UAS SPK

RIO FERRYUNOV ANDIE (0906489473)

Dalam kasus ini, terdapat propylene glycol reactor dimana akan diatur pemasangan

kontroler dalam proses tersebut. Kontroler diperlukan agar proses dapat berjalan dengan

optimal jika terdapat parameter-parameter penting yang mempengaruhi proses tersebut dapat

dikendalikan. Dalam kasus ini terdapat reaktor CSTR, dimana pada reaktor temperatur

diusahakan dijaga dalam kondisi optimal. Temperatur reaktor yang terlalu tinggi akan

menyebabkan ketidakselektivan pada sistem sedangkan reaktor dengan temperatur yang

terlalu rendah akan menyebabkan produk atau konversi yang dihasilkan tidak optimal. Maka

dari itu, pada proses ini perlu dipasang kontroler suhu (TC) agar reaksi berlangsung secara

optimal. Kontroler kedua yang perlu dipasang adalah level control pada reaktor. Level control

berfungsi untuk menjaga ketinggian reaktan dalam reaktor dalam kondisi aman. Jika

ketinggian reaktan melebihi batas aman, maka akan membahayakan karena terjadinya

peningkatan tekanan. Bahaya yang terjadi misalnya ledakan akibat kelebihan tekanan.

Kemudian kontroler yang ketiga adalah glycol concentration control dimana bertujuan agar

produk yang diharapkan sesuai. Dan dilakukan penambahan flow control untuk mengontrol

water feed yang masuk ke dalam CSTR.

Langkah yang dilakukan pada pemasangan kontroler sampai ditemukan parameter

yang sesuai adalah:

1. Memasang kontroler yang akan digunakan ke dalam simulasi UniSim.

2. Menginput nilai Kc dan Ti sebagai nilai awal yang mana belum optimum.

3. Melakukan model testing untuk mengetahui uji kinerja dari kontroler, yang

menghasilkan data berupa OP dan PV.

4. Membuat grafik PRC dengan mengeplot data PV dan OP yang diperoleh.

5. Menhitung nilai nilai Kp, t, θ, Kc dan Ti dari grafik yang diperoleh dengan

menggunakan dua metode yaitu Ziegler Nichols dan Lopez.

6. Memasukan nilai Kc dan Ti yang diperoleh dari dua metode tersebut.

7. Mengamati respon sistem setelah dimasukkan nilai Kc dan Ti yang baru dan diganti

set point nya untuk melihat respon yang dihasilkan cepat atau lambat

8. Menganalisa hasil tuning yang diperoleh untuk kedua jenis metode.

Berikut adalah deskripsi dari kasus yang akan disimulasikan.

Pada simulasi ini, akan digunakan kontroler PI. Pemilihan kontroler PI ini didasarkan

atas beberapa pertimbangan, yaitu kontroler PI memiliki kinerja yang cukup baik yang

ditandai dengan offset yang rendah sehingga hasil penyetelan yang dihasilkan akan mendekati

setpoint yang diharapkan. Selain itu harga dari kontroler PI juga jauh lebih murah

dibandingkan dengan kontroler PID, sedangkan kinerja kontroler PI tidaklah berbeda jauh

dengan kontroler PID.

Setelah kontroler dipasang, maka dilakukan running dengan memasukkan nilai Kc

dan Ti awal yang nilainya sembarang. Tujuannya adalah untuk mengetahui kinerja yang

terbaik yang diketahui dari nilai PI yang akan didapat. Sebelum menghitung penyetelan PI,

dicari FOPDT, yaitu Kp,τ , θ, Kc. Nilai tersebut digunakan untuk menghitung Kc dan Ti dari

metode Ziegler Nichols dan Lopez. Nilai Kc dan Ti dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut:

Metode Ziegler Nichols

Metode Lopez

Setelah diperoleh nilai Kc dan Ti dari tunning metode Ziegler Nichols dan Lopez,

maka nilai Kc dan Ti tersebut di input kedalam simulasi UniSim. Setelah tunning dilakukan

maka program dijalankan disertai dengan mengubah setpointnya. Pengubahan setpoint ini

betujuan untuk mengetahui cepat atau lambatnya respon terhadap disturbance yang

diberikan.

Berikut adalah hasil yang diperloh setelah dilakukan penyetelan PI.

1. TC-Reactor

Sebelum dilakukan tunning, ketika diberi gangguan, grafik yang dihasilkan adalah

sebagai berikut:

Terlihat responnya masih belum baik, ditandai dengan belum stabil dan mendekatinya grafik PV dan SP. Setelah di tunning masing-masing dengan metode Ziegler Nichols dan Lopez. Nilai Kc dan Ti diperloh dengan perhitungan di excel dan diperloh hasil akhir untuk Kc dan Ti adalah sebagai berikut:

Kc TiZiegler Nichols 0.85 346.239Lopez 0.87229 150.5321

Grafik setelah tuning adalah sebagai berikut:

Ziegler Nichols

∆ 0.948441

δ 2.950685Kp 2.475015t63% 129.3202t28% 113.054τ 24.39932θ 104.9209

Lopez

Pada kasus ini terlihat dari grafik bahwa pada kedua kontroler menghasilkan respon yang sangat

baik, dengan offset 0. Namun,

respon yang paling cepat ditunjukan pada metode Lopez. Jika dilihat dari overshoot, lopez

meiliki overshoot yang lebih besar dibandingkan Ziegler Nichols. Setelah dilakukan tunning respon nya sangat baik, berbeda pada saat sebelum tuning yang menghasilkan respon yang jelek.

2. LC-Reactor

Sebelum dilakukan tunning, ketika diberi gangguan, grafik yang dihasilkan adalah

sebagai berikut:

Kemudian dari hasil grafik diatas digunakan untuk menghitung FOPDT yang digunakan untuk tunning. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

∆ 0.711314

δ 4.282555

Kp 0.846272

t63% 145.2

t28% 120.2

τ 37.5

θ 107.7

Kc TiZiegler Nichols 0.493727 215.4Lopez 0.361129 154.519

Grafik setelah tuning adalah sebagai berikut:

Ziegler Nichols

Lopez

Dari kedua metode, respon yang dihasilkan cukup lambat, yang ditandai dengan banyaknya osilasi yang terjadi sebelum mencapai set pint yang diharapkan. Respon yang lambat diakibatkan mungkin karena tunning yang belum sesuai.

3. Concentration Control

Grafik yang diperoleh dari UniSim sebelum tunning menghasilkan respon yang jelek, seperti yang terlihat pada grafik dibawah ini. Terjadi osilasi dalam range yang lebar dalam waktu yang cukup lama sebelum akhirnya set point tercapai.

Hasil perhitungan tunningnya adalah sebagai berikut:

Kc TiZiegler Nichols 4.1 300Lopez 4.6 467

Setelah tunning diperoleh grafik sebagai berikut:

Ziegler Nichols

Lopez

Sebelum dilakukan tunning, terlihat bahwa grafik yang terbentuk tidak mencapai respon dengan cepat. Setelah dilakukan tunning, baik dengan ziegler nichols maupun Lopez, menghasilkan respon yang cukup baik dengan ditandai nilai offsetnya mendekati nol.

Flow Control

Flow control merupakan setelan kontroler baru yang dipasang pada sistem yang tersedia, yang berguna untuk mengontrol laju alir water feed yang akan masuk kedalam reaktor.

Sebelum Tuning

Hasil Tuning yang diperoleh

Kc TiZiegler Nichols 0,51 24Lopez 0,62 41

Ziegler Nichols

Lopez

Pada gambar diatas, terlihat bahwa set pinot pada saat sebelum tuning sangatlah jauh peerbedaannya. Setelah melaukan tunning, dengan metode Ziegler Nichols menghasilkan respon yang sangat baik dengan offset dan overshoot yang rendah.

Kesimpulan

Jika dibandingkan hasil sebelum dan sesudah tunning, respon yang dihasilkan setelah tunning jauh lebih cepat dibandingkan sebelum tunning, karena setelah tunning sudah dilakukan perhitungan parameter-parameter yang diperlukan dalam penyetelan dan telah di set sehingga mencapai kinerja kontroler yang optimal.