BAB IPENDAHULUAN

1.1. Tujuan Percobaan1.1.1. Untuk mengetahui cara kerja PCT-42 pH control1.1.2. Mengetahui pengendalian dengan metode direct action dan reverse action

1.2. Dasar Teori1.2.1. DefenisiSistem proses adalah rangkaian operasi yang menangani konversi material dan/atau energy sehingga material dan/atau energy itu berada dalam keadaan yang di inginkan. Keadaan itu dapat berupa besaran fisika atau kimia, seperti : suhu, tekanan, laju alir, level dan sebagainya. Pada penjelasan ini, pengertian sistem proses sudah mencakup bahan dan alur proses serta peralatannya.Pengendalian proses adalah usaha untuk mencapai tujuan proses agar berjalan sesuai dengan apa yang di inginkan. Namun, apakah pengendalian proses itu diperlukan? jawabannya bias ya atau tidak. Proses tidak perlu dikendalikan jika memang tujuan proses tercapai tanpa unsur pengendalian. Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada 100 oC. Tanpa dikendalikan pun, air yang mendidih suhunya tetap 100oC pada tekanan 1 atm. Sebaliknya, proses perlu dikendalikan jika untuk mencapai tujuan, perlu pengawasan terus-menerus. Contohnya yaitu mempertahankan suhu air pada suhu 40 oC dalam udara bersuhu kamar dan tekanan normal.Tiga hal yang menjadi alasan penting mengapa proses perlu dikendalikan yaitu : Keamanan Operasi Beberapa sistem proses di pabrik memiliki kondisi operasi yang berbahaya.Untuk mencegah kecelakaan karena kondisi maksimum terlampaui di perlukan pengendalian terhadap variabel yang menjadi potensi bahaya. Kondisi Operasi Pada operasi atau reaksi tertentu di perlukan kondisi tertentu pula. Pengendalian di perlukan agar proses beroperasi secara optimal. Faktor Ekonomi Pabrik didirikan untuk menghasilkan uang. Sehingga produk akhir harus sesuai dengan permintaan pasar. Prinsipnya, bukan kualitas produk terbaik yang diharapkan, tetapi kualitas yang dapat diterima pasar dengan biaya operasional rendah sehingga menghasilkan untung yang sebesar-besarnya. Kualitas sangat bagus tetapi memerlukan biaya operasional yang tinggi, sehingga harga jual menjadi mahal dan tidak laku di pasar sudah tentu tidak diharapkan. Atas dasar itu peranan pengendalian proses adalah membuat kondisi operasi agar menghasilkan produk yang sesuai permintaan pasar.

1.2.2. Sistem Pengendalian1.2.2.1. DefinisiPengendalian proses adalah bagian dari pengendalian automatik yang di terapkan di bidang teknologi proses untuk menjaga kondisi proses agar sesuai yang di inginkan. Seluruh komponen yang terlibat dalam pengendalian proses disebut sistem pengendalian atau sistem kontrol.

1.2.2.2. Jenis VariabelJenis variabel yang mendapatkan perhatian penting dalam bidang pengendalian proses adalah variabel proses ( process variabel, PV) atau disebut juga variabel terkendali ( cotrolled variabel). Variabel proses adalah besaran fisika atau kimia yang menunjukan keadaan proses.variabel ini bersifat dinamik. Artinya, nilai variabel dapat berubah spontan atau oleh sebab lain baik yang diketahui atau tidak. Diantara banyak macam variabel proses, terdapat empat macam variabel dasar, yaitu : suhu (T), tekanan (P), laju alir (F), dan tinggi permukaan cairan (L).Dalam teknik pengendalian proses, titik berat permasalahan adalah menjaga agar nilai variabel proses tetap atau berubah mengikuti alur (trayektori) tertentu. Variabel yang digunakan untuk melakukan koreksi atau mengendalikan variabel proses disebut variabel termanipulasi (manipulated variabel, MV) atau variabel pengendali. Sedangkan nilai yang di inginkan dan dijadikan acuan atau referensi variabel proses disebut nilai acuan (set point value, SV). Selain ketiga jenis variabel tersebut masih terdapat variabel lain yaitu gangguan (disturbance) baik yang terukur (measured disturbance) maupun tidak terukur (unmeasured disturbance) dan variabel keluaran tak terkendali (uncontrolled output variabel).Variabel gangguan adalah variabel masukan yang mampu mempengaruhi nilai variabel proses tetapi tidak digunakan untuk mengendalikan. Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel keluaran yang tidak di kendalikan secara langsung.

SISTEMPROSESGangguan Terukur Gangguan tak TerukurVariabel termanipulasiVariabel terkendaliVariabel tak terkendali

Gambar 1.1 jenis variabel dalam sistem proses

Sebagai contoh, proses distilasi fraksionasi dalam kolom piring memiliki jenis variabel sebagai berikut :Gangguan terukur : laju alir umpanGangguan tak terukur: komposisi umpanVariabel termanipulasi: Laju refluks Laju kalor ke pendidih ulang Laju distilat Laju produk bawah Laju air pendinginVariabel terkendali: Komposisi distilat Komposisi produk bawah Tinggi permukaan akumulator refluks Tinggi permukaan kolom bawah Tekanan kolomVariabel tak terkendali: suhu tiap piring sepanjang kolom1.2.2.3. Jenis Sistem Pengendaliana. Sistem Pengendalian Simpal Terbuka dan TertutupBerdasar atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem pengendalian dibedakan atas sistem pengendalian simpal terbuka (open-loop control sistem) dan sistem pengendalian simpal tertutup (closed-loop control sistem).Sistem pengendalian simpal terbuka bekerja tanpa membandingkan variabel proses yang dihasilkan dengan nilai acuan yang diinginkan. Sistem ini semata-mata bekerja atas dasar masukan yang telah dikalibrasi. Sebagai contoh sederhana adalah keran air yang terkalibrasi. Dengan memandang keran sebagai suatu sistem, maka bukaan keran (atau sudut putaran keran) adalah sebagai masukan dan laju alir air sebagai keluaran sistem. Berdasr hukum dinamika fluida, laju alir air tergantung pada beda tekanan yang melintas pada keran. Missal pada posisi keran x1 dengan beda tekanan P2 air mengalir pada laju Q2 (gambar 1.2). jika oleh suatu sebab tertentu tiba-tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka pada posisi keran tetap x1 akan menghasilkan laju alir Q1. Dengan demikian sistem pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan beban atau gangguan yang terjadi.Meskipun dari uraian diatas, sistem simpal terbuka merupakan sistem yang buruk karena tidak mampu mengatasi gangguan, tetapi memiliki keuntungan sebagai berikut : Lebih murah dan sederhana disbanding sistem simpal tertutup. Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan tetap stabil. Untuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka, seorang operator pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar diperoleh sasaran yang diinginkan. Tetapi dengan tindakan operator ini berarti telah membuat sistem simpal tertutup.Berbeda dengan sistem simpal terbuka, pada sistem pengendalian simpal tertutup terdapattindakan membandingkan nilai variabel proses dengan nilai acuan yang diinginkan. Perbedaan itu digunakan untuk melakukan koreksi sedemikian rupa sehingga nilai variabel proses sama atau dekat dengan nilai acuan. Dengan demikian terdapat mekanisme umpan balik. Sehingga sistem pengendalian simpal tertutup lebih di kenal dengan sistem pengendalian umpan balik.Q1Q2Q3P1P2P3

Keran

Keran air terkalibrasi x Q

X1

Gambar 1.2 Sistem Pengendalian Simpal Terbuka.Meskipun sistem simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau perubahan beban, tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut : Lebih mahal dan kompleks disbanding sistem simpal terbuka. Dapat membuat sistem tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umoan balik sistem dapat mencapai kestabilan sendiri.

b. Sistem Pengaturan dan PengendalianBerdasarkan nilai acuan, sistem pengendalian umpan balik dibedakan atas dua jenis, yaitu : sistem pengendalian dengan nilai acuan tetap (di bidang elektro sering disebut sistem pengaturan) dan sistem pengendalian dengan nilai acuan berubah (di bidang mekanik sering disebut sistem pengendalian , sistem servo, atau tracking). Tujuan utama sistem pengaturan adalah mempertahankan agar nilai variabel proses tetap pada nilai yang diinginkan. Sedangkan pada sistem pengendalian, tujuan utamanya adalah mempertahankan agar nilai variabel proses selalu mengikuti perubahan nilai acuan.Di bidang teknologi proses termasuk teknik kimia, meskipun hampir semuanya bekerja dengan titik acuan tetap, tetapi lebih populer dengan istilah sistem pengendalian dan bukan sistem pengaturan. Hal ini disebakan karena istilah pengendalian lebih mencerminkan kondisi dinamik.1.2.3. Sistem Pengendalian Umpan BalikPrinsip mekanisme kerja sistem pengendalian umpan balik adalah mengukur variabel proses dan kemudian melakukan koreksi bila nilainya tidak sesuai dengan yang diinginkan. Ciri utama pengendalian umpan balik adalah adanya umpan balik negatif. Artinya, jika nilai variabel proses berubah, terdapat umpan balik melakukan tindakan untuk memperkecil perubahan itu.

1.2.3.1. Langkah pengendalianSelengkapnya, langkah pengendalian umpan balik adalah sebagai berikuta) Mengukur. Tahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau mengamati nilai variabel proses.b) Membandingkan. Hasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur) dibandingkan dengan nilai acuan (set point)c) Mengevaluasi. Perbedaan antara nilai terukr dan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itu.d) Mengoreksi. Tahap ini bertugas melakukan koreksi variabel proses, agar perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.

1.2.3.2. Instrumentasi ProsesPelaksaan keempat langkah tersebut memerlukan intrumentasi berikut.a) Unit pengukuran. Bagian ini bertugas mengubah nilai variabel proses yang berupa besaran fidik atau kimia seprti laju alir, tekanan, suhu, pH, konsentrasi, dan sebagainya menjadi sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang populer di bidang pengendalian proses adalah berupa sinyal pneumatik (tekanan udara) dan sinyal listrik. Unit pengukuran terdiri atas dua bagian besar yaitu sensor dan transmiter. Sensor yaitu elemen perasa yang langsung bersentuhan dengan variabel proses. Transmiter yaitu bagian yang berfungsi mengubah sinyal yang dari sensor (gerakan mekanik, perubahan hambatan, perubahan tegangan atau arus) menjadi sinyal standar.Dalam bidang pengendalian proses istilah transmiter lebih populer dibandingkan dengan transducer. Meskipun keduanya berfungsi serupa, tetapi transmitter mempunyai makna pengirim sinyal pengukuran ke unit pengendali yang biasanya terletak jauh dari tempat pengukuran. Ini lebih sesuai dengan keadaan sebenarnya di pabrik.b) Unit pengendali. Bagian ini bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan mengirimkn sinyal ke unit kendali akhir. Evaluasi yang dilakukan berupa operasi matematika seperti, penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integrasi dan diferensiasi. Hasil evaluasi berupa sinyal kendali akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal pengukuran.c) Unit kendali akhir. Bagian ini bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau tindakan koreksi melalui pengaturan variabel termanipulasi. Unit ini tedirir atas dua bagian besar, yaitu akuator dan elemen kendali akhir. Akuator adalah penggerak elemen kendali akhir. Bagian ini dapat berupa motor listrik, solenoida, atau membran pneumatik. Sedangkan elemen kendali akhir biasanya berupa katup kendali (control valve) atau elemen pemanas.

1.2.3.3. Mekanisme Pengendalian Umpan BalikSebagai ilustrasi diambil contoh pemanasan air dalam alat penukar panas (lihat gambar 1.3). Suhu air keluar (T) bergantung pada laju alir (F), suhu airmasuk (T0), laju alir kukus (S), dan suhu kukus (Ts). Jika diandaikan suhu air masuk dan suhu air keluar bergantung pada laju alir kukus dan laju alir air.Pada proses ini diinginkan agar air keluar memiliki suhu yang tetap meskipun terjadi perubahan laju alir. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengatur laju alir kukus sedemikian rupa sehingga suhu air keluar selalu tetap. Dengan demikian dapat ditentukan nama-nama variabel pada proses ini, yaitu : Variabel prose (PV): Suhu air keluar Variabel Termanipulasi (MV) : Laju alir kukus (s) Variabel Gangguan : Laju alir ( F): Laju Alir (F)KukusTs, S

Keterangan:F : Laju AlirS : Laju alir kukus (steam)T0 : Suhu Air Masuk Ts : Suhu kukusT : Suhu Air Keluar

AirTo, F

Gambar 1.3 Diagram Alir proses pemanasan air

Dari sistem sebagaimana gambar 1.3 akan dibuat sistem pengendalian automatik agar suhu keluarsealu tetap. Untuk melaksanakanya perlu ditambahka unit pengukuran, Unit pengendali dan Unit kendali akhir gambar 1.4 AirTo, FKukusTs, S

KeteranganTT = Unit Pengukuran SuhuTC = Unit Pengendali SuhuCV = Unit kendali akhir

Gambar 1.4 Diagram instrumentasi sistem Pngendalian Proses pemanasan airSistem Pengendalian pada gamabar 1.4 bekerja sebagai berikut. Suhu air keluar dideteksi oleh sensor dan dikirim oleh bagian transmiternay (TT) ke unit pengendal suhu (TC). Di dalam unit pengendali, Suhu air keluar dibandingkan dengan nilai acuan yang diharapkan. Bila suhu air lebih tinggi dari suhu yang didinginkan, maka unit pengendali akan mengirim sinyakl kendali akhir untuk mengecilka aliran kukus. sebalikny jika suhu air lebih rendah, katup kendali dibuka lebh besar agar aliran kukus membesarMekanisme pengendalian yang mengakibatkan variabel termanipulasi (MV) naik karena variabel proses (PV) turunatau sebaliknya disebut aksi naik turun (increase deecrease) atau disebut juga aksi berlawanan (reverse action). Kebalikan darii mekanisme tersebut adalah aksi naik naik ( increase-increasae) atau disebut juga aksi langsung (direct action). Artinya jika PV naik, menyebabkan MV juga naik.1.2.4. Diagram BlokPenggambaran suatu sistem atau kaomponen dari sistem dapat berbentuk blok ( kotak) yang dilengkapi dengam sinyal masuk dan keluar. Sinyal tersebut dapat berupa arus listrik, Tegagan, alliran,cairan tekanan cairan, pH kecepatan, posisi, dsb. Sinyal yang perlu digambarkan hanyalah sinyal masuk dan keluar yang secara langsung berperan dalam sistem. Sedangkan sumber energi atau massa yang masuk biasanya tidak digambarkanSebagai contoh, keran air yang dipakai mengalirkan air ke tangki. Cadangan air sebagai sumber massa. Sinyal masukan adlah sudut putar kran ( posisi bukaan kran) Sinyal keluar adalah laju alir. Disini yang perlu digambarkan adalah sudut putar ( posis bukaan kran) dan laju alir. Sedangkan cadangan air tidak perlu digunakan (gambar 1.5)KeranSudutPutar

Gambar 1.5 Diagram blok pengaturan laju air dengan keranGambaran umum blok sistem adalah sebagai berikut.SistemMasukanKeluaran

SistemMasukanKeluaran

Ganbar 1.6 Diagram blok sistemBerikut ini disajikan contoh diagram blok sistemTermometerRaksaSuhuTeganganTinggiRaksaAlirTermokopelSuhu

Putar

TransmiterTekanan

TekananSuhuPenukar PanasAliran Pemanas

Gambar 1.7 Beberapa diagram blok satuan

Alir

1.2.5. Diagram Blok Sistem PengendalianDengan meninjau alat penukar panas (dari contoh paragraph sebelumnya) sebagai suatu system maka dapat dibuat diagram bloknya sebagai berikutGangguan (F)

Variabel proses (T)Variabel TermanipulasiTegangan

Sistem Proses Pemaasan Air

Gambar 1.8 Diagram blok sistem pemanasan airDiagram blok umum system di proses ditunjukan gambar (1.10) dalam diagram inin masukan system terdiri dari variable termanipulasi (m) dan gangguan (w). Tanda bulatan menjadi titik temu keduanya adalah simbol penjumlahanSistem

CW+M +Keteranganm: variabel termanipulasi (MV)w : variabel gangguanc : variabel proses

Gambar 1.9 Diagram blok sistem prosesDiagram blok lengkap sistem pengendalian proses pemanasan dapat digambarkan sebagai berikut : WGcGvGpH

r+m + C- yGambar 1.10 Diagram blok lengkap sistem pengendalian proses pemanasan air.Keterangan gambar :r : nilai acuan atau set point value (SV) c : variabel proses (PV)e : sinyal galat (error) dengan e = r y Gc : Pengendaliy : sinyal pengukuran Gv : katup pengendaliu : sinyal kendali H : transmiterm : variabel termanipulasi (MV)w : variabel gangguan

Untuk keperluan praktis sering diagram tersebut disederhanakan dengan meniadakan blok katup kendali dan transmiter. Hal ini disebabkan karena sinyal kendali (u) pada dasarnya merepresentasikan nilai variabel termanipulasi. Sedangkan sinyal pengukuran (y), merepresentasikan nilai variabel proses. Sehingga dalam diagram blok sistem pengendalian pada gambar berikut, sinyal kendali (u) sebagai variabel termanipulasi (MV).

WGCGP

r + U + y

-

Gambar 2.11 Diagram blok singkat sistem pengendalian1.2.6. Tanggapan Transien Sistem tertutupSistem pengendalian dapat lebih disederhanakan, yaitu dengan memandang sistem sebagai satu blok dengan dua masukkan (r dan w) dan satu keluaran (y).

SISTEM PENGENDALIANrwy

Gambar 1.12 penyederhanaan sistem pengendalian sebagai satu blok.

Jika kedalam sistem pengendalian terjadi perubahan nilai acuan, idealnya, nilai variabel proses tepat mengikuti nilai acuan baru. Tetapi kondisi demikian biasanya tidak terjadi.Nilai variabel proses akan mengalami beberapa kemungkinan perubahan, yaitu : Tanpa osilasi (overdamped) Osilasi teredam (underdamped) Osilasi kontinyu (sustained oscillation) Tidak stabil (amplitudo membesar)Keempat tanggapan diatas dibuat dengan memberi masukan berupa step function (fungsi undak) yaitu dengan perubahan mendadak dari satu nilai masukkan konstan ke nilai masukan konstan yang lain. Besarnya perubahan tersebut biasanya paling besar 10 %.Tanggapan tanpa osilasi bersifat lambat namun stabil. Sedangkan tanggapan osilasi teredam mengalami sedikit gelombang di awal perubahan, dan selanjutnya amplitudo mengecil dan akhirnya hilang. Tanggapan ini cukup cepat meskipun sedikit terjadi ketidakstabilan. Pada tanggapan dengan osilasi kontinyu, variabel proses secara terus menerus bergelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang tetap. Terakhir, tanggapan tak stabil, memiliki amplitudo membesar. Kondisi demikian sangat berbahaya karena dapat merusak sistem keseluruhan. Tanggapan teredam ( >1) Tanggapan osilasi teredam (0< < 1) y y Osilasi kontinyu ( = 0) Tak stabil ( > 0) y y

Gambar 1.13 Tanggapan sistem pengendalian simpal tertutup pada perubahan nilai acuan.Dari keempat kemungkinan tadi, yang paling dihindari, bahkan sama sekali tidak boleh terjadi adalah tanggapan tidak stabil dengan amplitudo membesar. Sedangkan tanggapan osilasi kontinyu dalam beberapa hal masih bisa diterima, meskipun cukup berbahaya.Sekedar perhatian untuk praktisi industri, meskipun variabel proses secara terus menerus terlihat berayun seperti mengalami osilasi kontinyu, tetapi belum tentu benar-benar terjadi osilasi dalam sistem pengendalian. Boleh jadi kondisi demikian memang sifat variabel itu sendiri, misalnya aliran gas atau turbulensi fluida.

1.2.7. Tujuan Pengendalian1.2.7.1. Hakikat UtamaHakikat utama tujuan pengendalian proses adalah mempertahankan nilai variabel proses agar sesuai dengan kebutuhan operasi .Makna dari pernyataan ini adalah, satu atau beberapa nilai variabel proses mungkin perlu dikorbankan semata-mata untuk mencapai tujuan yang lebih besar, yaitu kebutuhan operasi keseluruhan agar berjalan sesuai yang diinginkan.

1.2.7.2. Tujuan Ideal dan Praktis Tujuan idealMempertahankan nilai variabel proses sama dengan nilai acuan. Tujuan Praktis Mempertahankan nilai variabel proses di sekitar nilai acuan dalam batas-batas yang ditetapkan.

Tujuan pengendalian erat berkaitan dengan kualitas pengendalianyang didasarkan atas bentuk tanggapan variabel proses. Setelah terjadi perubahan nilai acuan (setpoint) atau beban diharapkan, penyimpangan maksimum dari nilai acuan sekecil mungkin, waktu yang diperlukan oleh variabel proses mencapai kondisi mantap sekecil mungkin. perbedaan nilai acuan dan variabel proses setelah tunak sekecil mungkin.Atau dapat dinyatakan dengan istilah umum, sebagai berikut. Minimum overshoot Minimum settling time Minimum offsetDengan kata lain kualitas pengendalian yang diharapkan adalah, Tanggapan cepat, hasilnya stabil, dan tidak ada penyimpangan dengan nilai acuan.Settling timeBebanMaximum error(overshoot)Variabel proses

Offset

Gambar 1.14 Tanggapan sistem pengendalian simpal tertutup pada perubahan beban1.2.7.3. Kriteria Kualitas PengendalianEvaluasi kinerja sistem pengendalian memerlukan dua hal, yaitu jenis tes dan kriteria yang tepat. Jenis tes yang paling sering dipakai adalah dengan cara mengubah nilai acuan atau beban secara mendadak (step response test). Dari hasil tes selanjutnya dihitung apakah memenuhi kriteria atau tidak. kriteria yang paling umum di industry adalah : redaman seperempat amplitudo (quarter amplitude decay ratio) nilai maksimum dari integral galat absolut (integral absolute error, IAE) redaman kritik (critical damping)Kriteria redaman seperempat amplitudo. kriteria ini merupakan kriteria populer di kalangan praktisi dan teoritisi, sebab mampu mengakomodasikan ketiga kualitas pengendalian. Maksud kriteria redaman seperempat amplitude adalah, amplitudo puncak berikutnya memiliki nilai seperempat dari puncak amplitude sebelumnya. Atau decay ratio 0,25.Kriteria redaman kritik. Kriteria ini jika overshoot di atas nilai acuan tidak diperkenankan. Kondisi redaman kritik merupakan batas osilasi teredam. Tanggapan pada redaman kritik adalah paling cepat dan tanpa overshoot.Kriteria nilai maksimum dari integral galat absolut. Kriteria integral galat absolut menunjukkan luas total galat.y

Gambar 1.15 Kriteria integral galat absolut (IAE = luas daerah yang diarsir)1.2.8. Propotional BandProporsional Band adalah percentage error (simpangan antara Process Variabel dan Set Point) yang menyebabkan controller memberikan aksi control 100%. Error adalah input controller. Sehingga dapat pula dikatakan sebagai Proporsional Band adalah percentage Input Controller yang menyebabkan Output Controller menjadi 100%. Proportional Band adalah bolak-baliknya Gain. Ketika input controller 50%, output controller adalah 100% maka PB = 50, dan Gain = 2 (artinya output controller 2 kalinya input controller). Dengan bahasa naratif dapat diilustrasikan ketika sebuah transmitter dengan range 0 100 Psi dalam kondisi tunak pada set-point 25 Psi, tiba-tiba terjadi gangguan sehingga pressure menjadi 75 Psi (error menjadi 50 %), maka ketika digunakan PB = 50, output controller akan memerintahkan aksi 100%. Ketika digunakan PB = 100, output controller akan memerintahkan aksi 50% saja. Artinya jika terjadi sedikit penyimpangan dari set-point maka controller akan peka terhadap input yang berupa error dan segera bereaksi mengeluarkan output lebih besar.

1.2.9. Pengertian Kendali P.I.D (Propotional-Integral-Derivative Controller)Sistem Kontrol PID ( ProportionalIntegralDerivative controller ) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut ( Feed back ).Sistem kontrol PID terdiri dari tiga buah cara pengaturan yaitu kontrol P (Proportional), D (Derivative) dan I (Integral), dengan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Dalam implementasinya masing-masing cara dapat bekerja sendiri maupun gabungan diantaranya. Dalam perancangan sistem kontrol PID yang perlu dilakukan adalah mengatur parameter P, I atau D agar tanggapan sinyal keluaran system terhadap masukan tertentu sebagaimana yang diinginkan.

Gambar 1.16 Kendali P.I.D (ProportionalIntegralDerivative controller)1.2.9.1. Kontrol PropotionalKontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) e maka u = Kp e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.1.2.9.2. Kontrol IntegratifJika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t) = [integrale(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan diatas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u = Kd.[deltae / deltat] Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde system. 1.2.9.3. Kontrol DerivativeSinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan sebagai G(s) = s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiriUntuk mendapatkan aksi kontrol yang baik diperlukan langkah coba-coba dengan kombinasi antara P, I dan D sampai ditemukan nilai Kp, Ki dan Kd seperti yang diiginkan.(1) Memahami cara kerja system,(2) Mencari model sistem dinamik dalam persamaan differensial,(3) Mendapatkan fungsi alih sistem dengan Transformasi Laplace,(4) Memberikan aksi pengontrolan dengan menentukan konstanta Kp, Ki dan Kd,(5) Menggabungkan fungsi alih yang sudah didapatkan dengan jenis aksi pengontrolan,(6) Menguji sistem dengan sinyal masukan fungsi langkah, fungsi undak dan impuls ke dalam fungsi alih yang baru,(7) Melakukan Transformasi Laplace balik untuk mendapatkan fungsi dalam kawasan waktu,(8) Menggambar tanggapan sistem dalam kawasan waktuPenjelasan atau contohnya Kendali P.I.D sebagai berikut :Contohnya saja pada lift, fungsi kendali yaitu bagaimana membuat kecepatan lift ketika dinaiki oleh jumlah orang yang berbeda (secara logika ketika hanya 1 orang kecepatan tinggi dan ketika banyak kecepatan menurun) disini fungsi kendali walu jumlah barapapun kecepatan tetap sama.1.2.10. Dasar Teori AlatAlat PCT terdiri dari 3 bagian utama yaitu : PCT 40 Tekanan PCT 41 Temperatur PCT 42 pH control Semua bagian utama di atas dapat di gunakan secara sendiri sendiri dapat pula di gunakan secara bersamaan. Untuk praktikum pengukuran pH digunakan alat PCT 42 pH control. Alat ini terdiri dari beberapa bagian yaitu pompa A dan pompa B yang berupa pompa peristaltic, tangki penampung, dan computer untuk menyetting pengaturan parameter. Di dalam tangki penampung terdiri beberapa bagian lagi yaitu koi yang berguna untuk memanaskan, sensor temperature, stirrer dan pH meter. pH meter pada tangki dapat diganti dengan pengukur konduktivity jika ingin mengukur konduktivity suatu bahan.Pada alat PCT 42, percobaan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara direct action dan secara reverse action. Direct action yaitu aksi secara langsung dimana apabila nilai dari variabel proses meningkat maka variabel control juga meningkat.

SistemMasukanKeluaranSistemMasukanKeluaranSistemMasukanKeluaranSistemMasukanKeluaran