controllata. Spesso con il termine variabile di processo ci si riferisce solo alla controllata. Nello schema di Fig. 1.1 a, la portata Fe è la variabile manipolata o controllante, mentre Fu è la variabile indipendente o disturbo. Nello schema di Fig. 1.1 b, la portata Fe, esterna all anello di regolazione, agisce da disturbo; mentre Fu è la manipolata, dato che su di essa agisce l uscita del regolatore facendo variare l apertura della valvola che, così, manipola la portata.