Download - BAB VIII Pengendalian Lanjut
BAB VIII
PENGENDALIAN LANJUT
8.1 Pendahuluan
Sistem proses di pabrik hampir dapat dipastikan merupakan sistem kompleks.
Hal demikian menyebabkan perilaku sistem memiliki orde tinggi dan waktu mati
besar yang berakibat tanggapan variabel proses menjadi lambat. Belum lagi adanya
gangguan yang sukar diatasi dengan pengendalian umpan balik. Persoalan kian makin
rumit disebabkan adanya kenyataan bahwa sistem proses memiliki banyak masukan
dan banyak keluaran. Menghadapi persoalan demikian ternyata sistem pengendalian
sederhana kurang dapat diterapkan dengan baik. Bahkan terhadap sistem yang
memiliki banyak masukan dan banyak keluaran tidak dapat dipakai pengendali PID
biasa.
Konfigurasi pengendalaian umpan balik melibatkan satu proses variabel terukur
(output) dan satu variabel manifulated dalam satu kalang tunggal (single loop). Ada
konfigurasi pengendali yang menggunakan lebih dari satu pengukuran variabel dan
satu manipulasi atau satu pengukuran dan beberapa variabel manipulated yang
kemudian muncul pengendalian dengan multi loop (kalang jamak) seperti :
pengendali bertingkat (cascade), beberapa pengendali selektif dan pengendali split-
range. Sistem kendali multi roof adalah sistem kendali yang tidak terpisah tetapi
menggunakan satu manipulated atau satu pengukuran.
8.2 Pengendalian Cascade
Pengendalian umpan balik secara umum digunakan untuk mengatasi perubahan
variabel proses akibat pengaruh gangguan yang masuk. Tetapi, pengendalian umpan
balik hanya memberi tanggapan setelah terjadi perubahan variabel proses terukur.
Padahal gangguan sudah terlanjur masuk dan sebelum berpengaruh pada variabel
proses dapat berakibat fatal pada sistem proses. Jika gangguan dapat diredam oleh
pengendali umpan balik lain (pengendali sekunder) sebelum masuk ke dalam sistem
proses, maka gangguan dapat mudah ditangani secara efisien dan tanggapan sistem
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 1
menjadi lebih cepat. Pengendalian kaskade (cascade control) diperlukan pada sistem
yang memiliki tanggapan variabel proses sangat lambat dan sistem yang memiliki
gangguan atau perubahan beban cukup besar sehingga mudah mengacaukan atau
bahkan merusak sistem peralatan proses. Dengan demikian akan diperoleh
pengendalian yang halus, akurat, dan cepat sehingga tujuan pengendalian kaskade
adalah :
1. Meredam gangguan sebelum berpengaruh pada variabel proses
2. Menambah keamanan operasi
3. Memperluas pengendalian (memperbaiki linearitas)
4. Menambah akurasi pengendalian
5. Mempercepat tanggapan sistem pengendalian (memperbaiki dinamika sistem)
Pengendalian cascade memerlukan dua pengendali. Satu pengendali bertindak
sebagai induk (master control, primary control atau outer loop) dan yang lain sebagai
hamba (slave control, secondary control, atau inner loop). Hal penting di sini,
tanggapan loop dalam (inner loop) harus lebih cepat paling tidak tiga kali loop luar
(outer loop), tetapi biasanya 10 sampai 20 kalinya. Dengan kata lain konstanta waktu
loop sekunder harus jauh lebih kecil dibanding loop primer.
Contoh 8.1: Pengendalian suhu reaktor
Pengendalian suhu dalam reaktor dengan memakai air sebagai medium
pendingin. Suhu reaktor dikendalikan dengan memanipulasi laju alir air. Di sini
terdapat gangguan, yang bila tidak diperhatikan bisa menjadi masalah serius, yaitu
suhu. Begitu terjadi perubahan, pengendali suhu tidak segera merasakan perubahan,
sampai reaktor benar-benar berubah. Perubahan suhu jaket dapat diatasi bila terhadap
laju alir juga dilakukan pengendalian. Dengan demikian terdapat dua pengendali.
Pertama, pengendali suhu reaktor (TC-1) sebagai pengendali induk (master controller
atau primary controller). Kedua, pengendali suhu jaket (TC-2) sebagai pengendali
hamba (slave controller atau secondary controller). Suhu jaket dikendalikan dengan
mengatur laju alir air. Jika suhu air masuk jaket berubah, suhu jaket berubah
meskipun laju alirnya tetap. Perubahan suhu jaket menunjukkan perubahan gangguan.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 2
Gambar 8.1 Diagram Instrumentasi Pengendalian Cascade pada Reaktor
Keterangan :
TT-1 : Transmitter Suhu Reaktor
TT-2 : Transmitter Suhu Jaket
TC-1 : Pengendali Suhu Reaktor
TC-2 : Pengendali Suhu Jaket
Gambar 8.2 Diagram Blok Pengendalian Cascade pada Reaktor
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 3
Pengendali Sekunder
Katup Kendali
Transmitter Reaktor
Jaket ReaktorPengendali Primer
Transmitter Jaket
Setpoint Suhu Reaktor
+
-
Setpoint Suhu Jaket
+
-
Laju Alir Suhu Jaket
SuhuReaktor
Air Pendingin Keluar
Produk
Setpoint Suhu Reaktor
Air Pendingin Masuk
Setpoint Suhu Jaket
Beberapa bagian penting pada implementasi pengendalian cascade.
1. Loop dalam (sekunder) harus lebih cepat paling tidak tiga kali loop luar (primer)
2. Pengendalian loop dalam (sekunder) tidak perlu akurat, yang penting memiliki
tanggapan cepat terhadap gangguan atau setpoint. Oleh sebab itu pengendali
prporsional (P) biasanya mencukupi.
3. Dalam beberapa hal, jika loop dalam (sekunder) tidak dapat mengikuti setpoint
dalam waktu yang lama diperlukan reset feedback untuk penjejakan keluaran
(output tracking) semacam anti-reset windup.
4. Sistem pengendalian cascade akan menaikkan frekuensi alami dan memperkecil
konstanta waktu sistem. Keduanya merupakan keuntungan sistem ini. Tetapi
keuntungan utama adalah kemampuan mengurangi pengaruh gangguan.
5. Pengendalian cascade dapat menyempurnakan kinerja sistem pengendalian
umpan balik secara dramatic, jika dirancang dan diterapkan dengan benar.
Penalaan Pengendalian Cascade
Penelaan pengendalian cascade disamping untuk menentukan nilai parameter
pengendali, juga untuk memastikan bahwa loop dalam tidak mempengaruhi loop luar.
Langkah penelaan dimulai dari loop dalam baru diikuti loop luar.
1. Loop luar disetel pada posisis manual (MANU)
2. Loop dalam ditala hingga diperoleh tanggapan yang cukup mantap.
3. Loop luar kemudian diubah ke posisi automatic (AUTO) dan dilakukan penalaan.
Yang perlu dijaga adalah, jangan sampai terjadi osilasi pada variabel proses
utama. Jika terjadi osilasi sensitivitas loop diluar perlu diturunkan dengan
memperbesar PB (atau memperkecil gain)
4. Tanggapan loop dalam dibuat secepat mungkin, tapi tidak boleh terlalu cepat. Jika
terlalu cepat, loop dalam dapat mempengaruhi kestabilan loop luar.
5. Jika loop akan ditata ulang, pertama-tama loop luar diubah ke manual baru loop
dalam ditata. Setelah loop dalam pada posisi automatic, baru diikuti loop luar
dikembalikan ke automatik.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 4
Latihan :
1. Pada perancangan pengendalian cascade, sensor variabel untuk loop dalam
(sekunder) hendaknya memiliki …….. yang baik :
a. Tanggapan yang cepat terhadap gangguan atau setpoint
b. Lebih lambat tiga kali loop luar (primer)
c. Ketepatan (accuracy)
d. Bising
Penyelesaian :
Jawab a, sifat pengendali cascade untuk loop dalam (sekunder) harus lebih cepat
paling idak tiga kali loop luar (primer), tidak perlu akurat.
2. Pengendalian suhu tanur (furnace), tentukan apakah mungkin merancang
pengendalian cascade. Jika ya buatkan diagram instrumentasi pengendalian
cascade dari gambar 8.3 pengendalian tanur secara umpan balik.
Gambar 8.3 Pengendalian Suhu Furnace dengan Umpan Balik
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 5
Penyelesaian soal 2:
Pada pengendali cascade, sebagai loop primer adalah suhu minyak keluar yang
mengatur setpoint tekanan bahan baker. Loop sekunder adalah pengendalian tekanan
bahan bakar yang menjaga tekanan bahan bakar tanpa menghiraukan tekanan umpan
bahan bakar dan karakteristik katup kendali. Gambar berikut menggambarkan
pengendalian suhu tanur dengan pengendalian cascade
8.3 Pengendalian Umpan Maju
Pengendalian umpan balik tidak pernah mencapai pengendalian proses kimia
secara sempurna, yaitu menjaga secara kontinyu keluaran proses pada nilai setpoint
yang dikehendaki dalam keadaan terganggu atau setpoint bearubah. Alasannya adalah
bahwa pengendalian umpan balik hanya bereaksi setelah mendeteksi ada perbedaan
antara nilai keluaran dengan nilai setpoint. Hal ini ini tidak terjadi pada pengendali
umpan maju, karena konfigurasi pengendali jenis ini bekerja berdasarkan pada
pengukuran gangguan secara langsung untuk menghilangkan pengaruhnya pada
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 6
PC
PT
keluaran proses, sehingga pengendali umpan maju mempunyai potensi untuk
pengendalian yang sempurna secara teoritis.
Gambar 8.4.a Pengendalian Umpan Maju b. Pengendalian Umpan Balik
Sistem proses yang tidak mendapat gangguan atau bebannya tetap, maka nilai
variabel proses tidak berubah. Prinsip ini dipakai pada pengendalian umpan maju.
Dengan meniadakan seluruh gangguan, maka nilai variabel proses selalu tetap. Jadi
tujuan utama pengendalian umpan maju adalah meniadakan atau mengurangi
gangguan sebelum gangguan tersebut berpengaruh pada variabel proses. Idealnya
seluruh gangguan dideteksi dan dihilangkan pengaruhnya. Tetapi berhubung tidak
semua gangguan dapat dideteksi atau dihilangkan secara sempurna, maka pada sistem
pengendalian umpan maju masih diperlukan umpan balik. Di sini umpan balik
bertugas mengatasi gangguan yang tidak dapat dihilangkan oleh umpan maju.
8.3.1 Algoritma Pengendali Umpan Maju
Pengendali umpan maju sering disebut sebagai kompentator atau kompensasi
umpan maju. Ini dapat berupa elemen static saja atau elemen dinamik lead-lag. Baik
elemen static atau elemen dinamik, keduanya harus mampu merepresantikan model
sistem proses sebaik mungkin. Semakin jauh model sistem dengan sistem sebenarnya,
semakin buruk hasil pengendalikan umpan maju. Ketepatan model sistem proses
merupakan prasyarat keberhasilan pengendalian umpan maju.
Pada prinsipnya, elemen kompensasi harus dapat menyatakan model
matematika yang berupa hubungan antara variabel pengendali (manipulated variabel)
dan variabel gangguan (disturbance variabel).
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 7
V.manipulasi Output
Gangguan
Proses
ControllerProses
V.manipulasi
Output
GangguanController
a. Model Statik (Steady-State Model)
Model static hanya berisi elemen steady-state gain proses dan gangguan. Secara
umum elemen ini berupa factor perbandingan antara steady-state gain gangguan
(Kw) dan proses (Kp).
Contoh : Pengendalian umpan maju pada penukar panas.
Gambar 8.5 Proses Pemanasan Minyak dalam Penukar Panas
Suhu minyak panas dipengaruhi oleh variabel pengendali (laju alir steam) dan
gangguan (laju minyak dan suhu minyak dingin). Neraca energi dan panas proses
(gambar 8.5) menghasilkan hubungan antara laju alir steam (S) dan gangguan (F dan
To) pada persamaan (8-1).
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 8
Karena suhu minyak panas (T) tidak diukur dan nilainya harus sama dengan
setpoint (Tr) maka,
Dengan model static (steady state model), jika nilai laju alir minyak (F) dan
suhu minyak dingin (To) diperoleh dari pengukuran terus menerus, maka laju alir
steam (S) akan menyesuaikan besar gangguan.
Gambar 8.6 Diagram Instrumentasi Pengendalian Umpan Maju
b. Model Dinamik (Dynamic Model)
Model dinamik diturunkan dari persamaan neraca massa/energi unsteady-state.
Ini dilakukan dengan bantuan diagram blok pengendalian umpan maju.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 9
Gambar 8.7 Diagram Blok Pengendalian Umpan maju
Dari gambar.8.7, maka berlaku,
C = (Gw + Gt Gf Gv Gp) w ……………………..(8-3)
Variabel (c) dan (w) merupakan variabel relative (dihitung terhadap kondisi
nominal steady-state). Ini berarti pada kondisi itu c = 0 dan w = 0. Jika terdapat
gangguan maka (w) tidak sama dengan nol. Agar (c) tetap nol harus berlaku,
Gw + Gt Gf Gv Gp = 0 ………………………… (8-4)
Sehingga diperoleh,
Persamaan (5) merupakan fungsi transfer pengendali umpan maju yang
diperlukan. Dengan menganggap fungsi transfer gangguan (Gw) dan sistem proses
(termasuk transmitter dan unit kendali akhir) sebagai sistem orde 1, maka diperoleh,
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 10
Atas dasar persamaan (8-6) dapat dibuat unit atau elemen led-lag yang berisis
tiga parameter yaitu K, 1 dan 2. Unit ini dapat digunakan sebagai pengendali atau
kompesator umpan maju.
Dengan,
K = Gain
1 = Konstanta waktu-1
2 = Konstanta waktu-2
8.3.2 Penalaan Penali Umpan Maju (Lead-Lag)
Penalaan unit lead-lag dimulai dengan penalaan kasar sebagai berikut :
1. Pengaturan gain (K) sesuai model proses sehingga tidak ada offset pada
perubahan gangguan.
2. Pengaturan nilai konstanta waktu lead (1) sebesar penjumlahan semua konstanta
waktu bagian pembilang.
3. Pengaturan nilai konstanta waktu lead (2) sebesar penjumlahan semua konstanta
waktu bagian penyebut.
Setelah diperoleh nilai-nilai tersebut di atas, selanjutnya dilakukan penalaan
halus (fine tuning) sebagai berikut :
1. Konstanta waktu lead (1) diatur agar dihasilkan luas di atas dan di bawah
setpoint sama besar pada perubahan step gangguan.
2. Konstanta waktu lead (2) diatur agar dihasilkan osilasi sekecil mungkin dengan
selisih kedua konstanta waktu (1.2) tetap.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 11
7)-......(8........................................1
2
11K
fG
S
S
Lead
Lag
......(8-6)........................................1
1p
p
Kw
K
fG
Sw
S
Contoh : Pengendali umpan maju pada ketel uap
Laju steam yang dikeluarkan oleh ketel uap tergantung pada beban pemakaian.
Sehingga beban pemakaian berlaku sebagai gangguan steam. Oleh transmitter laju
(FT) nilai laju alir steam dikirim ke pengendali umpan maju (FFC) untuk dievaluasi.
Selanjutnya pengendali umpan maju memberikan sinyal kendali untuk mengatur
bukaan katup kendali (control valve)
Gambar 8.8 Diagram instrumentasi pengendalian umpan maju pada ketel uap
8.3.3 Kesimpulan
1. Tujuan pengendalian umpan maju adalah mempertahankan nilai variabel proses
agar sama dengan setpoint meskipun terdapat gangguan/beban.
2. Pengendalian umpan maju bekerja tanpa pengukuran variabel proses tetapi
berdasar pada pengukuran gangguan/beban.
3. Prinsip pengendalian umpan maju adalah mengukur gangguan/beban kemudian
mengevaluasi berdasar model proses untuk selanjutnya melakukan koreksi
variabel proses melalui variabel pengendali.
4. Syarat pengendali umpan maju :
Gangguan/beban harus dapat diukur
Perlu model proses
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 12
5. Keunggulan :
Dapat mengantisipasi gangguan sebelum gangguan berpengaruh pada variabel
proses.
Secara teoritik dapat menghasilkan pengendalian yang sempurna (jika model
proses akurat)
Tidak mempengaruhi kestabilan karena tidak mempengaruhi persamaan
karakteristik sistem.
6. Kelemahan :
Gangguan harus diukur (menaikkan biaya investasi dan operasi)
Memerlukan banyak pengetahuan mengenai proses yang dikendalikan (model
proses).
Biasanya pengendli ideal yang menghasilkan pengendalian sempurna tidak
dapat dilakukan. Sebagai pengganti untuk pengendalian praktis digunakan
unit lead-lag.
7. Penalaan lead-lag dan lag diatur untuk memperkecil tanggapan cepat serta agar
luas daerah di atas dan di bawah setpoint sama besar.
8.4 Pengendalian Rasio
Pengendalian rasio (ratio control) adalah sistem pengendalian yang lazim
dipakai di suatu proses yang menghendaki komposisi campuran dua komponen atau
lebih dengan suatu perbandingan tertentu. Sebagai contoh, perbandingan laju alir dua
reaktan yang masuk ke dalam reaktor, perbandingan laju refluks dan distilat dalam
kolom distilasi, pencampuran dua cairan, perbandingan bahan baker dan udara, dll.
Terdapat dua metode pengendalian rasio. Metode 1 yaitu dengan membanding
kan dua aliran. Hasil perbandingan dikirim ke pengendali rasio.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 13
Gambar 8.9 Metode-1 Pengendali rasio (RY-faktor rasio)
Nilai rasio, R adalah
Gain proses sebesar
Terlihat bahwa hubungan antara gain (Kp) dan gangguan (w) tidak linier. Oleh
sebab itu model-1 tidak bisa digunakan. Metode-2 dilakukan dengan mengalihkan
nilai gangguan dengan bilangan atau factor rasio. Hasilnya dikirim ke setpoint
pengendali aliran. Dengan model seperti ini maka pengendali rasio merupakan tipe
khusus dari pengendali umpan maju (feedforward control).
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 14
Gambar 8.10. Metode-2 Pengendali rasio (FY-faktor rasio)
8.5 Pengendali Split-Range
Pengendali split range mempunyai satu pengukuran dan beberapa variabel
manipulated. Ketika hanya ada satu output terkendali atau hanya ada satu isyarat
terkendali, maka isyarat tersebut harus dipecah menjadi beberapa bagian, yang
masing-masing berpengaruh pada satu variabel manipulated. Dengan kata lain kita,
dapat mengendalikan satu variabel proses (ouput) dengan mengkoordinasikan aksi
beberapa variabel manipulated,semuanya mempunyai pengaruh yang sama pada
keluaran terkendali. Sistem ini tidak banyak digunakan dalam proses kimia, tetapi
dapat meningkatkan keselamatan dan optimalitas operasional.Pengendali jenis ini
menghasilkan banyak sinyal kendali. Masing-masing sinyal kendali mengatur
manipulated variabel (MV) yang berbeda.
Sebagai contoh, pengendalian laju alir medium pemanas dan pendingin untuk
reaktor eksotermik. Reaktor ini pada saat awal reaksi memerlukan pemanasan.
Setelah reaksi berlangsung beberapa saat, sejumlah panas dikeluarkan hingga perlu
pendinginan. Sebuah katup kendali digunakan untuk mengatur laju alir pendingin,
sedang katup yang lain mengatur laju alir pemanas. Pada saat keluaran pengendali
50%, kedua katup kendali dalam keadaan setengah terbuka (untuk katup yang bekerja
bersamaan) atau tertutup penuh (untuk katup yang bekerja bergantian). Jika sinyal
kendali lebih 50%, katup kendali CV-1 lebih membuka, dan CV-2 lebih menutup
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 15
(gambar 8.11b) atau tertutup penuh (gambar 8.11c). Jika sinyal kendali kurang dari
50%, katup kendali CV-1 lebih menutup (gambar8.11b) atau tertutup penuh (gambar
8.11c) dan CV-2 lebih membuka (gambar 8.11b)
(a) Konfigurasi Split Range
(b) Katup Kendali Bekerja Bersama (c) Katup Kendali Bekerja Bergantian
Gambar 8.11 Satu Sinyal Pengukuran Menghasilkan Dua Sinyal Kendali
8.6 Pengendali Adaptif
Pengendali adaptif mempunyai kemampuan untuk mengatur parameter-
parameternya secara otomatis untuk mengkompensasi variasi karakteristik proses
yang dikendalikan. Ada dua alasan penggunaan pengendali adaptif. Pertama,
sebagian besar proses kimia merupakan sistem nonlinier, yang pada saat linierisasi
menggunakan dasar keadaan yang tertentu. Jika keadaan proses mengalami
perubahan, maka parameter-parameter pengendali terbaiknya juga harus diubah.
Kedua, sebagian besar proses kimia bersifat nonstationary, yaitu karakteristiknya
berubah terhadap waktu, seperti deaktifasi katalisator pada reaktor, dan penurunan
koefisien perpindahan kalor keseluruhan pada alat penukar panas.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 16
100%
0%0% 50% 100%
CV-2 CV-1100%
0%0% 50% 100%
CV-2CV-1
Gambar 8.12 Sistem Kendali Adaptif dengan Program
Pengendali adaptif dibedakan atas dua jenis, yaitu pengendali swatala (self-
tuning regulator, STR) dan pengendali adaptif beracuan model (model reference
adaptive control, MRAC). Jenis STR melakukan adaptasi dengan mengambil data
sinyal kendali dan variabel proses. Berdasar kedua data tersebut dilakuakn estimasi
untuk digunakan mengubah nilai parameter pengendali. Sedangkan jenis MRAC
memerlukan model proses. Antara keluaran model dan variabel proses dibandingkan,
hasilnya kemudian diolah untuk digunakan mengubah nilai parameter pengendali.
Gambar 8.13 Sistem Pengendali Adaptif Swatala
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 17
Pengendali Proses
Adjusment mechanism
Set point
Inner Loop
Outer Loop Auxiliary Measurements
Controlled Output
New value of Controller Parameter
Pengendali ProsesSet point
Controlled Output
Adaptasi
Gambar 8.14 Sistem Pengendali Adaptif beracuan model (MRAC)
8.7 Pengendali Digital Berbasis Komputer
Pengendalian digital dilakukan oleh sebuah computer karena kemampuannya
yang besar. Pemakian computer bermula dari kebutuhan proses industri, yang karena
operasinya menghendaki perubahan setpoint dari waktu-waktu. Kebutuhan computer
kemudian menjadi semakin mendesak karena beberapa proses tidak sekedar
membutuhkan setpoint tetapi juga membutuhkan rumusan setpoint antara loop yang
satu dengan loop yang lain.
Sebuah computer mampu mengendalikan banyak loop sekaligus, kerjanya dapat
menggantikan banyak sekali kerja pengendalian analog. Komputer melakukan
keempat tahapan pengendalian, yaitu mengukur, membandingkan, menghitung, dan
mengoreksi secara bergantian dari satu loop ke loop yang lain. Sistem computer
inilah yang lazim disebut direct digital control (DDC). Konsep sample dan hold tidak
saja dipakai pada tahap membandingkan, tetapi juga dipakai untuk semua tahap
pengendalian.
Pengendalian digital langsung (direct digital control,DDC) adalah pengendalian
dengan memakai computer yang secara langsung menggantikan seluruh tugas
pengendali analog. Komponen utama yang diperlukan dalam DDC adalah rangkaian
pengubah analog ke digital (analog to digital conversion, ADC) dan pengubah digital
ke analog (digital to analog conversion, DAC). Di sini ketelitian konversi tergantung
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 18
Pengendali ProsesSet point
Controlled Output
Adaptasi
pada jumlah bit data. Semakin besar jumlah bit, ketelitian makin tinggi. Untuk
keperluan industri proses biasanya mempunyai lebar data 12 bit atau lebih.
Pengendalian digital langsung pada masa lampau masih kurang menyakinkan
kehandalannya sehingga masih ditambahkan pengendali konvensional sebagai
cadangan. Namun dengan kemajuan teknologi, saat ini hampir semua pengendali
elektronik merupakan microcontroller yang tak lain adalah computer dalam bentuk
sederhana (mini).
Pengendali local dapat berupa pengendali analog konvensional atau pengendali
digital yang diterapkan sebagai pengendali digital langsung. Antara pengendali local
dan computer supervise terjadi komunikasi analag dan/atau digital untuk mengubah
setpoint atau parameter pengendali. Komputer untuk pengawasan dalam pengendalian
hanya digunakan untuk mengubah setpoint atau parameter pengendali, sistem kendali
ini disebut pengendalisupervisor.
Gambaran skema dan konsep pengendalian dengan sistem komputerisasi.
Gambar 8.13 Pengendalian Supervisi Sistem Tunggal
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 19
Pengendali Lokal
ProsesSet point
Y
Parameter Pengendali
Komputer Pengawas
Gambar 8.14 Pengendalian supervisori sistem jamak.
8.8 Penutup
Sistem proses di industri hamper dapat dipastikan merupakan sistem kompleks,
kenyataan bahwa sistem proses memiliki banyak masukan dan banyak keluaran
sehingga untuk menghadapi persoalan tersebut pengendalian sederhana kurang dapat
diterapkan bahkan dengan pengendalian proportional-integral-derivative(PID).
Untuk menyelesaikan persoalan tersebut maka diterapkan pengendalian multi loop
seperti pengendalian kaskade, umpan maju, selektif dan split range, rasio, adaptif
serta pengendalian berbasis computer.
Pengendalian kaskade diperlukan pada sistem yang memiliki tanggapan variabel
proses sangat lambat dan sistem memiliki gangguan atau perubahan beban yang
cukup besar sehingga mudah atau bahkan merusak sistem peralatan proses. Pada
pengendali kaskade memerlukan dua pengendali yaitu master control dan slave
control. Prinsip pengendalian umpan maju adalah mengukur gangguan kemudian
mengevaluasi berdasarkan model proses selajutnya melakukan koreksi. Pada
pengendalian umpan maju sistem bekerja tanpa pengukuran variabel tetapi berdasar
pada pengukuran gangguan.
Pengendalian rasio digunakan pada suatu sistem proses yang menghendaki
komposisi campuran dua komponen atau lebih dengan perbandingan tertentu.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 20
Pengendali Lokal-1
Komputer Pengawas
Pengendali Lokal-2
Pengendali Lokal-N
Pabrik Kimia
Pengendali split-range memiliki satu pengukuran dan beberapa variabel manipulated,
pengendali ini dapat meningkatkan keselamatan dan optimasi operasional. Ada dua
alasan penggunaan pengendali adaptive yaitu pertama, sebagian besar proses kimia
merupakan sistem non-linier dan kedua, sebagaian besar proses kimia bersifat
nonstationary.
Pengendalian berbasis computer diperlukan dalam suatu industri sebab
operasinya menghendaki perubahan setpoint dari waktu-waktu. Kebutuhan computer
kemudian menjadi semakin mendesak karena beberapa proses tidak sekedar
membutuhkan setpoint tetapi juga membutuhkan rumusan setpoint antara loop yang
satu dengan loop yang lain.Komputer mampu menggantikan fungsi pengendali secara
analog mulai dari mengukur, membandingkan, mengevaluasi dan mengoreksi.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 21
I. Bahan Bacaan Utama
1. Andrew, William G, 1979, Applied Instrumentation in The Process Industries (Vol 1), Gulf Publishing Company, Houston
2. Coughanowr, D.R & Koppel, 1965, Process System Analysis and Control, Mc. Graw-Hill, New York
3. Harriot, P, 1964, Process Control, Tata Mc. Graw-Hill, New Delhi
4. Marlin, E Thomas, 1995, Process Conrol (Designing Process and Control Systems for Dynamic Fermormance) Chemical Engineering Series, McMaster University, Canada
5. Smith, C.A & Corripio, A.B, 1989, Principle and Practice of Automatic Process Control, John Willwy and Co, New York.
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 22
SESI / PERKULIAHAN KE : 16
Pokok Bahasan : Pengendalian Lanjut
II. Bahan Bacaan Tambahan
1. Gunterus Frans, 1994, Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses, Elex Media Komputindo, Jakarta
2. Padmanabhan, T.R, 1999, Industrial Instrumentation, Springer-Verlag, London
3. Retno Indarti. Dkk, 1996, Petunjuk Pratikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses, Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik (PEDC) Bandung
4. Sigit Hadiantoro dkk, 1995, Pengendalian Proses Kimia, Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik (PEDC) Bandung
III.Pertanyaan Kunci/Tugas :
Aplikasi rangkaian elektronika di lapangan sering melibatkan tidak hanya sebuahtransistor, tetapi lebih dari satu. Yang dimaksud dengan rangkaian bertingkat dalam bab iniadalah suatu kombinasi rangkaian yang terdiri atas lebih dari satu transistor (BJT atau FET)sebagai lawan dari penguat tunggal. Dalam bab ini akan dibahas beberapa bentuk rangkaianbertingkat seperti: Kaskade, Cascode, Darlington, Pasangan umpan balik, dan CMOS. Aplikasirangkaian bertingkat tersebut disamping untuk keperluan yang berdiri sendiri, juga sebagai
dasar pembentuk rangkaian lain yang lebih besar dalam rangkaian terintegrasi
(IC).
Bab VIII. Pengendalian Lanjut 23