P3

Intisari

Sistem pengendali proses merupakan faktor yang sangat menentukan dalam menjamin tingkat keberhasilan proses. Dengan unit pengendali yang kuat maka proses dapat dijalankan pada kondisi optimalnya dengan cara merejeksi / menolak segala macam gangguan seperti fluktuasi laju aliran umpan, suhu, aliran pendingin, ataupun gangguan lain yang tidak terpresiksi.

Dalam materi ini disajikan 2 jenis sistem pengendali yaitu on-off yang sangat sederhana, dan pengendali feedback (umpan balik). Sistem pengendali on-off bekerja pada rentang kesalahan (galat) tertentu. Misalkan suhu kita diset diset pada 100˚C. Thermoregulator akan bekerja berdasarkan ketelitian dan kecepatan dalam mengukur suhu proses (sebagai contoh +/- 5). Jika suhu awal proses 60˚C, maka pemanas akan bekerja pada sistem proses, sehingga suhu tercapai 110˚C. Pada kondisi 110˚C pemanas akan mati (off), jika suhu preoses turun mencapai 95˚C, pemanas akan menyalakan lagi. Dan seterusnya sehingga suhu real proses (95-110˚C)

Langkah percobaannya adalah menyiapkan serangkaian alat dalam keadaan menyala, lalu keluarkan air dalam tangki. Untuk percobaan disturbansi rejection, masukkan harga konstanta kontroler dan nilai set point sesuai variabel, biarkan alat bekerja. Kemudian berikan disturbansi pada detik ke 50 sampai 75, dan hentikan proses pada detik ke 110. Simpan data percobaan dan grafiknya pada Ms. Excel. Untuk percobaan set point tracking, masukkan set point 15, 30, dan 58 saat detik ke 0, 25, dan 50 pada semua variabel. Hentikan proses pada detik ke 110, kemudian simpan data percobaan dan grafiknya pada Ms. Excel.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa variabel 1 (pengendali on-off) memilki nilai SSE 7,150577, variabel 3 (pengendali proporsional) nilai SSE-nya 6,97952, variabel 7 (pengendali PI) SSE= 7,67908, dan variabel 8 (pengendali PID) SSE= 6,814746. Sistem PID memiliki error yang paling kecil karena kombinasi aksi proporsional, integral, dan derivatif menghasilkan operasi yang paling stabil.

Kesimpulan yang diperoleh adalah sistem pengendalian berpengaruh pada nilai error. Sistem pengendali PID menghasilkan error yang paling kecil. Saran untuk percobaan ini adalah saat mereset data aliran plant harus diputuskan dahulu. Nilai Kp, Ti, dan Td harus tepat dan hati-hati ketika membuka valve untuk membersihkan tangki. Lakukan set level segera setelah mencapai waktu y ang ditentukan.

P3

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.2 Pembahasan

IV.2.1 Perbandingan Fenomena Grafik untuk Disturbance Rejection Level Control

IV.2.1.1 Pengaruh Jenis Pengendali On-Off dan PID Disturbance Rejection

Gambar 4.1 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali On-Off Disturbance Rejection

Gambar 4.2 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali PID (nilai Kp = 13 ; Ki =15 :

Kd = 7) (Disturbance Rejection

Pada gambar diatas dapat diamati hubungan antara level dan waktu berdasarkan

sistem pengendali on-off dan sistem pengendali PID. Jika ditinjau dari nilai SSE-nya,

sistem pengendali yang baik adalah on-off (26009,12) dibanding sistem pengendali

PID (28937,8). Hal ini terjadi karena pengaturan nilai Kp, Ki, dan Kd pada sistem

pengendali PID dilakukan secara acak sehingga menghasilkan proses yang tidak

mampu mencapai level yang diinginkan. Untuk memenuhi hal tersebut maka

diperlukan suatu perhitungan agar dapat diperoleh kondisi proses pada level yang

diinginkan. Banyak metode yang telah dikembangkan seperti metode Ziegler-Nichol,

metode Quarter Amplitude Decay, dan metode Multiple Integration. Ziegler-Nichol

merupakan metode perhitungan PID berdasarkan metode osilasi dan kurva reaksi.

Metode ini berbasis trial and error, dimana nilai Kp, Ki, dan Kd dipilih secara acak

melalui suatu eksperimen untuk memperoleh suatu level (output proses) yang

diinginkan. Quarter Amplitude Decay merupakan metode yang dapat menutupi

kekurangan metode osilasi karena pada metode osilasi tidak semua proses dapat

mentolerir keadaan osilasi dengan amplituda tetap. Quarter amplitude decay didefinisikan

sebagai respon transien yang amplitudanya dalam periode pertama memiliki perbandingan

sebesar seperempat. Multiple Integration merupakan suatu metode penalaan parameter

PID berdasarkan hubungan antara luasan daerah yang diperoleh dari tanggapan tangga

P3

satuan sebuah proses dengan kriteria modulus optimum. Oleh karena itu, pada

praktikum ini sistem pengandali yang baik adalah sistem pengendali on-off

(Enceng sulaiman, dkk. 2013)

((Enda Wista Sinuraya. 2012)

IV.2.1.2 Pengaruh Pengendali Proporsional Pada Berbagai Nilai Kp

Gambar 4.3 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali Proporsional (nilai Kp = 10)

Disturbance Rejection

Gambar 4.4 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali Proporsional (nilai Kp = 13)

Disturbance Rejection

Pada gambar diatas dapat diamati hubungan antara level dan waktu berdasarkan

sistem pengendali proporsional. pada gambar 4.3 nilai SSE-nya 24771,15 sedangkan

pada gambar 4.4 nilai SSE-nya sebesar 27107,79. Jika dibandingkan antara 2 grafik

diatas, maka yang paling baik adalah sistem pengendali proporsional dengan nilai Kp

sebesar 10. Persamaan yang dapat menghubungkan proses dengan penggunaan sistem

pengen dali proporsional adalah sebagai berikut :

MV t=K p E+M V s

Pada sistem pengendali Proporsional, Jika nilai Kp kecil, mode control

proporsional hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan

menghasilkan respon sistem yang lambat terhadap disturbansi yang terjadi. Jika nilai

Kp dibaikan,maka respon tidak akan mempengaruhi disturbansi, dengan kata lain,

disturbansi tidak ada yang mengendalikan. Namun jika nilai Kp diperbesar sehngga

mencapai harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil,

atau respon sistem akan berosilasi.

.(Enda Wista Sinuraya, 2012)

IV.2.2 Perbandingan Fenomena Grafik untuk Set Point Tracking Level Control

IV.2.2.4 Pengaruh Pengendali PID pada Berbagai Nilai Kp, Ki, dan Kd

P3

Gambar 4.15 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali Proporsional Integral

Derivatif (kp = 13 : Ki = 15 ; Kd = 5) Set Point Tracking

Gambar 4.16 Hubungan Level dan Waktu Pada Sistem Pengendali Proporsional Integral

Derivatif (kp = 13 : Ki = 15 ; Kd = 7) Set Point Tracking

Pada gambar diatas dapat diamati hubungan antara level dan waktu untuk proses

set point tracking berdasarkan sistem pengendali PID. Kedua gambar menunjukkan

sistem pengendali yang kurang baik dimana keduanya menunjukkan error yang cukup

tinggi. namun jika diamati nilai SSE-nya, gambar 4.15 cenderung lebih kecil

dibanding pada gambar 4.16. pada gambar 4.15 nilai SSE-nya yaitu 9834.03

sedangkan untuk gambar 4.16nilai SSE-nya yaitu 15796.1. Dilihat dari data ini maka

dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai Kd maka error yang akan dihasilkan

akan semakin tinggi. Namun pada dasarnya, untuk sistem PID yang dipengaruhi oleh

ketiga control pengendali baik itu Kp, Ki, dan Kd tidak dapat disimpulkan mana yang

akan mempengaruhi proses lebih dominan. Hal ini disebabkan oleh nilai Kp, Ki, dan

Kd bukan nilai yang independent sehingga ketiganya saling mempengaruhi satu sama

lain. Untuk memperoleh hasil yang baik pada sistem pengendali PID maka digunakan

suatu perhitungan dengan berbagai metode.

(Muhammad Ali, 2004)

P3

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

1. Sistem pengendali proporsional integral derivative pada proses disturbance rejection

berberan lebih baik untuk mencapai set point daripada sistem pengendali on-off

2. Sistem pengendali on-off pada proses set point tracking berperan lebih baik untuk

mencapai set point jika dibanding kan dengan sistem pengendali PID

V.2 Saran

1. Putuskan aliran plant saat merest data

2. Buka kran secara penuh saat melakukan disturbansi

3. Lakukan set level segera setelah mencapai waktu yang ditentukan.

P3

DAFTAR PUSTAKA

Coughannowr, D.R. (1991). Process System Analysis and Control, 2nd Edition, McGraw-Hill,

Inc., USA

Djaeni, M. (1999). Modelling and Control of Fuel Cell System. Master Thesis, UTM, Malaysia

Marlin, T.E. (1995). Process Control: Designing Process and Control Systems for Dynamic

Performance. McGraw-Hill, Inc., USA

Nusantoro Djoko, Suyanto. 2013. Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada Monitoring

Produksi Sumur Minyak Dan Gas Dengan Menggunakan Kontroler PID Di PT

PERTAMINA EP REGION JAWA, FIELD SUBANG – TAMBUN. Jurusan Teknik

Fisika Institut Teknologi Sepuluh November.

Stephanopoulos, G. (1984). Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice.

Prentice-Hall, New Jersey, USA

Yusivar Feri, Jepry. 2013. Perancangan Pengendali PID pada Proporsional Valve. Jurnal

Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia.

Ali, Muhammad. 2004. Pembelajaran Perancangan Sistem Kontrol PID Dengan Software

Matlab. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri

Yogyakarta

Sulaeman, Enceng, dkk. 2013. Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, dan

Teknik Elektronika. Jurusan Teknik Elektro ITENAS

Sinuraya, Enda Wista. 2012. Pemodelan dan Simulasi Mobile Robot dengan Pengendali Sistem

PID. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro : Semarang