Laporan Flow Control (pak ramli) yang fix.docx

8/10/2019 Laporan Flow Control (pak ramli) yang fix.docx

1/22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem prosesadalah rangkaian operasi yang menangani konversi

material dan atau energi sehingga material dan atau energi itu berada

dalam keadaan yang diinginkan. Keadaan itu dapat berupa besaran fisika

atau kimia, seperti suhu, tekanan, laju alir, tinggi permukaan cairan,

komposisi, pH dan sebagainya. Disini pengertian sistem proses sudah

mencakup bahan dan alur proses beserta peralatannya. Sengaja tidak

membedakan sistem proses dan pemroses, sebab kata sistem

mengandung pengertian seluruh komponen yang terlibat dalam suatu

proses.

Pengendalian proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai

tujuan proses agar berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan. Namun

apakah memang betul betul diperlukan pengendalian proses. Jawaban

terhadap pertanyaan ini bisa tidak atau ya. Proses tidak perlu

dikendalikan jika memang tujuan proses tercapai tanpa unsur

pengendalian. Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada1000C. Tanpa dikendalikan maka tujuan proses bisa tercapai. Proses perlu

dikendalikan jika untuk mencapai tujuan perlu pengawasan terus menerus.

Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada 400C dalam

udara yang bersuhu kamar dan tekanan normal.

Pada zaman sekarang, industri kimia sudah berkembang pesat baik

di Indonesia maupun di dunia. Oleh sebab itu maka diperlukan

pengendalian atau pengontrolan. Pengendalian atau pengontrolan sangat

penting dalam suatu industri, tetapi ada saatnya pengendalian itu tidak

diperlukan dalam suatu pabrik. Pabrik kimia atau pabrik lain yang sejenis

harus beroperasi pada kondisi operasi tertentu.

Oleh sebab itu ada 3 proses yang perlu dikendalikan yaitu :

1) Keamanan operasi

Beberapa sistem proses dipabrik memiliki kondisi operasi

yang berbahaya. Untuk mencegah kecelakaan karena kondisi


2/22

maksimum terlampaui diperlukan pengendalian terhadap beberapa

variabel yang menjadi potensi bahaya

2) Kondisi operasi

Pada operasi atau reaksi tertentu diperlukan kondisi tertentu

pula. Pengendalian diperlukan agar beroperasi secara optimal.

3) Faktor ekonomi

Pabrik didirikan adalah untuk menghasilkan uang. Sehingga

produk akhir harus sesuai dengan permintaan pasar. Prinsipnya

bukan kualitas produk terbaik yang diharapkan, tetapi kualitas

yang dapat diterima pasar dengan biaya operasional rendah

sehingga menghasilkan untung sebesarbesarnya. Kualitas sangat

bagus tetapi memerlukan biaya operasional yang tinggi, sehingga

harga jual menjadi mahal dan tidak laku di pasar, sehingga hal itu

tidak diharapkan. Atas dasar itu peranan pengendalian proses

adalah membuat kondisi operasi agar menghasilkan produk yang

sesuai permintaan pasar.

1.2 Tujuan Percobaan

Dalam percobaan kontrol tekanan ini, memilki tujuan sebagai

berikut :

1. Mengetahui prinsip kerja dari alatFlow Control (laju alir).

2.

Pengendalian laju air dengan menggunakan mode kontrol

Pengendalian Proposional (P), Proposional Integral (PI), dan

Proposional Integral Derivatif (PID).


3/22

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Definisi

Pengendalian proses adalah bagian dari pengendalian secara

automatik yang diterapkan di bidang teknologi proses untuk menjaga

kondisi proses agar sesuai dengan yang diinginkan. Seluruh komponen

yang terlibat dalam pengendalian proses disebut sistem pengendalian atau

sistem kontrol.

2.2 Jenis Variabel

Jenis variabel yang mendapatkan perhatian penting dalam bidang

pengendalian proses adalah variabel proses (process variable, PV) atau

disebut juga variabel terkendali (controlled variable). Variabel proses

adalah besaran fisik atau kimia yang menunjukkan keadaan proses.

Variabel ini bersifat dinamik artinya nilai variabel dapat berubah spontan

atau oleh sebab lain baik yang diketahui maupun tidak. Diantara banyak

macam variabel proses , terdapat empat macam variabel dasar, yaitu : suhu

(T), tekanan (P), laju alir (F) dan tinggi permukaan cairan (L).Dalam teknik pengendalian proses , titik berat permasalahan adalah

menjaga agar nilai variabel proses tetap atau berubah mengikuti alur

(trayektori) tertentu. Variabel yang digunakan untuk melakukan koreksi

atau mengendalikan variabel proses disebut variabel termanipulasi

(manipulated variable, MV) atau variabel pengendali. Sedang nilai yang

diinginkan dan dijadikan acuan atau referensi variabel proses disebut nilai

acuan (setpoint value, SV). Selain ketiga jenis variabel tersebut masih

terdapat variabel lain yaitu gangguan (disturbance) baik yang terukur

(measured disturbance) maupun tidak terukur (unmeasured disturbance)

dan variabel keluaran tak terkendali (uncontrolled output variable).

Variabel gangguan adalah variabel masukan yang mampu mempengaruhi

nilai variabel proses, tetapi tidak digunakan untuk mengendalikan.

Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel keluaran yang tidak

dikendalikan secara langsung.


4/22

Gambar 2.2.1 Jenis variabel dalam sistem proses

Sebagai contoh proses destilasi fraksionasi dalam kolom piring

memiliki jenis variabel sebagai berikut :

- Gangguan terukur : laju alir umpan

- Gangguan tak terukur : komposisi umpan

-

Variabel termanipulasi : - laju refluks

- laju kalor ke pendidih ulang

- laju destilat

- laju produk bawah

- laju alir pendingin

- Variabel terkendali : - komposisi destilat

- komposisi produk bawah

- tinggi permukaan akumulator refluks- tinggi permukaan kolom bawah

- tekanan kolom

- Variabel tak terkendali : suhu tiap piring sepanjang kolom

2.3 Jenis sistem pengendalian

2.3.1 Sistem Pengendalian Simpal terbuka dan Tertutup

Berdasarkan atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem

pengendalian dibedakan atas sistem pengendalian simpal terbuka (open

loop control system) dan sistem pengendalian simpal tertutup (closed loop

control system).

Sistem pengendalian simpal terbuka bekerja tanpa membandingkan

variabel proses yang dihasilkan dengan nilai acuan yang diinginkan.

Sistem ini bekerja semata mata bekerja atas dasar masukan yang telah

dikalibrasi. Sebagai contoh sederhana adalah keran air yang terkalibrasi.

Sistem Proses

Ganguan terukur Variabel terkendali

Variabel Termanipulasi Variabel tak terkendali

Variabel tak terukur


5/22

Dengan memandang keran sebagai suatu sistem, maka bukaan keran

(sudut putaran keran) adalah sebagai masukan dan laju alir air sebagai

keluaran sistem. Berdasarkan hukum dinamika fluida, laju air tergantung

pada beda tekanan yang melintas keran. Misal pada posisi keran X1

dengan beda tekanan P2 mengalir air pada laju Q2 (gambar 2.2). Jika oleh

sebab tertentu tiba tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka posisi

keran tetap X1 dan menghasilkan laju alir Q1. Dengan demikian sistem

pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan beban atau

gangguan yang terjadi.

Meskipun dari uraian di atas, sistem simpal terbuka merupakan

sistem yang buruk, karena tidak mampu mengatasi gangguan, tetapi

memiliki keuntungan sebagai berikut :

Lebih murah dan sederhana dibandingkan sistem simpal tertutup

Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan tetap

stabil

Untuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka , operator

pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar diperoleh sasaran

yang diinginkan. Tetapi dengan tinadakan operator ini berarti telah

membuat sistem simpal tertutup.Berbeda dengan sistem simpal terbuka ,

pada sistem pengendalian simpal tertutup terdapat tindakan

membandingkan nilai variabel proses dengan nilai acuan yang diinginkan.

Perbedaan ini digunakan untuk melakukan koreksi sedemikian rupa

sehingga nilai variabel proses sama atau dekat dengan nilai acuan. Dengan

demikian terdapat mekanisme umpan balik. Sehingga sistem pengendalian

simpal tertutup lebih dikenal dengan sistem pengendalian umpan balik.

Q2

Q1

Q3

X1

P1

P2

P3

keran

X Q

Keran airterkalibrasi


6/22

Gambar 2.3.1.1 Sistem Pengendalian Simpal Terbuka

Meskipun sistem simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau

perubahan beban tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut :

Lebih mahal dan kompleks dibanding sistem simpal terbuka

Dapat membuat sistem tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umpan

balik sistem dapat mencapai kestabilan sendiri.

2.3.2 Sistem Pengaturan dan Pengendalian

Berdasarkan nilai acuan, sistem pengendalian umpan balik

dibedakan atas dua jenis yaitu sistem pengendalian dengan nilai acuan

tetap (dibidang elektro sering disebut sistem pengaturan) dan sistem

pengendalian dengan nilai acuan berubah (dibidang mekanik sering

disebut sistem pengendalian, sistem servo atau tracking). Tujuan utama

sistem pengaturan adalah mempertahankan agar nilai variabel proses tetap

pada nilai yang diinginkan. Sedangkan pada sistem pengendalian, tujuan

utamanya adalah mempertahankan agar nilai variabel proses mengikuti

perubahan nilai acuan.

Di bidang teknologi proses termasuk teknik kimia, meskipun

hampir semuanya bekerja dengan titik acuan tetap tetapi lebih populerdengan istilah sistem pengendalian dan bukan sistem pengaturan. Hal ini

disebabkan karena istilah pengendalian lebih mencerminkan kondisi

dinamik.

2.3.3. Sistem Pengendalian Umpan balik

Prinsip mekanisme kerja sistem pengendalian umpan balik adalah

mengukur variabel proses dan kemudian melakukan koreksi bila nilainya

tidak sesuai dengan yang diinginkan. Ciri utama pengendalian umpan

balik negatif. Artinya jika nilai variabel proses berubah terdapat umpan

balik yang melakukan tindakan untuk memperkecil perubahan itu.

2.4 Langkah pengendalian

Langkahlangkah pengendalian adalah sebagai berikut :

a. Mengukur


7/22

Tahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau

mengamati nilai variabel proses

b. Membandingkan

Hasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur)

dibandingkan dengan nilai acuan (setpoint)

c. Mengevaluasi

Perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan dievaluasi untuk

menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itu

d. Mengoreksi

Tahap ini bertugas melakukan koreksi variabel proses agar perbedaan

nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.

2.5 Instrumentasi Proses

Pelaksanaan keempat langkah pengendalian seperti yang telah

dijelaskan pada point 2.4 memerlukan instrumentasi berikut :

a. Unit Pengukuran

Bagian ini bertugas mengubah nilai variabel proses yang berupa

besaran fisik atau kimia seperti laju alir, tekanan, suhu, pH, konsentrasi

dan sebagainya menjadi sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang populer

di bidang pengendalian proses adalah berupa sinyal pneumatik (tekanan

udara) dan sinyal listrik. Unit pengukuran terdiri atas dua bagian besar

yaitu :

1.

Sensor yaitu elemen perasa yang langsung bersentuhan dengan

variabel proses

2. Transmiter yaitu bagian yang berfungsi mengubah sinyal dari sensor

(gerakan mekanik, perubahan hambatan, perunahan tegangan atau

arus) menjadi sinyal standar.

Dalam bidang pengendalian proses, istilah transmiter lebih populer

dibandingkan dengan tranduser. Meskipun keduanya berfungsi serupa,

tetapi transmiter mempunyai makna pengirim sinyal pengukuran ke unit

pengendali yang biasanya terletak jauh dari tempat pengukuran, ini lebih

sesuai dengan keadaan sebenarnya di pabrik.


8/22

b. Unit Pengendali

Bagian ini bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan

mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir. Evaluasi yang dilakukan berupa

operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian,

pembagian , integrasi dan diferensiasi. Hasil evaluasi berupa sinyalkendali

yang dikirim ke unit kendali akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar

yang serupa dengan sinyal pengukuran.

c. Unit Kendali Akhir

Bagian ini bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi

atau tindakan koreksi melalui pengaturan variabel termanipulasi. Unit ini

terdiri atas dua bagian besar, yaitu aktuator dan elemen kendali akhir.

Aktuator adalah penggerak elemen kendali akhir. Bagian ini dapat berupa

motor listrik, solenoida dan membran pneumatik. Sedangkan elemen

kendali akhir biasanya berupa katup kendali (control valve) atau elemen

pemanas.

2.6 Diagram Blok

Penggambaran suatu sistem atau komponen dari sistem dapat

berbentuk blok (kotak) yang dilengkapi dengan garis sinyal masuk dan

keluar. Sinyal dapat berupa arus listrik, tegangan (voltase), tekanan, aliran

cairan, tekanan cairan, suhu, pH, kecepatan, posisi dan sebagainya. Sinyal

yang perlu digambarkan hanyalah sinyal masuk dan sinyal keluar yang

secara langsung berperan dalam sistem. Sedangkan sumber energi atau

massa yang masuk biasanya tidak digambarkan.

Diagram blok lengkap sistem pengendalian flow digambarkan

sebagai berikut :

Gambar 2.6.1 diagram blog lengkap pengendalian flow

C

e

U

M+

W-

y-

r+

H

GC GV GP


9/22

Keterangan gambar :

r+ = nilai acuan atausetpoint value(SV)

e = sinyal galat (error) dengan e = ry

y = sinyal pengukuran

u = sinyal kendali

M+ = variabel termanipulasi

W- = variabel gangguan

C = variabel proses

GC = komputer

GV = pompa A

GP = orifice

H = transmiter

Gambar 2.6.2 Diagram Instrumentasi Pengendalian Proses Kontrol Laju Alir

Laju Alir dideteksi oleh sensor dan dikirim oleh bagian transmiternya (PT)

ke unit pengendali laju alir (PC). Di dalam unit pengendali laju alir akan

dibandingkan dengan nilai acuan yang diharapkan. Jika tidak sesuai dengan

acuan, maka unit pengendali akan member sinyal ke unit kendali akhir untuk

melakukan aksi.

G

FC

Keterangan :

PC : unit pengendalian laju alir

flow controller

PT : unit pengukuran laju alirflow

transmiter

GV : unit control akhir (pompa A)

AIR


10/22

2.6.1 Tanggapan transien sistem tertutup

Sistem pengendalian dapat lebih disederhanakan, yaitu dengan

memandang sistem sebagai suatu blok dengan dua masukan (r dan w) dan

satu keluaran (y).

Gambar 2.6.1.1 Penyederhanaan sistem pengendalian sebagai satu blok

Jika ke dalam sistem pengendalian terjadi perubahan nilai acuan,

idealnya nilai variabel proses dapat mengikuti nilai acuan baru. Tetapi

kondisi demikian biasanya tidak terjadi. Nilai variabel proses akan

mengalami beberapa kemungkinan perubahan yaitu :

Tanpa osilasi (overdamped)

Osilasi teredam (underdamped)

Osilasi kontinyu (sustained oscillation)

Tidak stabil (amplitudo membesar)

Keempat tanggapan di atas dibuat dengan memberi masukan

berupa step function yaitu dengan perubahan mendadak dari satu nilai

masukan konstan ke nilai masukan konstan yang lain. Besarnya perubahan

tersebut biasanya paling besar 10 %.Tanggapan tanpa osilasi bersifat

lambat namun stabil. Sedangkan tanggapan osilasi teredam memiliki

sedikit gelombang di awal perubahan, dan selanjutnya amplitudo mengecil

dan akhirnya hilang. Tanggapan ini cukup cepat meskipun sedikit terjadi

kestabilan.Pada tanggapan dengan osilasi kontinyu variabel proses secara

terus menerus bergelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang tetap.

Terakhir tanggapan tidak stabil, memiliki amplitudo membesar. Kondisi

demikian sangat berbahaya karena dapat merusak sistem keseluruhan.

W

r

SISTEM PENGENDALIAN

y


11/22

Gambar 2.6.1.2 Tanggapan sistem pengendalian simpal tertutup pada perubahan nilai acuan

Dari keempat kemungkinan tadi yang paling dihindari bahkan sama

sekali tidak boleh terjadi adalah tanggapan tidak stabil dengan amplitudo

membesar. Sedangkan tanggapan osilasi kontinyu dalam beberapa hal

masih bisa diterima , meskipun cukup berbahaya.

perhatian untuk praktisi industri , meskipun variabel proses secara

terus menerus terlihat berayun seperti mengalami osilasi kontinyu, tetapi

belum tentu benar-benar terjadi osilasi dalam sistem pengendalian . Boleh

jadi kondisi demikian memang sifat variabel itu sendiri, misalnya aliran

gas atau turbulensi fluida.

2.7 Tujuan Pengendalian

2.7.1 Hakikat Utama

Hakikat utama tujuan pengendalian proses adalah mempertahankan

nilai variabel proses agar sesuai dengan kebutuhan operasi. Makna dari

pernyataan ini adalah satu atau beberapa nilai variabel proses mungkin

Tanggapan teredam ( > 1) Tanggapan osilasi teredam ( 0 < < 1)

Tak stabil ( < 0)

y y

y

Osilasi kontinyu( = 1)


12/22

perlu dikorbankan semata mata untuk mencapai tujuan yang lebih besar,

yaitu kebutuhan operasi keseluruhan agar berjalan sesuai yang dinginkan.

2.7.2 Tujuan Ideal dan Praktis

Tujuan ideal adalah mempertahankan nilai variabel proses agar

sama dengan nilai acuan. Sedangkan tujuan praktis adalah

mempertahankan nilai variabel proses disekitar nilai acuan dalam batas

batas yang ditetapkan.

Tujuan pengendalian erat berkaitan dengan kualitas pengendalian

yang didasarkan atas bentuk tanggapan variabel proses. Setelah terjadi

perubahan nilai acuan (setpoint) atau beban diharapkan.

o Penyimpangan maksimum dari nilai acuan sekecil mungkin

o Waktu yang diperluakan oleh variabel proses mencapai kondisi

mantap sekecil mungkin

o Perbedaan nilai acuan dan variabel proses setelah tunak sekecil

mungkin

Atau dapat dinyatakan dengan istilah umum sebagai berikut :

o Minimum overshoot

o Minimum settling time

o Minimum offset

Dengan kata lain kualitas pengendalian yang diharapkan adalah :

o Tanggapan cepat

o Hasilnya stabil dan tidak ada penyimpangan dengan nilai acuan

Gambar 2.7.2.1 Tanggapan sistem pengendalian

beban

Maximum error(overshoot)

variabel

Settlin time

o set


13/22

2.8 Kriteria Kualitas Pengendalian

Evaluasi kinerja sistem pengendalian memerlukan dua hal yaitu

jenis tes dan kriteria yang tepat. Jenis tes yang paling sering dipakai adalah

dengan cara mengubah nilai acuan atau beban secara mendadak (step

response test). Dari hasil tes selanjutnya dihitung apakah memenuhi

kriteria atau tidak. Kriteria yang paling umum dipakai industri adalah :

o Redaman seperempat amplitudo (quarter amplitudo decay ratio)

Kriteria ini merupakan kriteria popular di kalangan praktisi dan

teoritis, sebab mampu mengakomodasikan ketiga kualitas

pengendalian sebagaimana sudah disebutkan. Maksud kriteria

redaman seperempat amplitude adalah, amplitudo puncak berikutnya

memiliki nilai seperempat dari puncak amplitudo sebelumnya. Atau

decay ratio sebesar 0,25.

o Nilai acuan dari integral galat absolut (integral absolut error,IAE)

Kriteria ini dipakai jika overshoot diatas nilai acuan tidak

diperkenankan. Kondisi redaman kritik merupakan batas osilasi

tersendam. Tanggapan pasa redaman kritik adalah paling cepat dan

tanpa overshoot.

o Redaman kritik (critical damping)

Kriteria integral galat absolute menunjukkan luas total galat.

1. Kriteria Redaman Seperempat Amplitudo

Kriteria ini merupakan kriteria populer di kalangan praktisi dan teoritisi,

sebab mampu mengakomodasi ketiga kualitas pengendalian

sebagaimana tersebut pada butir (2.4.5). Maksud kriteria redaman

seperempat amplitudo adalah amplitudo puncak berikutnya memiliki

nilai seperempat dari puncak amplitudo selanjutnya atau decay ratio

sebesar 0,25.

2. Kriteria Redaman Kritik

Kriteria ini dipakai jika overshoot diatas nilai acuan tidak

diperkenankan. Kondisi redaman kritik merupakan batas osilasi teredam.

Tanggapan pada redaman kritik adalah paling cepat dan tanpa overshoot.


14/22

3. Kriteria Nilai Minimum dari Integral Galat Absolut

Kriteria integral galat absolut menunjukkan luas total galat.

Gambar 2.8.1 kriteria integral galat absolut (IAE)/ luas daerah yang diarsir

2.9 Model-model Pegendalian

2.9.1 Pengendalian Proportional

Pengendalian proportional menghasilkan sinyal kendali yang

besarnya sebanding dengan sinyal galat (error). Sehingga terdapat

hubungan tetap dan lancar antara variabel proses (PV) dan posisi elemen

kendali akhir. Gain pengendali proportional adalah perubahan posisi katub

dibagi dengan perubahan tekanan. Di kalangan praktisi industri besaran

gain kurang populer. Sebagai gantinya dipakai besaran Proportional Band

(PB) yaitu perubahan galat / variabel proses yang dapat menghasilkan

perubahan sinyal kendali sebesar 100%. Besaran ini lebih mencerminkan

kebutuhan pengendalian dibandingkan gain proportional.

Lebar proportional band menentukan kestabilan sistem

pengendalian. Semakin kecil nilai PB pengendali semakin peka (tanggapan

semakin cepat). Offset yang terjadi semakin kecil tetapi sistem menjadi

stabil tetapi pengendali tidak peka dan offset besar. Pada PB sama dengan

nol maka perilaku pengendali proportional menjadi sama dengan

pengendali on off. Satu satunya problem pengendalian proportional

adalah selalu menghasilkan galat sisa (residual error atau offset) yangdisebabkan perubahan beban, sebab dengan perubahan beban memerlukan

nilai sinyal kendali (u) yang berbeda. Dengan demikian offset memang

diperlukan untuk menjaga nilai sinyal kendali baru (u) yang berbeda

dengan Uo, untuk menjaga keseimbangan massa dan atau energi yang

baru.

Sifat sifat pengendalian proportional adalah keluaran sinyal

kendali terjadi seketika tanpa ada pergeseran fase (c=0).


15/22

2.9.2 Pengendali Proportional Integral (PI)

Penambahan integral pada pengendali proportional dimaksudkan

untuk menghilangkan offset. Mekanismenya mirip dengan kerja operator

yaitu dengan membuat nilai bias baru. Sehingga variabel proses sama

dengan nilai acuan untuk mengulang aksi proportional. Penambahan aksi

integral menambah kelambatan dan ketidakstabilan sistem. Pengaturan

waktu integral (T) tergantung pada waktu mati sistem proses. Waktu

integral tidak boleh kecil dibandingkan waktu mati. Jika waktu integral

lebih kecil dari waktu mati, maka keluaran pengendali terlalu cepat

berubah dibanding tanggapan sistem proses. Hal ini mengakibatkan

overshoot dan osilasi berlebihan. Sifat sifat pengendali proportional

integral (PI) adalah :

-

Fase sinyal kendali tertinggal terhadap fase sinyal galat

- Tidak terjadi offset

-

Tanggapan sistem lebih lambat dan cenderung kurang stabil.

2.9.3 Pengendali Proportional Integral Derivative (PID)

Kelambatan akibat aksi integral dihilangkan dengan menambahkan

aksi derivatif pada pengendalian PI sehingga menghasilkan jenis

pengendalian PID. Aksi derivatif bertujuan untuk mempercepat tanggapan

sekaligus memperkecil overshoot variabel proses. Namun penambahan

derivatif menyebabkan sistem menjadi peka terhadap noise. Selain itu

penambahan aksi derivatif tidak sesuai untuk proses yang memiliki waktu

mati dominan (lebih dari setengah konstanta waktu).

Sifatsifat pengendali proportional integral derivatif :

- Tidak terjadi offset dan peka terhadap adanya noise

-

Tanggapan cepat dan amplitudo osilasi kecil (lebih stabil)

2.10 Transfer Function

a C

e

u

M+

W-

y-

R+

H

GC GV GP


16/22

( )


17/22

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah PCT-40

Bahan yang digunakan adalah air

3.1 Prosedur Kerja

1. Memastikan bahwa peralatan telah terhubung dengan benar, seperti kabel

USB dan selang pembuangan di bawah tangki.

2. Menyalakan Komputer dan alat.

3. Mengklik dua kali ikon PCT-40.

4. Pilih Section 10 : Flow Controllalu klik load.

5. Mengklik ikon View Graphlalu klikFormatdan pilih Graph Data.

6. Mengklik ikon View Diagram

7. Mengklik ikonPIDlalu setting:

Proportional Band(P) : 2

Integral Time (I) : 0

Derivative Time (D) : 0

Set Point : 250

Pilih Mode of Operation Automatic

Klik OK

8. Klik apply kemudian klik OK

9. Klik ikon GO.

10.

Mengamati respon yang terjadi dengan membuka grafik dan table data

dengan cara klik ikongraphics.

11. Menimpan semua data dalam bentukMicrosoft Excel (.xls)

12.

Mengulangi langkah di atas dengan memvariasi nilai PB (Proportional

Band)dengan nilai 2, 5, 10, 20, 30, dan 50%

13. Untuk Pengendalian TD dengan mengulangi langkah 7 hingga 11

dengan Proportional Band : 10% (konstan) ; dan Integral Time 10s

dengan nilaiDerivatife Time variasi 5, 10, 15, 20, 25 dan 30%


18/22

14.

Untuk Pengendalian TI dengan mengulangi langkah 7 hingga 11 dengan

Proportional Band : 10% (konstan) ; dan nilai Derivatife Time: 0

(konstan); dan nilai Integral Time dengan variasi 5, 10, 15, 20,25 dan

30s.


19/22

BAB IV

PEMBAHASAN

Pembahasan

Percobaan yang dilakukan ini adalah control flow merek PCT-40. Tujuandari percobaan ini adalah mengenal peralatan yang digunakan dalam control flow;

mengetahui prinsip kerja dari sensor; mengamati prinsip kerja system control

pressure; mengamati respon dari mode pengendalian PB, TD, dan TI terhadap

flow.

Pada percobaan ini diinginkan setpoint sebesar 250. Yang pertama

digunakan adalah mode pengendalian P (Proportional) atau PB (Proportional

Band) dengan nilai yang divariasikan yaitu 2, 5, 10, 20, 30, dan 50%. Pada PB

10% tanggapannya merupakan osilasi stabil dan lebih dekat dengan setpoint

karena offsetnya kecil, sama halnya dengan PB 20% dan 30% hanya saja lebih

jauh dari setpoint. Sedangkan pada PB 2, 5, dan 50%, tanggapannya adalah osilasi

kontinyul namun jauh dari setpoint dan overshootnya besar. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa mode pengendalian PB cepat stabil tetapi semakin jauh dari

setpoint dan offsetnya juga semakin besar.

Pada mode pengendalian TD (Derivatife Time) digunakan ProportionalBand dengan nilai : 10% (konstan) ; dan Integral Time 10% dengan nilai

Derivatife Time variasi 5, 10, 15, 20, 25 dan 30%. Dari grafik dapat dilihat

tanggapannya osilasi stabil sehingga dari setiap nilai tersebut cenderung stabil,

mendekati setpoint dan overshootnya kecil. Dari perbedaan disetiap perubahan

nilai TD yang divariasikan, nilai PB dan TI yang tetap dapat disimpulkan bahwa

cepat stabil, offset dan overshootnya kecil.

Pada mode pengendalian TI (Integral Time) digunakan PB : 10%

(konstan) ; nilai Derivatife Time: 0 (konstan); dan nilai Integral Time dengan

variasi 5, 10, 15, 20,25 dan 30%. Dari grafik dapat dilihat tanggapan dari nilai PB,

TD tetap dan nilai TI yang divariasikan sehingga tanggapannya adalah osilasi tak

stabil tetapi hasil akhirnya cenderung mendekati setpoint. Dapat disimpulkan

bahwa mode pengendalian dengan variasi ini lebih lambat merespon,

overshootnya kecil, dan mendekati setpoint.


20/22

Dari percobaan yang dilakukan, pengendalian yang optimal adalah pada

mode pengendalian TD yang nilainya divariasikan (5, 10, 15, 20, 25 dan 30%)

dengan menggunakan nilai PB dengan nilai : 10% (konstan) ; dan TI 10% karena

cepat stabil, mendekati setpoint, dan overshoot sangat kecil.


21/22

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan

bahwa :

Pada mode pengendalian PB (Proportional Band) dapat disimpulkan

bahwa cepat stabil tetapi semakin jauh dari setpoint dan offsetnya juga

semakin besar.

Pada mode pengendalian TD (Derivatife Time) yang divariasikan dengan

nilai PB dan TI tetap dapat disimpulkan bahwa cepat stabil, offset dan

overshootnya kecil.

Pada mode pengendalian TI (Integral Time) yang divariasikan dengan nilai

PB dan TD yang tetap dapat disimpulkan bahwa lebih lambat merespon,

overshootnya kecil, dan mendekati setpoint.


22/22

DAFTAR PUSTAKA

Ramli, 2002.TeknikKontrol Proses, Teknik Kimia.Samarinda :Polnes

Setiawan, 2008.KONTROL PID UNTUK PROSES INDUSTRI.

http//www.kontrolpid.pdf, time: 21.00

Laporan Flow Control (pak ramli) yang fix.docx

Documents

Transcript of Laporan Flow Control (pak ramli) yang fix.docx