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    Furio CASCETTA

    Insegnamento di RETI DI MONITORAGGIO

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

    SSD: ING-IND/10

    CFU: 9,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 72,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    1. Architetture di telecontrollo e supervisione reti
    2. Concetti generali di metrologia
    3. Strumentazione di misura per sistemi di telecontrollo
    4. Elementi di contabilizzazione del calore (dispense)
    5. Elementi di domotica ed edifici intelligenti (dispense)
    6. Elementi di telelettura dei contatori d’utenza (dispense)
    7. Elementi di monitoraggi della qualità dell’aria (dispense)

    Testi di riferimento

    Appunti dalle lezioni

    * F. Cascetta: Sistemi di telecontrollo di reti di pubblica utilità – Reti Idriche, Franco Angeli Editore, Milano, (2003).

    * F. Cascetta, P. Vigo: Introduzione alla metrologia, Liguori Editore, Napoli, 1988.

    Obiettivi formativi

    L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni relative ai concetti di monitoraggio e telecontrollo delle reti tecnologiche geograficamente distribuite, sistemi e metodi di misura delle principali grandezze idrauliche, termo-fluidodinamiche e ambientali.
    Al termine del corso, lo studente deve:
    1) conoscere e saper descrivere le principali architetture dei sistemi di telecontrollo delle reti di pubblica utilità; conoscere e saper selezionare gli idonei strumenti di misura nelle principali applicazioni dell'ingegneria civile/ambientale e industriale;
    2) possedere capacità di comprensione nella lettura e studio di libri di testo specialistici e riviste nel settore dei sistemi di supervisione (SCADA);
    deve essere capace di applicare le conoscenze acquisite e le capacità di comprensione in maniera tale da dimostrare un approccio professionale; possedere le competenze adeguate per individuare e risolvere problematiche di misura, controllo e monitoraggio nelle applicazione civili/ambientali e industriali;

    Prerequisiti

    Lo studente deve essere in possesso degli strumenti basilari della fisica e della matematica, della termodinamica applicata, della trasmissione del calore e dell'idraulica/fluidodinamica.

    Metodologie didattiche

    Le lezioni frontali sono articolate tipicamente in moduli da 2 o 3 ore e sono tenute dal docente del corso. Le lezione frontali sono prevalentemente di tipo teorico; vengono illustrati agli studenti a scopo esemplificativo alcune applicazioni e casi pratici.

    Metodi di valutazione

    l'esame consta in una sola prova finale orale. Al termine del colloquio orale avverrà la valutazione finale sui seguenti criteri:
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Sistemi di Telecontrollo' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Misure di energia termica' o 'Contabilizzazione del calore'(vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Misure di portata' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Domotica e automazione degli edifici' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Analizzatori qualità dell'aria' (vedi programma)

    Altre informazioni

    Il docente è disponibile, nell'orario di ricevimento o via email (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.), a fornire materiale didattico di supporto ai testi ufficiali per eventuali approfondimenti.

    Programma del corso

    1. Architetture di telecontrollo e supervisione reti

    Architettura generale di un sistema di monitoraggio. Posto centrale (sala controllo del centro di supervisione). Mezzi trasmissivi (supporti di comunicazione). Campo o periferia. Apparati da centro ed apparati periferici. Dislocazione dell’intelligenza: centralizzata o distribuita. Funzioni principali dei sistemi di monitoraggio e di supervisione. Integrazione tra sistemi di monitoraggio e la cartografia computerizzata (SIT o GIS). Modalità di colloquio tra centro e periferia. Ridondanza e affidabilità. Protocolli di comunicazione di campo e di impostazione centrale. Reti di telecomunicazione fisse e mobili; reti cablate/ reti wireless; indicatori di prestazione;economia di scala e di scopo tra sistemi di supervisione di servizi di pubblica utilità che insistono in un medesimo territorio

    2. Concetti generali di metrologia

    Definizione del concetto di misurazione; misure dirette ed indirette. Configurazione generalizzata degli strumenti di misura. Incertezze di misura e loro classificazione. Distribuzione dei risultati di misura. Analisi delle incertezze. Legge di propagazione delle incertezze. Prestazioni statiche e dinamiche degli strumenti di misura: strumenti del primo e del secondo ordine.

    3. Strumentazione di misura per sistemi di telecontrollo

    Sensori di misura della portata: richiami di fluidodinamica, equazioni del moto, teorema di Bernoulli. Misuratori venturimetrici (a pressione differenziale), magnetici e ad ultrasuoni. Principio fisico di funzionamento; caratteristiche costruttive e prestazioni metrologiche.

    Sensori di misura della pressione: richiami dei fondamenti teorici. Trasduttori meccanici ed elettrici: a resistenza variabile, a riluttanza variabile, a capacità variabile. Principio fisico di funzionamento; caratteristiche costruttive e prestazioni metrologiche.

    Misuratori di livello: sensori a contatto (a galleggiante e a tasteggio), sensori di misura a distanza (ad ultrasuoni, radar); sensori capacitivi. Principio fisico di funzionamento; caratteristiche costruttive e prestazioni metrologiche.

    4. Elementi di contabilizzazione del calore (dispense)

    Principi generali della contabilizzazione del calore. Co-generazione e teleriscaldamento. Contatori di Energia Termica (CET) da centrale e da appartamento: sensoristica e prestazioni di misura. Sensori di portata e di temperatura (termometria a resistenza e termocoppie). Ripartitori di energia termica (metodi indiretti).

    5. Elementi di domotica ed edifici intelligenti (dispense)

    Classificazione degli edifici intelligenti in base alla complessità di integrazione degli impianti e delle dimensioni degli edifici (domotica, BAS, CIB). Cenni di automazione ed integrazione degli impianti tecnologici (elettrico, HVAC, illuminazione, ascensori, telecomunicazioni) e dei sistemi di sicurezza (attiva/security e passiva/safety).

    6. Elementi di telelettura dei contatori d’utenza (dispense)

    Introduzione ai contatori d’utenza (utility meters). Quadro normativo e legislativo. Sistemi di telelettura (RMR, OMR) e di telegestione avanzata (AMR, AMI). Possibili architetture di sistema. Reti fisse e reti mobili. Esempi e casi pratici: il caso del contatore elettrico e del contatore gas.

    7. Elementi di monitoraggi della qualità dell’aria (dispense)

    Definizioni: inquinamento atmosferico, contaminante, inquinante, principali sorgenti ed emissioni, effetti dell’inquinamento, classificazione degli inquinanti. Analizzatori di biossido di zolfo, ossidi di azoto ed ozono, di monossido di carbonio. Inquinamento da polveri sottili: definizione del materiale particellare, schemi di campionamento di PM10 e PM2,5: metodo di riferimento, testa di prelievo del campionamento. Analizzatore di polvere sottili: metodi gravimetrici (off-line) e metodi ad attenuazione di raggi beta (on-line). Quadro normativo e legislativo di riferimento: DM 60/2002.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Course programme
    The course programme is structured as follows:
    First Part: Telecontrol Architecture and Network Supervision
    Second Part: General Metrology Concepts
    Definition of the measurement concept; Third Part: Measurement equipment for telecontrol systems
    Part Four: Applications
    Contabilization of thermal energy (district heating). Intelligent Buildings (Home Automation). Telemetry of user counters.
    Fifth part: Metrology Confirmation and Company Quality System

    Course Syllabus

    The course programme is structured as follows: First Part: Telecontrol Architecture and Network Supervision General architecture of a monitoring system. Central place (control center control room). Transmission media (communication media). Field or suburb. Center devices and peripheral devices. Second Part: General Metrology Concepts Definition of the measurement concept; Direct and indirect measures. General setup of measuring instruments. Measurement uncertainties and their classification. Third Part: Measurement equipment for telecontrol systems Flow measurement sensors: fluid dynamics, motion equations, Bernoulli theorem. Magnetic and ultrasonic gauges. Insertion techniques. Physical operating principle; Constructive features and metrological performance. Pressure Sensors: summaries of theoretical foundations. Mechanical and electrical transducers: with variable resistance, variable reluctance, variable capacity. Physical operating principle; Constructive features and metrological performance. Level gauges: contact sensors (floating and pulsating), remote sensing sensors (ultrasonic, radar); Capacitive sensors. Physical operating principle; Constructive features and metrological performance. Part Four: Applications Contabilization of thermal energy (district heating). Intelligent Buildings (Home Automation). Telemetry of user counters. Fifth part: Metrology Confirmation and Company Quality System The reference regulatory framework is ISO 9000 and ISO 14000. Performance performance models. Periodic checks and metrological confirmations. The National Calibration System. The Certification and Accreditation System.

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