AeS Nr.8

Novembre - Dicembre 2023 n Automazione e Strumentazione Applicazioni 92 MISURA presentazioni di sofisticate applicazioni di con- trollo multivariabile. Mostriamo un esempio pos- sibile nella figura 5 . Ipotizziamo di utilizzare una portata di vapore per garantire una temperatura minima, come potrebbe avvenire al fondo di una colonna di distillazione. La soglia di temperatura minima (linea arancione) è considerata invalica- bile, per poter garantire la qualità del prodotto, e l’operatore imposta il set-point (linea rossa) in maniera conservativa per essere sicuro che con le tipiche oscillazioni del nostro sistema la tempera- tura minima misurata (linea blu) sarà sempre al di sopra del limite di qualità. Ipotizziamo anche di misurare la portata di vapore con un misuratore di pressione differenziale. Anche se la nostra misura è impostata in kg/ora, stiamo leggendo in realtà una postata volumetrica e le oscillazioni saranno originate da tutti quei fattori che impediscono a una portata volumetrica di corrispondere rigi- damente a una quantità di calore fornita, ovvero oscillazioni di temperatura e pressione dovute sia a fattori di processo (per esempio il cambio frequente da parti di altri utilizzatori della stessa sorgente di vapore, la temperatura ambiente che varia tra giorno e notte, oppure che si abbassa in caso di pioggia ecc.). Potremmo quindi decidere di inserire una com- pensazione di portata in pressione e temperatura. Per il vapore raccomanderemmo sicuramente modelli del vapore per il calcolo della densità, se disponibili sul nostro sistema di automazione, oppure semplificazioni polinomiali facilmente ottenibili ed ottimizzabili con strumenti come MS Excel . L’inserimento della compensazione porterebbe ad avvicinare la lettura di portata alla proporziona- lità con la quantità di calore fornita e quindi otte- nere una stabilizzazione della misura. A questo punto l’operatore potrebbe decidere di abbassare la portata media, ottenendo anche un piccolo van- taggio economico risultante da un ridotto con- sumo di vapore. Quindi possiamo ipotizzare di utilizzare la com- pensazione per avvicinare la misura di portata al reale obiettivo che ci prefiggiamo (tra quelli indi- cati all’inizio di questo articolo), e quindi ottenere una regolazione più stabile. Come ulteriore esempio consideriamo una por- tata volumetrica di aria atmosferica usata come aria comburente. In questo caso vorremmo ide- almente controllare la portata molare di ossigeno, che è però influenzata da temperatura e pressione atmosferiche, ma anche dall’umidità dell’aria. Se la nostra flangia ha come condizioni di pro- getto 20 °C, 1 atm, e 30% di umidità relativa avremo un errore percentuale molare di ossigeno, al variare delle condizioni operative: • -0.55% con la temperatura a 30 °C. • 0.5% con la temperatura a 0 °C. • -0.08% con la pressione a 0.9 atm. • 0.01% con la pressione a 1.02 atm. • 0.46% con la umidità relativa al 10%. Figura 5 - Beneficio economico di una maggiore stabilità