tugas_01_labview2013 (sistem tangki ganda)

7/25/2019 Tugas_01_LabView2013 (Sistem Tangki Ganda)

1/18

LAPORAN 1

SISTEM KENDALI PROSES

SISTEM TANGKI GANDA

MENGGUNAKAN APLIKASI LABVIEW 2013

DANANG RAHMAD 1341170065

MARSA ATISOBHITA 1341170083

MUHAMMAD FIQHI IBAD 1341170066

RAHADYAN YOGA P. 1341170082

PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2016


2/18

Sistem Tangki Ganda || 3C-D4 TE | 2

Pengenalan Lab-View dan Pembuatan PlantTujuan Praktikum

1. Memahami dasar-dasar pemrograman menggunakan LabVIEW

2. Membuat plant simulasi

3. Memahami besaran-besaran pada kurva karakteristik sistem

LabVIEW

LabVIEW adalah sebuah software pemrograman yang diproduksi oleh National

Instrumets dengan konsep yang berbeda. Seperti bahasa pemrograman lainnya yaitu

C++, Matlab atau Visual Basic, LabVIEW juga mempunyai fungsi dan peranan yang

sama; perbedaannya bahwa LabVIEW menggunakan bahasa pemrograman berbasis

grafis atau blok diagram sementara bahasa pemrograman lainnya menggunakan

basis text.

Program LabVIEW dikenal dengan sebutan VI atau Virtual Instruments karena

penampilan dan operasinya dapat meniru sebuah instrument.

Pada LabVIEW, userpertama-tama membuat user interface ataufront paneldengan

menggunakan controls dan indicators. Yang dimaksud dengan controls adalah knobs,

push buttons, dials dan peralatan input lainnya. Sedangkan yang dimaksud dengan

indicators adalah graphs, LEDs dan peralatan displays lainnya. Setelah menyusun

user interface, lalu usermenyusun blok diagram yang berisi kode-kode VIs untuk

mengontrolfront panel.

MembuatVirtualInstrument

Latihan berikut akan menunjukkan langkah-langkah untuk membuat suatu sistem

tangki ganda. Setelah langkah-langkahnya diselesaikan, makafront paneldari

LabVIEW akan terlihat seperti gambar 1 1.


3/18


Gambar 1 - 1. Front Paneldari Plant Tangki Ganda

Sistem ini mensimulasikan suatu sistem tangki yang berfungsi menampung dan

mengalirkan fluida. Dibagian atas Tank Proses 1 terdapat pipa yang secara kontinyu

mengalirkan fluida kedalam Tank Proses 1, sedangkan keluaran fluida dari Tank

Proses 1 akan menjadi masukan fluida bagi Tank Proses 2. Control Valve 1 berfungsiuntuk mengontrol keluaran dari Tank Proses 1. Jika Control Valve 1 ditutup rapat,

maka fluida akan tertahan di Tank Proses 1 dan permukaan fluida di Tank Proses 1

akan meninggi. Dan sebaliknya jika Control Valve 1 dibuka lebar, maka fluida akan

mengalir keluar sehingga permukaan fluida di Tank Proses 1 akan menurun. Dengan

prinsip yang sama, Control Valve 2 mengontrol keluaran dari Tank Proses 2.

Dalam simulasi ini digunakan beberapa asumsi berikut :

- Kedua tangki berbentuk silinder dengan diameter 40 cm dan tinggi 100 cm

- Pipa keluaran berbentuk lingkaran dengan diameter 4 cm- Percepatan gravitasi 9.8 m/s2

- Debit aliran masuk pada tangki proses 1 adalah 0.03 m3/s

- Control Valve dapat diatur bukaannya antara 0 100%

Perhitungan yang dipakai adalah :

- Besar debit output pada tangki proses 1 berubah menurut persamaan :

)1(2)( 111 tghLuasPipatQout (Persamaan 1.1)

- Levelair pada tangki proses 1 berubah menurut persamaan :


4/18


ngkiLuasAlasTa

QoutQinthth 111 )1()(

(Persamaan 1.2)

- Besar debit output pada tangki proses 2 berubah menurut persamaan :

)1(2)( 222 tghLuasPipatQout (Persamaan 1.3)

- Levelair pada tangki proses 2 berubah menurut persamaan

ngkiLuasAlasTa

QoutQoutthth 2122 )1()(

(Persamaan 1.4)


5/18


MembuatBlank VIdariTemplate / Project

LabVIEW menyediakan template yang berisi informasi yang dapat membantu memulai LabVIEW.

Berikut ini langkah lengkap untuk memulai LabVIEW.

1. Jalankan program LabVIEW (disini kita memakai LabView 2013)

2. Pada LabVIEW dialog box, yang ditunjukkan pada gambar 1, click tombol Create Project

untuk menampilkanAll New Template.

Gambar 2. Interface Dialog Box LabView 2013

3. Setelah itu akan muncul Dialog Box Create Project, untuk memulai VI baru maka klik Blank

VI, kemudian kelik Finish.

Gambar 3. Blank VI dari Create Project


6/18


4. Front Paneldari VI

User Interface ataufront panel, adalah bagian window yang berlatar belakang abu-abu

serta mengandung controls dan indicators.

Gambar 4. Interface Front Panel LabVew 2013

5. Block Diagram dari VI

Block Diagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berisi source code yangdibuat dan berfungsi sebagai intruksi untukfront panel.

Gambar 5. Interface Block Diagram LabVew 2013


7/18


Catatan : Jika block diagram tidak terlihat, maka Anda dapat menampilkannya dengan

memilih Window Show Block Diagram.

6. Tools Pallete

Dalam membuat suatu VI ada beberapa tools yang harus dipakai dan masing-masing

mempunyai kegunaan tersendiri. Tools tersebut dapat diakses melalui View ToolsPalette.

Gambar 6. Tools

Pallete

Kegunaan dari beberapa tools yang sering digunakan adalah :

1. Operate Value : mengubah nilai parameter dari suatu objek

2. Connect Wire : menghubungkan beberapa objek dengan kabel

3. Position/Size/Select : memindahkan, mengu-bah ukuran atau

memilih suatu objek

4. Edit Text : mengedit atau membuat tulisan

5. Get Color : mengambil sampel warna

6. Set Color : mengubah warna dari suatu objek

MembangunDisplaypadaFront Panel

Control padafront panelberguna untuk memasukkan input ke dalam suatu VI. Control dapat dibuat

melalui diagram tetapi hanya dapat dimodifikasi melaluifront panel.

Indikator pada front panel berguna untuk menampilkan output. Indikator dapat dibuat melaluidiagram tetapi hanya dapat dimodifikasi melaluifront panel.

1. Jika Controls palette, seperti pada

gambar 7, tidak terlihat padafront panel,

pilih View Controls Palette untuk

menampilkannya

(Control Palette dapat juga diakses mengan cara klik kanan pada bagian backgroundbaik

untuk Block Diagram maupun Front Panel)

2. Gerakkan cursor melalui icon-icon yang ada pada

Controls Palette untuk mencari Numeric Controls

Palette. Perhatikan bahwa saat Anda menggerakkan

cursor melalui icon-icon pada Controls palette,

maka judul dari subpalette yang ada diatas susunan

icon-icon akan berubah-ubah sesuai judul dari tiap

icon masing-masing.


8/18


3. Klik Numeric Controls icon untuk mengakses Numeric Controls palette. Pilih Tank dari

Numeric Controls palette lalu tempatkan padafront panel.

Lakukan modifikasi display tank sebagai berikut :

- Klik kanan pada gambar tank, pilih

Visible Items Digital Display

- Klik skala berulang kali hingga gambar

cursor berubah menjadi berbentuk

penghapus (kotak). Lalu arahkan pada

skala di kiri Tank. Edit skala

maksimumnya (10) menjadi 100.

- Arahkan cursor pada label Tank, Klik 2x, lalu ubah namanya menjadi Tangki Proses 1.

4. Ulangi langkah 3 untuk membuat Tangki Proses 2.

5. Pada Controls palette, pilih Numeric Vertical Pointer Slide.

Munculkan Digital Display-nya. Edit labelnya menjadi

Control Valve 1. Edit skalanya menjadi maksimumnya

menjadi 100.


9/18


6. Ulangi langkah 5 untuk membuat Control Valve 2.

7. Pada Controls palette, pilih Boolean Stop Button.

8. Buat 1 buah Digital Indicator dengan cara pilih

Numeric Digital Indi-cator. Letakkan dibawah

Tangki Proses 1. Edit labelnya menjadi Time(s)

9. Sesuaikan gambarfront panelyang dibuat, tata serapi mungkin.

Catatan : Setiap display dapat di-resize ukurannya dengan cara mendrag. Posisi Label dan

Digital Display dapat diubah-ubah. Cursor harus dalam mode Position/Size/Select.


10/18


Membangun VI Diagram

Untuk membuat front panelberfungsi sesuai yang diharapkan, maka Anda harus mengatur source

code dan menghubungkan setiap objek pada Block Diagram. Lakukan langkah-langkah berikut untuk

memfungsikan display padafront panelyang telah dibuat menjadi sistem tangki ganda.

1. Jika Functions Palette, seperti pada gambar 1-5, tidak terlihat pada Block Diagrams, pilih

Window Show Functions Palette untuk menampilkannya

2. Dari Functions Palette, pilih Structure While Loop. Drag While Loop, agar semua Control

dan Indicator pada Block Diagrams berada dalam While Loop.

Keterangan : While Loop adalah metode perulangan dimana ada kondisi yang harus dipenuhi

supaya looping bisa berjalan terus.

3. Pilih Boolean Not. Tempatkan di ujung kanan bawah While Loop. (sebelah kiri kotak kuning)4. Geser Stop Button ke ujung kanan bawah While Loop. (sebelah kiri

Boolean Not)

5. Tekan tombol Tab berulang kali hingga gambar cursor berubah

menjadi berbentuk gulungan kabel. Mode cursor ini dikenal sebagai

Wiring Tool.

6. Hubungkan Stop Button dengan input Functions Not.

7. Hubungkan output Functions Not dengan Conditional Terminal pada While Loop (bagian

kotak kuning). Hasilnya akan seperti gambar dibawah ini

Catatan : Selanjutnya teknik menghubungkan fungsi-fungsi pada langkah 7 dikenal sebagai

teknik Wiring.

Keterangan : Fungsi input pada Conditional Terminal adalah untuk mengontrol apakah While

Loop akan terus dieksekusi ataukah akan berhenti. Jika pada Conditional Terminal diberi input

True, maka While Loop akan terus dieksekusi. Jika pada Conditional Terminal diberi input

False, maka While Loop akan berhenti dieksekusi.


11/18


8. Di Functions Pallette, pilih Timing Wait. Letakkan di dalam While Loop.

9. Pilih Numeric Numeric Constant. Letakkan di kiri Wait. Edit angkanya

menjadi 100

10. Aktifkan Wiring Tools, lalu hubungkan Numeric Constant dengan terminal kiri

Wait. Hasilnya akan seperti gambar dibawah.

Function Timing

Tip : Cara diatas dapat juga dilakukan sebagai berikut : Aktifkan Wiring Tools, arahkan pada

terminal bagian kiri dari Time and Dialog Wait. Setelah muncul lingkaran berwarna biru, klik

kanan kemudian klik Create Constants. Edit angka pada Constants menjadi 100

Keterangan : Fungsi Wait berupa gambar jam diatas adalah untuk memperlambat looping

dengan satuan milidetik. Bila looping tidak diberikan fungsi tersebut, maka looping akan

dieksekusi secepat mungkin sehingga akan sulit diikuti oleh mata.

Berikut ini adalah langkah-langkah untuk membuat penampilan waktu simulasi proses :

Keterangan : Untuk mengetahui berapakah waktu sistem untuk mencapai set point atau

mencapai overshoot, tentu dibutuhkan informasi mengenai waktu yang telah ditempuh

semenjak sistem dimulai. Langkah-langkah berikut bertujuan untuk menyediakan informasi

tersebut dalam simulasi ini.

11. Pilih Timing Tick Count (ms). Letakkan di luar While Loop. Buat satu buah Tick

Count (ms) kembali. Letakkan didalam While Loop.

12. Pilih Numeric Subtract. Letakkan disebelah kanan Tick Count (ms) yang adadidalam While Loop

13. Pilih Numeric Divide. Letakkan disebelah kanan Subtract

14. Pilih Numeric Numeric Constant. Letakkan di kiri bawah Divide. Edit angkanya

menjadi 1000

15. Posisikan indikator Time(s) dikanan Divide. Lalu lakukan Wiring sehingga menjadi seperti

gambar dibawah ini.

Informasi Waktu

Keterangan : Fungsi Tick Count(ms) untuk mengeluarkan nilai waktu dalam milisecond.

Tetapi tidak didefinisikan referensi waktunya sehingga yang dilakukan oleh Tick Count(ms)

adalah meng-counterwaktu dalam milisecond dari 0 hingga (2^32) 1. Karena keluarannya

berupa milisecond, maka keluarannya perlu dibagi dengan 1000 untuk mengubahnya dalam

satuan detik.


12/18


Berikut ini adalah langkah-langkah untuk membuat persamaan debit output pada tangki proses 1 :

16. Buat Shift Register, klik kanan pada border While Loop, pilih

Add Shift Register. Shift Register ini digunakan untuk

mengeluarkan data mengenai tinggi permukaan fluida pada

Tangki Proses 1 saat t-1.

Keterangan : Shift Register (digunakan pada While Loop)

berfungsi mentransfer suatu data yang digunakan atau dihitung

pada iterasi sebelumnya. Shift Register terdiri dari sepasang

terminal yang berhadapan pada sisi vertikal dari While Loop.

Data yang terakhir pada setiap iterasi akan memasuki terminal di sebelah kanan sementaradata dari iterasi sebelumnya akan muncul dari terminal di sebelah kiri.

Shift Registerjuga dapat digunakan untuk mengingat nilai dari beberapa iterasi sebelumnya.

Hal ini dapat dilakukan dengan menambah terminal di sebelah kiri. Klik kanan pada terminal

kemudian pilih Add Element.

17. Pilih Numeric Numeric Constant. Tempatkan disebelah kiri Shift Register diluar While

Loop.

18. Pilih Numeric Numeric Constant. Tempatkan dalam While Loop. Edit angkanya

menjadi 19.6. Yaitu besar dari 2 x gravitasi bumi.

19. Pilih Numeric Multiply. Letakkan disebelah kanan Numeric Constant.

20. Pilih Numeric Absolute Value. Letakkan disebelah kanan Multiply

21. Pilih Numeric Square Root. Letakkan disebelah kanan Absolute Value

22. Pilih Numeric Compound Aritmetic. Letakkan disebelah kanan Square Root. Resize

menjadi 4 input, klik kanan, pilih Change Mode Multiply.


13/18


23. Pilih Numeric Additional Numeric Constans Pi.

Letakkan disebelah kiri Compound Aritmetic.

24. Pilih Numeric Numeric Constant. Letakkandibawah Pi. Edit angkanya menjadi

0.000004. Ini adalah luas pipa tempat

masuk dan keluar fluida.

25. Posisikan Control Valve 1 diatas Compound Aritmetic. Lalu lakukan Wiring sehingga menjadi

seperti gambar dibawah ini.

Debit Output Tangki Proses

VI diatas mensimulasikan persamaan debit output tangki proses berikut :

)1(2)( 111 tghLuasPipatQout

Berikut ini adalah langkah-langkah untuk membuat persamaan levelfluida pada tangki proses 1 :

26. Pilih Numeric Numeric Constant. Tempatkan disebelah kanan Compound Aritmetic.

Edit angkanya menjadi 0.03. Ini adalah besar debit input fluida yang masuk kedalam

tangki proses 1 yaitu 0.03 m3/s.

27. Pilih Numeric Subtract. Letakkan disebelah kanan Numeric Constant.

28. Pilih Numeric Divide. Letakkan disebelah kanan Subtract

29. Pilih Numeric Multiply. Letakkan disebelah kiri Subtract.

30. Pilih Numeric Additional Numeric Constans Pi. Letakkan disebelah kiri kiri Multiply.

31. Pilih Numeric Numeric Constant. Letakkan dibawah Pi. Edit angkanya menjadi

0.04. Ini adalah luas alas tangki.

32. Pilih Numeric Add. Letakkan disebelah kanan Divide


14/18


33. Lakukan Wiring sehingga menjadi seperti gambar dibawah ini.

Level Tangki Proses 1

VI diatas mensimulasikan persamaan level tangki proses berikut :

ngkiLuasAlasTa

QoutQinthth 111 )1()(

Perlu ditambahkan pengaman agar level tangki aktual berada dalam range 0 sampai 100. Langkah-

langkah pengamannya adalah sebagai berikut :

34. Pilih Numeric Numeric Constant. Tempatkan disebelah kanan Add.

35. Pilih Comparison Greater?. Tempatkan disebelah kanan Numeric Constant.

36. Pilih Comparison Select. Tempatkan disebelah kanan Greater?.

37. Pilih Comparison Less?. Tempatkan disebelah kanan Select

38. Pilih Numeric Numeric Constant. Tempatkan disebelah kanan Select. Edit angkanya

menjadi 100.

39. Pilih Comparison Select. Tempatkan disebelah kanan Less?.

40. Posisikan Tangki Proses 1 disebelah kanan Select.

41. Lakukan Wiring sehingga menjadi seperti gambar 1 11.

Pengaman


15/18


Membuat Block Diagram untuk mengatur Tangki Proses 2 :

42. Lakukan langkah-langkah yang hampir sama seperti saat membuat Block Diagram Tangki

Proses 1, sehingga diagram keseluruhannya akan seperti Gambar dibawah ini.

Block Diagram Sistem Tangki Ganda

Menjalankan dan Menghentikan Program

Menjalankan dari Block Diagram

Untuk menjalankan program yang telah dibentuk sesuai rangkaian Plan ini, maka pada

Terminal di Block Diagram harus dilogika True sebelum mengaktifkan program dari Front Panel.

Terminal di Block Diagram, untuk bisa menjalankan program dari Front Panel maka tombol

ini harus dilogikan melakukan looping atau berjalan ketika logikanya True.

Untuk menjalankan Program, klik kanan pada

terminal kemudian centang atau pilih Continue if

True. Maka terminal akan bersimbol Loop Condition

Sedangkan jika bersimbol merah, maka

terminal akan berlogika Stop if True dan

program akan terhenti.


16/18


Menjalankan dari Front Panel

Untuk menjalankan program, aktifkan Front Panel. Lalu tekan tombol Run yang

berada pada sebelah kiri Menu Bar.

Untuk menghentikan program, tekan tombol Abort pada Menu Bar.

Jika ingin menghentikan program sementara (pause) untuk mencatat informasi

waktu dari sistem maka tekan tombol Pause pada Menu Bar.

Pengujian Program

Untuk menguji apakah program telah sesuai dengan sistem yang diharapkan, lakukan langkah-

langkah berikut :

1. Set Control Valve 1 dan Control Valve 2 berharga 0. Maka fluida di Tangki Proses 1 akan

bertambah, sedangkan di Tangki Proses 2 tetap tidak ada fluida.

2. Tunggu hingga kira-kira ketinggian fluida di Tangki Proses 1 sekitar 50, lalu buka Control

Valve 1 (naikkan Slide ke atas). Maka ketinggian fluida di Tangki Proses 1 akan berkurang

(kecepatannya), sedangkan ketinggian fluida di Tangki Proses 2 akan bertambah.


17/18


3. Tunggu hingga kira-kira ketinggian fluida di Tangki Proses 2 sekitar 50, lalu buka Control

Valve 2. Maka ketinggian fluida di Tangki Proses 2 akan berkurang.

Jika sifat-sifat program yang dibuat telah sesuai dengan point-point yang disebut diatas, maka

program Anda telah sesuai dengan sistem yang diharapkan.

Menyimpan Program

Untuk menyimpan Program (Front Panel dan Block Diagram) hanya membutuhkan satu kali

save, dengan klik File >> Save. Kemudian isi nama file dan klik OK.


18/18


Bagaimana Kerja Sistem Ini ?

Salah satu tantangan dalam industri yang disimulasikan melalui program ini adalah untuk

mempertahankan ketinggian fluida dalam salah satu tangki dengan hanya mengontrol sebuah Control

Valve saja.

1. Bisakah Anda mengatur Control Valve 1 agar ketinggian fluida di Tangki Proses 1 stabil di 50 ?

2. Atau bisakah Anda membuat ketinggian fluida di Tangki 2 stabil di 70 dengan hanya mengatur

Control Valve 1 saja dengan Control Valve 2 dibiarkan tetap terbuka pada harga tertentu ?

Mungkin Anda bisa, tetapi cukup sulit mengaturnya secara manual. Karena itu pada bab-bab

selanjutnya akan diperkenalkan salah satu alternatif mengatur ketinggian fluida ini dengan cara

automatik diantaranya dengan menggunakan pengontrol PID.

Pengaturan Manual

1. Tangki Proses 1 Stabil di 50 dengan kendali Control Valve 1

2. Tangki 2 stabil di 70, mengatur valve 1 dan control valve 2 dibiarkan pada nilai tertentu.

tugas_01_labview2013 (sistem tangki ganda)

Documents