Kamis, 31 Oktober 2013

Laporan CRL ( PENGENDALIAN ON-OFF PENGENDALIAN KONTINYU P/I/D )

PENGENDALIAN ON-OFF
 (CRL 1)

1. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat:
Ø Melakukan simulasi pengendalian on-off dengan menggunakan peralatan CRL
Ø Menjelaskan pengertian Set-point,gain,open time
Ø Memahami mekanisme pengendalian on-off
Ø Mencetak grafik pengendalian on-off dan menjelaskan grafik tersebut

2. BAHAN DAN ALAT YANG DIGUNAKAN
Ø  Satu set unit CRL
Ø  Satu set personal komputer
Ø  Air dalam tangki penampungan
3. DASAR TEORI
Peralatan simulasi proses CRL dibuat oleh DIDACTA Italia dan dikembangkan untuk mempelajari teknik pengendalian level (ketinggian) permukaan fluida cair, yang dalam hal ini fluida yang digunakan adalh air. Konfigurasi yang digunakan untuk simulasi ini adalah sistim loop terbuka (open loop) dan sistim loop tertutup (closed loop). Selain itu, juga dipelajari mode pengendalian dengan pengendalian dengan pengendali (controller) tak kontinyu (ON-OFF Controller) dan pengendali kontinyu (Three tern-controller; P/I/D).
Metode pengendalian terbagi atas :
a. pengendalian diskontinyu
Ø  pengendali dua posisi (on-off)
Ø  pengendali dengan resitive probes
b. pengendali kontinyu
Ø  Proporsional (P), misal : pengendali flow, level
Ø  pengendali proporsional Integral (PI), untuk flow, level, dan suhu
Ø  pengendali pengendali Proporsional Derivatif (PD)
Ø  pengendali Proporsional Integral Derivatif (PID)

PERALATAN CRL
Bagian-bagian alat pengendali ketinggian fluida (CRL) dan gambar panel contoh pengendali ketinggian fluida dapat dilihat pada halaman lampiran. Peralatan CRL ini terdiri dari beberapa unit :
1.      Tangki air kapasitas 20 liter
2.      Pompa sentrifugasi dengan laju 20 liter/menit
3.      Katup jenis PNEUMATIK proporsional dengan input 3-5 psi
4.      Transduser I/P
5.      Inlet udara tekan (dioperasikan pada 2 bar, min)
6.      Pengukur tekanan udara tekan
7.      Alat pengatur tekanan udara tekan secara manual
8.      Controller elektronik MiniReng (alat tambahan)
9.      Peralatan listrik (panel CRL)
10.  Computer dan printer (aplikasi window)
11.  Tangki bening berskala
12.  Katup pengeluaran manual, V1 dan V2
13.  Transduser P II
14.  Katup selenoid untuk input gangguan (disturbance)
15.  Sinyal penggerak (actuating signal)
16.  Sinyal variable yang dikendalikan (controller var, signal)
17.  Sinyal gangguan (noise)

URAIAN SINGKAT
Liquid yang berada di tangki (1) di pompakan ke tangki berskala (11) oleh pompa sentrifugal (2) dibawah pengendalian katup pneumatic proporsional (3). Pengisian tangki berskala (11) menghasilkan tekanan pada bagian dasar tangki yang ekivalen terhadap ketinggian (level) liquid dalam tangki, dideteksi oleh transduser P/I (13) dan ditransmisikan sebagai sinyal Y ke unit pengkondisi (panel Kontrol, 9) outputnya berupa sinyal X yang berasal dari panel control (9) ditransmisikan ke katup pneumatic proporsional dengan bantuan udara tekan yang disuplai oleh inlet udara tekan (5)
Katup V1 dan V2 dapat diatur secara manual untuk tertutup dan terbuka penuh dalam hubungan dengan tangki berskala (11). Katup solenoid (14) memungkinkan untuk pengendalian gangguan aliran air. Unit pemakaian katup 14, V1 harus dalam keadaan terbuka penuh.
Panel Kontrol
Panel kontrol (9) terdiri dari beberapa indikator yang menunjukkan kerja peralatan pada unit CRL ini
  1. Skalar utama (main switch) yang mensuplai arus listrik dari socket dinding peralatan CRL.
  2. Lampu indicator kerja pompa, menunjukkan pompa sedang hidup.
  3. Lampu indicator kerja level minimal dan maksimal untuk pemakaian resislive probe. Resitive probe terletak di dalam tngki berskala, berbentuk seperti elektroda terbuat dari logam dalam ukuran panjang berbeda.
  4. Penunjuk ketinggian (level ndicator) dalam satuan %
  5. Lampu indicator, menunjukkan posisi katup untuk menimbulkan gangguan sesuai posisi NO.
    1. 0-katup solenoid tidak diaktifkan secara manual
    2. PC-katup solenoid dikendalikan malalui computer
  6. Sinyal pengaturan, X dalam bentuk output analoq
  7. Sinyal dikendalikan, Y controller var, dalam bentuk output analog
  8. Selector pemilih untuk jenis mode control :
    1. pengendalian gerakan katup secara manual
    2. unit off  (0) posisi pengendali tidak hidup
    3. pengendalian dengan resistive probe
    4. pengendalian dengan PC
    5. pengendalian dengan minireg, (alat tambahan)
    6. pengendalian dengan MRRP, (alat tambahan)
  9. Pengaturan Katup secara manual (trimmer)
  10. Lampu penunjuk power suplai

Tipe pengendali ON-OFF merupakan cara sederhana untuk mengimplementasikan kontrol otomatis menggunakan aktuator dua posisi controller dengan open-close position atau berdasarkan terminology biasa, ON-OFF position. Aksi pengendali dapat terlihat seperti berikut ini :
0 per e  -D
Xi  = 1 per e  D
Xi = -1 per e D
Dimana : Xi = sinyal controller output pada waktu i
                e = nilai perbedaan aliran (error), e = Y-SP
D = hysterisis pada controller
Xi-1 = nilai sinyal pada waktu tertentu ( 0 atau 1)
 
Dalam beberapa kasus untuk e D , Xi = G damana G disebut gain dari regulator. Perubahan dari level ‘terbuka’ ke level ‘tertutup’ atau sebaliknya, secara normal membutuhkan waktu tertentu, T sesuai dengan motorized valve. Dalam kasus software ON-OFF, untuk mengeset semua parameter, contohnya :
SP set point (%)
D Hysterisis (%)
T open / closes time
G Gain
      Pada pengendalian ON-OFF, penggerak (actuator) hanya berada pada dua keadaan posisi ON (hidup) atau posisi OFF (mati), dimana pada unit CRL ini diasumsikan katup pneumatic berada pada posisi membuka atau menutup aliran yang menuju tangki berskala.
Pada keadaan ini, katup akan terbuka apabila level air berada dibawah dari level yang diinginkan (set-point) atau katup penutup apabila level air melebihi dari set point. Disini akan terdapat batasan level (level threshold) yang berhubungan dengan set point, apabila batasan ini dilampaui karena level bertambah atau berkurang, katup juga berubah posisinya, hal ini akan menimbulkan perubahan posisi katup disekitar batasan level, yang timbul pada pengoperasian normal. Ketika level sedikit di bawah set point, katup akan terbuka sehingga level melebihi set point dengan cepat, kemudian katup menutup dan level berkurang kembali dan seterusnya berulang-ulang.
Untuk mengatasi masalah ini dan mencegah ausnya penggerak (katup), ada baiknya diberikan dua batasan level yang diatur secar simetris diatas dan dibawah set point.
Ø  Batasan atas dilampaui apabila level meningkat, katup akan menutup.
Ø  Batasan bawah dilampaui apabila level berkurang, katup akan terbuka.
                Interval antara level yang dikehendaki dengan salah satu batas level dinamakan      HISTERISIS. Semakin besar histerisis, semaknin rendah tekanan pada actuator.
PROPORSIONAL
Bagaian atau komponen mode pengendali ini menyatakan error yang terjadi sebanding antara setpoint dan harga terukur. Sebanding ini dinyatakan sebagai harga konstanta proporsional (Kp) ketika sinyal regulasi mencapai 100% atau pneumatic terbuka penuh, error mencapai level saturasi(jenuh), penambahan error tidak akan meningkatkan sinyal regulasi
Disini perlu diketahui range interval error agar sinyal regulasi dapat beroperasi antara 0%-100%. Range variasi error dinyatakan sebagai proporsional band, atau pita proporsional. Apabila error, e antara 0-pb , maka peran harga sinyal regular, x adalah
X= e.PB
Semakin besar PB semakin kecil keluaran controller (x) unutk error yang sama, dengan kata lain , semakin rendah gain proporsional kontroller. Sistem pengendalian yang hanay menggunakan mode proporsional ini mempunyai ketentuan berikut :
a.       Error tidak dapat dieliminasi (dikurangi) dan sulit mencapai setpoint
b.      Adanya error sisa (residu) yang disebut OFF SET yang bertambah dengan bertambanhnya PB
DERIVATIF
Mode derivative juga dipergunakan bergabung dengan mode proposional dengan persamaan:
   X (t(=Kp.e(t) + Kd.d/dT e(t)
Jika error konstan, derivative sebagai fungsi waktu akan mempunyai harga nol (tidak ada output).mode proposional derivative ini digunakan apabila diharapkan perubahan yang cepat dan dalam  batas level yang diizinkan.oleh karena level control mempunyai variasi beban yang rada lambat, penggunaan mode proposional derivative kurang memberikan pengertian yang jelas.
Mode gabungan yang melibatkan derivative yang digunakan pada CRL adalah mode gabungan atau PID (proposional, integral, derivative) dengan persamaan :
   X (t) = Kp.e(t) + Ki.?t0 e(x)dx +Kd.d/dt e(t)
Gabungan ketiganya disini memberikan kemungkinan pengendalian yang sempurna dan menghasilkan pengendalian yang optimal.
4.GAMBAR ALAT(TERLAMPIR)

5. PROSEDUR KERJA
1.             Selector kontrol (23) dipanel kontrol unit CRL diset pada posisi “PC” dan selector noise (20) pada 0.
2.             Katup V1 dan V2 dibuka dan volume tangki dikosongkan. Katup V2 diatur agar tertutup sekitar 25%, katup V1 tetap terbuka.
3.             Unit CRL dihidupkan dengan mengaktifkan tombol saklar utama.
4.             Katup tekanan (7) diputar sambil ditarik dan diatur dengan memutarkan katup tersebut agar tekanan yang terbaca di (6) maksimal 2 bar.
5.             Computer dihidupkan, program CRL dijalankan dan dipilih file “new”
6.             Dipilih regulator On-Off pada “regulator type”, klik oke, lalu klik oke lagi
7.             Pada monitor PARAMETER, dimasukkan :
-                Set point     : 30%
-                Histerisis     : 5%
-                Open Time  : 2 s
-                Gain                        : 0,5
8.             Tombol “Start” ditekan untuk memulai percobaan
9.             Kejadian di unit CRL dan grafik terbentuk di observasi
10.         Setelah berjalan 10 menit, tombol “FREEZE” ditekan. Hal ini menyebabkan proses berhenti
11.         Parameter diubah sesuai perintah instruktur, tekan ENTER atau klik Oke
12.         Tombol start ditekan kembali, gerakan yang terjadi baik di unit CRL maupun grafik yang terbentuk di observasi
13.         Langkah 11 diulangi apabila perlu. Tombol “FREEZE” ditekan, dan printer dihidupkan, klik tombol “Print” untuk memulai pencetakan grafik
14.         Pada akhir percobaan klik tombol “Quit” lalu yes file”, pilih Exit dan tekan yes
15.         Tangki dikosongkan dan saklar utama dimatikan.




7. ANALISA PERCOBAAN

            Dari praktikum yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa dalam praktikum ini pengambilan data dan grafik dilakukan sebanyak 5 kali dengan nilai gain,histerisi, set point dan open time yang bervariasi. Praktikum ini menggunakan mekanisme pengendalian (controller) tak kontinyu (ON-OFF Controller).

            Pada grafik 1 dengan nilai set point yang berbedaa yaitu 30% dan 50% . hal ini menunjukkan perbedaan yang terlihat pada grafik level yang satu ke level yang lain berbeda sesuai dengan nialai yang di set. Dari grafik tersebut bahwa grafik 1 memilki jarak actual signal yang baik. Untuk grafik 1 pada interval dapat di lihat bahwa histeritis yang set menunjukan nilai batas atas dan batas bawah dari grafik.

            Untuk grafik 2 kami menggunakan set point yaitu 70% dan 50 %. Dengan menggunakan histeritis 3% terlihat pada grafik bahwa jarak antara interval batas atas dan batas bawahnya begitu jauh jarak antara satu puncak dengan puncak yang jauh. Disini terjadi penurunan set point sehingga terjadi penyesuaian pada alat untuk menuju set point yang di kehendaki dan juga dapat dilihat bahwa interval puncak satu dengan puncak selajutnya berbeda dikarenakan nilai histeritis yang digunakan berbeda.

            Untuk grafik 3 kami menggunakan set point 30% dan histeritis 1% di mana grafik jarak antar interval batas atas dan bawah sangat rapat dan jaga grafik yang di hasilkan terlalu banyak puncak, hal ini jarang diguakan karena apabila grafik yang di hasilkan terllu banyak mengakibat alat yang digunakan cepat aush, karena di sini menggunakan pompa. Dapat di bandingkan dengan grafik 1 dan 2 bahwa dalam hal ini menunjukkan semakin besar nilai histerisi yang digunakan makia semaakin jauh jarak actual signal dan contr variabel.

            Pada grafik 4 dan 5 dengan nilai gain yang berbeda yaitu 0,5 dari grafik tersebut terlihat bahwa gain yang 0,5 actual signal tepat berda di garis set point tetapi tidak dimasukkan grafik. angka 0,5 maka actual signal dibawah garis set point. Begitu juga sebaliknya jika gain yang dimasukkan diatas 0,5 maka actual signal berada diatas garis set point. Di badingkan dengan grafik 5, garis gain terletak jauh diatas garis interval  hal ini tidak sesuai dengan histeritis yang kita gunakan.
            Pada grafik 5 dengan nilai open time yang berbeda dari grafik 3 memiliki jarak actual signal yang sama dan jaraknya tidak begitu jauh untuk tiap menitnya dan titik contr.variabel. sedangkan pada grafik 1 memilki jarak actual signal yang sangat jauh untuk tiap menitnya dan puncak actual signal yang berada diatas set point. Dalam hal ini walaupun open timenya berbeda titik control variabelnya untuk tiap menit akan sama dan jarak act. Signal nya yang berbeda.

            Pada pengendalian resistive proses dapat dianalisa bahwa system pengendalian secara resistive berbeda dengan system pengendalian (On/Off). Pada pengendalain resistive ini mengunakan tanki bening yang didalamnya terdapat buah probes yang berfungsi untuk mengukur level fluida (R1, R2 dan R3), R1 dan R2 ini berfungsi sebagai batas bawah sedangkan R3 berfungsi sebagai batas atas seperti pada pengendalian on yang menggunakan histeritis.

            Apabila katup pengeluaran terbuka dan tanki dalam keadaan kosong dan seletor pada panel kontrol berada pada posisi resistive probes maka air akan mengalir ke tanki. Sistem ini akan membuka katup pneumatic sebesar 100% sampai level mencapai R2 dan R3 dan setelah melewati batas atas, katup akan menutup, level akan turun karena katup terbuka sehingga level mencapai R2 dan melewati batas bawahR2 tersebut, katup terbuka lagi, demikian berulang seperti pada pengendalian yang lain. Dapat dilihat bahwa R3 berada pada posisi level 85% sedangkan R2 berada pada level 75%. Proses pengisian air pada tanki membutuhkan waktu sekitar ± 11,5 detik setiap 10 % level. Sedangkan pada penurunan membutuhkan waktu 54, 3 detik setiap 10% level.









8. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
Ø  Nilai set point,histerisi,open time dan gain akan sangat berpengaruh pada saat pembuatan grafik
Ø  Semakin besar nilai histerisis yang digunakan maka semakin jauh jarak actual signal dan control variabel
Ø  Walaupun open timenya berbeda titik control variabelnya untuk tiap menit akan sama dan jarak act.signalnya yang berbeda
Ø  Pengendalian ON-OFF dilakukan dengan memanfaatkan sinyal tekanan
Ø  R1 dan R2 ini berfungsi sebagai batas bawah sedangkan R3 berfungsi sebagai batas


9. DAFTAR PUSTAKA

            Josheet.2013. Penuntun Praktikum Pengendalian Proses. Jurusan Teknik                            Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya


PENGENDALIAN PROSES CRL 2
PENGENDALIAN KONTINYU P/I/D

       I.            Tujuan Percobaan
Ø  Membedakan pengendalian tidak kontinyu dan pengedalian kontinyu
Ø  Membandingkan kebalikan dan kekurangan antara kedua pengendalian
Ø  Membandingkan antara pengendalian proporsional
Ø  Mencetak grafik dan menganalisa grafik yang terbentuk

    II.            Alat dan Bahan
Ø  Seperangkat peralata  CRL
Ø  Satu set personal komputer
Ø  Air

 III.            Dasar Teori
Sistem pengendalian secara kotinyu berbeda dengan sistem pengendalian tak kontinyu ON-OFF. Pada sisitem kontrol kontinyu,sistem secara kontinyu melakukan evaluasi antara error dan set point dan secara kontinyu pula memberikan masukan (input) bagi elemen kontrol akhir untuk melakukan perubahan agar harga pengendalian (control point) mendekati atau sama dengan harga setpoint sistem pengendalian kotinyu ini menggunakan tiga terminologi berikut :
1.      Proporsional
2.      Integral
3.      Derivatif
Sinyal yang diregulasi, yang berdasarkan atas error (perbedaan antara set point dan kontrol point) ditentukan oleh jumlah ketiga definisi diatas.
PROPORSIONAL
Bagaian atau komponen mode pengendali ini menyatakan error yang terjadi sebanding antara setpoint dan harga terukur. Sebanding ini dinyatakan sebagai harga konstanta proporsional (Kp) ketika sinyal regulasi mencapai 100% atau pneumatic terbuka penuh, error mencapai level saturasi(jenuh), penambahan error tidak akan meningkatkan sinyal regulasi
Disini perlu diketahui range interval error agar sinyal regulasi dapat beroperasi antara 0%-100%. Range variasi error dinyatakan sebagai proporsional band, atau pita proporsional. Apabila error, e antara 0-pb , maka peran harga sinyal regular, x adalah
X= e.PB
Semakin besar PB semakin kecil keluaran controller (x) unutk error yang sama, dengan kata lain , semakin rendah gain proporsional kontroller. Sistem pengendalian yang hanay menggunakan mode proporsional ini mempunyai ketentuan berikut :
a.       Error tidak dapat dieliminasi (dikurangi) dan sulit mencapai setpoint
b.      Adanya error sisa (residu) yang disebut OFF SET yang bertambah dengan bertambanhnya PB

INTEGRAL
Mode kontrol integral yang selalu digunakan berpasangan dengan mode proporsional dengan persamaan:
X(t) : Kp . E(t) + Ki t (x) dx
Dengan metode gabungan ini error pertama-tama akan meningkatkan kenudian berkurang dengan cepat oleh aksi proporsional. Error tidak akan menjadi nol dikarenakan oleh adanya OFF SET. Aksi kontrol integral akan mengurangi error residu  (OFF SET) dari proporsional dengan metode ini dimungkinkan untuk mengurangi error secara tuntas, sedangkan kondisi equilibrium baru memerlukan aliran masuk yang baru yang digerakkan oleh mode integrasi juga.
Umumnya mode gabungan ini digunakan ketika variable yang dikendalikan diharapkan mngalami perubahan besar namun lambat yang memerlukan perubahan cukup besar pada sinyal regulasi X.



DERIVATIF
Mode derivative juga dipergunakan bergabung dengan mode proposional dengan persamaan:

   X (t(=Kp.e(t) + Kd.d/dT e(t)

Jika error konstan, derivative sebagai fungsi waktu akan mempunyai harga nol (tidak ada output).mode proposional derivative ini digunakan apabila diharapkan perubahan yang cepat dan dalam  batas level yang diizinkan.oleh karena level control mempunyai variasi beban yang rada lambat, penggunaan mode proposional derivative kurang memberikan pengertian yang jelas.
Mode gabungan yang melibatkan derivative yang digunakan pada CRL adalah mode gabungan atau PID (proposional, integral, derivative) dengan persamaan :
   X (t) = Kp.e(t) + Ki.?t0 e(x)dx +Kd.d/dt e(t)
Gabungan ketiganya disini memberikan kemungkinan pengendalian yang sempurna dan menghasilkan pengendalian yang optimal.

 IV.            Langkah Kerja
·      Pengendalian Proporsional
1.      Mengatur  selector control (23) di panel control unti CRL pada posisi PC dan selector noise (20) pada posisi 0.
2.      Membuka katup V1 dan V2 dan mengosongkan volume tangki. Mengatur agar katup V2 tertutup sekitar 25%, katup V1 tetap terbuka.
3.      Menghidupkan unit CRL dengan mengaktifkan tombol saklar utama.
4.      Memutar sambil menarik ke atas katup tekanan (7) dan mengatur dengan memutar katup tersebut agar tekanan yang terbaca di (6) maksimal 2 bar.
5.      Menghidupkan computer, menjalankan program CRL dan memilih file “New”.
6.      Memilih regulator PID pada “Regulator Type”, klik oke, lalu mengklik oke lagi.
7.      Pada monitor PARAMETER, masukkan :
-          Set point                      : 50 %
-          Proporsional band       : 100 %
-          Integrative time           : 0 menit
-          Derivative time            : 0 menit
-          Kemudian mengklik oke, lalu oke lagi.
8.      Menekan tombol “start” untuk memulai percobaan.
9.      Mengobservasi kejadian di unit CRL dan grafik yang terbentuk.
10.  Setelah grafik yang terbentuk Nampak, klik tombol “freeze”, dan hidupkan printer, klik tombol “print” untuk memulai mencetak grafik.
11.  Mengubah parameter sesuai permintaan instruktur, klik Param, masukkan harga yang diubah, tekan enter.
12.  Menekan tombol start kembali, observasi gerakan yang terjadi baik di unit CRL maupun grafik terbentuk.
13.  Mengulangi langkah II apabila perlu. Menekan tombol freeze dan hidupkan printer. Klik tombol print untuk memulai pencetakkan grafik.
14.  Pada akhir percobaan, klik tombol Quit lalu yes. Klik file, pilih exit dan yes.
15.  Mengosongkan tangki dan matikan saklar utama.


    V.            Data Pengamatan

 VI.            Analisa Percobaan
            Setelah melakukan percobaan “Pengendalian Kontinyu PI/D” pada Pengendalian Ketinggian Cairan  dapat dianalisa bahwa Proportional Integral Derivative (PID) adalah pengendalian jenis kontinyu. Dengan jenis pengendalian Proportional Integral Derivative (PID), sinyal akan lebih proporsional terhadap perbedaan dengan adanya aksi derivatif. Dalam pengendalian Proportional Integral Derivative (PID) dapat diatur parameter seperti set point (SP), Proportional Band (PB), Integral Time (IT), dan Derivative Time (DT) untuk mengetahui nilai optimum masing-masing sehingga didapatkan respon pengendalian yang cepat, tepat dan stabil. Pada pengendalian level ini, yang menjadi variabel proses (PV) adalah ketinggian cairan atau level sedangkan variable termanipulasi (MV) adalah aliran masuk air. Nilai Set point (SP) yang diinginkan pada percobaan ini adalah 50 %.
            Pada praktikum pengendalian level ini, ada 3 parameter pengendali yang akan dioptimasi yaitu Proportional Band (PB), Integral Time (IT), dan Derivative Time (DT). Pengamatan yang pertama pada grafik 1 adalah pengendali Proportional (P) dengan memvariasikan nilai Proportional Band (PB) tetapi nilai Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) tetap yaitu 0 menit dan 0 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban.  Pada percobaan yang pertama ini praktikan memasukkan nilai Proportional Band (PB) sebesar 100 %. Pada grafik tersebut terlihat bahwa garis act signal dan contr var terjadi perpotongan serta mendekati set point. Sehingga didapatkan respon pengendalian yang cepat, tepat dan stabil.
            Pengamatan yang kedua pada grafik 2 adalah pengendali Proportional (P). Pada pengendali tersebut praktikan memvariasikan Proportional (P) sebesar 50% tetapi nilai Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) tetap yaitu 0,1 menit dan 0 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai Proportional Band (PB) untuk mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling mendekati nilai Set point (SP) dan nilai offset (error) paling kecil. Nilai Proportional Band (PB) menunjukan besarnya presentase perubahan nilai variabel proses (PV) yang dapat meghasilkan perubahan variabel termanipulasi (MV). Semakin kecil nilai Proportional Band (PB) pengendali semakin peka dan tanggapan semakin cepat, offset (error) yang terjadi semakin kecil, tetapi sistem cenderung tidak stabil dan terjadi osilasi. Variasi Proportional Band (PB) yang praktikan lakukan mulai dari 150 %, dan 50 %. Dari kedua variasi tersebut diambil besaran yang terbaik. Dari ketiga grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Proportional Band (PB) 50% karena pada grafik Proportional Band (PB) 50% memiliki offset (error) paling kecil di antara grafik dengan Proportional Band (PB) 75% dan 100%. Pengaruh Proportional Band (PB) pada proses pengendalian adalah semakin besar Proportional Band (PB)  akan semakin besar pula nilai offset (error). Selanjutnya Praktikan memvariasikan Set Point (SP) dari 50 % menjadi 70 % dengan nilai Propotional Band (PB) sebesar 150 %, Integral Time ( IT) sebesar 0 menit, dan Derivative Time (DT) yaitu 0 menit. Dari grafik tersebut juga terlihat terjadi offset (error), karena semakin besar nilai Propotional Band (PB) meskipun Set Point (SP) diubah makan semakin besar juga offset (error).
            Pengamatan yang ketiga pada grafik 3 adalah pengendali Proportional (P). Pada pengendali tersebut praktikan memvariasikan Proportional (P) sebesar 150% tetapi nilai Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) tetap yaitu 0,1 menit dan 0 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Terlihat pada grafik bahwa dibandingkan dengan grafik yang sebelumnya bahwa semakin besar nilai PB maka garis akan semakin jauh dari garis set point.

            Pengamatan yang keempat pada grafik 4 adalah pengendali Proportional Integral (PI) untuk menghilangkan offset (error) tetapi akan membuat respon menjadi lambat dan sistem cenderung akan mudah tidak stabil. Untuk pengendali Proportional Integral (PI) dilakukan dengan memvariasikan nilai Integral Time (IT), sedangkan nilai Proportional Band (PB) digunakan nilai Proportional Band (PB) terbaik pada optimasi pertama yaitu 100%, dan Derivative Time (DT) tetap yaitu 0 menit dengan , serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai Integral Time (IT) untuk mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling mendekati nilai Set point (SP), waktu yang diperlukan lebih cepat, dan nilai offset (error) paling kecil. Nilai Integral Time (IT) menunjukan besarnya waktu yang diperlukan untuk menghasilkan nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) dengan menghilangkan offset (error). Semakin besar nilai Integral Time (IT) semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) dan offset (error) yang terjadi semakin kecil. Variasi Integral Time (IT) yang praktikan lakukan mulai dari 1 menit dan 0,5 menit Dari ketiga variasi tersebut diambil besaran yang terbaik. Dari kedua grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Integral Time (IT) 1 menit karena pada grafik Integral Time (IT) 1 menit memiliki offset (error) paling kecil di antara grafik dengan Integral Time (IT) 0,5 menit. Pengaruh Integral Time (IT) pada proses pengendalian adalah semakin besar Integral Time (IT)  akan semakin kecil nilai offset (error) dan memiliki waktu paling cepat untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP).
            Pengamatan kelima pada grafik 4 adalah pengendali Proportional Integral Derivative (PID) untuk mempercepat respon dan memperkecil overshoot yang terjadi di pengendali Proportional Integral (PI) karena responnya yang lambat untuk mendekati  Set Point (SP). Dengan memvariasikan nilai Proportional (P) , Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) yaitu 100%, 0,5 menit, dan 0 menit. Sehingga diketahui bahwa respon yang lambat terjadi pada pengendali Proportional Integral (PI). Untuk itu digunakan pengendali Proportional Integral. Dengan optimasi yang terbaik nilai Proportional (P) , Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) yaitu 100%, 1 menit, dan 0,5 menit. Dari hasil tersebut didapat respon yang lebih cepat dan offset (error) yang terjadi menjadi mengecil.
            Pengamatan yang kelima pada grafik 5 dan 6 adalah pengendali Proportional Integral Derivative (PID) untuk mempercepat respon dan memperkecil overshoot. Untuk pengendali Proportional Integral Derivative (PID) dilakukan dengan memvariasikan nilai Derivative Time (DT), sedangkan nilai Proportional Band (PB) digunakan nilai Proportional Band (PB) terbaik pada optimasi pertama yaitu 100%, dan Integral Time (IT) digunakan nilai Integral Time (IT) terbaik pada optimasi kedua yaitu 1 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai Derivative Time (DT) untuk mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling mendekati nilai Set point (SP), waktu yang dibutuhkan paling cepat, memperkecil nilai overshoot yang dihasilkan oleh komponen integral dan meningkatkan stabilitas kontroler proses gabungan, dan nilai offset (error) paling kecil. Nilai Derivative Time (DT) menunjukan besarnya waktu yang diperlukan untuk menghasilkan nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) dengan menghilangkan offset (error) dan memperkecil overshoot. Semakin besar nilai Derivative Time (DT) semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP), overshoot yang dihasilkan kecil, dan offset (error) yang terjadi semakin kecil. Tetapi besar Derivative Time (DT) yang terlalu besar pun akan membuat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) lebih lama, overshoot lebih besar, dan memiliki offset (error) yang lebih besar. Variasi Derivative Time (DT) yang praktikan lakukan mulai dari 1 menit dan 0,2 menit. Dari ketiga variasi tersebut diambil besaran yang terbaik. Dari kedus grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Derivative Time (DT) 1 menit karena pada grafik Derivative Time (DT) 1 menit memiliki offset (error) paling kecil, overshoot yang paling kecil, dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) lebih cepat di antara grafik dengan Integral Time (IT) 0,2 menit. Pengaruh Derivative Time (DT) pada proses pengendalian adalah semakin besar Derivative Time (DT) akan semakin kecil nilai offset (error), semakin kecil nilai overshoot, dan memiliki waktu paling cepat untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP).
            Dari ketiga optimasi parameter di atas, maka dipilih pengendalian jenis Proportional Integral Derivative (PID) yang sesuai digunakan untuk pengendalian level karena pengendalian menghasilkan respon yang cepat untuk mencapai set point, stabil (tidak terjadi osilasi), offset (error) yang dihasilkan kecil, dan tanpa adanya overshoot. Dari variasi-variasi variabel (parameter) Proportional Integral Derivative (PID) yang dilakukan pada praktikum pengendali level dengan Set Point sebesar 50% diperoleh parameter yang memiliki nilai yang terbaik dengan menggunakan variabel Proportional Band (PB) 100%, Integral Time (IT) 1 menit, dan Derivative Time (DT) 1 menit.

VII.            Kesimpulan
Dari praktikum pengendalian level, dapat disimpulkan bahwa :
Ø  Pengendali yang digunakan pada praktikum ini yaitu pengendali Proportional Integral Derivative (PID) dengan parameter Proportional Band (PB), Integral Time (IT), dan Derivative Time (DT).
Ø  Pengendali proporsional dan integral digunakan untuk menghilangkan offset (error), sedangkan pengendali derivatif untuk mempercepat respon dan memperkecil overshoot.
Ø  Dari variasi yang kami lakukan respon yang baik dilakukan dengan Proportional Band (PB) 100% , Integral Time (IT) 1 menit, dan Derivative Time (DT) 1 menit.
Ø  Jenis pengendali yang paling sesuai untuk mengendalikan level cairan dengan menggunakan CRL adalah Proportional Integral derivative (PID).


TUGAS :
Diketahui :     Set Point                                 : 50 %
                        Hrg. Pengukuran  (Cm)           : 47 %
                        Ki                                            : 0,8
                        Proportional Band (PB)          : 100 %
                        Integral Time (IT)                   : 0,5
                        Rentang Pengukuran               : 0 – 100 %
                        Po                                            : 50 %
                        Kd                                           : 1,2
                        Derivatif                                  : 0,7
Ditanya : % P dan % Pi .....?
Jawaban :
% Ep   =
            =
            = 0,03 x 100 %
            = 3 %
PB       = 100/ Kp
Kp       = 100/PB
            = 100/ 100
            = 1
a.       % P      = Kp. Ep + Po
= (0,66  x 2 %) + 50 %
= 51,3 %
b.      % PI    = Kp. Ep + Kp. ki  + Po
= (1  x 3 %) + (1. 0,8 (50(0)-50(0,5))) + 50 %
= 3 % - 24,2 % + 50 %
= 28,9 %

Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)