laporan_pengendalian_tekanan.docx

7/27/2019 LAPORAN_PENGENDALIAN_TEKANAN.docx

http://slidepdf.com/reader/full/laporanpengendaliantekanandocx 1/11

PENGENDALIAN TEKANAN

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Satu besaran penting pada proses yang melibatkan gas adalah tekanan. Pengendalian

tekanan menjadi faktor sangat penting pada proses.(1) Aliran gas ke alat berikutnya diharapkan pada tekanan konstan. Untuk menjaga nilai

tekanan perlu ditambahkan sebuah tangki tekan sebagai peredam.

(2) Banyak fungsi unit proses berjalan baik jika bekerja pada tekanan tetap. Sebagai contoh

adalah tekanan atas dan bawah kolom distilasi, reaktor fase gas, dan kolom separator gas-

cair.

1.2 Tujuan

Praktikum ini memberi kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat

mengendalikan sistem tekanan. Adapun tujuan praktikum adalah mempelajari pengaruh

nilai parameter pengendali pada respons tekanan.

2. PERALATAN PERCOBAAN

(Gambar)

3. PROSEDUR PERCOBAAN

3.2.1 Persiapan

1) Pastikan penampung tekanan gas sudah ada.

2) Sistem peralatan aliran telah terhubung secara benar dengan komputer.

3) Pastikan komputer bekerja normal.

3.2.2 Pengoperasian Perangkat Keras

1) Pastikan udara instrumen telah mengalir pada tekanan masuk 200 200 kPa (2 bar). Jika

perlu atur regulator tekanan udara instrumen agar memenuhi tekanan tersebut.

2) Nyalakan peralatan peralatan konsul PCT-10 dan unit konversi tegangan ke arus

3.2.3 Pengoperasian Perangkat Lunak

1) Nyalakan komputer/laptop dan jalankan program pressure control

2) Pastikan posisi tombol AUTO/MANUAL pada posisi MANUAL

3) Pastikan posisi tombol REVERSE/DIRECT pada posisi DIRECT

4) Tekan tombol RUN (berupa panah) sehingga pengendalian mulai berjalan5) TUTUP katup V3, V5, dan V6

6) BUKA katup V4

7) Atur manipulated variable yang merepresentasikan bukaan katup kendali dengan

menggeser horizontal scroll ke kanan hingga 100%

8) Atur katup regulator V2 sehingga tekanan yang ditunjukkan P4 atau tampilan pada

komputer (PV) sebesar 8 psi

9) TUTUP katup V4



10) BUKA KATUP V3

11) Atur katup V5 sehingga tekanan yang ditunjukkan P4 atau tampilan pada komputer

(PV) sebesar 8 psi. Karena respon lambat, tunggu beberapa saat sampai tekanan stabil.

3.2.4 Pengendalian Automatik

1) Geser vertical scroll SP (setpoint ) ke posisi 4 psi atau dengan cara mengetikkan nilai 4kemudian tekan ENTER.

2) Pastikan parameter pengendali dengan nilai PB = 100, waktu integral = 1, dan waktu

derivatif = 03) Ubah posisi tombol AUTO/MANUAL ke posisi AUTO

4) Amati tekanan gas (warna hijau) terhadap nilai setpoint (warna merah). Tekanan gas

akan bergerak ke arah setpoint sehingga konstan disitu.

3.2.5 Pengaruh Parameter Pengendali Tanpa Tangki Peredam

Pengendali Proporsional (P)

1) Pastikan nilai PB = 100% dan waktu derivatif, Td = 0.2) Ubah waktu integral (Ti) ke nilai yang sangat besar (misal 100000) dengan demikian

maka pengaruh integral hampir tidak ada.

3) Ubah setpoint (SP) ke 60% dengan mengetikkan angka 60 dan diikuti menekan ENTER.

4) Amati nilai tekanan (PV), apakah bisa mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai

tekanan (PV).

5) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50%, dan tunggu sampai nilai PV stabil dan konstan.

6) Ubah gain PB ke 50, 30, 10, 5, dan 2. Setiap perubahan lakukan langkah (3)-

(5). Amati nilai tekanan (PV).

7) Pilih nilai proportional band (PB) yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat, dan

stabil.

Pengendali Proporsional-Integral (PI)

1) Gunakan nilai PB terbaik dari pengendalian proporsional di atas.

2) Pastikan SP = 50% dan tunggu hingga nilai PV konstan.

3) Ubah waktu integral bernilai 60 detik (1 menit) dan tunggu hingga nilai PV konstan.

4) Ubah setpoint (SP) ke 60%


PV.


7) Ubah waktu integral ke nilai 30, 10, 5, 2, 1 dan 0.5. Setiap perubahan lakukan langkah

(4)-(6). Amati nilai PV.

8) Pilih nilai waktu integral yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat, dan stabil.

Pengendali Proporsional-Integral-Derivatif (PID)

1) Gunakan nilai PB dan Ti terbaik dari pengendalian PI sebelumnya.

2) Pastikan SP = 50% dan tunggu hingga nilai PV konstan.

3) Ubah waktu derivatif menjadi 1 detik.

4) Ubah setpoint (SP) ke 60%




PV.


7) Ubah waktu derivatif ke nilai 2, 5, 10, 20, dan 30. Setiap perubahan lakukan langkah (4)-

(6). Amati nilai PV.

8) Pilih nilai waktu derivatif yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat, dan stabil.

3.2.7 Penyelesaian Percobaan

1) Jika sudah selesai, tekan tombol OPERASI STOP maka akan muncul tampilan untuk

mengisi nama file data, isikan dengan ekstensi XLS kemudian tekan OK.

2) Matikan peralatan seluruhnya dari sumber listrik.

3) Buka katup buang tangki sehingga kosong.

4) Bersihkan tempat kerja sehingga tidak ada sampah, kertas atau barang lain berserakan

di sekitar peralatan.

Data Pengamatan

Pengendali Proporsional (P)

y = -0.459x + 36.367

R² = 0.4773

4.5

4.74.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

65.5 66 66.5 67 67.5 68 68.5

y

X

Grafik Pb2

Standar

Pb2

Linear (Pb2)



y = -0.4188x + 53.324

R² = 0.5933

4.5

5

5.5

6

6.5

112 113 114 115 116

Y

X

Grafik Pb 5

Standar

Pb5

Linear (Pb5)

y = -0.607x + 61.498

R² = 0.8056

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

90.5 91 91.5 92 92.5 93 93.5

A x i s T i t l e

Axis Title

Grafik Pb10

Standar

Pb10

Linear (Pb10)

y = -0.2655x + 49.277

R² = 0.931

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

161 162 163 164 165 166

Y

X

Grafik Pb30

Standar

Pb30

Linear (Pb30)



Pengendali Proporsional-Integral (PI)

y = -0.1691x + 31.26

R² = 0.9312

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.75.9

6.1

6.3

6.5

147 148 149 150 151 152 153

Y

X

Grafik Pb50

Standar

Pb50

Linear (Pb50)

y = 0.7175x - 40.327

R² = 0.8603

4.5

5

5.5

6

6.5

62.5 63 63.5 64 64.5 65

Y

X

Grafik Ti 0.5

Standar

Ti 0.5

Linear (Ti 0.5)



y = 0.6699x - 18.407

R² = 0.8125

4.5

5

5.5

6

6.5

34.5 35 35.5 36 36.5

Y

X

Grafik Ti 1

Standar

Ti 1

Linear (Ti 1)

y = 0.6427x - 40.507

R² = 0.8369

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

70 70.5 71 71.5 72 72.5

Y

X

Grafik Ti 2

Standar

Ti 2

Linear (Ti 2)

y = 0.7144x - 70.596

R² = 0.8322

4.5

4.7

4.9

5.15.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

105 105.5 106 106.5 107 107.5

Y

X

Grafik Ti 5

Standar

Ti 5

Linear (Ti 5)



y = 0.7952x - 50.297

R² = 0.8478

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.75.9

6.1

6.3

6.5

69 69.5 70 70.5 71

Y

X

Grafik Ti 10

Standar

Ti 10

Linear (Ti 10)

y = 0.7017x - 35.081

R² = 0.8597

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

56.5 57 57.5 58 58.5 59

Y

X

Grafik Ti 30

Standar

Ti 30

Linear (Ti 30)



Pengendali Proporsional-Integral-Derivatif (PID)

y = 0.0076x + 3.9161

R² = 0.0009

4

4.5

5

5.5

6

6.5

111 111.5 112 112.5 113 113.5 114

Y

X

Grafik Td1

Standar

Td1

Linear (Td1)

y = -0.0453x + 6.7034

R² = 0.0537

4

4.5

5

5.5

6

6.5

38.5 39 39.5 40 40.5 41 41.5 42

Y

X

Grafik Td2

Standar

Td2

Linear (Td2)

y = -0.0714x + 11.768

R² = 0.0995

4

4.5

5

5.5

6

6.5

94.5 95 95.5 96 96.5 97 97.5 98

Y

X

Grafik Td5

Standar

Td5

Linear (Td5)



y = -0.0158x + 6.3095

R² = 0.0055

0

1

2

3

4

5

6

7

88.5 89 89.5 90 90.5 91 91.5 92

Y

X

Grafik Td10

Standar

Td10

Linear (Td10)

y = 0.0012x + 4.6788

R² = 4E-05

0

1

2

3

4

5

6

7

53 53.5 54 54.5 55 55.5 56

Y

X

Grafik Td20

Standar

Td20

Linear (Td20)

y = 0.0022x + 5.0089

R² = 7E-05

4.5

4.7

4.9

5.1

5.3

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

35.5 36 36.5 37 37.5 38

Y

X

Grafik Td30

Standar

Td30

Linear (Td30)



PEMBAHASANPada praktikum pengendalian tekanan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh nilai

parameter pengendali pada respons tekanan, sehingga nantinya praktikan dapat

mengoperasikan suatu alat dengan biaya produksi yang rendah dan nilai produk yang

maksimum. Adapun parameter pengendali yang digunakan ada 3, yaitu Proportional,

Proportional Integral dan Proportional Integral Derivatif . Tekanan yang akan dikendalikan

adalah tekanan yang berada dalam pipa yang dianggap sebagai sistem yang akan dikendalikan.

Pada pengujian pertama, praktikan menggunakan parameter pengendali Proportional

dengan cara memvariasikan nilai PB menjadi 50%, 30%, 10%, 5% dan 2% dengan waktu

integral 100000 sehingga nilai waktu integral nya nanti akan mendekati nol dan waktu

derivatif-nya pun di set pada angka nol. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai PB yang dapat

menghasilkan pengendalian yang baik. Adapun nilai PB yang praktikan pilih ialah 10%, karena pada saat PB 10%, respon yang dihasilkan cukup cepat, settling time nya pun kecil dan osilasi

nya pun rendah. Akan tetapi, kelemahannya, pengendalian dengan system proportional ini

cenderung tidak stabil.

Menurut teori tentang sistem pengendalian proportional , semakin kecil nilai PB, maka

offset yang dihasilkan pun akan semakin kecil. Tetapi, pada kenyataannya, ketika nilai PB 2%

dan 5%, offset yang dihasilkan justru semakin besar dan settling time nya pun lebih besar

dibandingkan dengan nilai PB 10%.

Pada pengujian kedua, praktikan, praktikan menggunakan parameter pengendali

Proportional Integral (PI). Pada sistem pengendalian ini, praktikan memasukkan nilai PB 10%

yang merupakan hasil uji yang paling baik pada pengujian sistem Proportional dengan

memvariasikan nilai integrasinya menjadi 30s, 10s, 5s,2s, 1s, 0,5s dan waktu derifatif nol. Dari

variasi waktu integrasi diharapkan dapat diketahui nilai waktu integrasi yang paling baik untuk

pengendalian.

Dalam pengujian kedua ini, praktikan memperoleh waktu integral yang sesuai. Adapun

waktu integral yang digunakan sebesar 1 (satu), karena respon yang dihasilkan cenderung lebih

cepat, dan menghilangkan offset. Tetapi respon yang dihasilkannya lebih tidak stabil

dibandingkan dengan pengujian pertama (Pengujian Proportional).

Pengujian ketiga, praktikan menggunakan parameter pengendali Proportional Integral

Derifatif. Sistem pengendalian dengan menggunakan parameter derifatif ini sangat peka



terhadap gangguan, sehingga menyebabkan proses menjadi tidak stabil. Pada sistem

pengendalian ini, praktikan memasukkan nilai waktu derifatif 20 yang merupakan hasil uji

yang paling baik pada pengujian sistem Proportional Integral Derivatif .

Adapun kendala dalam praktikum ini adalah tidak konstannya nilai tegangan yang terukur

pada voltmeter sehingga nilai tegangan yang dihasilkan tidak akurat. Nilai tekanan yang

terukur pun kurang akurat karena manometer yang digunakan tidak stabil.

KESIMPULAN

Pengendalian tekanan pada suatu sistem pengendalian bertujuan untuk mengendalikan

tekanan pada nilai yang diinginkan sebagai variabel proses dengan menggunakan

pengendalian PID.

Nilai PB yang stabil adalah 10 %.

Nilai waktu integral = 1s

Waktu derivative = 20 s

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet praktikum modul: Pengendalian Tekanan. Bandung: Teknik Kimia POLBAN.

laporan_pengendalian_tekanan.docx

Documents