Design and Development of Control Solutions for Multi-Variable Process Optimization

L’attività di ricerca svolta ha riguardato lo sviluppo e l’implementazione di soluzioni per il controllo e l'ottimizzazione di sistemi interagenti. Gli ambiti applicativi sono stati la Home & Building Automation (HB&A) e l’automazione nell’industria petrolchimica. Riguardo alla H&BA sono state definite politiche di controllo accoppiato termico, illuminotecnico e dell’Indoor Air Quality che risultano, nella loro interconnessione, molto innovative. L’obiettivo perseguito nella progettazione del sistema di controllo è l’ottenimento del massimo risparmio energetico e confort per l’utente. Tramite l’utilizzo sistematico della "cross fertilization" è stato possibile espandere nell’ambito della H&BA le conoscenze acquisite in ambito dell’automazione industriale. In particolare, per lo sviluppo del sistema di controllo sono state sviluppate architetture di controllo basato sull’interconnessione di tecniche PID avanzate. L’approfondimento degli studi ha riguardato il tuning ottimo dei regolatori industriali, la valutazione della stabilità e infine l’aumento delle prestazioni del sistema di controllo stesso. In seguito, si sono analizzate alcune tecniche di controllo multi-variabile. Tramite l’utilizzo di una batteria di modelli, identificati per mezzo di step test sul processo, è stato sviluppato un algoritmo Gain Schedule Model Predictive Control volto al controllo delle variabili di processo e all’ottimizzazione dell’energia necessaria. Altro aspetto affrontato riguarda la modellazione e il controllo di processi di una realtà quale l’api Raffineria di Falconara Marittima,. In particolare, si sono affrontate problematiche di ottimizzazione di una colonna di Visbreaking e di ottimizzazione della combustione di una fornace di preriscaldo. Oltre all’implementazione su sistema DCS sono state studiate e implementate tecniche innovative per il tuning dei controllori e per il raggiungimento delle specifiche richieste. In particolare è stato sviluppato un Discrete Fuzzy Smoother che permette di eliminare l’overshoot nel transitorio.