simulasi pengendalian pct 13 menggunakan labview
Post on 07-Jul-2018
242 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
1/35
LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK –
P1“SIMULASI PENGENDALIAN PADA PCT 13 DENGAN LABVIEW
2012”
DISUSUN OLEH :
BRAMANTYO KRISDITO ADI NRP 2411 106 016
ASISTEN :
FIRDA RETNANING RESTU
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
2/35
LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK – P1“SIMULASI PENGENDALIAN SUHU PADA PCT 13 DENGAN
LABVIEW 2012”
DISUSUN OLEH :
BRAMANTYO KRISDITO ADI NRP 2411 106 016
ASISTEN :
FIRDA RETNANING RESTU
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
3/35
i
ABSTRAK
Suatusistemkontrolsangatdiperlukandalamsebuahindustriagar
mencapai suatu hasil yang baik. Salah satuparameteryang sangatpenting
dalamduniaindustriadalahsuhu.Makasuhuharusdikontrolsesuaidengan
set point yang sudah ditentukan. Karena respon suhu yang lama maka
diperlukanpengendaliPIDuntukmempercepatresponsuhutersebut.Pada
laporan ini terdapat analisa mengenai perubahan respon sistem terhadap
perubahan nilai parameter-parameter PID pada PCT 13 menggunakan
softwareLabView.Darianalisadatadapatdisimpulkanbahwa apabilanilai
Tdsemakinbesarmakaresponsistemmakincepat.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
4/35
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
5/35
iii
BAB III .............................................................................17
METODOLOGI PERCOBAAN..............................................17
3.1 Peralatan............................................................... 17
3.2 Prosedur Percobaan.............................................. 17
BAB IV .............................................................................19
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN..................................19
4.1 Analisa Data .......................................................... 19
4.2 Pembahasan.......................................................... 21
BAB V ..............................................................................23
KESIMPULAN DAN SARAN................................................23
5.1 Kesimpulan............................................................ 23
5.2 Saran ..................................................................... 23
DAFTAR PUSTAKA ............................................................24
LAMPIRAN.......................................................................25
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
6/35
iv
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 DIAGRAM KONTROL PID ........................................ 4
GAMBAR 2.2 FRONT PANEL DAN BLOCK DIAGRAM.............. 10
GAMBAR 2.3 MENU BAR PADA LABVIEW 2012........................ 10
GAMBAR 2.4 TOOL PALLETE........................................................ 11
GAMBAR 2.5 CONTROL PID PANEL............................................. 12
GAMBAR 3.1 TAMPILAN AWAL LABVIEW................................ 17
GAMBAR 3.2 TAMPILAN TEMPERATURE AND LEVELCONTROL SIMULATION ........................................ 18
GAMBAR 3.3 TAMPILAN UNTUK PID GAINS AND PROCESS
FLOW CHART........................................................... 18
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
7/35
v
DAFTAR TABEL
TABEL 2.1 PENGARUH PARAMETER PID TERHADAP
RESPON SISTEM....................................................... 8
TABEL 4.1 DATA PERCOBAAN PARAMETER PID.............. 19
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
8/35
vi
DAFTAR GRAFIK
GRAFIK 4.1 RESPON SISTEM PERCOBAAN 1 .............. 19GRAFIK 4.3 RESPON SISTEM PERCOBAAN 2 .............. 20
GRAFIK 4.4 RESPON SISTEM PERCOBAAN 3 .............. 20
GRAFIK 4.5 RESPON SISTEM PERCOBAAN 4 .............. 21
GRAFIK 4.6 RESPON SISTEM PERCOBAAN 5 .............. 21
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
9/35
1
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semua industri menginginkan untuk menghasilkan
produk yang terbaik bagi konsumennya. Untuk
menghasilkan produk terbaik, dibutuhkan suatu sistemkontrol untuk menjaga kualitas dari produk yang
dihasilkan. Sehingga sistem kontrol merupakan hal yang
wajib diterapkan dalam dunia industri.
Teknik sistem kontrol yang paling sering digunakan
dalam dunia industri adalah PID controller. Teknik ini
sering digunakan karena tidak terlalu rumit dan
menghasilkan respon sistem yang baik. Dalam praktikumini akan dipelajari pengendalian menggukanan teknik PID
dengan plan PCT13.
1.2 Rumusan Masalah
Berikut adalah perumusan masalah pada laporan ini :
1. Bagaimana mengendalikan temperature pada planPCT13?
2. Bagaimana pengaruh perubahan parameter PID
terhadap respon sistem plan PCT13?
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
10/35
2
1.3 Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Praktikan dapat mengetahui konfigurasi hardware
National Instrument Field Point yang digunakan
untuk mengendalikan besarnya suhu pada PCT 13.
2. Praktikan dapat mengetahui peran mode Kontrol PID
secara Real Time.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
11/35
3
BAB IIDASAR TEORI
2.1 Sistem Pengendalian
Controller merupakan peralatan utama dalam
pengendalian suatu variabel proses. Pada controller ini
terjadi proses pengolahan sinyal input pengendaliandari transmitter. Controller akan membandingkan
sinyal input dengan setting value yang kita
kehendaki. Apabila sinyal input terlalu besar dari
setting value yang diberikan maka controller akan
berusaha memperkecilnya begitu pula sebaliknya.
Besarnya koreksi dari kesalahan input tergantung
dari mode controllernya. Mode controller tersebut
terdiri dari mode proportional, mode integral, modederivatif dan kombinasinya. Adapun macam dari aksi
pengontrolannya, yaitu
2.1.1 Pengontrol On/Off
Aksi pengendalian dari controller ini hanya
mempunyai dua kedudukan, maksimum atau
minimum, tergantung dari variable terkontrolnya,
apakah lebih besar atau lebih kecil dari set poin.
2.1.2 Pengontrol PID
Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional
yang banyak dipakai dalam dunia industri.
Pengontrol PID akan memberikan aksi kepada
Control Valve berdasarkan besar error yang
diperoleh. Suhu fluida yang diinginkan disebut dengan
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
12/35
4
Set Point. Error. adalah perbedaan dari Set Point
dengan suhu air aktual. contoh blok diagram dari
control PID dan persamaan pengontrol PID adalah
Gambar 2.1 Diagram Kontrol PID
Keterangan :
• mv(t) adalah output dari pengontrol PID atau
Manipulated Variable
• Kp adalah konstanta Proporsionali adalah
konstanta Integral
•
Td adalah konstanta Detivatif • e(t) adalah error (selisih antara set point dengan
level aktual)
Persamaan Pengontrol PID diatas dapat juga dituliskan
sebagai berikut :
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
13/35
Dengan :
Untuk lebih memaksimalkan kerja pengontrol
diperlukan nilai batas minimum dan maksimum yang
akan membatasi nilai Manipulated Variable yang
dihasilkan.
2.1.2.1 Pengontrol Proporsional
Pengontrol proporsional memiliki keluaran yang
sebanding/proporsional dengan besarnya sinyal
kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan
dengan harga aktualnya).
Ciri-ciri pengontrol proporsional :
1. Jika nilai Kp kecil, pengontrol proporsional
hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yangkecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem
yang lambat (menambah rise time).
2. Jika nilai Kp dinaikkan, respon/tanggapan sistem
akan semakin cepat mencapai keadaan mantapnya
(mengurangi rise time).
3. Namun jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai
harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem
bekerja tidak stabil atau respon sistem akan
berosilasi.
4. Nilai Kp dapat diset sedemikian sehingga
mengurangi steady state error, tetapi tidak
menghilangkannya.
2.1.2.2Pengontrol Integral
Pengontrol Integral berfungsi menghasilkan respon
sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
14/35
6
(Error Steady State = 0 ). Jika sebuah pengontrol tidak
memiliki unsur integrator, pengontrol proporsional
tidak mampu menjamin keluaran sistem dengankesalahan keadaan mantapnya nol.Keluaran pengontrol
ini merupakan hasil penjumlahan yang terus menerus
dari perubahan masukannya. Jika sinyal kesalahan tidak
mengalami perubahan, maka keluaran akan menjaga
keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan.
Sinyal keluaran pengontrol integral merupakan luas
bidang yang dibentuk oleh kurva kesalahan / error.Bila
nilai e(t) naik 2 kali, maka laju perubahan u(t) terhadapwaktu menjadi 2 kali lebih cepat. Bila e(t) tetap, maka
nilai u(t) akan tetap seperti semula.
Ciri-ciri pengontrol integral :
1. Keluaran pengontrol integral membutuhkan
selang waktu tertentu, sehingga pengontrol
integral cenderung memperlambat respon.
2. Ketika sinyal kesalahan berharga nil, keluaranpengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.
3. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol,
keluaran akan menunjukkan kenaikan atau
penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal
kesalahan dan nilai Ki.
4. Konstanta integral Ki yang berharga besar akan
mempercepat hilangnya offset. Tetapi semakin
besar nilai konstanta Ki akan mengakibatkan
peningkatan osilasi dari sinyal keluaran
pengontrol.
2.1.2.3 Pengontrol Derivatif
Keluaran pengontrol diferensial memiliki sifat seperti
halnya suatu operasi derivatif. Perubahan yang
mendadak pada masukan pengontrol akan
mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
15/35
cepat. Ketika masukannya tidak mengalami
perubahan, keluaran pengontrol juga tidak mengalami
perubahan, sedangkan apabila sinyal masukan berubahmendadak dan menaik (berbentuk fungsi step),
keluaran menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika
sinyal masukan berubah naik secara perlahan (fungsi
ramp), keluarannya justru merupakan fungsi step yang
besar magnitudenya sangat dipengaruhi oleh kecepatan
naik dari fungsi ramp dan factor konstanta Kd.
Ciri-ciri pengontrol derivatif :
1. Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran
jika tidak ada perubahan pada masukannya
(berupa perubahan sinyal kesalahan)
2. Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu,
maka keluaran yang dihasilkan pengontrol
tergantung pada nilai Kd dan laju perubahan sinyal
kesalahan.
3. Pengontrol diferensial mempunyai suatukarakter untuk mendahului, sehingga pengontrol
ini dapat menghasilkan koreksi yang signifikan
sebelum pembangkit kesalahan menjadi sangat
besar. Jadi pengontrol diferensial dapat
mengantisipasi pembangkit kesalahan,
memberikan aksi yang bersifat korektif dan
cenderung meningkatkan stabilitas sistem.
4. Dengan meningkatkan nilai Kd, dapat
meningkatkan stabilitas sistem dan mengurangi
overshoot.
Berdasarkan karakteristik pengontrol ini,
pengontrol diferensial umumnya dipakai untuk
mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi
tidak memperkecil kesalahan pada keadaan
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
16/35
8
tunaknya. Kerja pengontrol diferensial hanyalah
efektif pada lingkup yang sempit, yaitu
pada periode peralihan. Oleh sebab itu pengontroldiferensial tidak pernah digunakan tanpa
ada kontroler lainnya.
Efek dari setiap pengontrol Proporsional, Integral
dan Derivatif pada sistem lup tertutup
disimpulkan pada table berikut ini :
ResponLoop
Tertutup
RiseTime Overshoot SettlingTime Steady StateError
Proportiona
l
Menurun
kan
Meningkat
kan
Perubahan
Kecil
Menurunkan/
Mengurangi
Integral Menurun
kan
Meningkat
kan
Meningkat
kan
Mengelemin
asi
Derivative Perubaha
n Kecil
Menurunk
an
Meningkat
kan
Perubahan
Kecil
Tabel 2.1 Pengaruh Parameter PID terhadap respon sistem
2.1.2.4 Pengontrol PID
Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing
pengontrol P, I dan D dapat saling menutupi denganmenggabungkan ketiganya secara paralel menjadi
pengontrol proporsional plus integral plus diferensial
(pengontrol PID). Elemen-elemen pengontrol P, I dan D
masing-masing secara keseluruhan bertujuan :
1. Mempercepat reaksi sebuah sistem mencapai set
point-nya
2. Menghilangkan offset
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
17/35
3. Menghasilkan perubahan awal yang besar dan
mengurangi overshoot.
Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh
kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D.
Penyetelan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan
penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau
dua dari ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih
menonjol disbanding yang lain. Konstanta yang menonjol
itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon
sistem secara keseluruhan.
2.2 LABVIEW 2012
Labview adalah sebuah software pemrograman buatan
national instrument dengan konsep yang berbeda
seperti bahasa pemrograman lainnya yaitu: C++,
Matlab, atau visual basic, tetapi mempunyai fungi yang
sama. Bahasa pemrograman labview berbasis pada grafis
atau blok diagram sementara yang lain menggunakanbasis text. Labview bekerja mempunyai dua bagian
yaitu: front panel digunakan sebagai user interface
yang akan mensimulasikan panel untuk instrument dan
block diagram digunakan sebagai source code dibuat
dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
18/35
10
Gambar 2.2 Front panel dan block diagram
Gambar 2.3 Menu Bar pada LabView 2012
Fungsi dari masing-masing bagian adalah:
1. Run : mengeksekusi VI sampai process selesai
2. Run continuously : mengeksekusi VI secara
kontinu, setelah satu proses selesai maka VI
kembali dieksekusi sampai abort ditekan.3. Abort : menghentikan eksekusi.
4. Pause : menghentikan eksekusi sementara
5. Highlight : melihat alur dari jalan program secara
berlahan pada front panel.
6. Start single stepping: mengeksekusi VI per step
7. Align object : mengatur tampilan objek
8. Distribute objek : mengatur tampilan beberapa
objek
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
19/35
9. Recorder : mengatur tampilan beberapa objek
yang saling ber tumpukan
10. Icon : gambar yang ditampilkan VI tersebut biladijadikan sub VI
2.2.1 Tool Pallete
Dalam membuat suatu VI ada beberapa tools
yang harus dipakai dan masing mempunyai
kegunaannya:
Gambar 2.4 Tool Pallete
1. Operate value: mengubah nilai parameter dari
suatu objek
2. Connect wire : menghubungkan beberapa objek
dengan kabel
3. Set/clear breakpoint : membuat ataumenghilangkan sebuah breakpoint.
4. Probe data : membuat sebuah probe yang
berfungsi untuk monitoring data.
5. Object Pop Up: menu yang berhubungkan
dengan objek tersebut tersebut atau
memunculkan daftar objek.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
20/35
12
6. Position /size/select: memindahkan,
mengubahkan ukuran atau memilih suatu
objek.7. Edit text : mengedit atau membuat tulisan..
8. Scroll window : memindahkan sudut
pandangan pada layar.
9. Get color : mengambil sampel warna.
10. Set color : mengubah warna dan suatu objek.
2.2.1 Control palette
Dalam pemrograman berbasis grafis, hal yang perludilakukan untuk membuat suatu program adalah menaruh
beberapa fungsi dan kemudian menghubungkan dengan
kabel pada bagian diagram. Fungsi-fungsi tersebut
terletak pada control palette. Banyak fungsi yang terletak
dalam control palette bervariasi tergantung pada seberapa
lengkap LABVIEW yang diinstall. Pada praktikum ini
menggunakan control & simulation, PID palette yang
digunakan untuk membuat kontrol PID pada front panelLABVIEW.
Gambar 2.5 Control PID Panel
Dalam praktikum ini hanya menggunakan PID
advanced, sebagai kontroler fungsi PID lanjut (PID
Advanced) menerapkan sebuah fungsi kontroller PID
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
21/35
dalam bentuk penjumlahan, contohnya adalah P, I dan D
dijumlahkan, dengan parameter pengendalian Kc, Ti dan
Td. (Lebih tepatnya, bentuk penjumlahan akanmembentuk sebuah fungsi pengendali PID ideal. Bentuk
penjumlahan lain adalah betuk parallel dengan parameter
pengendali Kc, Ki = Kc/Ti dan Kd = Kc*Td). Fungsi
pengendali PID ini menerapkan anti-wind up dan dapat
dipasang pada modus manual. Pilihan yang tersedia
adalah gain yang non-linier, dan bobot setpoint yang
dikurangi dalam jumlah yang propor sional. Fungsi
pengendali ini tidak memiliki fliter low pass padapenggunaan derivatif. (Pada penerapan, fungsi
pengendali lanjut selalu digunakan, dikarenakan oleh
kurangnya pilihan mode manual).
Gambar 2.6 PID Advanced (DBL)
Keterangan tentang fungsi pada parameter pada PID
advanced :
1. Manual Control menentukan besarnya keluaran
kontrol disaat “auto?” adalah FALSE. auto?menentukan apakah kontrol manual atau otomatis
yang dipakai. Saat “auto?” adalah FALSE, makaVI ini menggunakan kontrol manual. VI ini
menggunakan perpindahan dari kontrol mode
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
22/35
14
manual menuju mode otomatis. Pada kondisi
default harganya adalah “true”.
2. Output range menentukan rentang yangmemaksa keluaran dari kontrol. Rentang
normalnya adalah -100 sampai 100.
a. Output High menentukan harga
maksimum dari keluaran kontroller,
normalnya adalah 100.
b. Output Low menentukan harga
minimum dari keluaran kontroller,
normalnya adalah -100.3. Setpoint menentukan harga dari Setpoint
atau harga yang diinginkan dari
variabel proses yang sedang dikendalikan.
4. Process Variable menentukan harga yang
diinginkan dari variabel proses yang
dikendalikan. Harga ini setara dengan harga
umpan balik dari lup kendali umpan balik.
5. Setpoint Range menentukan harga
maksimum dan minimum dari rentang
variabel proses dan setpoint. VI ini
menggunkan rentang setpoint untuk
menghitung aksi integral non-linier. Harga
normal berkisar di 0 -100.
a. Setpoint Low menentukan harga
minimum dari rentang proses variabel dan
setpoint.
b. Setpoint High menentukan hargamaksimum dari rentang variable proses
atau setpoint.
6. PID Gains menentukan parameter gain
proporsional, waktu integral dan waktu
derivatif dari kontroller.
a. Proportional Gain (Kc) menentukan
gain proporsional dari kontroller. Harga
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
23/35
defaultnya 1. Pada persamaan yang
menentukan kontroller PID, Kc
merepresentasikan dari gain proporsional.b. Integral Time (Ti, min) menentukan
waktu integral dalam menit. Harga
default adalah 0.01.
c. Derivative Time (Td, min) menentukan
waktu derivatif dalam menit. Harga default
adalah 0.
7. dt (s) menentukan interval dalam detik,
dimana VI ini disebut. Jika dt (s) kurang dariatau setara dengan 0, VI ini menghitung waktu
sejak ini terakhir disebut menggunakan timer
internal dengan resolusi milisekon. Harga
default adalah 1.
8. Reinitialize?, menentukan apakah parameter
internal harus dikenali ulang, seperti error
integrasi dari kontroller. Harga default adalah
FALSE.
9. Beta menentukan penekanan relatif dari
penolakan gangguan (disturbance rejection)
sampai ke penelusuran setpoint (setpoint
tracking). Harga default adalah 1 untuk
kebanyakan aplikasi. Harga diantara 0
sampai 1 bisa digunakan untuk menentukan
penekanan pada penolakan gangguan, seperti
perubahan beban dari proses.
10. Linearity menentukan linearitas dari responerror. Harga yang valid dari linearitas adalah
dari 0-1. Harga dari satu memberikan respon
linier yang normal, dimana harga sebesar 0.1
memberikan sebuah respon parabolik.
11. Output mengembalikan keluaran kontrol dari
algoritma PID yang diterapkan pada proses
kontrol.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
24/35
16
12. dt out (s) mengembalikan rentang waktu
aktual dalam detik. dt out (s) mengembalikan
harga dari dt (s) atau rentang terhitung jika dt(s) dipasang pada harga -1.
2.2.2 National Instrument FieldPoint1
National Instruments FieldPoint suatu
perangkat yang dirancang untuk pengukuran kontrol
industri , dan aplikasi data logging yang membutuhkan
handal , sistem yang melibatkan sensor dan aktuator
yang beragam terletak di pusat atau tersebar di jarak yang cukup jauh. NI FieldPoint mencakup kemampuan
jaringan untuk didistribusikan I / O serta pilihan untuk
menjalankan sistem real-time operasi, yang berjalan
LabVIEW aplikasi Real-Time. FieldPoint dan
Compact FieldPoint mudah digunakan akuisisi data
dan kontrol hardware terdiri dari industri berat,
diandalkan I / O modul dan antarmuka komunikasi .
Gambar 2.7 NI FieldPoint [1]
1 National Instument," [Online]. Available:
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/1199.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
25/35
17
BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah
sebagai berikut :
1. LABVIEW 2013 dan hardware National Instrument
Field Point
2. Satu set PCT 13 + kabel penghubung LM35
3. Rangkaian Triac
4. Pompa sirkulasi air dingin
3.2 Prosedur Percobaan
1. Klik labview 2013, kemudian klik blank VI untuk
membuat front panel dan block diagram
Gambar 3.1 Tampilan awal LabVIEW
2. Tampilan Front Panel secara lengkap seperti pada
gambar dibawah ini.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
26/35
18
Gambar 3.2 Tampilan temperature and level control simulation
Gambar 3.3 Tampilan untuk PID gains and Process Flow Chart
3. Menyalakan power supply untuk pompa dan heater
4. Mengatur set point temperature yang diinginkan
5. Melakukan tuning pengendalian temperature
6. Amati dan catat respon sistem. (waktu dan
temperature)7. Pengambilan data dan tuning dilakukan sebanyak 5
kali
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
27/35
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan data
seperti berikut ini :
Tabel 4.1 Data Percobaan Parameter PID
Grafik 4.1 Respon Sistem Percobaan 1
0
10
20
30
40
50
60
1
1 2 9
2 5 7
3 8 5
5 1 3
6 4 1
7 6 9
8 9 7
Amplitude -
Temperatur
e Amplitude
- Setpoint
Time -
Setpoint
Percobaan ke Kp Ti Td
1 1 0.1 1
2 5 2.5 0.5
3 1 0 0
4 2 2 4
5 4 1 1
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
28/35
20
Grafik 4.2 Respon Sistem Percobaan 2
Grafik 4.3 Respon Sistem Percobaan 3
0
10
20
30
4050
60
1
1
2 9
2
5 7
3
8 5
5
1 3
6
4 1
7
6 9
8
9 7
Amplitude -
Temperatur
e Amplitude
- Setpoint
Time -
Setpoint
0
10
20
30
40
50
60
1
1 1 5
2 2 9
3 4 3
4 5 7
5 7 1
6 8 5
7 9 9
9 1 3
Amplitude -
Temperature
Amplitude -Setpoint
Time -
Setpoint
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
29/35
Grafik 4.4 Respon Sistem Percobaan 4
Grafik 4.5 Respon Sistem Percobaan 5
4.2 Pembahasan
Dari data diatas dapat dilihat bahwa, pada percobaan
pertama menggunakan nilai Kp = 1, Ti- 0.1 ,dan Td = 1.
Respon sistem dengan parameter tersebut mencapai setpoint
sesaat namun kemudian nilai keluaran sistem melebihi nilai
setpoint. Kemudian dicoba mengubah parameter PID dengan
menggunakan nilai Kp = 5, Ti = 2.5 dan Td = 0.5. Respon
keluaran sistem pada saat kondisi awal perlahan-lahan
0
10
20
30
40
50
60
1
1 1 5
2 2 9
3 4 3
4 5 7
5 7 1
6 8 5
7 9 9
9 1 3
Amplitude -
Temperature
Amplitude -
Setpoint
Time -
Setpoint
40
42
4446
48
50
52
54
1
1 2 9
2 5 7
3 8 5
5 1 3
6 4 1
7 6 9
8 9 7
Amplitude -
Temperatur
e Amplitude
- Setpoint
Time -
Setpoint
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
30/35
22
menyentuh setpoint , namun setelah beberapa lama keluaran
sistem lebih dari setpoint. Percobaan ketiga mengubah
parameter PID dengan nilai Kp = 1, Ti dan Td =0, keluaranrespon sistem tersebut melebihi nilai setpoint namun relatif
konstan. Untuk percobaan ke 4, mengganti parameter PID
dengan nilai Kp = 2, Ti = 2 dan Td = 4. Grafik keluaran respon
sistem terlihat bahwa respon lebih cepat mencapai setpoint
dibandingkan dengan percobaan sebelumnya. Namun, nilai
keluaran sistem masih melebihi nilai setpoint. Untuk
percobaan ke 5 yaitu mengganti nilai parameter PID dengan
nilai Kp = 4, Ti = 1 dan Td = 1. Hasil keluaran respon sistemadalah sistem menjadi tidak stabil. Dari perbandingan antar
grafik percobaan dapat diketahui bahwa saat respon sistem
diberi nilai Ti yang cukup besar, dapat mengeleminasi offset
untuk sementara. Sedangkan ketika diberi nilai Td yang besar
maka grafik respon menunjukkan sistem lebih cepat mencapai
setpoint. Untuk nilai Kp yang jauh lbh besar dibanding nilai
Ti dan Td seperti pada percobaan 4 dapat membuat sistem
tidak stabil. Dari semua pembahasan diatas, dapat diketahui
bahwa control PID adalah control yang cocok untuk siste
pengendalian temperature karena mempercepat respon
temperature.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
31/35
23
BAB VKESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari analisa data pada bab sebelumnya dapat
disimpulkan bahwa :
1. Sistem pengendalian temperature lebih baik
menggunakan control PID karena dapat mempercepatrespon temperature.
2. Semakin besar nilai Td dapat mempercepat respon
sistem pengendalian suhu.
3. Nilai offset dapat dihilangkan dengan kontrol
Integrative, namun hanya sesaat saja. Karena fluktuasi
nilai keluaran kembali terjadi.
4. Nilai Kp yang besar dapat membuat sistem tidak stabil
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan
selanjutnya sebagai berikut :
1. Pengambilan data lebih banyak dan perubahannya
linier agar mudah dianalisa.
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
32/35
24
DAFTAR PUSTAKA
1. Tim Asisten Larins.2015.Modul Sistem PengendalianOtomatik.Jurusan Teknik Fisika ITS.Surabaya
2. "www.ni.com," National Instrument, [Online].
Available:
http://sine.ni.com/nips/cds/print/p/lang/en/nid/1199.
[Accessed 16 April 2015].
3. "Wikipedia," [Online]. Available:
http://id.wikipedia.org/wiki/PID. [Accessed 16 April
2015].
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
33/35
LAMPIRAN
TUGAS PRAKTIKUM P2 SISTEM PENGENDALIANOTOMATIK
Bagaimana cara menentukan parameter PID controller pada
sebuah sistem?
Untuk menentukan parameter PID pada suatu sistem, maka
harus diketahui terlebih dahulu fungsi transfer dari sistem yang akan
dikontrol. Dari fungsi tersebut akan didapat nilai pole sistem looptertutup. Nilai pole ini dimasukkan ke persamaan fungsi transfer
sistem loop tertutup. Sehingga dapat ditentukan parameter Kp, Ki,
dan Kd. Karena controller PID menambah orde sistem, maka perlu
diperiksa timbulnya pole-pole baru yang memungkinkan terjadinya
ketidakstabilan sistem. Kemudian penentuan parameter PID dapat
dilakukan dengan metode trial and error atau menggunakan metode
ziegler-nichols.
Terdapat 2 metode dalam aturan Ziegler-Nichols, metode
pertama yaitu plant / sistem harus diberi input berupa input step, plant
dalam kondisi open loop dan sistem mempunyai kurva berbentuk S.
Gambar 1. Kurva S
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
34/35
26
Dari kurva S tersebut , dapat diketahui delay time (L) dan
time constant (T), sehingga aturan Ziegler-Nichols berlaku :
Tabel 1. Aturan tuning PID Ziegler-Nichols 1
Untuk metode kedua, yaitu diset pada kondisi awal Ti= ɷ
dan Td = 0. Kemudian nilai Kp diatur dari 0 hingga sistem menjadi
stabil kritis. Nilai Kp yang membuat sistem menjadi stabil kritis
dinamakan Kcr dan periode respon stabil kritis disebut Pcr.
Gambar 2. Sistem Stabil Kritis
Berdasarkan kedua nilai tersebut, maka pengaturan nilai PID metode
Ziegler-Nichols 2 adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Aturan tuning PID Ziegler-Nichols
-
8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW
35/35
top related