1

Pengembangan Sistem Kontrol

Sering sebuah proses iteratif, didasarkan pada kinerja kita bisa memutuskan untuk menyetel, mendisain atau memodelkan kembali sebuah sistem kontrol yang diberikan

2

Pengembangan Sistem Kontrol

• Obyektif – “Apa yang sedang kita coba untuk dikontrol?”

• Pemodelan proses – “Apa yang kita perlukan?”

• Mekanistik dan/atau empirik

• Disain kontroler – “Bagaimana kita menggunakan pengetahuan perilaku proses untuk

mencapai obyektif pengendalian proses kita?”

– Variabel apa yang seharusnya kita ukur?

– Variabel apa yang seharusnya kita kontrol?

– Mana MV yang terbaik?

– Mana struktur kontroler yang terbaik?

3

Pengembangan Sistem Kontrol

• Implementasi dan menyetel proses yang dikontrol – Uji dengan simulasi

– Masukkan strategi kontrol ke perangkat keras kontrol

– Teori jarang melebihi realita

– Setel dan setel lagi

• Memonitor kinerja – Penyetelan dan pendisainan kembali secara periodik sering

dibutuhkan berdasarkan pada sensitivitas proses atau permintaan pasar

– Metode statistik dapat digunakan untuk memonitor kinerja

4

Process dynamics dan Kontrol

• Process Dynamics (Dinamika Proses): – Studi perilaku transien dari proses-proses

• Process Control – Penggunaan process dynamics untuk memperbaiki operasi dan

kinerja proses

atau

– penggunaan process dynamics untuk mengurangi efek perilaku proses yang tidak diinginkan (tidak stabil)

• Sistem kontrol – Proses

– Kontroler

5

Sasaran Pembelajaran

• Sasaran – Memberikan kepada mahasiswa pengetahuan yang baik

konsep disain sistem kontrol

Karena kontrol yang lebih baik memerlukan pemahaman akan dinamika proses yang dikontrol, mata kuliah ini meliputi dua bidang:

1. Analisis dinamika proses

2. Disain sistem kontrol

6

Fokus Pembelajaran

• Fokus – Analisis dinamika proses

• Pemodelan proses

• Perilaku dinamik dari sebuah jajaran proses

– Analisis dan disain sistem kontrol • Sistem kontrol berumpan-balik

• Perilaku dinamik dan stabilitas sistem kontrol lup tertutup

• Disain kontroler untuk respon transien (PID)

7

Proses Belajar Dengan WILMO (Web-

based Interactive Learning MOdules)

1. Initial reading 2. Class participation

3. Web learning

Modules 4. Course

assignments

Reading

5. Study in depth

Revisit WEB

Formulate own

study questions

8

Daftar Rujukan • Textbook:

D. E Seborg, T. F. Edgar, D. A. Mellichamp, Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, 1989 (ISBN 0-471-86389-0)

• Rujukan : 1. T. Marlin, Process Control: Designing Processes and Control Systems for Dynamic

Performance, 2nd Edition, McGraw-Hill, New York, 2000

2. Smith, Carlos A. dan Corripio, Armando B., Principles and Practice of Automatic Process Control, 1985, John Wiley & Sons Inc.

3. R. Wayne Bequette, Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation, Prentice Hall, New Jersey, 1998 (0-13-206889-3)

• Jurnal – Computers & Chemical Engineering

– Journal of Process Control

– Chemical Engineering Science

• Internet: – http://www.chemeng.ui.ac.id/~wahid/kendali.htm (Homepage Kuliah)

– http://www.pc-education.mcmaster.ca (WILMO)

– http://lorien.ncl.ac.uk/ming/Dept/Swot/connotes.htm (Jagad PC)

– http://www.rpi.edu/~bequeb/ (Homepage B. W. Bequette)

• Software – MATLAB with SIMULINK

9

Jadwal Aktivitas Pembelajaran Pengendalian Proses

MID SEMESTER

QUIZ 2 14

CH 5 Karakteristik Respon Dinamik

Sistem Lebih Kompleks 11 - 13

Perilaku Dinamik Sistem Orde Satu dan Dua

8 – 10 CH 5 CH 5

QUIZ 1 dan Pembahasan 7

CH 4 CH 3 dan CH 4 Transformasi Laplace dan Fungsi

Alih 5 – 6

CH 3 CH 2 Pemodelan Proses 3 - 4

CH 1 dan CH 2 CH 1 Pengantar Pengendalian Proses 1 - 2

Keterangan Rujukan 1 Textbook Chapter

Sections TOPIK Pertemuan

ke

CH 6

10

Jadwal Aktivitas Pembelajaran Pengendalian Proses

Keterangan Rujukan 1 Textbook Chapter

Sections TOPIK Pertemuan

ke

FINAL TEST

Presentasi Tugas

Kelompok

25 – 28

CH 11

Penyetelan Kontroler

22 - 23

CH 10 CH 11

Disain Kontroler

20 – 21 Kestabilan Sistem Kontrol Lup Tertutup

19

CH 7 dan CH 8 CH 8 Feedback Controller 17 - 18

CH 6 CH 7 Model Empirik 15 - 16

QUIZ 3

24 - 25

CH 12

CH 13 CH 9

11

Diktat Pengendalian Proses

• Tersedia di home page mata kuliah dua buah diktat yang bersumber dari buku: – Smith & Corripio – Seborg, dkk.

• Rujukan tambahan: – Marlin – Bequette – Ogata – Luyben

• Kedua diktat itu akan digabung menjadi satu kesatuan yang utuh

12

http://www.chemeng.ui.ac.id/~wahid/kendali.htm

13

WILMO

14

Keaktifan Mengakses WILMO

• Cara yang ditempuh untuk memotivasi mahasiswa:

– Meyakinkan mahasiswa bahwa kualitas mahasiswa UI tinggi

– Mengakses WILMO adalah bagian dari penilaian (10%)

– Setiap quiz mengandung soal dari WILMO

– Selalu mengingatkan pentingnya mengakses WILMO dengan dua cara: • Saat di kelas

• Menempelkan pengumuman

15

Penyebab Tidak Aktif

• Belum mengetahui tingkat kepentingannya

• Sulit mendapatkan sarana untuk mengakses internet:

– Tidak punya komputer di rumah

– Jauh dari warnet

– Tidak menjadi anggota lab SPK

• Merasa cukup dengan hanya

– nimbrung saat temannya mengakses WILMO

– Melihat foto-kopian WILMO

16

Penugasan

• Semua dikerjakan dalam kelompok

• Ada dua bentuk tugas:

– Menyelesaikan soal

– Presentasi • Bahan:

– Modul-modul di buku Bequette

– Paper dari beberapa jurnal

• Penilaian:

– Nilai presentasi dari dosen : 30%

– Nilai presentasi dari kelompok lain : 30%

– Nilai presentasi dari kelompok sendiri : 30%

– Nilai presentasi dari report hasil diskusi : 10%

17

Tugas Presentasi

• Dari modul-modul yang ada di buku Bequette: – Stirred Tank Heaters – Absorption – Isothermal Continuous Stirred Tank Chemical Reactors – Biochemical Reactors – Diabatic CSTR – Ideal Binary Distillation

• Dari jurnal: – A two degree of freedom level control (Journal of Process Control) – A direct synthesis tuning method of unstable first-order-plus-time-

delay processes (Journal of Process Control) – Closed-loop on-line process identification using a proportional

controller (Chemical Engineering Science) – An Industrial Dead-Time Compensating PI Controller (Control

Engineering Practice)

18

Evaluasi

25 Ujian Akhir Semester 5

25 Ujian Tengah Semester 4

10 Akses WILMO 3

30 Tugas/Quiz 2

10 Absensi 1

PERSENTASE

(%) KOMPONEN NO

E 0 – 29,9 5

D 30 – 55,9 4

C 56 – 69,9 3

B 70 – 79,9 2

A 80 – 100 1

BOBOT RENTANG NILAI NO

19

Perkembangan Nilai Kendali

29.03

45.16

16.13

22.54

28.17

42.25

2.82

10.13

59.49

25.32

5.97

43.2847.76

27.66

38.3034.04

0.001.61

8.06

90.32

92.96

4.230

5.06

94.94

0

97.01

2.990.00

100.00

0

20

40

60

80

100

120

A B C D E/T Kelulusan

%

97/98 98/99 99/00 00/01 01/02