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Marzo 2024 n Automazione e Strumentazione Tecnica 86 CONTROLLO N ell’ambito delle attività relative alla Terza Missione del Consiglio Nazionale delle Ricerche , in parti- colare nello sviluppo di prototipi di impianto dedicati alla didattica sperimentale per il trasferimento delle conoscenze e competenze tecnologiche agli studenti delle scuole secondarie di secondo grado e università [1], grande atten- zione è stata rivolta alla sinergia università-indu- stria. Partendo dall’attività di tutoraggio, inerente lo sviluppo di un sistema di controllo automatico avanzato per un processo termoidraulico, svolta da Andrea Cataldo di Stiima-CNR (ricercatore di Stiima-CNR e studioso di controlli automatici avanzati) a supporto del lavoro di tesi di Claudio Anderis [2] , studente di Ingegneria dell’Automa- zione del Politecnico di Milano (e ora ricercatore in Ricerca sul Sistema Energetico - RSE SpA ), seguito dal ricercatore Alessio La Bella e affe- rente al gruppo di ricerca di Riccardo Scattolini, sfruttando l’infrastruttura tecnologica di Irmap (Istituto di Ricerca sulla Manutenzione e Produ- zione 1 ), è stata sviluppata un’interfaccia software che permette lo scambio di variabili in tempo reale tra il PLC del controllo di basso livello del prototipo fisico (lato industria) e l’ambiente Mat- lab per un processo termo-idraulico sperimen- tale. Attraverso questo sistema è stato studiato, pro- gettato e sviluppato un algoritmo di controllo avanzato (lato università), permettendo quindi a studenti universitari di studiare e sperimentare algoritmi di controlli avanzati su sistemi fisici industriali, avvicinando così il mondo industriale a quello accademico. Nella fattispecie, il processo fisico, rappresen- tato nella figura 1 , è costituito da due circuiti idraulici separati, primario e secondario, termi- camente accoppiati mediante uno scambiatore di calore a piastre. Il circuito primario è costituito da un serbatoio Tank 1 termo-isolato nel quale il fluido (acqua) può essere scaldato mediante una resistenza elettrica a comando On/Off, un bypass dotato di due valvole motorizzate indipendenti che consente di modulare sia la portata che scorre nello scambiatore di calore che quella di ricircolo che torna nel serbatoio di accumulo, e infine una pompa. Il circuito secondario è costituito da due serbatoi accoppiati idraulicamente mediante sca- rico libero, Tank 2 e Tank 3; il fluido del circuito secondario riceve il calore attraverso lo scambio termico che avviene nello scambiatore a piastre. Anche il circuito secondario è dotato di un bypass del tutto simile al primario, nonché di una pompa per garantire la circolazione del fluido nelle tuba- zioni. Le due pompe imprimono rispettivamente una portata totale costante imposta dagli anelli di regolazione implementati nel PLC, così da mante- nere il valore di portata al di sotto della soglia pari a 400 l/h, al fine di poter trascurare nel modello matematico del processo le perdite di carico nei tubi. L’obiettivo del lavoro svolto sul tema dei controlli automatici consiste nello studio e sviluppo di un sistema di controllo, basato sulla tecnica del Model Predictive Control (MPC) [3-4] , che per- mette la regolazione automatica delle temperature NOTA AUTORE C. Anderis - RSE; A. Cataldo - Stiima-CNR (Institute of Intelligent Industrial Technologies and Systems for Advanced Manufacturing); A. La Bella - Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Politecnico di Milano; R. Scattolini - Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Politecnico di Milano A FIL DI RETE www.stiima.cnr.it www.polimi.it www.rse-web.it www.irmapservice.com SVILUPPO DI UN SISTEMA DI CONTROLLO BASATO SU UNA STRUTTURA GERARCHICA In ambito accademico, facendo sinergia tra università e industria, è stato sviluppato un sistema di controllo avanzato che permette anche di studiare e introdurre nella funzione di costo dei termini da minimizzare, come per esempio il consumo di energia elettrica e l’usura dei macchinari. Claudio Anderis, Andrea Cataldo, Alessio La Bella, Riccardo Scattolini Accademia e industria si incontrano nell’automazione di processo