LAPORAN

PENGENDALIAN PROSES

Dosen Pembimbing : Ir. Heriyanto

Tanggal Praktikum : 27 Mei 2009

Tanggal Penyerahan : 11 Juni 2009

Oleh

Dessy Dwi Susanti (07401042)

Dini Utia N (07401043)

Jenda Kristover Ginting (07401052)

Kelas : 2-B

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2008 / 2009

DINAMIKA LEVEL

TUJUAN

Melakukan uji step pada tangki penampung

Menentukan karakteristik tangki penampung meliputi parameter

steady state gain (K), konstanta waktu (), waktu mati ()

Memperkirakan persamaan model matematik FOPDT (First Orde

Plus Dead Time) untuk system tangki tamping

DATA PENGAMATAN & PENGOLAHAN DATA

Data Pengamatan

Dari grafik diperoleh data-data sebagai berikut :

Kecepatan = 3 cm/menit

∆U = 2 %

Level cairan 72% :

∆Y = 9 cm

θ (waktu mati) = 0,5 cm

∆h = 6 cm

Level cairan 74% :

∆Y = 10 cm

θ (waktu mati) = 1 cm

∆h = 10 cm

Level cairan 76% :

∆Y = 8 cm

θ (waktu mati) = 1cm

∆h = 13cm

Level cairan 78%

∆Y = 8 cm

θ (waktu mati) = 1.2 cm

∆h = 28 cm

Level cairan 80%

∆Y = 8 cm

θ (waktu mati) = 1 cm

∆h = 23.5 cm

Pengolahan Data

Mencari ∆t

∆t = panjang grafik / (3cm/menit)

Level cairan Panjang Grafik (cm) ∆t (menit)

72% 6 2

74% 10 3.33

76% 13 4.33

78% 26 8.667

80% 23.5 7.833

Mencari Kp

Kp = ∆Y/∆U

∆Y (cm) ∆U (%) Kp[cm/%]

3.2 2 1.6

0.30 2 0.15

0.6 2 0.3

1.72 2 0.86

8 2 4

Mencari p

p = (∆Y/∆h) x ∆t

∆Y (cm) ∆h (cm) ∆Y/∆h ∆t

3.2 6 0.33 2 0.66

0.3 10 0.03 3.33 0.0999

0.6 13 0.046 4.33 0.19918

1.72. 26 0.066 8.667 0.572022

8 23.5 0.340 7.833 2.66322

Mencari θy (dead time)

Kecepatan = 3 cm/menit

Gangguan Panjang garis (cm) θy (detik)

72% 0.5 10

74% 1 20

76% 1 20

78% 1.2 24

80% 1 20

PEMBAHASAN

Dessy Dwi Susanti (07401042)

Pada percobaan dinamika level ini dilakukan dengan pengamatan

tinggi cairan pada selang ketinggian 2 % dengan keadaan steady state

pada nilai 70 % dengan kecepatan kertas yang di pakai adalah 3

cm/menit. Pada awal pengamatan seharusnya grafik yang di dapat berupa

garis lengkung yaitu penurunan dari ketinggian cairan 100 % menuju %

steady state yaitu pada 70 %. Tetapi pada data grafik yang diperoleh

didapatkan penurunan tajam tanpa lekukan yang disebabkan oleh proses

masuknya cairan ke dalam tangki dan dibukanya valve keluaran tangki

tidak secara bersamaan. Penentuan selang ketinggian cairan dari proses

terlalu kecil sehingga grafik yang diperoleh hampir berbentuk lurus

( dalam keadaan steady state) sehingga sulit untuk melihat adanya

fluktuasi saat perubahan setpoint tiba-tiba. Kecepatan kertas pun terlalu

cepat untuk selang ketinggian yang terlalu kecil sehingga grafik yang

didapat berbentuk lurus(hampir lurus) sehingga waktu mati yang terukur

kecil.

Dari data yang diperoleh terlihat bahwa semakin panjang grafik

maka akan semakin besar perubahan waktu yang diperoleh, hal tersebut

akan mempengaruhi proses perhitungan (penentuan) nilai τp dan θp.

Dalam perhitungan tidak dilakukan dengan metode garis singgung

maupun FOPDT karena terlihat dari grafik yang didapat agak sulit dalam

penentuan persentase 28,3 % dan 63,2 % untuk menentukkan t1 dan t2

serta membuat garis singgung. Sehingga perhitungan yang digunakan

menggunakan perbandingan ∆y dan ∆u serta penggunaan ∆t dari

perbandingan panjang grafik terhadap kecepatan kertas.

Untuk penentuan nilai Kp dipengaruhi oleh besarnya nilai ∆y karena

∆U yang dihitung berada pada keadaan yang sama. Penentuan ∆U

berdasarkan selang ketinggian dari cairan yaitu 2 %.

Dari pengolahan data terlihat untuk nilai ∆t tertinggi pada

ketinggian cairan 78%, nilai Kp tertinggi pada 80%, τp tertinggi pada 80%

dan θp tertinggi pada 78%.

Dini Utia N (07401043)

Pada praktikum dinamika level melakukan uji step pada tangki

penampung untuk mengetahui harga steady state gain (K), konstanta

waktu () dan waktu mati (). Harga steady state gain (K), konstanta

waktu () dan waktu mati () dapat diketahui dengan mengubah besaran

gangguan pada aliran yaitu dari gangguan 72% ke 74%, 74% ke 76%,

begitu seterusnya sampai gangguan 80%. Selisih perubahan besaran

gagguan tersebut merupakan nilai U yang kemudian akan dibandingkan

dengan nilai y yaitu jarak pada saat terjadinya perubahan besaran

gangguan, sehingga akan didapat nilai steady state gain(K), konstanta

waktu () dan waktu mati ().

Kecepatan kertas pada praktikum ini berpegaruh pada gambar

grafik yang didapat, kecepatan kertas pada praktikum ini adalah

3cm/menit. Pada percobaan, garis untuk membetuk steady state

memerlukan waktu yang cukup lama. Perhitungan nilai konstanta waktu

tidak dilakukan dengan Metode Smith, ini dikarenakan pada saat

perubahan besaran pada grafik untuk lekukan hampir tidak ada

(berbentuk garis lurus). Sehingga nilai konstanta waktu merupakan

perbandingan nilai jarak perubahan terhadap panjang grafik yang

kemudian dikalikan dengan nilai t. Nilai t didapat hasil dari

perbandingan panjang grafik terhadap kecepatan kertas.

Pada grafik dapat terlihat bahwa semakin besar gangguan maka

nilai waktu mati semakin lama. Hal ini dapat terlihat pada besaran

gangguan 78% maka hasil dari perhitungan waktu matinya semakin

lama. Sedangkan untuk besaran gangguan 72% nilai waktu mati yang

dihasilkan semakin kecil.

Jenda Kristover Ginting [07401052]

Pada praktikum kali ini, kami dapat menentukan karakteristik dari

level suatu cairan yaitu dengan melakukan uji step pada level cairan

tersebut. Variabel pengendali dalam proses ini adalah laju alir aliran

masuk dan unit kendali akhirnya berupa control valve. Dari uji step ini,

kami mendapatkan parameter steady state gain (K), konstanta waktu (τ),

serta waktu mati (θ) yang digunakan untuk menentukan karakteristik

level cairan tersebut. Uji step ini bertujuan untuk mengetahui seberapa

besar respons terhadap perubahan masukan variabel pengendali dan

seberapa cepat respons alat ini untuk mencapai steady state ketika

diberikan gangguan. Dari grafik hasil percobaan, kami bisa mendapatkan

seberapa besar perubahan yang terjadi terhadap setpoint yang dilakukan

pada berbagai % gangguan.

Dari hasil yang diperoleh, dapat dilihat pada grafik antara

parameter steady state gain vs % gangguan, bahwa sifat dari sistem level

ini adalah tidak linear, karena didapatkan R2 yang tidak mendekati 1 yaitu

0,25. Sehingga bisa dikatakan bahwa besar gangguan yang diberikan,

tidak berbanding lurus dengan perubahan/penyimpangan laju alir yang

berada pada sistem level tersebut.

Selain itu, dari grafik hasil uji step kami bisa mengetahui seberapa

besar waktu mati (θ) dan konstanta waktu (τ) yang terjadi pada setiap %

gangguan yang diberikan. Waktu mati (delay) adalah waktu yang

dibutuhkan oleh suatu alat untuk merespons suatu setpoint yang telah

ditentukan. Dari grafik ini, waktu mati yang paling lama dihasilkan yaitu

saat besaran gangguan sebesar 78% sedangakan waktu mati yang paling

kecil dihasilkan saat besaran gangguan sebesar 7.2%. Selain itu,

konstanta waktu (τ) yang dihasilkan dari grafik hasil uji step, berkisar

antara 0.66-2,67 menit.

KESIMPULAN

Parameter steady state (Kp) yang didapat yaitu :

- Gangguan 72 % = 1.6

- Gangguan 74 % = 0.15

- Gangguan 76 % = 0.3

- Gangguan 78% = 0.86

- Gangguan 80% = 4

Konstanta waktu berkisar antara 0.66-2,67 menit

Sifat dari sistem level ini adalah tidak linear.

DAFTAR PUSTAKA

Heriyanto. 2009. Jobsheet Pengendalian Proses, Dinamika Sistem Tangki

Penampung. Bandung : POLBAN

Heriyanto. 2007. Pengendalian Proses. Bandung : POLBAN