simulasi pengendalian pct 13 menggunakan labview

8/19/2019 Simulasi Pengendalian PCT 13 menggunakan LABVIEW

1/35

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK –

P1“SIMULASI PENGENDALIAN PADA PCT 13 DENGAN LABVIEW

2012”

DISUSUN OLEH :

BRAMANTYO KRISDITO ADI NRP 2411 106 016

ASISTEN :

FIRDA RETNANING RESTU

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015


2/35

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK – P1“SIMULASI PENGENDALIAN SUHU PADA PCT 13 DENGAN

LABVIEW 2012”

DISUSUN OLEH :

BRAMANTYO KRISDITO ADI NRP 2411 106 016

ASISTEN :

FIRDA RETNANING RESTU

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015


3/35

i

ABSTRAK

Suatusistemkontrolsangatdiperlukandalamsebuahindustriagar

mencapai suatu hasil yang baik. Salah satuparameteryang sangatpenting

dalamduniaindustriadalahsuhu.Makasuhuharusdikontrolsesuaidengan

set point yang sudah ditentukan. Karena respon suhu yang lama maka

diperlukanpengendaliPIDuntukmempercepatresponsuhutersebut.Pada

laporan ini terdapat analisa mengenai perubahan respon sistem terhadap

perubahan nilai parameter-parameter PID pada PCT 13 menggunakan

softwareLabView.Darianalisadatadapatdisimpulkanbahwa apabilanilai

Tdsemakinbesarmakaresponsistemmakincepat.


4/35


5/35

iii

BAB III .............................................................................17

METODOLOGI PERCOBAAN..............................................17

3.1 Peralatan............................................................... 17

3.2 Prosedur Percobaan.............................................. 17

BAB IV .............................................................................19

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN..................................19

4.1 Analisa Data .......................................................... 19

4.2 Pembahasan.......................................................... 21

BAB V ..............................................................................23

KESIMPULAN DAN SARAN................................................23

5.1 Kesimpulan............................................................ 23

5.2 Saran ..................................................................... 23

DAFTAR PUSTAKA ............................................................24

LAMPIRAN.......................................................................25


6/35

iv

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1 DIAGRAM KONTROL PID ........................................ 4

GAMBAR 2.2 FRONT PANEL DAN BLOCK DIAGRAM.............. 10

GAMBAR 2.3 MENU BAR PADA LABVIEW 2012........................ 10

GAMBAR 2.4 TOOL PALLETE........................................................ 11

GAMBAR 2.5 CONTROL PID PANEL............................................. 12

GAMBAR 3.1 TAMPILAN AWAL LABVIEW................................ 17

GAMBAR 3.2 TAMPILAN TEMPERATURE AND LEVELCONTROL SIMULATION ........................................ 18

GAMBAR 3.3 TAMPILAN UNTUK PID GAINS AND PROCESS

FLOW CHART........................................................... 18


7/35

v

DAFTAR TABEL

TABEL 2.1 PENGARUH PARAMETER PID TERHADAP

RESPON SISTEM....................................................... 8

TABEL 4.1 DATA PERCOBAAN PARAMETER PID.............. 19


8/35

vi

DAFTAR GRAFIK

GRAFIK 4.1 RESPON SISTEM PERCOBAAN 1 .............. 19GRAFIK 4.3 RESPON SISTEM PERCOBAAN 2 .............. 20

GRAFIK 4.4 RESPON SISTEM PERCOBAAN 3 .............. 20




9/35

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua industri menginginkan untuk menghasilkan

produk yang terbaik bagi konsumennya. Untuk

menghasilkan produk terbaik, dibutuhkan suatu sistemkontrol untuk menjaga kualitas dari produk yang

dihasilkan. Sehingga sistem kontrol merupakan hal yang

wajib diterapkan dalam dunia industri.

Teknik sistem kontrol yang paling sering digunakan

dalam dunia industri adalah PID controller. Teknik ini

sering digunakan karena tidak terlalu rumit dan

menghasilkan respon sistem yang baik. Dalam praktikumini akan dipelajari pengendalian menggukanan teknik PID

dengan plan PCT13.

1.2 Rumusan Masalah

Berikut adalah perumusan masalah pada laporan ini :

1. Bagaimana mengendalikan temperature pada planPCT13?

2. Bagaimana pengaruh perubahan parameter PID

terhadap respon sistem plan PCT13?


10/35

2

1.3 Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Praktikan dapat mengetahui konfigurasi hardware

National Instrument Field Point yang digunakan

untuk mengendalikan besarnya suhu pada PCT 13.

2. Praktikan dapat mengetahui peran mode Kontrol PID

secara Real Time.


11/35

3

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Sistem Pengendalian

Controller merupakan peralatan utama dalam

pengendalian suatu variabel proses. Pada controller ini

terjadi proses pengolahan sinyal input pengendaliandari transmitter. Controller akan membandingkan

sinyal input dengan setting value yang kita

kehendaki. Apabila sinyal input terlalu besar dari

setting value yang diberikan maka controller akan

berusaha memperkecilnya begitu pula sebaliknya.

Besarnya koreksi dari kesalahan input tergantung

dari mode controllernya. Mode controller tersebut

terdiri dari mode proportional, mode integral, modederivatif dan kombinasinya. Adapun macam dari aksi

pengontrolannya, yaitu

2.1.1 Pengontrol On/Off

Aksi pengendalian dari controller ini hanya

mempunyai dua kedudukan, maksimum atau

minimum, tergantung dari variable terkontrolnya,

apakah lebih besar atau lebih kecil dari set poin.

2.1.2 Pengontrol PID

Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional

yang banyak dipakai dalam dunia industri.

Pengontrol PID akan memberikan aksi kepada

Control Valve berdasarkan besar error yang

diperoleh. Suhu fluida yang diinginkan disebut dengan


12/35

4

Set Point. Error. adalah perbedaan dari Set Point

dengan suhu air aktual. contoh blok diagram dari

control PID dan persamaan pengontrol PID adalah

Gambar 2.1 Diagram Kontrol PID

Keterangan :

• mv(t) adalah output dari pengontrol PID atau

Manipulated Variable

• Kp adalah konstanta Proporsionali adalah

konstanta Integral

•

Td adalah konstanta Detivatif • e(t) adalah error (selisih antara set point dengan

level aktual)

Persamaan Pengontrol PID diatas dapat juga dituliskan

sebagai berikut :


13/35

Dengan :

Untuk lebih memaksimalkan kerja pengontrol

diperlukan nilai batas minimum dan maksimum yang

akan membatasi nilai Manipulated Variable yang

dihasilkan.

2.1.2.1 Pengontrol Proporsional

Pengontrol proporsional memiliki keluaran yang

sebanding/proporsional dengan besarnya sinyal

kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan

dengan harga aktualnya).

Ciri-ciri pengontrol proporsional :

1. Jika nilai Kp kecil, pengontrol proporsional

hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yangkecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem

yang lambat (menambah rise time).

2. Jika nilai Kp dinaikkan, respon/tanggapan sistem

akan semakin cepat mencapai keadaan mantapnya

(mengurangi rise time).

3. Namun jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai

harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem

bekerja tidak stabil atau respon sistem akan

berosilasi.

4. Nilai Kp dapat diset sedemikian sehingga

mengurangi steady state error, tetapi tidak

menghilangkannya.

2.1.2.2Pengontrol Integral

Pengontrol Integral berfungsi menghasilkan respon

sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol


14/35

6

(Error Steady State = 0 ). Jika sebuah pengontrol tidak

memiliki unsur integrator, pengontrol proporsional

tidak mampu menjamin keluaran sistem dengankesalahan keadaan mantapnya nol.Keluaran pengontrol

ini merupakan hasil penjumlahan yang terus menerus

dari perubahan masukannya. Jika sinyal kesalahan tidak

mengalami perubahan, maka keluaran akan menjaga

keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan.

Sinyal keluaran pengontrol integral merupakan luas

bidang yang dibentuk oleh kurva kesalahan / error.Bila

nilai e(t) naik 2 kali, maka laju perubahan u(t) terhadapwaktu menjadi 2 kali lebih cepat. Bila e(t) tetap, maka

nilai u(t) akan tetap seperti semula.

Ciri-ciri pengontrol integral :

1. Keluaran pengontrol integral membutuhkan

selang waktu tertentu, sehingga pengontrol

integral cenderung memperlambat respon.

2. Ketika sinyal kesalahan berharga nil, keluaranpengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.

3. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol,

keluaran akan menunjukkan kenaikan atau

penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal

kesalahan dan nilai Ki.

4. Konstanta integral Ki yang berharga besar akan

mempercepat hilangnya offset. Tetapi semakin

besar nilai konstanta Ki akan mengakibatkan

peningkatan osilasi dari sinyal keluaran

pengontrol.

2.1.2.3 Pengontrol Derivatif

Keluaran pengontrol diferensial memiliki sifat seperti

halnya suatu operasi derivatif. Perubahan yang

mendadak pada masukan pengontrol akan

mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan


15/35

cepat. Ketika masukannya tidak mengalami

perubahan, keluaran pengontrol juga tidak mengalami

perubahan, sedangkan apabila sinyal masukan berubahmendadak dan menaik (berbentuk fungsi step),

keluaran menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika

sinyal masukan berubah naik secara perlahan (fungsi

ramp), keluarannya justru merupakan fungsi step yang

besar magnitudenya sangat dipengaruhi oleh kecepatan

naik dari fungsi ramp dan factor konstanta Kd.

Ciri-ciri pengontrol derivatif :

1. Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran

jika tidak ada perubahan pada masukannya

(berupa perubahan sinyal kesalahan)

2. Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu,

maka keluaran yang dihasilkan pengontrol

tergantung pada nilai Kd dan laju perubahan sinyal

kesalahan.

3. Pengontrol diferensial mempunyai suatukarakter untuk mendahului, sehingga pengontrol

ini dapat menghasilkan koreksi yang signifikan

sebelum pembangkit kesalahan menjadi sangat

besar. Jadi pengontrol diferensial dapat

mengantisipasi pembangkit kesalahan,

memberikan aksi yang bersifat korektif dan

cenderung meningkatkan stabilitas sistem.

4. Dengan meningkatkan nilai Kd, dapat

meningkatkan stabilitas sistem dan mengurangi

overshoot.

Berdasarkan karakteristik pengontrol ini,

pengontrol diferensial umumnya dipakai untuk

mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi

tidak memperkecil kesalahan pada keadaan


16/35

8

tunaknya. Kerja pengontrol diferensial hanyalah

efektif pada lingkup yang sempit, yaitu

pada periode peralihan. Oleh sebab itu pengontroldiferensial tidak pernah digunakan tanpa

ada kontroler lainnya.

Efek dari setiap pengontrol Proporsional, Integral

dan Derivatif pada sistem lup tertutup

disimpulkan pada table berikut ini :

ResponLoop

Tertutup

RiseTime Overshoot SettlingTime Steady StateError

Proportiona

l

Menurun

kan

Meningkat

kan

Perubahan

Kecil

Menurunkan/

Mengurangi

Integral Menurun

kan

Meningkat

kan

Meningkat

kan

Mengelemin

asi

Derivative Perubaha

n Kecil

Menurunk

an

Meningkat

kan

Perubahan

Kecil

Tabel 2.1 Pengaruh Parameter PID terhadap respon sistem

2.1.2.4 Pengontrol PID

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing

pengontrol P, I dan D dapat saling menutupi denganmenggabungkan ketiganya secara paralel menjadi

pengontrol proporsional plus integral plus diferensial

(pengontrol PID). Elemen-elemen pengontrol P, I dan D

masing-masing secara keseluruhan bertujuan :

1. Mempercepat reaksi sebuah sistem mencapai set

point-nya

2. Menghilangkan offset


17/35

3. Menghasilkan perubahan awal yang besar dan

mengurangi overshoot.

Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh

kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D.

Penyetelan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan

penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau

dua dari ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih

menonjol disbanding yang lain. Konstanta yang menonjol

itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon

sistem secara keseluruhan.

2.2 LABVIEW 2012

Labview adalah sebuah software pemrograman buatan

national instrument dengan konsep yang berbeda

seperti bahasa pemrograman lainnya yaitu: C++,

Matlab, atau visual basic, tetapi mempunyai fungi yang

sama. Bahasa pemrograman labview berbasis pada grafis

atau blok diagram sementara yang lain menggunakanbasis text. Labview bekerja mempunyai dua bagian

yaitu: front panel digunakan sebagai user interface

yang akan mensimulasikan panel untuk instrument dan

block diagram digunakan sebagai source code dibuat

dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel.


18/35

10

Gambar 2.2 Front panel dan block diagram

Gambar 2.3 Menu Bar pada LabView 2012

Fungsi dari masing-masing bagian adalah:

1. Run : mengeksekusi VI sampai process selesai

2. Run continuously : mengeksekusi VI secara

kontinu, setelah satu proses selesai maka VI

kembali dieksekusi sampai abort ditekan.3. Abort : menghentikan eksekusi.

4. Pause : menghentikan eksekusi sementara

5. Highlight : melihat alur dari jalan program secara

berlahan pada front panel.

6. Start single stepping: mengeksekusi VI per step

7. Align object : mengatur tampilan objek

8. Distribute objek : mengatur tampilan beberapa

objek


19/35

9. Recorder : mengatur tampilan beberapa objek

yang saling ber tumpukan

10. Icon : gambar yang ditampilkan VI tersebut biladijadikan sub VI

2.2.1 Tool Pallete

Dalam membuat suatu VI ada beberapa tools

yang harus dipakai dan masing mempunyai

kegunaannya:

Gambar 2.4 Tool Pallete

1. Operate value: mengubah nilai parameter dari

suatu objek

2. Connect wire : menghubungkan beberapa objek

dengan kabel

3. Set/clear breakpoint : membuat ataumenghilangkan sebuah breakpoint.

4. Probe data : membuat sebuah probe yang

berfungsi untuk monitoring data.

5. Object Pop Up: menu yang berhubungkan

dengan objek tersebut tersebut atau

memunculkan daftar objek.


20/35

12

6. Position /size/select: memindahkan,

mengubahkan ukuran atau memilih suatu

objek.7. Edit text : mengedit atau membuat tulisan..

8. Scroll window : memindahkan sudut

pandangan pada layar.

9. Get color : mengambil sampel warna.

10. Set color : mengubah warna dan suatu objek.

2.2.1 Control palette

Dalam pemrograman berbasis grafis, hal yang perludilakukan untuk membuat suatu program adalah menaruh

beberapa fungsi dan kemudian menghubungkan dengan

kabel pada bagian diagram. Fungsi-fungsi tersebut

terletak pada control palette. Banyak fungsi yang terletak

dalam control palette bervariasi tergantung pada seberapa

lengkap LABVIEW yang diinstall. Pada praktikum ini

menggunakan control & simulation, PID palette yang

digunakan untuk membuat kontrol PID pada front panelLABVIEW.

Gambar 2.5 Control PID Panel

Dalam praktikum ini hanya menggunakan PID

advanced, sebagai kontroler fungsi PID lanjut (PID

Advanced) menerapkan sebuah fungsi kontroller PID


21/35

dalam bentuk penjumlahan, contohnya adalah P, I dan D

dijumlahkan, dengan parameter pengendalian Kc, Ti dan

Td. (Lebih tepatnya, bentuk penjumlahan akanmembentuk sebuah fungsi pengendali PID ideal. Bentuk

penjumlahan lain adalah betuk parallel dengan parameter

pengendali Kc, Ki = Kc/Ti dan Kd = Kc*Td). Fungsi

pengendali PID ini menerapkan anti-wind up dan dapat

dipasang pada modus manual. Pilihan yang tersedia

adalah gain yang non-linier, dan bobot setpoint yang

dikurangi dalam jumlah yang propor sional. Fungsi

pengendali ini tidak memiliki fliter low pass padapenggunaan derivatif. (Pada penerapan, fungsi

pengendali lanjut selalu digunakan, dikarenakan oleh

kurangnya pilihan mode manual).

Gambar 2.6 PID Advanced (DBL)

Keterangan tentang fungsi pada parameter pada PID

advanced :

1. Manual Control menentukan besarnya keluaran

kontrol disaat “auto?” adalah FALSE. auto?menentukan apakah kontrol manual atau otomatis

yang dipakai. Saat “auto?” adalah FALSE, makaVI ini menggunakan kontrol manual. VI ini

menggunakan perpindahan dari kontrol mode


22/35

14

manual menuju mode otomatis. Pada kondisi

default harganya adalah “true”.

2. Output range menentukan rentang yangmemaksa keluaran dari kontrol. Rentang

normalnya adalah -100 sampai 100.

a. Output High menentukan harga

maksimum dari keluaran kontroller,

normalnya adalah 100.

b. Output Low menentukan harga

minimum dari keluaran kontroller,

normalnya adalah -100.3. Setpoint menentukan harga dari Setpoint

atau harga yang diinginkan dari

variabel proses yang sedang dikendalikan.

4. Process Variable menentukan harga yang

diinginkan dari variabel proses yang

dikendalikan. Harga ini setara dengan harga

umpan balik dari lup kendali umpan balik.

5. Setpoint Range menentukan harga

maksimum dan minimum dari rentang

variabel proses dan setpoint. VI ini

menggunkan rentang setpoint untuk

menghitung aksi integral non-linier. Harga

normal berkisar di 0 -100.

a. Setpoint Low menentukan harga

minimum dari rentang proses variabel dan

setpoint.

b. Setpoint High menentukan hargamaksimum dari rentang variable proses

atau setpoint.

6. PID Gains menentukan parameter gain

proporsional, waktu integral dan waktu

derivatif dari kontroller.

a. Proportional Gain (Kc) menentukan

gain proporsional dari kontroller. Harga


23/35

defaultnya 1. Pada persamaan yang

menentukan kontroller PID, Kc

merepresentasikan dari gain proporsional.b. Integral Time (Ti, min) menentukan

waktu integral dalam menit. Harga

default adalah 0.01.

c. Derivative Time (Td, min) menentukan

waktu derivatif dalam menit. Harga default

adalah 0.

7. dt (s) menentukan interval dalam detik,

dimana VI ini disebut. Jika dt (s) kurang dariatau setara dengan 0, VI ini menghitung waktu

sejak ini terakhir disebut menggunakan timer

internal dengan resolusi milisekon. Harga

default adalah 1.

8. Reinitialize?, menentukan apakah parameter

internal harus dikenali ulang, seperti error

integrasi dari kontroller. Harga default adalah

FALSE.

9. Beta menentukan penekanan relatif dari

penolakan gangguan (disturbance rejection)

sampai ke penelusuran setpoint (setpoint

tracking). Harga default adalah 1 untuk

kebanyakan aplikasi. Harga diantara 0

sampai 1 bisa digunakan untuk menentukan

penekanan pada penolakan gangguan, seperti

perubahan beban dari proses.

10. Linearity menentukan linearitas dari responerror. Harga yang valid dari linearitas adalah

dari 0-1. Harga dari satu memberikan respon

linier yang normal, dimana harga sebesar 0.1

memberikan sebuah respon parabolik.

11. Output mengembalikan keluaran kontrol dari

algoritma PID yang diterapkan pada proses

kontrol.


24/35

16

12. dt out (s) mengembalikan rentang waktu

aktual dalam detik. dt out (s) mengembalikan

harga dari dt (s) atau rentang terhitung jika dt(s) dipasang pada harga -1.

2.2.2 National Instrument FieldPoint1

National Instruments FieldPoint suatu

perangkat yang dirancang untuk pengukuran kontrol

industri , dan aplikasi data logging yang membutuhkan

handal , sistem yang melibatkan sensor dan aktuator

yang beragam terletak di pusat atau tersebar di jarak yang cukup jauh. NI FieldPoint mencakup kemampuan

jaringan untuk didistribusikan I / O serta pilihan untuk

menjalankan sistem real-time operasi, yang berjalan

LabVIEW aplikasi Real-Time. FieldPoint dan

Compact FieldPoint mudah digunakan akuisisi data

dan kontrol hardware terdiri dari industri berat,

diandalkan I / O modul dan antarmuka komunikasi .

Gambar 2.7 NI FieldPoint [1]

1 National Instument," [Online]. Available:

http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/1199.


25/35

17

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah

sebagai berikut :

1. LABVIEW 2013 dan hardware National Instrument

Field Point

2. Satu set PCT 13 + kabel penghubung LM35

3. Rangkaian Triac

4. Pompa sirkulasi air dingin

3.2 Prosedur Percobaan

1. Klik labview 2013, kemudian klik blank VI untuk

membuat front panel dan block diagram

Gambar 3.1 Tampilan awal LabVIEW

2. Tampilan Front Panel secara lengkap seperti pada

gambar dibawah ini.


26/35

18

Gambar 3.2 Tampilan temperature and level control simulation

Gambar 3.3 Tampilan untuk PID gains and Process Flow Chart

3. Menyalakan power supply untuk pompa dan heater

4. Mengatur set point temperature yang diinginkan

5. Melakukan tuning pengendalian temperature

6. Amati dan catat respon sistem. (waktu dan

temperature)7. Pengambilan data dan tuning dilakukan sebanyak 5

kali


27/35

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data

Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan data

seperti berikut ini :

Tabel 4.1 Data Percobaan Parameter PID

Grafik 4.1 Respon Sistem Percobaan 1

0

10

20

30

40

50

60

1

1 2 9

2 5 7

3 8 5

5 1 3

6 4 1

7 6 9

8 9 7

Amplitude -

Temperatur

e Amplitude

- Setpoint

Time -

Setpoint

Percobaan ke Kp Ti Td

1 1 0.1 1

2 5 2.5 0.5

3 1 0 0

4 2 2 4

5 4 1 1


28/35

20



0

10

20

30

4050

60

1

1

2 9

2

5 7

3

8 5

5

1 3

6

4 1

7

6 9

8

9 7

Amplitude -

Temperatur

e Amplitude

- Setpoint

Time -

Setpoint

0

10

20

30

40

50

60

1

1 1 5

2 2 9

3 4 3

4 5 7

5 7 1

6 8 5

7 9 9

9 1 3

Amplitude -

Temperature

Amplitude -Setpoint

Time -

Setpoint


29/35



4.2 Pembahasan

Dari data diatas dapat dilihat bahwa, pada percobaan

pertama menggunakan nilai Kp = 1, Ti- 0.1 ,dan Td = 1.

Respon sistem dengan parameter tersebut mencapai setpoint

sesaat namun kemudian nilai keluaran sistem melebihi nilai

setpoint. Kemudian dicoba mengubah parameter PID dengan

menggunakan nilai Kp = 5, Ti = 2.5 dan Td = 0.5. Respon

keluaran sistem pada saat kondisi awal perlahan-lahan

0

10

20

30

40

50

60

1

1 1 5

2 2 9

3 4 3

4 5 7

5 7 1

6 8 5

7 9 9

9 1 3

Amplitude -

Temperature

Amplitude -

Setpoint

Time -

Setpoint

40

42

4446

48

50

52

54

1

1 2 9

2 5 7

3 8 5

5 1 3

6 4 1

7 6 9

8 9 7

Amplitude -

Temperatur

e Amplitude

- Setpoint

Time -

Setpoint


30/35

22

menyentuh setpoint , namun setelah beberapa lama keluaran

sistem lebih dari setpoint. Percobaan ketiga mengubah

parameter PID dengan nilai Kp = 1, Ti dan Td =0, keluaranrespon sistem tersebut melebihi nilai setpoint namun relatif

konstan. Untuk percobaan ke 4, mengganti parameter PID

dengan nilai Kp = 2, Ti = 2 dan Td = 4. Grafik keluaran respon

sistem terlihat bahwa respon lebih cepat mencapai setpoint

dibandingkan dengan percobaan sebelumnya. Namun, nilai

keluaran sistem masih melebihi nilai setpoint. Untuk

percobaan ke 5 yaitu mengganti nilai parameter PID dengan

nilai Kp = 4, Ti = 1 dan Td = 1. Hasil keluaran respon sistemadalah sistem menjadi tidak stabil. Dari perbandingan antar

grafik percobaan dapat diketahui bahwa saat respon sistem

diberi nilai Ti yang cukup besar, dapat mengeleminasi offset

untuk sementara. Sedangkan ketika diberi nilai Td yang besar

maka grafik respon menunjukkan sistem lebih cepat mencapai

setpoint. Untuk nilai Kp yang jauh lbh besar dibanding nilai

Ti dan Td seperti pada percobaan 4 dapat membuat sistem

tidak stabil. Dari semua pembahasan diatas, dapat diketahui

bahwa control PID adalah control yang cocok untuk siste

pengendalian temperature karena mempercepat respon

temperature.


31/35

23

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari analisa data pada bab sebelumnya dapat

disimpulkan bahwa :

1. Sistem pengendalian temperature lebih baik

menggunakan control PID karena dapat mempercepatrespon temperature.

2. Semakin besar nilai Td dapat mempercepat respon

sistem pengendalian suhu.

3. Nilai offset dapat dihilangkan dengan kontrol

Integrative, namun hanya sesaat saja. Karena fluktuasi

nilai keluaran kembali terjadi.

4. Nilai Kp yang besar dapat membuat sistem tidak stabil

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan

selanjutnya sebagai berikut :

1. Pengambilan data lebih banyak dan perubahannya

linier agar mudah dianalisa.


32/35

24

DAFTAR PUSTAKA

1. Tim Asisten Larins.2015.Modul Sistem PengendalianOtomatik.Jurusan Teknik Fisika ITS.Surabaya

2. "www.ni.com," National Instrument, [Online].

Available:

http://sine.ni.com/nips/cds/print/p/lang/en/nid/1199.

[Accessed 16 April 2015].

3. "Wikipedia," [Online]. Available:

http://id.wikipedia.org/wiki/PID. [Accessed 16 April

2015].


33/35

LAMPIRAN

TUGAS PRAKTIKUM P2 SISTEM PENGENDALIANOTOMATIK

Bagaimana cara menentukan parameter PID controller pada

sebuah sistem?

Untuk menentukan parameter PID pada suatu sistem, maka

harus diketahui terlebih dahulu fungsi transfer dari sistem yang akan

dikontrol. Dari fungsi tersebut akan didapat nilai pole sistem looptertutup. Nilai pole ini dimasukkan ke persamaan fungsi transfer

sistem loop tertutup. Sehingga dapat ditentukan parameter Kp, Ki,

dan Kd. Karena controller PID menambah orde sistem, maka perlu

diperiksa timbulnya pole-pole baru yang memungkinkan terjadinya

ketidakstabilan sistem. Kemudian penentuan parameter PID dapat

dilakukan dengan metode trial and error atau menggunakan metode

ziegler-nichols.

Terdapat 2 metode dalam aturan Ziegler-Nichols, metode

pertama yaitu plant / sistem harus diberi input berupa input step, plant

dalam kondisi open loop dan sistem mempunyai kurva berbentuk S.

Gambar 1. Kurva S


34/35

26

Dari kurva S tersebut , dapat diketahui delay time (L) dan

time constant (T), sehingga aturan Ziegler-Nichols berlaku :

Tabel 1. Aturan tuning PID Ziegler-Nichols 1

Untuk metode kedua, yaitu diset pada kondisi awal Ti= ɷ

dan Td = 0. Kemudian nilai Kp diatur dari 0 hingga sistem menjadi

stabil kritis. Nilai Kp yang membuat sistem menjadi stabil kritis

dinamakan Kcr dan periode respon stabil kritis disebut Pcr.

Gambar 2. Sistem Stabil Kritis

Berdasarkan kedua nilai tersebut, maka pengaturan nilai PID metode

Ziegler-Nichols 2 adalah sebagai berikut :

Tabel 2. Aturan tuning PID Ziegler-Nichols


35/35

simulasi pengendalian pct 13 menggunakan labview

Documents