tugas kontrol

129
JOBSHEET LABORATORIUM PENGENDALIAN PROSES TK 318612 Penyusun: Hb. Slamet Yulistiono, Dipl.-Ing., MT. i

Upload: yuniza-azalea-zmart

Post on 27-Oct-2015

181 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

materi satop II

TRANSCRIPT

JOBSHEET

LABORATORIUMPENGENDALIAN PROSES

TK 318612

Penyusun:

Hb. Slamet Yulistiono, Dipl.-Ing., MT.

JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

i

NOVEMBER, 2010

ii

LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN

Matakuliah : Laboratorium Pengendalian Proses

Kode Matakuliah : TK 318612

Dosen Penyusun : Hb. Slamet Yulistiono, Dipl.-Ing., MT.

Bahan ajar ini telah diperiksa dan disetujui untuk digunakan sebagai jobsheet pada Laboratorium Pengendalian Proses Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Ujung Pandang

Menyetujui,

Makassar, 15 November 2010

Ketua Unit P3AI, Ketua Jurusan Teknik Kimia

Ir. Abdi Wibowo, MT Ir. Swastanti Brotowati, M.Si.NIP. 19650117 199103 1 002 NIP. 195609091989032002

Mengetahui,

Pembantu Direktur I

Ir. Muhammad Anshar, M.Si. NIP 19600817 198903 1 002

iii

KATA PENGANTAR

Job sheet ini merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai panduan

praktikum Laboratorium Pengendalian Proses untuk membentuk salah satu bagian

dari kompetensi bidang keahlian Teknologi Pengendalian Proses pada Program

Studi Teknik Kimia.

Bahan ajar ini membahas tentang proses dan pengendalian proses yang

terbagi dalam 5 bab, yakni Simulasi Proses, Pengendalian Proses Level, Suhu,

Laju Alir dan Tekanan.

Penyusun menyadari, bahwa jobsheet ini masih belum sempurna sehingga

segala kritik dan saran membangun demi perbaikan jobsheet ini sangat

diharapkan. Akhirnya, semoga jobsheet ini dapat bermanfaat.

Makassar, 15 November 2010

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... iKATA PENGANTAR ............................................................................... iiDAFTAR ISI ............................................................................................. iiiGARIS-GARIS BESAR POKOK PENGAJARAN (GBPP) .................... v

BAB I SIMULASI PROSES DAN PENGENDALIAN PROSES

Percobaan I : Respon Proses Dinamis Order 1 ................................. 1

Percobaan II : Respon Proses Dinamis Order 2 ................................. 7

Percobaan III : Karakterisasi Proses ................................................... 11

Percobaan IV : Pengendalian Proses Menggunakan PID-Controller . . 14

Percobaan V : Tuning of feedback Controller ................................... 19

BAB II PENGENDALIAN LEVEL

Percobaan I : Pengendalian Level Secara On-Off Menggunakan Float Level Switch .............................. 27

Percobaan II : Pengendalian Level Secara On-OffMenggunakan Differential Level Switch .................... 30

Percobaan III : Pengaturan Level Secara ManualMenggunakan Katub Solenoid ................................... 33

Percobaan IV : Pengendalian Level Secara On-Off Menggunakan P-Controller ..................................... 36

Percobaan V : Pengendalian Level Menggunakan PID-Controller . . . 39

BAB III PENGENDALIAN SUHU

Percobaan I : Pemanasan Langsung Secara Batch ........................... 44

Percobaan II : Pemanasan Langsung Secara Kontinu ..................... 52

BAB IV PENGENDALIAN LAJU ALIR

Percobaan I : Pengendalian Laju Alir Secara Manual ...................... 60

Percobaan II : Pengendalian Laju Alir dengan PID-Controller ....... 64

BAB V PENGENDALIAN TEKANAN

Percobaan I : Pengendalian static line pressure secara manual ....... 69

Percobaan II : Pengendalian pressure drop pada permukaanorifice menggunakan PID controller ......................... 73

v

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP)JUDUL MATA KULIAH : Laboratorium Pengendalian Proses

NOMOR KODE/SKS : TK 318612 / 3 SKS

DESKRIPSI SINGKAT : Matakuliah ini mengajarkan prinsip-prinsip dasar pengendalian proses secara teori dan praktek menggunakan komputer dan PCT40, yakni suatu unit proses yang didesign khusus untuk pengajaran. Simulasi proses dilaksanakan dengan bantuan software MATLAB sedangkan pengendalian proses-proses seperti level control, temperature control, flow control, dan pressure control dilaksanakan secara manual, maupun otomatis dengan on/off atau PID controller menggunakan PCT40.

Kompetensi Standar : Setelah menyelesaikan matakuliah ini, mahasiswa mampu mensimulasikan proses dan mengendalikan proses serta mendemonstrasikan pengendalian proses menggunakan PCT40

No Kompetensi Dasar IndikatorPokok

BahasanSub Pokok Bahasan

Waktu (menit)

Bahan

1 2 3 4 5 6 7

0 Pendahuluan Kontrak Perkuliahan dan Pembagian Kelompok 1x6x50

1 Mampu melakukan simulasi respon proses order 1 dan 2 terhadap fungsi tangga, karakterisasi proses, pengendalian dengan PID- controller dan tuning of feedback controller.

- dapat mengevaluasi parameter-parameter proses order I dan II dan menetapkan pengaruhnya terhadap kecepatan dan kestabilan respon proses

- dapat melakukan karakterisasi proses berdasarkan FOPDT

- dapat mengevaluasi respon pengendalian proses menggunakan PID controller

- dapat melakukan tuning parameter pada feedback controller

Simulasi Proses dan Pengendalian Proses

1. Respon Proses Order I

2. Respon Proses Order II

3. Karakterisasi Proses

4. Pengendalian dengan PID controller

5. Tuning of feedback controller

3x6x50=

900[2]

(berlanjut)

v

No Kompetensi Dasar IndikatorPokok

BahasanSub Pokok Bahasan

Waktu (menit)

Bahan

1 2 3 4 5 6 7

2 Mampu mendemonstrasikan pengendalian level menggunakan peralatan PCT40

- dapat menjelaskan prinsip pengendalian menggunakan float level switch dan differential level switch

- dapat mengatur level secara manual menggunakan sensor tekanan dan katub solenoid

- dapat mengendalikan level dengan on-off controller

- dapat mengendalikan level dengan PID controller

- dapat mengevaluasi respon pengendalian proses berdasarkan perubahan setpoint dan disturbance

- dapat melakukan tuning parameter controller

Inflow Level Control

1. float level switch

2. differential level switch

3. Pengaturan level secara manual

4. Pengendalian level secara on-off

5. Pengendalian level menggunakan PID controller

3x6x50=

900[1]

3 Mampu mendemonstrasikan pengendalian suhu menggunakan peralatan PCT40

- Dapat mengendalikan suhu air dalam tangki secara manual, atau secara otomatis menggunakan on-off dan PID controller baik secara batch maupun kontinu

- dapat mengevaluasi respon pengendalian proses berdasarkan perubahan setpoint dan disturbance

- dapat melakukan tuning parameter controller

Temperature Control

1. Direct heating batch operation temperature control

2. Direct heating continuous operation temperature control

3x6x50=

900[1]

(berlanjut)

vi

No Kompetensi Dasar IndikatorPokok

Bahasan Sub Pokok BahasanWaktu (menit) Bahan

1 2 3 4 5 6 7

4 Mampu mendemonstrasikan pengendalian laju alir menggunakan peralatan PCT40

- dapat mengendalikan laju alir secara manual

- dapat mengendalikan laju alir dengan PID-controller

Flow control - Pengendalian Laju Alir Secara Manual

- Pengendalian Laju Alir dengan PID-Controller

3x6x50=

900[1]

5 Mampu mendemonstrasikan pengendalian tekanan menggunakan peralatan PCT40

- dapat mengendalikan static line pressure secara manual dengan cara memvariasikan bukaan PSV

- dapat mengendalikan penurunan tekanan pada orifice menggunakan PID controller

Pressure control

- Pengendalian static line pressure secara manual

- Pengendalian pressure drop pada orifice dengan PID controller

3x6x50=

900[1]

Daftar Pustaka

1. ARMFIELD. 2008. Multifunction Process Control Teaching System : Basic Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

2. Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

vii

BAB ISIMULASI PROSES DAN PENGENDALIAN PROSES

Percobaan I

1.1.1 Judul Percobaan

Respon Proses Dinamis Order 1 Terhadap Fungsi Tangga

1.1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat

(1) mengevaluasi parameter-parameter proses order 1, yaitu process gain Kp,

process time constant T dan delay time t0 berdasarkan time response proses

terhadap fungsi tangga

(2) menetapkan pengaruh T dan t0 terhadap kecepatan respon proses.

1.1.3 Dasar Teori

Di dalam analisis sistem kontrol, sering digunakan suatu signal tertentu

sebagai variabel masukan ke sistem sehingga menghasilkan time response yang

khas. Signal masukan tersebut diantaranya adalah step change function atau sering

disebut sebagai fungsi tangga. Fungsi tangga ini secara matematis didefinisikan

sebagai berikut:

dan

Fungsi tangga ini dapat diilustrasikan menggunakan variabel nominal

seperti terlihat pada gambar 1.1a atau dengan menggunakan variabel deviasi

seperti terlihat pada gambar 1.1b.

Gambar 1.1a Gambar 1.1b

1

1A

2A

t

x

A

t

x

Proses dinamis order 1 adalah suatu proses, yang mana sifat-sifatnya

dapat diterangkan melalui suatu persamaan diferensial ordiner order 1 dengan

bentuk sebagai berikut :

,dengan T adalah process time constant, Kp adalah process gain, x adalah fungsi

masukan dan y adalah fungsi keluaran.

Persamaan proses order 1 dalam bentuk fungsi transfer adalah :

,dengan X dan Y masing-masing adalah bentuk transformasi laplace dari x dan y,

sedangkan s adalah variabel transformasi laplace.

Respon proses order 1 terhadap fungsi tangga x=A adalah :

Untuk waktu  t  yang besar, maka nilai akan mendekati nol

sehingga dapat diabaikan. Dengan demikian respon proses order 1 terhadap fungsi

tangga memiliki nilai akhir sebesar .

Khusus untuk , maka:

.

Uraian di atas memberi arti, bahwa konstanta T dapat didefinisikan sebagai waktu

yang digunakan oleh proses untuk mendapatkan respon sebesar 63,2% dari nilai

akhirnya. Nilai respon sebesar 63,2% ini sangat penting peranannya, terutama saat

melakukan desain loop pengendalian proses seperti akan Anda lihat pada

pembahasan selanjutnya.

Jika respon proses order 1 terhadap fungsi tangga diketahui, maka

parameter proses order 1 tersebut dapat ditentukan secara grafis sebagai berikut:

2

0

4

8

12

0 4 8

Gambar 1.2 : Respon proses order 1 (Kp = 2 dan T = 0.86 detik) terhadap x = 5

Sesuai sketsa respon diatas, maka T dapat ditentukan melalui

penggambaran garis singgung disembarang titik pada kurva respon hingga

memotong garis respon %R = 100%.

Process gain Kp kemudian dapat ditentukan melalui perbandingan antara

perubahan pada signal keluaran dan perubahan pada signal masukan .

Pada proses order 1 yang mengandung waktu mati (to , dead time),

maka fungsi transfernya adalah :

Respon proses order 1 yang mengandung waktu mati, terhadap fungsi

tangga x = A adalah :

1.1.4 Daftar Alat dan Bahan

Praktikum ini membutuhkan komputer dengan software MATLAB

version 7.04 di dalamnya dan program MATLAB yang dapat di copy dari folder

D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB1.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

3

T

y

x

%R=100%

x y

1.1.5 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya percobaan yang dilakukan mengikuti diagram blok

berikut:

1.1.6 Langkah Kerja

Copy seluruh isi folder D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB1 ke folder

kelompok kelas Anda, misal D:\LABKONTROL\Kelompok3 dan jalankan

software MATLAB lalu lakukan perubahan-perubahan seperlunya pada program

sesuai dengan tujuan praktikum dan data yang mau diambil (lihat sub bab 1.1.8

Data untuk Percobaan). Copy file program yang sudah diubah dan file gambar

yang dihasilkan ke flashdisk untuk dicetak diluar. Lakukan evaluasi terhadap

gambar yang diperoleh.

1.1.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik dan peralatan

PCT40 yang berada di sebelahnya dalam 1 meja.

1.1.8 Data Untuk Percobaan

a) Evaluasi time response proses order 1 tanpa dead time

- Ditetapkan sebuah proses dengan parameter Kp dan T yang tertentu dan

fungsi tangga x = A. Berdasarkan nilai Kp, T, dan A yang ditetapkan,

program dieksekusi sehingga terbentuk gambar respon. Buktikanlah dengan

menggunakan gambar tersebut definisi Kp dan T.

- Ditetapkan 3 buah proses dengan nilai T yang berbeda. Program dieksekusi

dan terbentuk gambar dengan 3 buah kurva respon. Tentukan pengaruh T

terhadap kecepatan respon proses berdasarkan tabel respon berikut:

4

y

sT

Kp

1x = A

y

sT

steKp

1

0x = A

Tabel 1.1 : Respon proses pada t = ? detik untuk Kp=? dan A=?

Proses T R 100%R %R123

- Ditetapkan 3 buah proses dengan nilai Kp yang berbeda. Program

dieksekusi dan terbentuk gambar dengan 3 buah kurva respon. Tentukan

pengaruh Kp terhadap kecepatan respon proses berdasarkan tabel respon

berikut:

Tabel 1.2 : Respon proses pada t = ? detik untuk T=? dan A=?

Proses Kp R 100%R %R123

b) Evaluasi time response proses order 1 plus dead time (FOPDT)

- Ditetapkan sebuah proses dengan parameter Kp dan T serta t0 yang tertentu

dan fungsi tangga x = A. Berdasarkan nilai Kp, T, t0 dan A yang ditetapkan,

program dieksekusi sehingga terbentuk gambar respon. Evaluasi nilai Kp, T,

dan t0 berdasarkan gambar tersebut. Bandingkan nilai T dan t0 dengan

proposal dari Dr. Cecil L. Smith tentang penentuan T dan t0 melalui

pemodelan proses menggunakan FOPDT (Baca buku literature!! Atau

Percobaan ke III).

- Dalam rangka memahami waktu mati to, maka ditetapkan 3 buah proses

dengan nilai T dan Kp yang sama tetapi memiliki nilai waktu mati yang

berbeda, yakni to1 = 0 , to2 = ? , to3 = ?. Program kemudian dieksekusi

sehingga tercipta sebuah gambar dengan 3 buah kurva respon. Definisikan

waktu mati ini dan pengaruhnya terhadap kecepatan respon proses.

5

1.1.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Sebutkan perbedaan antara 2 proses yang memiliki konstanta waktu proses

yang berbeda tetapi memiliki process gain yang sama besar

(b) Sebutkan perbedaan antara 2 proses yang memiliki konstanta waktu proses

yang sama tetapi berbeda process gain-nya

(c) Sebutkan definisi waktu mati dan pengaruhnya terhadap respon pengendalian

1.1.10 Daftar Pustaka

Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of

Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

6

Percobaan II

1.2.1 Judul Percobaan

Respon Proses Dinamis Order 2 Terhadap Fungsi Tangga

1.2.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh characteristic time constant T dan

damping factor D terhadap kecepatan dan kestabilan respon proses.

1.2.3 Dasar Teori

Fungsi transfer proses order 2 biasanya dituliskan dalam 2 bentuk, yakni:

atau

,dengan T adalah characteristic time constant, D adalah damping factor, T1 dan T2

masing-masing adalah process time constant, dan Kp adalah process gain.

Hubungan antara parameter dari 2 bentuk tersebut adalah :

dan

Respon proses order 2 terhadap fungsi tangga dibedakan berdasarkan

nilai damping factor-nya, yakni:

(1) underdamped response untuk :

(2) critically damped response untuk :

(3) overdamped response untuk :

7

Tiga jenis respon ini sangat penting dalam mempelajari kontrol proses

otomatik karena respon dari kebanyakan sistem kontrol mirip seperti salah satu

dari respon di atas, terutama pada underdamped response seperti contoh berikut:

0

5

10

15

20

0 5 10 15

Gambar 1.3 :Respon proses order 2 ( , dan ) terhadap fungsi tangga

Berdasarkan sketsa respon ini, maka didefinisikan beberapa hal berikut:

Overshoot. Overshoot secara umum didefinisikan sebagai perbandingan B dan A

Decay ratio. Ini secara umum didefinisikan sebagai perbandingan C dan B

Rise time tR adalah waktu saat mencapai nilai akhir yang pertama

Settling time tS adalah waktu saat mencapai nilai dalam kisaran limit tertentu

terhadap nilai akhir. Nilai yang umum adalah atau .

Perioda oscilasi P. Sesuai persamaan pada underdamped response, maka perioda

oscilasi diberikan oleh :

1.2.4 Daftar Alat dan Bahan

Praktikum ini membutuhkan komputer dengan software MATLAB

version 7.04 di dalamnya dan program MATLAB yang dapat di copy dari folder

D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB2. Mahasiswa diijinkan menggunakan

fasilitas USB untuk memindahkan file-file data dan gambar ke flasdisk pribadi.

1.2.5 Gambar Rangkaian Alat

8

B C

P

A

tR tS

t

Kp A

y

Settling time limits

Pada prinsipnya percobaan yang dilakukan mengikuti diagram blok

berikut:

1.2.6 Langkah Kerja

Copy seluruh isi folder D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB2 ke folder

kelompok kelas Anda, misal D:\LABKONTROL\Kelompok3 dan jalankan

software MATLAB lalu lakukan perubahan-perubahan seperlunya pada

program sesuai dengan tujuan praktikum dan data yang mau diambil (lihat sub

bab 1.2.8 Data untuk Percobaan). Copy file program yang sudah diubah dan

file gambar yang dihasilkan ke flashdisk untuk dicetak diluar. Lakukan

evaluasi terhadap gambar yang diperoleh.

1.2.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik dan peralatan

PCT40 yang berada di sebelahnya dalam 1 meja..

1.2.8 Data Untuk Percobaan

a) Evaluasi pengaruh characteristic time constant T

- Ditetapkan 5 buah proses order 2 dengan nilai T yang berbeda-beda.

Program dieksekusi sehingga tercipta sebuah gambar dengan 5 buah kurva

respon. Tentukan pengaruh T berdasarkan tabel respon berikut:

Tabel 2.1 : Respon proses pada t = ? detik untuk Kp=? dan A=?

Proses T1 T2 T R 100%R %R1 4 302345

b) Evaluasi pengaruh damping factor D

9

y

1222 sDTsT

Kpx = A

- Ditetapkan 6 buah proses order 2 dengan nilai D yang berbeda-beda.

Program kemudian dieksekusi sehingga tercipta sebuah gambar dengan

6 buah kurva respon. Tentukan pengaruh D terhadap kecepatan dan

kestabilan respon proses berdasarkan tabel respon berikut:

Tabel 2.2 : Respon proses pada T = ? Kp=? dan A=?

Proses D tr ts 100%R %R Keterangan tentang oscilasi kurva respon1 0.12 0.53 0.74 15 36 5

1.2.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Sebutkan perbedaan antara 3 jenis respon yang underdamped, critically

damped dan overdamped

(b) Sebutkan dan jelaskan hubungan antara parameter proses T dan D terhadap

kecepatan dan kestabilan respon.

1.2.10 Daftar Pustaka

Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of

Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

10

Percobaan III

1.3.1 Judul Percobaan

Karakterisasi Proses

1.3.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat melakukan karakterisasi proses berdasarkan model proses order

satu yang mengandung waktu mati (FOPDT, first-order process plus dead time)

1.3.3 Dasar Teori

Karakterisasi proses adalah penentuan parameter-parameter dari suatu

proses model yang memiliki kurva respon mirip/sama dengan kurva respon proses

aktual. Proses-proses model yang sering digunakan untuk karakterisasi proses

umumnya adalah proses-proses yang memiliki order rendah, seperti proses order 1

atau order 2 dan yang mengandung waktu mati berikut:

FOPDT (First-Order Plus Dead-Time) :

SOPDT (Second-Order Plus Dead-Time) :

Meskipun demikian, FOPDT adalah model proses yang sering digunakan

sebagai basis rumus pada proses penentuan parameter controller yang optimal

(tuning controller). Model ini mengkarakterisasi proses melalui 3 parameter,

yakni gain K, dead time t0 dan konstanta waktu T. Untuk mendapatkan

3 parameter ini, harus dilakukan beberapa test dinamis terhadap proses aktual.

Test dinamis yang paling mudah dilakukan adalah test mengggunakan

fungsi tangga dengan signal yang berasal dari controller itu sendiri. Dalam hal ini

controller diposisikan manual (the loop opened) supaya menghasilkan signal

seperti fungsi tangga. Besarnya signal juga harus diusahakan cukup tinggi supaya

signal keluarannya dapat terukur oleh transmitter, tetapi juga tidak terlalu besar

karena akan dapat menggangu respon akibat ketidaklinearan proses.

11

Kurva respon keluaran (c vs t) kemudian dievaluasi dengan cara sesuai sketsa

kurva respon berikut:

Gambar 3.1 : Step Response pada FOPDT

Gambar 3.1 menunjukkan bahwa t0 adalah waktu dimulainya respon pada

proses model, sedangkan T adalah waktu yang dibutuhkan proses aktual mencapai

respon 63.2% dari nilai akhirnya. Cara lain penentuan t0 dan T yang diusulkan

oleh Dr. Cecil L. Smith adalah sebagai berikut:

Jika t1 dan t2 masing-masing adalah waktu yang dibutuhkan proses untuk

mendapatkan respon sebesar 28.3% dan 63.2% dari nilai akhirnya, maka:

T=3/2 (t2 - t1)

t0= t2 - T

1.3.4 Daftar Alat dan Bahan

Praktikum ini membutuhkan komputer dengan software MATLAB

version 7.04 di dalamnya dan program MATLAB yang dapat di copy dari folder

D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB3. Mahasiswa diijinkan menggunakan

fasilitas USB untuk memindahkan file-file data dan gambar ke flasdisk pribadi.

1.3.5 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya percobaan yang dilakukan sesuai diagram blok berikut:

12

Model

Aktual

t

c(t)

cst

t0 T

0.632 cst

Gc(s) G(s)(Open loop)

C(s)R(s)

-

1.3.6 Langkah Kerja

Copy seluruh isi folder D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB3 ke folder

kelompok kelas Anda, misal D:\LABKONTROL\Kelompok3 dan jalankan

software MATLAB lalu lakukan perubahan-perubahan seperlunya pada

program sesuai dengan tujuan praktikum dan data yang mau diambil (lihat sub

bab 1.3.8 Data untuk Percobaan). Copy file program yang sudah diubah dan

file gambar yang dihasilkan ke flashdisk untuk dicetak diluar. Lakukan

evaluasi terhadap gambar yang diperoleh.

1.3.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik dan peralatan

PCT40 yang berada di sebelahnya dalam 1 meja..

1.3.8 Data Untuk Percobaan

Ditetapkan sebuah proses dengan fungsi transfer G(s) sebagai berikut:

Dengan memvariasikan T1 , T2 , dan T3 , maka lakukanlah karakterisasi proses

Tabel 3.1 : Karakterisasi Proses Order 3

Proses T1 T2 T3 K T t0

1 10 30 323

1.3.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakan ketelitian penentuan T dan t0 dari 2 cara yang dijelaskan?

1.3.10 Daftar Pustaka

Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of

Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

13

Percobaan IV

1.4.1 Judul Percobaan

Pengendalian Proses Menggunakan PID-Controller

1.4.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat

(1) mengevaluasi respon kontrol proses menggunakan P-, PI-, PD dan PID-

controller berdasarkan 4 kriteria pengendalian, yakni offset, waktu

pengendalian, overshoot/undershoot, dan kestabilan

(2) menetapkan pengaruh nilai proportional gain Kc pada P-controller, integral

time TI pada I-controller dan derivative time TD pada D-controller

1.4.3 Dasar Teori

Feedback Control Loop

Konsep dari feedback control dapat dijelaskan melalui diagram blok

berikut :

Gambar 4.1 : Diagram blok untuk feedback control

Istilah feedback diturunkan dari fakta bahwa controlled variable c(t)

diukur dan hasilnya diumpankan kembali ke controller untuk mengatur proses

sedemikian rupa sehingga controlled variable nilainya menuju ke set point r(t).

Berdasarkan diagram blok di atas, fungsi transfer dari closed-loop secara umum

adalah :

atau

Persamaan terakhir diatas disebut controller synthesis formula.

14

GC(s) G(s)M(s)E(s)R(s)_

C(s)

Jika diandaikan terdapat suatu controller yang dapat secara sempurna

membawa nilai controlled variable c(t) menuju sama dengan nilai set point r(t),

maka C(s) = R(t) atau C(s) / R(t) = 1, sehingga :

Persamaan ini mengatakan bahwa untuk dapat membawa c(t) sama

dengan r(t) pada setiap waktu, maka controller gain harus besar tak terhingga.

Dengan kata lain, pengendalian sempurna ini tidak akan pernah tercapai jika

feedback controller digunakan, sebab feedback controller hanya melakukan aksi

koreksi yang berbasis pada error.

Berikut adalah pembahasan singkat jenis-jenis controller yang umum

digunakan melalui persamaan matematis yang menggambarkan operasi dari

controller tersebut.

Proportional Controller (P)

P-controller memiliki hanya 1 tuning parameter, yaitu proportional

controller gain Kc dengan persamaan operasi sebagai berikut:

atau

atau

m(t) : controller output, psig atau mA

r(t) : set point, psig atau mA

c(t) : controlled variable, psig atau mA.

e(t) : error signal, psig atau mA

Kc : proportional controller gain, psi/psi atau mA/mA

: nilai bias, psig atau mA

M(t), E(t) : variabel deviasi dari m(t), dan e(t)

Controlled variable c(t) merupakan signal yang berasal dari transmitter,

sedangkan nilai bias merupakan nilai controller output pada saat error nol.

Adapun error e(t) adalah selisih antara set point dan controlled variable.

15

Untuk mendapatkan fungsi transfer dari P-controller, maka dilakukan

transformasi Laplace terhadap persamaan operasinya, dan didapatkan :

Proportional-Integral Controller (PI)

Persamaan yang menggambarkan prinsip operasi dari PI-controller

adalah:

, dengan TI adalah integral time

Dengan demikian PI-controller memiliki 2 tuning parameter, yaitu Kc dan TI.

Untuk mendapatkan fungsi transfer dari PI-controller, maka dilakukan

transformasi Laplace terhadap persamaan operasinya, dan didapatkan :

Proportional-Integral-Derivative Controller (PID)

Persamaan yang menggambarkan prinsip operasi PID-controller adalah:

, dengan TD adalah derivative

time

Jadi, PID-controller ini memiliki 3 tuning parameter, yaitu Kc, TI dan TD.

Untuk mendapatkan fungsi transfer dari PID-controller, maka dilakukan

transformasi Laplace terhadap persamaan operasinya, dan didapatkan :

1.4.4 Daftar Alat dan Bahan

Praktikum ini membutuhkan komputer dengan software MATLAB

version 7.04 di dalamnya dan program MATLAB yang dapat di copy dari folder

16

D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB4. Mahasiswa diijinkan menggunakan

fasilitas USB untuk memindahkan file-file data dan gambar ke flasdisk pribadi.

1.4.5 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya percobaan yang dilakukan sesuai diagram blok berikut:

1.4.6 Langkah Kerja

Copy seluruh isi folder D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB4 ke folder

kelompok kelas Anda, misal D:\LABKONTROL\Kelompok3 dan jalankan

software MATLAB lalu lakukan perubahan-perubahan seperlunya pada

program sesuai dengan tujuan praktikum dan data yang mau diambil (lihat sub

bab 1.4.8 Data untuk Percobaan). Copy file program yang sudah diubah dan

file gambar yang dihasilkan ke flashdisk untuk dicetak diluar. Lakukan

evaluasi terhadap gambar yang diperoleh.

1.4.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik dan peralatan

PCT40 yang berada di sebelahnya dalam 1 meja..

1.4.8 Data Untuk Percobaan

Ditetapkan sebuah proses dengan fungsi transfer G(s) sebagai berikut:

a) Evaluasi P- dan PD-Controller

Dengan memvariasikan nilai parameter Kc dan TD , evaluasi kurva respon

pengendalian berdasarkan offset, overshoot, kestabilan dan waktu

pengendalian.

17

GC(s) G(s)M(s)E(s)R(s)_

C(s)

b) Evaluasi I- PI- dan PID-Controller

Dengan memvariasikan nilai parameter Kc, TI dan TD , evaluasi kurva respon

pengendalian berdasarkan offset, overshoot, kestabilan dan waktu

pengendalian.

1.4.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakan sifat-sifat pengendalian dengan aksi P , I, dan D?

1.4.10 Daftar Pustaka

Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of

Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

18

Percobaan V

1.5.1 Judul Percobaan

Tuning of feedback Controller

1.5.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat

(1) melakukan tuning parameter pada feedback controller.

(2) mengevaluasi respon kontrol proses dengan parameter controller hasil tuning.

1.5.3 Dasar Teori

Tuning adalah suatu metode penyetelan parameter-parameter feedback

controller sehingga dapat dihasilkan closed-loop response dengan kriteria khusus.

Secara umum, semua metode tuning mengandung 2 langkah dasar yang harus

diikuti, yakni:

1) Penentuan sifat-sifat dinamis dari control loop

2) Estimasi nilai parameter-parameter controller yang akan menghasilkan closed-

loop response yang diinginkan dan sesuai dengan sifat-sifat dinamis yang

ditentukan sebelumnya pada langkah pertama.

Berikut adalah pembahasan singkat tentang beberapa metode tuning yang

akan dipraktekkan pada praktikum ini.

1.5.3.1 Quarter decay ratio response by ultimate gain.

Metode ini juga dikenal sebagai closed-loop atau on-line method yang

diajukan oleh Ziegler dan Nichols pada tahun 1942.

Pada metode ini, parameter-parameter yang menentukan sifat-sifat

dinamis dari control loop direpresentasikan melalui ultimate proportional gain

Kcu dan ultimate period Tu dari kurva oscilasi respon.

Jika fungsi-fungsi transfer dari semua komponen pada loop diketahui

secara kuantitatif, maka parameter-parameter Kcu fan Tu dapat dihitung melalui

19

direct substitution method. Jika fungsi transfer dari loop tidak diketahui, maka

penentuan parameter Kcu dan Tu harus ditentukan secara eksperimental sesuai

prosedur berikut:

1) Jalankan sistem (the loop closed, controller in automatic) dengan hanya

menggunakan P-controller saja (jadi, aksi-aksi I- dan D-controller dimatikan),

kemudian amati amplitudo dari kurva response-nya.

2) Perbesar nilai proportional gain Kc seterusnya hingga diperoleh respon yang

beroscilasi dengan amplitudo konstan. Nilai Kc pada kondisi ini disebut

ultimate proportional gain Kcu dan perioda dari oscilasinya disebut ultimate

period Tu.

3) Berdasarkan nilai Kcu dan Tu ini, maka parameter-parameter tuning dari

controller ditetapkan sesuai tabel berikut:

Tabel 5.1 : Parameter-parameter controller menurut Ziegler dan Nichols

Controller Proportional gain Kc Integral time Derivative time

P Kcu/2 - -

PI Kcu/2.2 Tu/1.2 -

PID Kcu/1.7 Tu/2 Tu/8

Penentuan nilai parameter-parameter sesuai tabel 5.1 menghasilkan

response yang disebut quarter decay ratio response karena perbandingan

amplitudo dari 2 buah gelombang yang bertetangga akan kurang lebih sebesar

1 banding 4.

1.5.3.2 Process Characterization

Metode ini mengkarakterisasi sistem (the loop opened, controller on

manual) menggunakan suatu model proses order 1 atau order 2 yang memiliki

dead time (baca Job 4)

20

Jika sebagai model digunakan proses order 1 dengan dead time (FOPDT,

first-order plus dead-time), maka evaluasi t0 dan T dilakukan sesuai cara yang

diusulkan oleh Dr. Cecil L. Smith sebagai berikut:

Jika t1 adalah waktu yang dibutuhkan proses mendapatkan respon sebesar 28.3%

dan t2 adalah waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan respon sebesar 63.2%,

maka T=3/2 (t2-t1) dan t0= t2-T

Nilai T dan t0 hasil karakterisasi proses ini selanjutnya menjadi basis

perhitungan penentuan parameter-parameter controller sebagai berikut:

a) Quarter decay ratio response

Sebagai tambahan dalam rumus-rumus pada on-line tuning, Ziegler dan

Nichols juga mengusulkan rumus-rumus yang berbasis pada nilai konstanta

waktu T dan waktumati t0 berikut:

Tabel 5.2 : Tuning Formulas for Quarter Decay Ratio Response

Controller type Proportional gain Kc Integral time TI Derivative time TD

P - -

PI -

PID

Catatan : Rumus-rumus berlaku jika nilai t0/T terletak antara 0.1 s/d 1

b) Tuning for Minimum Error Integral Criteria (MEI Criteria)

Metode ini mula-mula diusulkan oleh Paul W. Murril dan Cecil L. Smith

dengan menggunakan FOPDT, kemudian dikembangkan oleh Lopez et al. ,

Rovira et al. Rumus-rumus pada Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 berikut hanya berlaku

jika nilai t0/T terletak antara 0.1 s/d 1

21

Tabel 5.3 : MEI Formulas for Disturbance Inputs

Process Model : ISE IAE ITAE

P-Controller : a 1.411 0.902 0.490

b -0.917 -0.985 -1.084

PI-Controller :

dan

a1 1.305 0.984 0.859

b1 -0.959 -0.986 -0.977

a2 0.492 0.608 0.674

b2 0.739 0.707 0.680

PID-Controller :

dan

a1 1.495 1.435 1.357

b1 -0.945 -0.921 -0.947

a2 1.101 0.878 0.842

b2 0.771 0.749 0.738

a3 0.560 0.482 0.381

b3 1.006 1.137 0.995

Tabel 5.4 : MEI Tuning Formulas for Set-Point Changes

Process Model : IAE ITAE

PI-Controller :

dan

a1 0.758 0.586

b1 -0.861 -0.916

a2 1.020 1.030

b2 -0.323 -0.165

PID-Controller :

dan

a1 1.086 0.965

b1 -0.869 -0.855

a2 0.740 0.796

b2 -0.130 -0.147

a3 0.348 0.308

b3 0.914 0.9292

1.5.4 Daftar Alat dan Bahan

22

Praktikum ini membutuhkan komputer dengan software MATLAB

version 7.04 di dalamnya dan program MATLAB yang dapat di copy dari folder

D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB5. Mahasiswa diijinkan menggunakan

fasilitas USB untuk memindahkan file-file data dan gambar ke flasdisk pribadi.

1.5.5 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya percobaan yang dilakukan sesuai diagram blok berikut:

1.5.6 Langkah Kerja

Copy seluruh isi folder D:\LABKONTROL\SIMULASI\JOB5 ke folder

kelompok kelas Anda, misal D:\LABKONTROL\Kelompok3 dan jalankan

software MATLAB lalu lakukan perubahan-perubahan seperlunya pada

program sesuai dengan tujuan praktikum dan data yang mau diambil (lihat sub

bab 1.5.8 Data untuk Percobaan). Copy file program yang sudah diubah dan

file gambar yang dihasilkan ke flashdisk untuk dicetak diluar. Lakukan

evaluasi terhadap gambar yang diperoleh.

1.5.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik dan peralatan

PCT40 yang berada di sebelahnya dalam 1 meja..

1.5.8 Data Untuk Percobaan

Ditetapkan sebuah proses dengan fungsi transfer G(s) sebagai berikut:

23

GC(s) G(s)M(s)E(s)R(s)_

C(s)

Nilai T1 , T2 , T3 dan T4 ditetapkan kemudian oleh dosen pembimbing.

Lakukan tuning parameter controller berdasarkan:

a) Evaluasi tuning menurut Ziegler Nichols

b) Evaluasi tuning berbasis karakterisasi proses

b1. Quarter decay ratio response

b2. MEI criteia

kemudian evaluasi hasilnya

1.5.9 Soal dan Pertanyaan

Bagaimanakan sifat-sifat pengendalian dengan pamater controller hasil tuning ?

1.5.10 Daftar Pustaka

Smith, Carlos A. and Corripio, Armando B. 1985. Principles and Practice of

Automatic Proses Control. Singapore: John Wiley & Sons

24

PENGENDALIAN LEVEL, SUHU, LAJU ALIR DAN TEKANAN PADA PCT40,

Pendahuluan

Praktikum ini membutuhkan PCT40 bench yang dilengkapi dengan

tangki proses (besar dan kecil), dan selang-selang secukupnya. PCT40 sendiri

terhubung dengan komputer melalui koneksi USB.

Sebelum memulai praktikum, mahasiswa dituntut melaksanakan hal-hal berikut:

1) Cek tangki air : Jika level air didalam tangki kira-kira berada dibawah

1/3 dari tinggi tangki, laporkan ke pembimbing atau teknisi yang bertugas. Jika

sudah sesuai, maka saklar listrik boleh dihidupkan dengan menekan tombol

hijau pada control panel. Setelah ini PCT40 dan komputer dapat dihidupkan.

2) Set up alat : Jalankan software PCT40 dan cek bagian bawah kanan jendela

menu apakah terdapat pesan ”IFD : Device Error”. Pesan tersebut menandakan

telah terjadi kegagalan koneksi PCT40 ke komputer.

Mengatur Pressure Regulator : Untuk keamanan alat dan katup-katup, laju

alir air utama dibatasi antara 1350 mL/mnt dan 1450 mL/mnt, dan dikehendaki

sebesar 1400 mL/mnt.

Untuk mengatur laju alir melalui pressure regulator, lakukan hal berikut:

(1) Pasang selang dari katup SOL1 ke tangki besar,

(2) Pilih Section 1: Level Control (inflow) pada menu File kemudian

pilih ikon untuk layar diagram mimic dan baca laju alir yang ditunjukkan

(3) Buka kran dibawah tangki, katup SOL2 dan SOL3 untuk mengeluarkan

langsung air yang masuk tangki,

(4) Tarik knob warna abu-abu ke arah luar (ke kanan). Untuk meningkatkan

laju alir, maka knob dapat diputar pelan-pelan searah jarum jam. Sebaliknya

untuk menurunkan laju alir, maka knob diputar perlahan ke arah berlawanan

jarum jam. Jika laju alir sudah sesuai, kunci pengaturan regulator tersebut

dengan cara menekan kembali knob ke arah dalam (ke kiri).

25

Mengoperasikan Katup Solenoid On/Off: Ada 3 katup solenoid on/off, yakni

SOL1, SOL2 dan SOL3. Pengaturan katup secara manual dapat dilakukan

melalui layar diagram mimic dengan cara mengklik tombol switch. Operasional

katup-katup ditunjukkan pada tombol switch tersebut melalui kode 0 untuk off

(tertutup) dan kode 1 untuk on (terbuka)

Mengoperasikan Katub Solenoid Proporsional (PSV) : Pengaturan katup

secara manual dapat dilakukan melalui layar diagram mimic dengan cara

mengetikkan angka persentase bukaan katup atau dengan mengklik tombol

panah atas atau bawah.

Gambar Alat PCT40

Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

26

BAB II

PENGENDALIAN LEVEL

Percobaan I

2.1.1 Judul Percobaan

Pengendalian Level Secara On-Off menggunakan float level switch

2.1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip pengendalian menggunakan on-off level

switch (float level switch) dan mengevaluasi respon pengendalian on-off

berdasarkan perubahan setpoint dan disturbance.

2.1.3 Dasar Teori

On-off level switch dari tipe float switch adalah sebuah objek pengukur yang dapat

bergerak secara vertikal mengikuti permukaan cairan. Pergerakan float ini akan

mengaktifkan katup on/off SOL 1 untuk pengendalian aliran air masuk ke dalam

tangki proses.

2.1.4 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya peralatan yang digunakan adalah PCT40. Gambar skematik alat

ini dapat dilihat pada halaman 26.

27

2.1.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki besar,

silinder dalam dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

2.1.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 1: Level Control (inflow). Klik ikon

untuk menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua

alat yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Buka katub SOL1. Untuk itu pastikan ”Controller” radio button dalam posisi on.

Klik ”Control”, lalu pada jendela PID controller pilih ”Manual” Mode of

Operation, dan set ”Manual Output” menjadi 100%, akhiri dengan klik pada

”Apply”. Air seharusnya sudah dapat mengalir ke dalam tangki.

Buka katub keluaran dibagian dasar tangki supaya air dapat keluar dari tangki.

Pastikan flowrate yang terbaca pada flow meter berada pada kisaran antara 1350

dan 1450 mL/menit.

Tergantung dari tekanan air lokal yang digunakan, bisa jadi flowrate akan

beroscilasi. Jika tekanan air lokal rendah, maka flowrate harus diset dibawah

1400 mL/mnt.

Atur bukaan katub keluaran untuk membatasi laju keluar air dalam tangki.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging dilakukan secara otomatis

pada interval selama 5 detik. Pastikan pula bahwa pembacaan tekanan air L1

bervariasi sebanding dengan peningkatan level air dalam tangki.

Pada kotak On/Off-Solenoid 1, pilih radio button ”Level (Float) Switch”, lalu klik

ikon ”GO” untuk memulai data logging.

28

Terlihat bahwa tangki besar mulai terisi air hingga level air mencapai level switch.

Amati aksi apa yang terjadi saat level air melewati level switch dari bawah dan

pada posisi level berapa ketika katub SOL1 ditutup oleh software.

Amati juga aksi apa yang terjadi saat level air melewati level switch dari atas dan

pada posisi level berapa ketika katub SOL1 dibuka kembali oleh software.

Perubahan setpoint

Lakukan secepatnya perubahan posisi level switch atas dan lakukan sekali lagi

pengamatan seperti sebelumnya. Klik”STOP” untuk mengakhiri data logging.

Perubahan Disturbances

Gangguan dapat diberikan melalui pembukaan SOL2 dan atau SOL3 dengan

software atau secara manual dengan mengatur bukaan katub lebih besar atau lebih

kecil pada katub keluaran di dasar tangki. Untuk itu berikan gangguan tersebut

saat proses level dalam keadaan steady dan lakukan pengamatan yang sama

seperti sebelumnya.

2.1.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati dan tertib

dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik, selang dan peralatan

PCT40 serta komputer dan monitor yang berada dalam 1 meja.

2.1.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti SP200ke250,

yang artinya perubahan set poin dari 200 ke 250 cm. Kemudian seluruh sheet

yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

misalnya PCT40Perc2_1.

2.1.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakah prinsip pengendalian secara on-off menggunakan level switch

29

Percobaan II

2.2.1 Judul Percobaan

Pengendalian Level Secara On-Off menggunakan differential level switch

2.2.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip pengendalian menggunakan on-off level

switch (differential level switch) dan mengevaluasi respon pengendalian on-off

berdasarkan perubahan setpoint dan disturbance.

2.2.3 Dasar Teori

Differential level switch terdiri atas sepasang elektroda dan sebuah penggaris

logam yang berfungsi sebagi fixed earth rod. Switch bekerja melalui pengukuran

konduktansi antara elektroda dan earth rod. Karena konduktansi di udara dan di

dalam air berbeda, maka pengukuran konduktansi dari elektroda akan dapat

membedakan apakah salah satu atau ke dua elektroda tercelup di dalam air. Hal

ini dapat digunakan sebagai switch penunjuk level air dalam tangki. Untuk itu ke

dua elektroda harus diatur berbeda ketinggiannya sehingga memberikan informasi

level maksimum dan minimum.

2.2.4 Gambar Rangkaian Alat

Lihat Percobaan I. Pada prinsipnya peralatan yang digunakan adalah PCT40.

Gambar skematik alat ini dapat dilihat pada halaman 26.

2.2.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki besar,

silinder dalam dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

30

2.2.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 1: Level Control (inflow). Klik ikon

untuk menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua

alat yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Buka katub SOL1. Untuk itu pastikan ”Controller” radio button dalam posisi on.

Klik ”Control”, lalu pada jendela PID controller terbuka. Pilih ”Manual” Mode of

Operation, dan set ”Manual Output” menjadi 100%. Akhiri dengan klik pada

”Apply”. Air seharusnya sudah dapat mengalir ke dalam tangki.

Buka katub keluaran dibagian dasar tangki supaya air dapat keluar dari tangki.

Pastikan flowrate yang terbaca pada flowmeter berada pada kisaran antara 1350

dan 1450 mL/menit.

Tergantung dari tekanan air lokal yang digunakan, bisa jadi flowrate akan

beroscilasi. Jika tekanan air lokal rendah, maka flowrate harus diset dibawah

1400 mL/mnt.

Atur bukaan katub keluaran untuk membatasi laju keluar air dalam tangki.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging dilakukan secara otomatis

pada interval selama 5 detik.

Atur float level switch hingga float lebih tinggi dari salah satu elektroda yang

lebih rendah posisinya. Pada kotak On/Off-Solenoid 1, pilih radio button untuk

pengendalian menggunakan ”Level (Float) Switch”.

Terlihat bahwa tangki besar mulai terisi air dan tekanan air L1 bervariasi

sebanding dengan peningkatan level air dalam tangki.

Saat level air mencapai float level switch dan turun kembali, serta saat berada

kurang lebih 5 cm di bawah salah satu elektroda yang lebih rendah, pilih radio

button pada kotak On/Off-Solenoid 1, untuk pengendalian menggunakan

”Differential Level”. Differential level switch sekarang siap difungsikan.

Klik ikon ”GO” untuk memulai data logging.

Amati posisi level air ketika SOL1 ditutup atau dibukakembali oleh software.

31

Data logging tetap dilakukan hingga oscilasi level air telah stabil (amplitudo dan

perioda oscilasinya konstan)

Perubahan Set point

Lakukan secepatnya perubahan posisi elektroda-ektroda dan lakukan sekali lagi

pengamatan seperti sebelumnya. Pilih ikon ”STOP” untuk mengakhiri data

logging.

Perubahan Disturbances

Gangguan dapat dilakukan melalui pembukaan SOL2 dan SOL3 dengan software

atau secara manual dengan mengatur bukaan katub lebih besar atau lebih kecil

pada katub keluaran di dasar tangki. Untuk itu berikan gangguan tersebut saat

proses level dalam keadaan steady dan lakukan pengamatan yang sama seperti

sebelumnya.

2.2.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati dan tertib

dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik, selang dan peralatan

PCT40 serta komputer dan monitor yang berada dalam 1 meja.

2.2.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti SP200ke250,

yang artinya perubahan set poin dari 200 ke 250 cm. Kemudian seluruh sheet

yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

seperti PCT40Perc2_2.

2.2.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakah prinsip pengendalian secara on-off menggunakan differential

level switch

32

Percobaan III

2.3.1 Judul Percobaan

Pengaturan level air dalam tangki secara manual menggunakan katub solenoid

2.3.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan level air dalam tangki secara manual

menggunakan sensor tekanan air dalam tangki dan katub SOL1

2.3.3 Dasar Teori

Level air dalam tangki dapat secara manual diatur pada posisi tertentu tanpa

menggunakan automated sensor-controlled switches. Dalam latihan ini akan

digunakan switch on/off sederhana untuk mengatur aliran air ke dalam tangki

sehingga level air dalam tangki berada pada titik yang diinginkan.

2.3.4 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki besar,

silinder dalam dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

2.3.5 Gambar Rangkaian Alat

Lihat Percobaan I. Pada prinsipnya peralatan yang digunakan adalah PCT40.

Gambar skematik alat ini dapat dilihat pada halaman 26.

2.3.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 1: Level Control (inflow). Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

33

Buka katub SOL1. Untuk itu pastikan ”Controller” radio button dalam posisi on.

Klik ”Control” dan pada jendela PID controller pilih ”Manual” Mode of

Operation, dan set ”Manual Output” menjadi 100%. Akhiri dengan klik pada

”Apply”. Air seharusnya sudah dapat mengalir ke dalam tangki.

Buka katub keluaran dibagian dasar tangki supaya air dapat keluar dari tangki.

Pastikan flow rate yang terbaca pada flow meter berada pada kisaran antara 1350

dan 1450 mL/menit.

Tergantung dari tekanan air lokal yang digunakan, bisa jadi flow rate akan

beroscilasi. Jika tekanan air lokal rendah, maka flow rate harus diset dibawah

1400 mL/mnt.

Atur bukaan katub keluaran untuk membatasi laju keluar air dalam tangki.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging dilakukan secara otomatis

pada interval selama 5 detik.

Tutup katub SOL1. Pada jendela PID controller, set ”Manual Output” menjadi

100%. Berikan satu kali klik untuk menutup katub dan air seharusnya berhenti

mengalir ke dalam tangki. Terlihat bahwa level air dalam tangki turun.

Klik ikon ”GO” untuk memulai data logging.

Melalui pengoperasian katub SOL1 secara manual pada jendela PID controller,

level air dalam tangki diatur.

Klik ikon ”STOP” untuk mengakhiri data logging.

2.3.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik, selang dan

peralatan PCT40 serta komputer dan monitor yang berada dalam 1 meja.

2.3.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

34

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti SP200ke250,

yang artinya perubahan set poin dari 200 ke 250 cm. Kemudian seluruh sheet

yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

seperti PCT40Perc2_3.

2.3.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakah prinsip pengendalian secara on-off menggunakan differential

level switch

35

Percobaan IV

2.4.1 Judul Percobaan

Pengendalian Level Secara On-Off menggunakan P-Controller

2.4.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan level air dalam tangki proses menggunakan on-

off controller.

2.4.3 Dasar Teori

Metoda pengendalian level dalam latihan ini menggunakan sensor tekanan.

Walaupun penggunaan sensor tekanan biasanya untuk penunjukan level cairan

dalam tangki proses, tetapi pada latihan kali ini akan digunakan untuk

mengendalikan katub kontrol via komputer.

2.4.4 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki besar,

silinder dalam dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

2.4.5 Gambar Rangkaian Alat

Lihat Percobaan I. Pada prinsipnya peralatan yang digunakan adalah PCT40.

Gambar skematik alat ini dapat dilihat pada halaman 26.

2.4.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 1: Level Control (inflow). Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

36

Setting on/off Controller

Klik ”Control” yang ada dibawah penunjuk sensor level tangki untuk membuka

jendela PID controller.

Set Proportional Band (P) pada 0%, Integral Time (I) pada 0 s dan Derivative

Time (D) pada 0s. Klik ”Apply”. Controller sekarang terset menjadi on/off-

controller yang sederhana dengan fixed hysteresis 0.5%FS.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging dilakukan secara otomatis

pada interval selama 5 detik. Pastikan pula bahwa pembacaan tekanan air L1

bervariasi sebanding dengan peningkatan level air dalam tangki.

Atur bukaan katub keluaran untuk membatasi laju keluar air dalam tangki.

Masukkan nilai 200 mm untuk nilai awal pada setpoint. Klik ”Apply” dan ikon

”GO” untuk memulai data logging.

Amati sifat-sifat yang ditunjukkan SOL1 ketika level cairan mendekati setpoint.

Setelah proses mencapai kestabilannya (amplitudo dan periode oscilasi konstan),

klik ikon ”STOP” untuk mengakhiri data logging

Perubahan Set point

Lakukan perubahan setpoint ketika proses telah steady, misalnya ke 100, 150,

250, dan 300 mm dan lakukan sekali lagi pengamatan seperti sebelumnya. Jangan

lupa untuk membuat data sheet yang baru saat melakukan variasi ini. Pilih ikon

”STOP” untuk mengakhiri data logging.

Perubahan Disturbances

Gangguan dapat dilakukan melalui pembukaan SOL2 dan SOL3 dengan software

atau secara manual dengan mengatur bukaan katub lebih besar atu lebih kecil pada

katub keluaran di dasar tangki. Untuk itu berikan gangguan tersebut saat proses

level dalam keadaan steady dan lakukan pengamatan yang sama seperti

sebelumnya.

37

2.4.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati dan tertib

dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik, selang dan peralatan

PCT40 serta komputer dan monitor yang berada dalam 1 meja.

2.4.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti

Perc4OnOffSP200. Kemudian seluruh sheet yang dibuat dalam percobaan ini

disimpan dalam folder dengan nama yang representatif, misalnya PCT40Perc2_4

2.4.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakah prinsip pengendalian secara on-off menggunakan P-Controller

38

Percobaan V

2.5.1 Judul Percobaan

Pengendalian Level menggunakan PID-Controller

2.5.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan level air dalam tangki menggunakan PID

controller.

2.5.3 Dasar Teori

Dengan aksi pengendalian proporsional, controller menghasilkan signal yang

proporsional terhadap error, hal mana kemudian menjadi penyebab terbentuknya

offset dan overshoot.

Dengan aksi pengendalian integral, controller memberikan signal yang

proporsional terhadap waktu integral dari error. Aksi pengendalian integral ini

dapat digunakan sendirian untuk mengendalikan proses, tetapi umumnya dalam

kombinasi dengan aksi proporsional. Umumnya aksi integral digunakan untuk

mengeliminasi offset tetapi menyebabkan overshoot maksimum yang lebih tinggi

dan waktu pengendalian yang lebih panjang.

Dengan aksi pengendalian derivative, controller memberikan signal yang

proporsional terhadap derivative dari kecepatan perubahan dari error, dan bukan

dari besarnya error. Aksi pengendalian derivative ini tidak dapat diaplikasikan

sendirian, melainkan harus dikombinasikan dengan 2 aksi lainnya seperti aksi

pengendalian proporsional. Jika digunakan bersama dengan aksi pengendalian

proporsional, pengendalian dengan derivative ini akan mengeliminasi oscilasi

yang berlebihan, tetapi tetap tidak dapat mengeliminasi offset.

Aksi-aksi pengendalian proporsional, integral, dan derivative dapat saling

dikombinasikan untuk mengeliminasi offset, mengurangi overshoot maksimum,

dan meminimasi jumlah frekuensi dari oscilasi respon.

39

2.5.4 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki besar,

silinder dalam dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

2.5.5 Gambar Rangkaian Alat

Pada prinsipnya peralatan yang digunakan adalah PCT40. Gambar skematik alat

ini dapat dilihat pada halaman 26.

2.5.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 2: Level Control (inflow). Klik ikon

untuk menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua

alat yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

40

Atur bukaan katub keluaran untuk membatasi laju keluar air. Posisi katub ini tidak

boleh diubah lagi selama percobaan, kecuali untuk pemberian disturbance.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging akan dilakukan secara

otomatis pada interval selama 5 detik. Pastikan pula bahwa pembacaan tekanan air

L1 bervariasi sebanding dengan peningkatan level air dalam tangki.

Optimasi Parameter PID- Controller

Klik ”Control” yang ada dibawah penunjuk sensor level tangki untuk membuka

jendela PID controller. Aktifkan modus operasi automatic dan masukkan setpoint

pada nilai 0 mm sehingga terjadi pengosongan tangki.

Ubah nilai setpoint menjadi 200 mm kemudian klik ”Apply”dan ikon ”GO” untuk

memulai data logging. Level air dalam tangki bisa jadi naik terus dan melewati

setpoint membentuk overshoot, tetapi akhirnya akan beroscilasi dengan amplitudo

dan perioda yang konstan.

Buat gambar kurva antara waktu vs level dan tentukan jarak puncak atas dan

puncak bawah sebagai y dan waktu yang dibutuhkan dari puncak ke puncak

sebagai t. Nilai awal untuk P, I,dan D dapat ditemukan sebagai berikut:

Nilai-nilai P, I, dan D hasil optimasi ini selanjutnya disebut sebagai nilai hasil

optimasi atau nilai optimal. Ketikkan nilai-nilai optimal yang diperoleh dan

kembalikan setpoint ke 0 mm supaya terjadi pengosongan air dalam tangki.

Buat sheet data baru, dan tetapkan setpoint ke 200 mm dan kemudian klik

”Apply”dan ikon ”GO” untuk memulai data logging. Setelah kondisi steady

tercapai, berikan perubahan setpoint sekali lagi ke 100 mm. Level akan beroscilasi

lagi hingga mencapai kondisi steady yang baru.

Berikan gangguan dengan membuka katub SOL2 dan atau SOL3, amati dan

tunggu hingga kondisi steady baru tercapai.

Klik ikon ”STOP” untuk mengakhiri data.

41

Pengendalian dengan P-Controller

Ringkasan percobaan yang akan dilakukan adalah:

SP200SP100DSOL1(on)DSOL2(on)DSOL1dan2 (off)SP200. Variasi

penelitian adalah 3 nilai P berbeda : P optimal, di bawah dan di atas P optimal

Untuk itu buat data sheet baru dan berikan nilai awal untuk setpoint 200 mm

dengan nilai P, I, dan D optimal. Klik “Apply” tanpa data logging.

Setelah kondisi steady tercapai, lakukan data logging untuk perubahan setpoint

dari 200 mm ke 100 mm dengan nilai P optimal. Level akan beroscilasi dan

mencapai kondisi steady-nya yang baru.

Berikan perubahan setpoint ke 200 mm kembali, dan setelah tercapai kondisi

steady berikan perubahan setpoint ke 100 mm dengan nilai P yang lebih rendah.

Level akan beroscilasi lagi dan mencapai kondisi steady-nya yang baru.

Berikan perubahan setpoint ke 200 mm kembali dengan nilai P optimal. Setelah

kondisi steady tercapai, berikan sekali lagi perubahan setpoint ke 100 mm dengan

nilai P yang lebih tinggi dibandingkan dengan P optimal. Level akan beroscilasi

lagi dan mencapai kondisi steady-nya yang baru.

Berikan disturbance dengan cara menghidupkan SOL1 sehingga level beroscilasi.

Setelah level stabil, hidupkan lagi SOL2. Setelah level beroscilasi dan menjadi

stabil kembali, matikan SOL1 dan SOL2. Level akan beroscilasi lagi dan setelah

stabil, berikan perubahan setpoint 200 mm dengan nilai P optimal.

Klik “STOP” untuk menghentikan data logging. Evaluasi kurva responnya,

khususnya tentang offset, waktu pengendalian dan jumlah oscilasinya.

Pengendalian dengan PI-Controller

Ringkasan percobaan yang akan dilakukan adalah:

SP200SP100DSOL1(on)DSOL2(on)DSOL1dan2 (off)SP200. Variasi

penelitian adalah 3 nilai I berbeda : I optimal, di bawah dan di atas I optimal

42

Buat data sheet baru dan lakukan percobaan yang mirip dengan P-controller.,

tetapi menggunakan nilai P optimal dan nilai I. Nilai I yang digunakan adalah

nilai I optimal, dibawah dan di atas nilai I optimal.

Pengendalian dengan PD-Controller

Ringkasan percobaan yang akan dilakukan adalah:

SP200SP100DSOL1(on)DSOL2(on)DSOL1dan2 (off)SP200. Variasi

penelitian adalah 3 nilai D berbeda :D optimal, di bawah dan di atas D optimal

Buat data sheet baru dan lakukan percobaan yang mirip dengan P-controller,

tetapi menggunakan nilai P optimal dan nilai D. Nilai D yang digunakan adalah

nilai D optimal, dibawah dan di atas nilai D optimal.

2.5.7 Keselamatan Kerja

Pada prinsipnya job ini aman, meskipun demikian tetaplah berhati-hati

dan tertib dalam bekerja, terutama menyangkut kabel-kabel listrik, selang dan

peralatan PCT40 serta komputer dan monitor yang berada dalam 1 meja.

2.5.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Secara

keseluruhan, terdapat 5 sheet data meliputi data optimasi, percobaan dengan PID-,

P-, PI- dan PD-controller. Untuk mempermudah identifikasi hasil percobaan,

disarankan untuk memberi nama setiap sheet data percobaan dengan nama yang

komunikatif, seperti OptimasiPerc5, Perc5PID, Perc5P, Perc5PI, Perc5PD.

Kemudian seluruh sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dalam folder

dengan nama yang representatif, misalnya PCT40Perc2_5

2.5.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakah sifat-sifat pengendalian menggunakan P, PI, PD dan PID-

Controller?

(b) Bagaimanakan spesifikasi respon hasil optimasi yang telah dilaksanakan

43

BAB IIIPENGENDALIAN SUHU

Percobaan I

3.1.1 Judul Percobaan

Pemanasan Langsung Secara Batch

3.1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan suhu air dalam tangki proses secara manual,

atau secara otomatis menggunakan on-off-controller dan PID-controller.

3.1.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, suhu cairan dalam tangki proses dimonitor secara terus-

menerus oleh thermocouple tipe K yang berfungsi sebagai sensor suhu. Untuk

mengatur suhu cairan dalam tangki proses menuju setpoint, maka dapat dilakukan

beberapa hal berikut:

- mengatur secara manual saklar daya heater hidup atau mati sesuai

kebutuhan

- Mengirim signal hasil ”pembacaan” suhu cairan dalam tangki proses ke

on-off controller yang dapat mengatur secara otomatis saklar daya heater

hidup atau mati.

- Mengirim signal hasil ”pembacaan” suhu cairan dalam tangki proses ke

PID-controller yang dapat mengatur secara otomatis saklar daya heater

secara variabel.

Pada kasus dimana suhu cairan dalam tangki proses berada di atas setpoint, maka

seharusnya saklar daya heater pada posisi off atau setidaknya daya yang masuk ke

heater berkurang, sehingga terjadi efek penurunan suhu. Sebaliknya jika suhu

cairan dalam tangki proses berada di bawah setpoint, maka seharusnya saklar daya

heater pada posisi on atau setidaknya daya yang masuk ke heater meningkat,

sehingga terjadi efek peningkatan suhu.

44

Pada pengendalian proporsional (P), sensor suhu yang ”membaca ” suhu air dalam

tangki proses mengirim signal keluarannya ke controller. Controller sendiri

kemudian mengirimkan signal ke heater yang besarnya proporsional terhadap

signal dari sensor suhu. Karena daya heater hanya memungkinkan 2 kondisi, yaitu

on dan off, maka keluaran controller akan bervariasi dalam waktu saat mensupply

daya ke heater.

Pengendalian dengan PID menambahkan dua ekstra parameter controller, yaitu

Integral (I) dan Derivative (D), seperti sudah dibahas pada Job Level Control.

Dengan aksi pengendalian proporsional, controller menghasilkan signal yang

proporsional terhadap error, hal mana kemudian menjadi penyebab terbentuknya

offset dan overshoot.

Dengan aksi pengendalian integral, controller memberikan signal yang

proporsional terhadap waktu integral dari error. Aksi pengendalian integral ini

dapat digunakan sendirian untuk mengendalikan proses, tetapi umumnya dalam

kombinasi dengan aksi proporsional. Umumnya aksi integral digunakan untuk

mengeliminasi offset tetapi menyebabkan overshoot maksimum yang lebih tinggi

dan waktu pengendalian yang lebih panjang.

Dengan aksi pengendalian derivative, controller memberikan signal yang

proporsional terhadap derivative dari kecepatan perubahan dari error, dan bukan

dari besarnya error. Aksi pengendalian derivative ini tidak dapat diaplikasikan

sendirian, melainkan harus dikombinasikan dengan 2 aksi lainnya seperti aksi

pengendalian proporsional. Jika digunakan bersama dengan aksi pengendalian

proporsional, pengendalian dengan derivative ini akan mengeliminasi oscilasi

yang berlebihan, tetapi tetap tidak dapat mengeliminasi offset.

Aksi-aksi pengendalian proporsional, integral, dan derivative dapat saling

dikombinasikan untuk mengeliminasi offset, mengurangi overshoot maksimum,

dan meminimasi jumlah frekuensi dari oscilasi respon.

45

3.1.4 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki kecil

berisi heater dan coil pendingin serta selang-selang fleksibel. PCT40 terhubung

dengan sebuah komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall

paket software yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-

signal yang berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

3.1.5 Gambar Rangkaian Alat

3.1.6 Langkah Kerja

Equipment set up

Pada software PCT40, pilih Section 5: Temperature Control (direct

batch heating). Klik ikon untuk menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan

hubungan selang ke semua alat yang ada dengan gambar yang terlihat pada

diagram mimic.

a) Pengisian tangki proses dengan air

Hubungkan PSV dan tangki proses dengan menggunakan selang panjang dengan

quick release fitting pada ke dua ujungnya. Tutup katub keluaran pada tangki.

46

Keterangan :SSR : solid state relayTC : temperature controllerT1, T2 dan T3 adalah sensor suhu

Pada software, set PSV ke 100% dan perhatikan tangki proses mulai terisi dengan

air. Ketika air sudah menenggelamkan coil yang ada di dalam tangki, set PSV

menjadi 0% lalu lepas kembali selang penghubung PSV dan tangki.

Hubungkan coil di dalam tangki proses dan PSV dengan menggunakan selang

panjang lainnya yang memiliki ujung-ujung quick-release fitting dan guest push

fitting. Pada sisi masuk dari coil, pasangkan selang panjang yang memiliki ujung

guest push fitting dan ujung lainnya ke PSV.

Hubungkan juga bagian keluaran coil dengan menggunakan selang panjang lain

yang memiliki ujung quick-release fitting dan drain valve. Buka drain valve pada

ujung selang dan pastikan ujung ini mengarah ke dalam bak pembuangan.

Untuk menghomogenkan suhu air dalam tangki proses, dapat digunakan hot pump

dan selang-selang secukupnya.

Percobaan

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging dilakukan secara otomatis

pada interval 30 detik dengan durasi sebagai Continuous.

Klik ”control” untuk membuka jendela PID controller dan masukkan setpoint

pada nilai 30 0C. Jika suhu air lokal yang digunakan sudah mendekati 30 0C, maka

perlu dimasukkan nilai setpoint yang lebih tinggi. Pada prinsipnya,

direkomendasikan terdapat sedikitnya perbedaan suhu sekitar 10 0C.

Untuk pengendalian manual:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara manual

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Manual” kemudian

klik”Apply” dan ”GO” untuk memulai data logging. Hidupkan heater dengan

cara klik nilai 0 di sebelah heater menjadi 1. Evaluasi setiap interval 2 menit

untuk menentukan kondisi heater on atau off. Jika oscilasi sudah stabil,

pertimbangkan untuk meneruskan percobaan dengan memberikan suatu gangguan

pada sistem yang sudah terbentuk atau kalau tidak klik saja ”STOP” untuk

mengakhiri data logging.

47

Disturbance dapat diberikan dengan cara mengalirkan air dingin melewati coil

melalui penggunaan PSV. Set PSV misalnya ke 50% dan lakukan evaluasi

terhadap heater. Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Untuk mengulangi percobaan yang sama atau mempersiapkan tangki untuk

percobaan selanjutnya, air panas dalam tangki sebaiknya dikeluarkan

dengan hati-hati dan ditampung dalam ember. Untuk itu cek apakah

heater sudah mati dan PSV di set 100%. Air dalam ember jika sudah dingin dapat

dikembalikan ke bak penampung.

Untuk pengendalian on-off controller:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara otomatis

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Automatic”dan meng-set

nilai setpoint ke 300C atau pada nilai yang direkomendasikan. Klik”Apply” dan

”GO” untuk memulai data logging. Setelah suhu air dalam tangki stabil, berikan

disturbance atau perubahan setpoint.

Disturbance dapat diberikan dengan cara mengalirkan air dingin melewati coil

melalui penggunaan PSV. Set PSV misalnya ke 50% dan lakukan data logging

hingga suhu stabil kembali.

Perubahan setpoint dapat dilakukan melalui jendela PID controller. Set nilai

setpoint 100C lebih tinggi, misalnya ke 400C, kemudian klik ”Apply” dan lakukan

data logging hingga suhu stabil kembali. Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Untuk pengendalian dengan PID controller:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara otomatis

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Automatic”. Nilai awal

parameter PID controller dapat diperoleh melalui prosedur tuning berikut:

PID setting dan Optimasi

Persiapkan suhu air dalam tangki proses minimal 30 0C. Jika air dalam tangki

proses masih panas karena dipakai pada percobaan sebelumnya, maka dinginkan

dengan cara mengalirkan air dingin melalui PSV 100% ke coil dan kembalikan

48

PSV ke 0% jika suhu air sudah mininal 300C. Jika terlalu lama, air panas dalam

tangki proses dapat juga dikeluarkan dan ditampung dalam ember. Isi kembali

tangki dengan air dingin baru.

Buat data sheet baru, kemudian pada jendela PID controller, set P, I, dan D

dengan nilai 0%, 0 s, dan 0 s, dan setpoint pada 40 0C, lalu klik ”Apply” dan

”GO”untuk memulai data logging.

Terlihat bahwa suhu meningkat dan melewati setpoint dan akhirnya membentuk

overshoot dan beroscilasi kontinu. Pada oscilasi yang ke dua atau ke tiga, klik

”STOP” untuk menghentikan data logging.

Buat gambar kurva dengan menggunakan software EXCEL antara data waktu

pemanasan versus suhu air dalam tangki proses.

Dari gambar kurva tersebut, tentukan jarak puncak atas dan puncak bawah sebagai

y dan waktu yang dibutuhkan dari puncak ke puncak sebagai t. Dari nilai y dan t

tersebut, nilai awal untuk P, I,dan D dapat ditemukan sebagai berikut:

Nilai-nilai P, I, dan D hasil optimasi ini selanjutnya disebut sebagai nilai hasil

optimasi atau nilai optimal. Ketikkan nilai-nilai optimal yang diperoleh dan ubah

setpoint ke 0 0C supaya terjadi pendinginan air dalam tangki proses. Pendinginan

dapat dipercepat dengan cara mengalirkan air dingin ke coil melalui PSV 100%.

Catatan: jika nilai P optimal terlalu kecil (kurang dari 5%) dan I optimal terlalu besar (lebih dari 30 detik), maka nilai-nilai tuning ini tidak akan memuaskan dan nilai terbaik untuk P mungkin di atas 100%.

Setelah suhu air mencapai sekitar 30 0C, buat sheet data baru dan tetapkan setpoint

pada 40 0C lalu klik ikon ”GO” untuk memulai data logging.

Akan terlihat suhu menjadi meningkat dan akhirnya beroscilasi di sekitar setpoint.

Klik ”STOP” untuk mengakhiri data logging. Setelah ini dapat diputuskan

pemberian disturbance atau perubahan setpoint lagi untuk melihat sifat

pengendalian dengan PID controller.

49

Perubahan set point dan disturbance

Buat perubahan set point 100 lebih tinggi dari nilai awal. Klik ”Apply” dan ikon

”GO”untuk memulai data logging. Setelah suhu beroscilasi dan akhirnya

mencapai kondisi steady yang baru, berikan disturbance dalam bentuk pengaliran

air dingin melalui PSV. Untuk itu set PSV ke 100%, dan setelah 20 menit set

kembali PSV menjadi 0%. Setelah penghentian disturbance, lanjutkan data

logging selama 10 menit kemudian klik ”STOP” untuk mengakhiri percobaan.

Pengendalian dengan P, PI dan PD-Controller

Percobaan ini mirip seperti percobaan di atas, hanya pengesetan nilai parameter

disesuaikan dengan jenis controller yang digunakan. Untuk itu gunakan nilai-nilai

awal dengan nilai optimal.

Untuk setiap jenis percobaan dengan jenis contoller tertentu, buat data sheet baru

dan lakukan percobaan dengan parameter nilai-nilai controller sebagai berikut:

Untuk P-controller : Nilai P di bawah, sama dengan dan di atas nilai P optimal.

Untuk PI-controller : Nilai P optimal dengan nilai I di bawah, sama dengan dan di

atas nilai I optimal.

Untuk PD-controller : Nilai P optimal dengan nilai D di bawah, sama dengan dan

di atas nilai P optimal.

3.1.7 Keselamatan Kerja

Selama percobaan, peralatan akan menjadi panas. Jangan sentuh tangki

proses atau memindahkan coil atau sensor dari dalam tangki. Dinginkan dahulu

peralatan sebelum membuang air dalam tangki proses atau melepas selang dari

tangki proses.

Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan monitor

berada dalam 1 meja dengan peralatan ini. Mahasiswa dilarang keras

meninggakan alat bekerja sendiri tanpa pengawasan dari anggota kelompok.

Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat langsung penghentian praktikum ini

secara sepihak oleh dosen penanggung jawab praktikum.

50

3.1.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti

SP30ke40PID, yang artinya dapat dihubungkan dengan suatu percobaan

perubahan setpoint dari 30 ke 400C menggunakan PID controller. Kemudian

seluruh sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang

representatif, misalnya PCT40Perc3_1.

3.1.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Apa perbedaan paling mendasar dari pengendalian manual, dan otomatis

menggunakan on-off-controller dan PID-controller?

(b) Bagaimanakan spesifikasi respon hasil optimasi yang telah dilaksanakan?

(c) Bagaimanakah sifat-sifat pengendalian menggunakan P, PI, dan PID-

Controller? Jelaskan jawaban saudara berdasarkan perubahan setpoint,

pemberian disturbance, overshoot maksimum, oscilasi kurva pengendalian,

offset, waktu pengendalian, dan lain sebagainya.

3.1.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

51

Percobaan II

3.2.1 Judul Percobaan

Pemanasan Langsung Secara Kontinu

3.2.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan suhu air dalam tangki proses secara manual,

atau secara otomatis menggunakan on-off atau PID-controller.

3.2.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, suhu cairan dalam tangki dimonitor secara terus-menerus oleh

thermocouple tipe K yang berfungsi sebagai sensor suhu. Untuk mengatur suhu

cairan dalam tangki proses menuju setpoint, maka dapat dilakukan, misalnya

pengaturan secara manual saklar daya heater hidup atau mati atau mengirim

signal hasil ”pembacaan” suhu cairan dalam tangki proses ke controller, yang

mana dapat mengatur secara otomatis saklar daya heater secara variabel.

Pada kasus dimana suhu cairan dalam tangki proses berada di atas setpoint, maka

seharusnya saklar daya heater pada posisi off atau setidaknya daya yang masuk ke

heater berkurang, sehingga terjadi efek penurunan suhu. Sebaliknya jika suhu

cairan dalam tangki proses berada di bawah setpoint, maka seharusnya saklar daya

heater pada posisi on atau setidaknya daya yang masuk ke heater meningkat,

sehingga terjadi efek peningkatan suhu.

Pada pengendalian proporsional (P), sensor suhu yang ”membaca” suhu air dalam

tangki proses mengirim signal keluarannya ke controller. Controller sendiri

kemudian mengirimkan signal ke heater yang besarnya proporsional terhadap

signal dari sensor suhu. Karena daya heater hanya memungkinkan 2 kondisi, yaitu

on dan off, maka keluaran controller akan bervariasi dalam waktu saat mensuplay

daya ke heater.

Pengendalian dengan PID menambahkan dua ekstra parameter controller, yaitu

Integral (I) dan Derivative (D), seperti sudah dibahas pada Job Level Control.

52

Dengan aksi pengendalian proporsional (P), controller menghasilkan signal yang

proporsional terhadap error, hal mana kemudian menjadi penyebab terbentuknya

offset dan overshoot.

Dengan aksi pengendalian integral (I), controller memberikan signal yang

proporsional terhadap waktu integral dari error. Aksi pengendalian integral ini

dapat digunakan sendirian untuk mengendalikan proses, tetapi umumnya dalam

kombinasi dengan aksi proporsional. Umumnya aksi integral digunakan untuk

mengeliminasi offset tetapi menyebabkan overshoot maksimum yang lebih tinggi

dan waktu pengendalian yang lebih panjang.

Dengan aksi pengendalian derivative (D), controller memberikan signal yang

proporsional terhadap derivative dari kecepatan perubahan dari error, dan bukan

dari besarnya error. Aksi pengendalian derivative (D) ini tidak dapat diaplikasikan

sendirian, melainkan harus dikombinasikan dengan 2 aksi lainnya seperti

misalnya dengan aksi pengendalian proporsional (P). Jika digunakan bersama

dengan aksi pengendalian proporsional, pengendalian dengan derivative ini akan

mengeliminasi oscilasi yang berlebihan, tetapi tetap saja tidak dapat

mengeliminasi offset yang terbentuk.

Aksi-aksi pengendalian proporsional(P), integral (I), dan derivative (D) dapat

saling dikombinasikan untuk mengeliminasi offset, mengurangi overshoot

maksimum, dan meminimasi jumlah frekuensi dari oscilasi respon.

3.2.4 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan tangki kecil

berisi heating coil dan selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah

komputer melalui koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software

yang dapat digunakan untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang

berasal dari semua sensor dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

53

3.2.5 Gambar Rangkaian Alat

3.2.6 Langkah Kerja

Equipment set up

Pada software PCT40, pilih Section 6: Temperature Control (direct

continuous heating). Klik ikon untuk menampilkan layar diagram mimic.

Cocokkan hubungan selang ke semua alat yang ada dengan gambar yang terlihat

pada diagram mimic.

a) Pengisian tangki proses dengan air

Hubungkan PSV dan fitting bagian atas dari tangki proses dengan menggunakan

selang panjang yang memiliki quick release fitting pada ke dua ujungnya. Tutup

katub keluaran pada tangki.

Pada software, set PSV ke 100% dan perhatikan tangki proses mulai terisi dengan

air. Ketika air sudah menenggelamkan coil yang ada di dalam tangki, set PSV

menjadi 0% .

Pasang selang lain pada katub keluaran tangki dan arahkan ujungnya ke bak

pembuangan. Atur bukaan katub keluaran tangki dan dengan PSV 30%

sedemikian rupa sehingga level air dalam tangki tetap, dalam arti tidak luber atau

menjadi berkurang.

54

Keterangan :SSR : solid state relayTC : temperature controllerT1, T2 dan T3 adalah sensor suhu

Percobaan

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging akan dilakukan secara

otomatis pada interval selama 30 detik dengan durasi Continuous.

Klik ”control” untuk membuka jendela PID controller dan masukkan setpoint

pada nilai 30 0C. Jika suhu air lokal yang digunakan sudah mendekati 30 0C, maka

perlu dimasukkan nilai setpoint yang lebih tinggi. Pada prinsipnya,

direkomendasikan terdapat sedikitnya perbedaan suhu sekitar 10 0C.

Untuk pengendalian manual:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara manual

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Manual” kemudian

klik”Apply” dan ”GO” untuk memulai data logging. Hidupkan heater dengan

cara klik nilai 0 di sebelah heater menjadi 1.

Suhu air dalam tangki segera meningkat pelan menuju 30 0C atau yang

direkomendasikan. Evaluasi setiap interval 2 menit untuk menentukan kondisi

heater on atau off. Jika oscilasi sudah stabil di sekitar setpoint, pertimbangkan

untuk meneruskan percobaan dengan memberikan suatu gangguan pada sistem

yang sudah terbentuk atau kalau tidak klik saja”STOP” untuk mengakhiri data

logging.

Disturbance dapat diberikan dengan cara mengeset nilai lain untuk PSV. Set PSV

misalnya ke 50% (laju lebih besar) dan buka sedikit lebih lebar bukaan katub

keluaran tangki untuk mengimbangi laju air yang lebih besar. Lakukan evaluasi

on atau off terhadap heater. Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Untuk mengulangi percobaan yang sama atau mempersiapkan tangki untuk

percobaan selanjutnya, air panas dalam tangki sebaiknya dikeluarkan

dengan hati-hati dan ditampung dalam ember. Untuk itu cek apakah

heater sudah mati dan PSV di set 100%.

Air dalam ember jika sudah dingin dapat dikembalikan ke bak penampung.

55

Untuk pengendalian on-off controller:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara otomatis

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Automatic”dan meng-set

nilai setpoint ke 300C atau pada nilai yang direkomendasikan. Klik”Apply” dan

”GO” untuk memulai data logging. Setelah suhu air dalam tangki stabil, berikan

disturbance atau perubahan setpoint.

Disturbance dapat diberikan dengan cara mengeset nilai lain untuk PSV. Set PSV

misalnya ke 50% (laju lebih besar) dan buka sedikit lebih lebar bukaan katub

keluaran tangki untuk mengimbangi kenaikan laju air kemudian tunggu hingga

tercapai kondisi steady. Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Perubahan setpoint dapat dilakukan melalui jendela PID controller. Set nilai

setpoint 100C lebih tinggi, misalnya ke 400C, kemudian klik ”Apply” dan lakukan

data logging hingga suhu stabil kembali. Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Untuk pengendalian dengan PID controller:

Pengendalian suhu air dalam tangki proses T1 dapat dilakukan secara otomatis

dengan cara mengklik Mode of Operation pada posisi ”Automatic”. Nilai awal

parameter PID controller dapat diperoleh melalui prosedur tuning berikut:

PID setting dan Optimasi

Persiapkan suhu air dalam tangki proses minimal 30 0C. Jika air dalam tangki

proses masih panas karena dipakai untuk percobaan sebelumnya, maka dinginkan

dengan cara mengalirkan air dingin melalui PSV 100% ke tangki dan kembalikan

PSV ke 0% jika suhu air sudah mininal 300C. Jika terlalu lama, air panas dalam

tangki proses dapat juga dikeluarkan dahulu dan ditampung dalam ember. Isikan

kembali tangki dengan air dingin baru.

Buat data sheet baru, kemudian pada jendela PID controller, set P, I, dan D

dengan nilai 0%, 0 s, dan 0 s, dan setpoint pada 40 0C, lalu klik ”Apply” dan

”GO”untuk memulai data logging.

56

Terlihat bahwa suhu meningkat dan melewati setpoint dan akhirnya membentuk

overshoot dan beroscilasi kontinu. Pada oscilasi yang ke dua atau ke tiga, klik

”STOP” untuk menghentikan data logging.

Buat gambar kurva dengan menggunakan software EXCEL antara data waktu

pemanasan versus suhu air dalam tangki proses.

Dari gambar kurva tersebut, tentukan jarak puncak atas dan puncak bawah sebagai

y dan waktu yang dibutuhkan dari puncak ke puncak sebagai t. Dari nilai y dan t

tersebut, nilai awal untuk P, I,dan D dapat ditemukan sebagai berikut:

Nilai-nilai P, I, dan D hasil optimasi ini selanjutnya disebut sebagai nilai hasil

optimasi atau nilai optimal. Ketikkan nilai-nilai optimal yang diperoleh dan ubah

setpoint ke 0 0C supaya terjadi pendinginan air dalam tangki proses. Pendinginan

dapat dipercepat dengan cara mengalirkan air dingin ke coil melalui PSV 100%,

atau mengeluarkan air panas dari tangki dan diganti dengan air dingin.

Catatan: jika nilai P optimal terlalu kecil (kurang dari 5%) dan I optimal terlalu besar (lebih dari 30 detik), maka nilai-nilai tuning ini tidak akan memuaskan dan nilai terbaik untuk P mungkin di atas 100%.

Setelah suhu air mencapai sekitar 30 0C, buat sheet data baru dan tetapkan setpoint

pada 40 0C lalu klik ikon ”GO” untuk memulai data logging.

Akan terlihat suhu menjadi meningkat dan akhirnya beroscilasi di sekitar setpoint.

Klik ”STOP” untuk mengakhiri data logging. Setelah ini dapat diputuskan

pemberian disturbance atau perubahan setpoint lagi untuk melihat sifat

pengendalian dengan PID controller.

Perubahan set point dan disturbance

Buat perubahan setpoint 100 lebih tinggi dari nilai awal. Klik ”Apply” dan ikon

”GO”untuk memulai data logging. Setelah suhu beroscilasi dan akhirnya

mencapai kondisi steady yang baru, berikan disturbance dalam bentuk pengaliran

air dingin melalui PSV. Untuk itu set PSV ke 100%, dan setelah 20 menit set

kembali PSV menjadi 0%. Setelah penghentian disturbance, lanjutkan data

57

logging sampai kondisi steady yang baru tercapai. Klik ”STOP” untuk mengakhiri

percobaan.

Pengendalian dengan P, PI dan PD-Controller

Percobaan ini mirip seperti percobaan dengan PID-controller di atas, hanya

pengesetan nilai parameter disesuaikan dengan jenis controller yang digunakan.

Untuk itu gunakan nilai optimal sebagai nilai-nilai awal.

Untuk setiap jenis percobaan dengan jenis contoller tertentu, buat data sheet baru

dan lakukan percobaan dengan parameter nilai-nilai controller sebagai berikut:

Untuk P-controller : Nilai P di bawah, sama dengan dan di atas nilai optimal.

Untuk PI-controller : Nilai P optimal dengan nilai I di bawah, sama dengan dan di

atas nilai optimal.

Untuk PD-controller : Nilai P optimal dengan nilai D di bawah, sama dengan dan

di atas nilai optimal.

3.2.7 Keselamatan Kerja

Selama percobaan, peralatan akan menjadi panas. Jangan sentuh tangki

proses atau memindahkan coil atau sensor dari dalam tangki. Dinginkan dahulu

peralatan sebelum membuang air dalam tangki proses atau melepas selang dari

tangki proses. Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan

monitor berada dalam 1 meja dengan peralatan ini.

Mahasiswa dilarang keras meninggakan alat bekerja sendiri tanpa

pengawasan dari anggota kelompok. Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat

langsung pada penghentian praktikum ini secara sepihak oleh dosen penanggung

jawab praktikum.

3.2.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, seperti

SP30ke40PID, yang artinya dapat dihubungkan dengan suatu percobaan

58

perubahan setpoint dari 30 ke 400C menggunakan PID controller. Kemudian

seluruh sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang

representatif, misalnya PCT40Perc3_2.

3.2.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Apa perbedaan paling mendasar dari pengendalian proses kontinu secara

manual, dan otomatis menggunakan on-off-controller dan PID-controller?

(b) Bagaimanakan spesifikasi respon hasil optimasi yang telah dilaksanakan?

(c) Bagaimanakah sifat-sifat pengendalian menggunakan P, PI, dan PID-

Controller? Jelaskan jawaban saudara berdasarkan perubahan setpoint,

pemberian disturbance, overshoot maksimum, oscilasi kurva pengendalian,

offset, waktu pengendalian, dan lain sebagainya.

3.2.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

59

BAB IVPENGENDALIAN LAJU ALIR

Percobaan I

4.1.1 Judul Percobaan

Pengendalian Laju Alir Secara Manual

4.1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan laju alir air secara manual dengan cara

memvariasikan kecepatan pompa peristaltic.

4.1.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, kecepatan aliran air yang berasal dari pompa peristaltik

dimonitor secara terus-menerus oleh sebuah flow sensor. Dengan cara mengatur

kecepatan pompa dan dengan memperhatikan kecepatan aliran air, maka

kecepatan aliran air dari pompa peristaltik dapat dikendalikan.

4.1.4 Gambar Rangkaian Alat

4.1.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan

selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah komputer melalui

koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software yang dapat digunakan

untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang berasal dari semua sensor

dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

60

4.1.6 Langkah Kerja

Equipment set up

Pada software PCT40, pilih Section 9: Flow Control. Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Klik menu Sample-Configure lalu atur data logging dilakukan secara Automatic

dengan interval 5 detik dan durasi Continuous.

Pastikan bahwa mains water supply pada kondisi off dan pressure regulator pada

posisi minimum.

Gunakan selang panjang peristaltik berdiameter 6.3 mm yang memiliki self-

sealing pada salah satu ujungnya untuk menghubungkan soket keluaran pada

SOL1 dan pompa peristaltik A. Arahkan ujung lainnya ke bak pembuangan.

Gunakan selang panjang peristaltik lainnya untuk menghubungkan soket sebelum

SOL1 dan pompa peristaltik B. Arahkan ujung lainnya ke bak pembuangan.

Pengaturan Pompa A dan B

Atur kecepatan pompa B pada 50%. Pastikan rotor pompa teraba berputar

(bergetar). Buka mains wáter supply lalu secara hati-hati tutup penutup pompa.

Jika air terlihat mengalir melalui pompa, perbesar kecepatannya hingga 100%.

Atur pressure regulator pada laju alir maksimum (1400 mL/menit).

Atur kecepatan pompa B pada 0%

Tutup dengan hati-hati penutup pompa A dan atur pada kecepatan 50%. Buka

katub SOL1 dan pastikan air mengalir melalui pompa A.

Atur kecepatan pompa A pada 0%

Percobaan

Pastikan SOL1 terbuka dan atur pompa A pada 50%. Klik “GO” untuk memulai

data logging.

61

Perhatikan laju alir F1, dan atur kecepatan pompa A pada nilai tertentu sehingga

menghasilkan laju alir, misalnya 700 mL/menit.

Jika laju alir beroscilasi terlalu banyak, yang mana juga menunjukkan banyaknya

gangguan, maka perlu dilakukan suatu filtering dengan mengatur sub menú

Options-IFD Sampling Parameter-Filter Mode menjadi eksponential.

Pada kecepatan pompa A yang konstan, disturbance dapat diberikan dengan cara

mengatur kecepatan pompa B, misalnya 10, 20, 30, 40%, dst. Catat waktu yang

dibutuhkan dan laju air yang dihasilkan dengan cara ini

Jika selesai, maka klik “STOP” untuk mengakhiri data logging.

4.1.7 Keselamatan Kerja

Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan monitor

berada dalam 1 meja dengan peralatan ini. Bagian yang perlu mendapat perhatian

dari praktikan adalah bagian yang bergerak dari pompa A dan B serta ujung-ujung

selang yang mengeluarkan air.

Mahasiswa dilarang keras meninggakan alat bekerja sendiri tanpa

pengawasan dari anggota kelompok. Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat

langsung pada penghentian praktikum ini secara sepihak oleh dosen penanggung

jawab praktikum.

4.1.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, kemudian seluruh

sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

misalnya PCT40Perc4_1.

Lakukan percobaan yang terbalik, yakni pompa B konstan dan pompa A

divariasikan kecepatannya. Bandingkan hasilnya dengan percobaan sebelumnya

dengan menggunakan kurva laju alir vs waktu. Jelaskan percobaan Anda

62

khususnya tentang kecepatan respon dan sensitifitas proses akibat adanya

disturbance.

4.1.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakan spesifikasi respon pengendalian secara manual?

4.1.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

63

Percobaan II

4.2.1 Judul Percobaan

Pengendalian Laju Alir dengan PID-Controller

4.2.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan laju alir air secara otomatis menggunakan PID-

Controller.

4.2.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, kecepatan aliran air yang berasal dari pompa peristaltik

dimonitor secara terus-menerus oleh sebuah flow sensor yang akan mengirimkan

signal hasil pembacaannya ke PID controller pada software. PID contoller

kemudian mengatur kecepatan pompa sedemikian rupa sehingga kecepatan aliran

air menuju nilai yang diinginkan.

4.2.4 Gambar Rangkaian Alat

4.2.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan

selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah komputer melalui

koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software yang dapat digunakan

untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang berasal dari semua sensor

dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

64

4.2.6 Langkah Kerja

Equipment set up

Pada software PCT40, pilih Section 9: Flow Control. Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Klik menu Sample-Configure lalu atur data logging dilakukan secara Automatic

dengan interval 1 detik dan durasi Continuous.

Pastikan bahwa mains water supply pada kondisi off dan pressure regulator pada

posisi minimum.

Gunakan selang panjang peristaltik berdiameter 6.3 mm yang memiliki self-

sealing pada salah satu ujungnya untuk menghubungkan soket keluaran pada

SOL1 dan pompa peristaltik A. Arahkan ujung lainnya ke bak pembuangan.

Gunakan selang panjang peristaltik lainnya untuk menghubungkan soket sebelum

SOL1 dan pompa peristaltik B. Arahkan ujung lainnya ke bak pembuangan.

Pengaturan Pompa A dan B

Atur kecepatan pompa B pada 50%. Pastikan rotor pompa teraba berputar

(bergetar). Buka mains wáter supply lalu secara hati-hati tutup penutup pompa.

Jika air terlihat mengalir melalui pompa, perbesar kecepatannya hingga 100%.

Atur pressure regulator pada laju alir maksimum (1400 mL/menit).

Atur kecepatan pompa B pada 0%

Tutup dengan hati-hati penutup pompa A dan atur pada kecepatan 50%. Buka

katub SOL1 dan pastikan air mengalir melalui pompa A.

Atur kecepatan pompa A pada 0%

Percobaan dengan P-controller

Pastikan SOL1 terbuka dan atur pompa B pada 0%. Klik “PID”pada pompa A dan

pilih mode operasi Manual serta atur kecepatan pompa A pada 50%. Berikan pula

nilai awal setpoint, P, I, dan D masing-masing 700mL/menit, 5%, 0, dan 0.

65

Klik “Apply” dan “GO” untuk memulai data logging.

Perhatikan laju alir F1, dan tunggu sampai menunjukkan angka yang konstan.

Disturbance dapat diberikan dengan cara mengatur kecepatan pompa B, misalnya

10, 20, 30, 40%, dst. Catat waktu yang dibutuhkan dan laju air yang dihasilkan

dengan cara ini

Jika laju alir beroscilasi terlalu banyak, yang mana juga menunjukkan banyaknya

gangguan, maka perlu dilakukan suatu filtering dengan mengatur sub menú

Options-IFD Sampling Parameter-Filter Mode menjadi eksponential.

Jika selesai, maka klik “STOP” untuk mengakhiri data logging.

Percobaan dengan PID-controller

PID setting dan Optimasi

Buat data sheet baru dan persiapkan sebuah on/off controller (Automatic, PID=0)

serta setpoint 1000 mL/menit. Klik “Apply” dan “GO” untuk memulai data

logging.

Terlihat bahwa laju alir meningkat dan melewati setpoint dan akhirnya

membentuk overshoot dan beroscilasi kontinu. Pada oscilasi yang ke dua atau ke

tiga, klik ”STOP” untuk menghentikan data logging.

Buat gambar kurva dengan menggunakan software EXCEL antara data waktu

versus laju alir air.

Dari gambar kurva tersebut, tentukan jarak puncak atas dan puncak bawah sebagai

y dan waktu yang dibutuhkan dari puncak ke puncak sebagai t. Dari nilai y dan t

tersebut, nilai awal untuk P, I,dan D dapat ditemukan sebagai berikut:

Nilai-nilai P, I, dan D hasil optimasi ini selanjutnya disebut sebagai nilai hasil

optimasi atau nilai optimal. Ketikkan nilai optimal ini pada software, dan buat

data sheet baru lalu klik ”GO” untuk memulai data logging dan jika selesai klik

”STOP”.

66

Lakukan observasi tentang nilai P, I, D lain yang lebih baik.

Proportional action mengatur gain dari controller. Jika terlihat suatu respon yang

lambat, atau dengan jumlah oscilasi yang banyak, maka kurangi nilai P.

Integral action dapat digunakan untuk mengurangi dan mengeliminasi offset. Jika

offset terlihat, kurangi nilai I.

Derivative action dapat diatur untuk mengurangi oscilasi yang berlebihan. Jika

respon beroscilasi ekstrem, kurangi nilai D.

Lakukan pengambilan data dengan nilai P, I , dan D yang didapat, bandingkan

dengan respon hasil optimasi.

4.2.7 Keselamatan Kerja

Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan monitor

berada dalam 1 meja dengan peralatan ini. Bagian yang perlu mendapat perhatian

dari praktikan adalah bagian yang bergerak dari pompa A dan B serta ujung-ujung

selang yang mengeluarkan air.

Mahasiswa dilarang keras meninggakan alat bekerja sendiri tanpa

pengawasan dari anggota kelompok. Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat

langsung pada penghentian praktikum ini secara sepihak oleh dosen penanggung

jawab praktikum.

4.2.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif, kemudian seluruh

sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

misalnya PCT40Perc4_2.

4.2.9 Soal dan Pertanyaan

(a) Bagaimanakan spesifikasi respon hasil optimasi yang telah dilaksanakan?

67

(b) Bagaimanakah sifat-sifat pengendalian menggunakan P, PI, dan PID-

Controller? Jelaskan jawaban saudara berdasarkan perubahan setpoint,

pemberian disturbance, overshoot maksimum, oscilasi kurva pengendalian,

offset, waktu pengendalian, dan lain sebagainya.

4.2.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

68

BAB VPENGENDALIAN TEKANAN

Percobaan I

5.1.1 Judul Percobaan

Pengendalian static line pressure secara manual

5.1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan static line pressure secara manual

dengan cara memvariasikan bukaan katub PSV.

5.1.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, air yang berasal dari PSV dialirkan melalui sebuah

orifice, sehingga terbentuk perbedaan tekanan pada permukaan orifice tersebut,

yang mana kemudian dimonitor secara terus menerus oleh sebuah differential

pressure sensor. Dengan cara mengatur bukaan katub PSV, maka static line

pressure pada orifice dapat dikendalikan.

5.1.4 Gambar Rangkaian Alat

69

5.1.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan

selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah komputer melalui

koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software yang dapat digunakan

untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang berasal dari semua sensor

dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

5.1.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 10: Pressure Control. Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Klik menu Sample-Configure lalu atur data logging dilakukan secara Automatic

dengan interval 5 detik dan durasi Continuous.

Equipment set up

Pastikan bahwa mains water supply pada kondisi off dan pressure regulator pada

posisi minimum.

Hubungkan PSV dan tangki proses kecil dengan menggunakan selang yang

memiliki quick-release fitting pada kedua ujungnya.

Hubungkan soket keluaran dari gear pump dan P3 in dengan menggunakan selang

yang memiliki quick-release fitting pada kedua ujungnya.

Pasangkan selang yang memiliki ujung Guest push fitting ke soket P3 out,

sedangkan ujung lainnya (open end) mengarah ke bak pembuangan.

Supaya gear pump dapat beroperasi, level air dalam tangki proses kecil harus di

atas level sensor di dalam tangki. Untuk mengisi tangki kecil ini dengan air, maka

penutup tangki harus diangkat dan air dimasukkan dari atas. Hati-hati dalam

mengangkat penutup ini, karena dapat merusak koneksi kabel sensor-sensor yang

ada. Atur PSV pada 0% kemudian aktifkan mains water supply.

70

Atur kembali PSV pada 50% dan buka dengan perlahan-lahan katub pada pressure

regulator sehingga dohasilkan laju alir 750 mL/menit. Ketik air sudah

menenggelamkan level sensor, atur PSV pada 0%.

Cabut selang yang terhubung di tangki dan pasangkan ke gear pump in.

Percobaan

Klik PID pada PSV dan pilih Mode of Operation : Manual, kecepatan pompa

(Manual Output) 50%,kemudian klik ”Apply”.

Pada layar utama, atur gear pump pada 50%.

Usahakan laju alir F1 sekitar 750 mL/menit dengan cara mengatur pressure

regulator. Jangan lupa untuk mengunci kembali jika sudah selesai.

Perhatikan apakah air mengalir melalui P3 dan keluar ke bak pembuangan.

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging akan dilakukan secara

otomatis pada interval selama 5 detik dengan durasi sebagai Continuous.

Manual control of static line pressure.

Klik ”GO” untuk memulai data logging. Klik PID pada PSV dan cek sekali lagi

posisi tombol Manual pada Mode of Operation.

Perhatikan tekanan pada P3 sambil mengatur PSV sehingga dihasilkan laju alir

700 mL/menit. Catat tekanan diferensial pada orifice pada laju alir ini.

Lakukan dengan cara sama, yakni mengatur PSV untuk laju alir yang lain.

Jika signal terlalu banyak beroscilasi, yang mana juga menunjukkan banyaknya

gangguan, maka perlu dilakukan suatu filtering dengan mengatur sub menú

Options-IFD Sampling Parameter-Filter Mode menjadi eksponential.

Klik ”STOP” jika sudah selesai.

Gangguan (disturbance) dapat diberikan dalam percobaan ini dengan cara

merubah kecepatan gear pump. Atur misalnya gear pump pada 70%. Segera

terlihat tekanan berubah dengan cepat. Untuk mengembalikan pada nilai semula,

maka perlu mengatur sekali lagi PSV.

71

5.1.7 Keselamatan Kerja

Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan monitor

berada dalam 1 meja dengan peralatan ini. Mahasiswa dilarang keras

meninggakan alat bekerja sendiri tanpa pengawasan dari anggota kelompok.

Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat langsung penghentian praktikum ini

secara sepihak oleh dosen penanggung jawab praktikum.

5.1.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif. Kemudian seluruh

sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

misalnya PCT40Perc5_1.

5.1.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

72

Percobaan II

5.2.1 Judul Percobaan

Pengendalian pressure drop pada permukaan orifice menggunakan PID controller

5.2.2 Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa dapat mengendalikan penurunan tekanan pada orifice

menggunakan PID controller.

5.2.3 Dasar Teori

Pada percobaan ini, air yang berasal dari PSV dialirkan melalui sebuah

orifice, sehingga terbentuk perbedaan tekanan pada permukaan orifice tersebut,

yang mana kemudian dimonitor secara terus menerus oleh sebuah differential

pressure sensor. Signal yang terbaca kemudian diterima oleh PID controller dan

berakibat pada aksi controller yang mengatur PSV. Kondisi ini akan terus

berlangsung sehingga pengaturan PSV oleh PID controller akan membawa

tekanan pada permukaan orifice memiliki nilai seperti yang diinginkan.

5.2.4 Gambar Rangkaian Alat

73

5.2.5 Alat

Praktikum ini menggunakan PCT40 bench yang dilengkapi dengan

selang-selang fleksibel. PCT 40 terhubung dengan sebuah komputer melalui

koneksi USB. Pada komputer telah terinstall paket software yang dapat digunakan

untuk mengendalikan dan mengelola signal-signal yang berasal dari semua sensor

dan controller.

Mahasiswa diijinkan menggunakan fasilitas USB untuk memindahkan file data

dan gambar ke flasdisk pribadi.

5.2.6 Langkah Kerja

Pada software PCT40, pilih Section 10: Pressure Control. Klik ikon untuk

menampilkan layar diagram mimic. Cocokkan hubungan selang ke semua alat

yang ada dengan gambar yang terlihat pada diagram mimic.

Klik menu Sample-Configure lalu atur data logging dilakukan secara Automatic

dengan interval 1 detik dan durasi Continuous.

Equipment set up

Pastikan bahwa mains water supply pada kondisi off dan pressure regulator pada

posisi minimum.

Hubungkan PSV dan tangki proses kecil dengan menggunakan selang yang

memiliki quick-release fitting pada kedua ujungnya.

Hubungkan soket dari gear pump (out) dan P3 (in) dengan menggunakan selang

yang memiliki quick-release fitting pada kedua ujungnya.

Pasangkan selang yang memiliki ujung Guest push fitting ke soket P3 (out),

sedangkan ujung lainnya (open end) mengarah ke bak pembuangan.

Supaya gear pump dapat beroperasi, level air dalam tangki proses kecil harus di

atas level sensor di dalam tangki. Untuk mengisi tangki kecil ini dengan air, maka

penutup tangki harus diangkat dan air dimasukkan dari atas. Hati-hati dalam

mengangkat penutup ini, karena dapat merusak koneksi kabel sensor-sensor yang

ada. Atur PSV pada 0% kemudian aktifkan mains water supply.

74

Atur kembali PSV pada 50% dan buka dengan perlahan-lahan katub pada pressure

regulator sehingga dohasilkan laju alir 750 mL/menit. Ketika air sudah

menenggelamkan level sensor, atur PSV pada 0%.

Cabut selang yang terhubung di tangki kecil dan pasangkan ke gear pump (in).

Percobaan

Klik PID pada PSV dan pilih Mode of Operation : Manual, kecepatan pompa

(Manual Output) 50%, kemudian klik ”Apply”.

Pada layar utama, atur gear pump pada 50%.

Usahakan laju alir F1 sekitar 750 mL/menit dengan cara mengatur pressure

regulator. Jangan lupa untuk mengunci kembali jika sudah selesai.

Perhatikan apakah air mengalir melalui P3 dan keluar ke bak pembuangan.

Pengendalian dengan PI-controller

Pada menu ”Sample/Configure”, pastikan data logging akan dilakukan secara

otomatis pada interval selama 1 detik dengan durasi sebagai Continuous.

Klik PID pada PSV dan masukkan setpoint 200 mm, P 50%, I 10 detik, dan D

0 detik. Cek juga juga posisi tombol Automatic pada Mode of Operation.

Jika signal terlalu banyak beroscilasi, yang mana menunjukkan banyaknya

gangguan, maka perlu dilakukan suatu filtering dengan mengatur sub menú

Options-IFD Sampling Parameter-Filter Mode menjadi eksponential.

Klik ”GO” untuk memulai data logging.

Perhatikan tekanan pada P3 beroscilasi dan akhirnya mendekati setpoint.

Klik ”STOP” untuk mengakhiri data logging.

Gangguan (disturbance) dapat diberikan dalam percobaan ini dengan cara

merubah kecepatan gear pump. Atur misalnya gear pump pada 70%. Segera

terlihat tekanan beroscilasi tetapi kemudian stabil kembali.

Coba sekali lagi disturbance dengan merubah kecepatan gear pump pada 50% dan

tunggu hingga mencapai kondisi steady. Klik ”STOP” jika selesai.

75

Perubahan setpoint

Efek yang terjadi terhadap perubahan setpoint dapat diteliti melalui percobaan

berikut:

Buat data sheet yang baru. Atur setpoint pada 150 mm kemudian klik ”GO” untuk

memulai data logging.

Perhatikan tekanan pada P3 beroscilasi tetapi akhirnya mendekati setpoint.

Klik ”STOP” untuk mengakhiri data logging.

Coba sekali lagi perubahan setpoint misalnya pada 100mm, 250mm, dan 500m

(jika waktu lab. mencukupi). Klik ”STOP” jika selesai. Jangan lupa untuk selalu

membuat data sheet baru setiap kali membuat kelompok data.

Pengendalian dengan PID-controller

PID setting dan Optimasi

Buat data sheet baru dan persiapkan sebuah on/off controller (PSV Automatic,

PID=0) serta setpoint 150 mm. Klik “Apply” dan “GO” untuk memulai data

logging.

Terlihat bahwa tekanan P3 meningkat dan melewati setpoint dan akhirnya

membentuk overshoot dan beroscilasi kontinu. Pada oscilasi yang ke dua atau ke

tiga, klik ”STOP” untuk menghentikan data logging.

Buat gambar kurva dengan menggunakan software EXCEL antara data waktu

versus tekanan P3.

Dari gambar kurva tersebut, tentukan jarak puncak atas dan puncak bawah sebagai

y dan waktu yang dibutuhkan dari puncak ke puncak sebagai t. Dari nilai y dan t

tersebut, nilai awal untuk P, I,dan D dapat ditemukan sebagai berikut:

Nilai-nilai P, I, dan D hasil optimasi ini selanjutnya disebut sebagai nilai hasil

optimasi atau nilai optimal. Ketikkan nilai optimal ini pada software, dan buat

76

data sheet baru lalu klik ”GO” untuk memulai data logging dan jika selesai klik

”STOP”.

Lakukan observasi tentang nilai P, I, D lain yang lebih baik berdasarkan

pertimbangan berikut:

Proportional action mengatur gain dari controller. Jika terlihat suatu respon yang

lambat, atau dengan jumlah oscilasi yang banyak, maka kurangi nilai P.

Integral action dapat digunakan untuk mengurangi dan mengeliminasi offset. Jika

offset terlihat, kurangi nilai I.

Derivative action dapat diatur untuk mengurangi oscilasi yang berlebihan. Jika

respon beroscilasi ekstrem, kurangi nilai D.

Lakukan pengambilan data dengan nilai P, I , dan D yang didapat, bandingkan

dengan respon hasil optimasi.

5.2.7 Keselamatan Kerja

Berhati-hati dan tertiblah dalam bekerja. Ingat, komputer dan monitor

berada dalam 1 meja dengan peralatan ini. Mahasiswa dilarang keras

meninggakan alat bekerja sendiri tanpa pengawasan dari anggota kelompok.

Pelanggaran tentang hal ini akan berakibat langsung penghentian praktikum ini

secara sepihak oleh dosen penanggung jawab praktikum.

5.2.8 Data Untuk Percobaan

Data percobaan adalah data yang dapat diambil dari software. Untuk

mempermudah identifikasi hasil percobaan, disarankan untuk memberi nama

setiap sheet data percobaan dengan nama yang komunikatif. Kemudian seluruh

sheet yang dibuat dalam percobaan ini disimpan dengan nama yang representatif,

misalnya PCT40Perc5_1.

5.2.10 Daftar Pustaka

ARMFIELD, 2008, Multifunction Process Control Teaching System : Basic

Process Control Unit. Instruction Manual for PCT40

77