PENGENDALIAN LEVEL

LAPORAN PRAKTIKUM

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pengendalian Proses

Dosen Pembimbing : Ir. Herawati Budiastuti, Ph.D

Disusun oleh :

Ambar Suci Lestarie 101411001

Anditania Sari Dwi Putri 101411003

Arief Satrio 101411005

Kelompok : 4

Kelas : 2A D3-Teknik Kimia

Tanggal Praktikum : 27 Maret 2012

Tanggal Penyerahan : 3 April 2012

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

I. TUJUAN PERCOBAAN

1. Dapat mengetahui dan memahami konsep dasar pengendalian, jenis variabel yang

berperan, unit instrumentasi yang terlibat, serta jenis pengendali yang digunakan

dalam pengendalian level.

2. Dapat mengendalikan level cairan pada titik ketinggian yang diinginkan dengan

sistem pengendali kontinyu atau Proportional Integral Derivative (PID) berbasis

komputer.

II. DATA PENGAMATAN

III. PEMBAHASAN

Ambar Suci Lestarie (101411001)

Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan pengendalian level yang

bertujuan untuk mengetahui dan memahami konsep pengendalian, jenis variabel yang

berperan, unit instrumentasi yang terlibat serta jenis pengendali yang digunakan dalam

pengendalian level, dan mampu mengendalikan laju alir air masuk agar level cairan dalam

tangki sesuai dengan nilai set point (SP) yang diinginkan dengan sistem pengendali kontinyu

atau Proportional Integral Derivative (PID) berbasis komputer.

Proportional Integral Derivative (PID) adalah pengendalian jenis kontinyu. Dengan

jenis pengendalian Proportional Integral Derivative (PID), sinyal akan lebih proporsional

terhadap perbedaan dengan adanya aksi derivatif. Dalam pengendalian Proportional Integral

Derivative (PID) dapat diatur parameter seperti set point (SP), Proportional Band (PB),

Integral Time (IT), dan Derivative Time (DT) untuk mengetahui nilai optimum masing-

masing sehingga didapatkan respon pengendalian yang cepat, tepat dan stabil. Pada

pengendalian level ini, yang menjadi variabel proses (PV) adalah ketinggian cairan atau level

sedangkan variable termanipulasi (MV) adalah aliran masuk air. Nilai Set point (SP) yang

diinginkan pada percobaan ini adalah 50 %.

Pada praktikum pengendalian level ini, ada 3 parameter pengendali yang akan

dioptimasi yaitu Proportional Band (PB), Integral Time (IT), dan Derivative Time (DT).

Pengamatan yang pertama adalah pengendali Proportional (P) dengan memvariasikan nilai

Proportional Band (PB) tetapi nilai Integral Time (IT) dan Derivative Time (DT) tetap yaitu

0,1 menit dan 0 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau nilai noise sama

dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit membedakan antara respon

pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional Integral Derivative (PID) atau

dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai Proportional Band (PB) untuk

mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling mendekati nilai Set point

(SP) dan nilai offset (error) paling kecil. Nilai Proportional Band (PB) menunjukan besarnya

presentase perubahan nilai variabel proses (PV) yang dapat meghasilkan perubahan variabel

termanipulasi (MV). Semakin kecil nilai Proportional Band (PB) pengendali semakin peka

dan tanggapan semakin cepat, offset (error) yang terjadi semakin kecil, tetapi sistem

cenderung tidak stabil dan terjadi osilasi. Variasi Proportional Band (PB) yang praktikan

lakukan mulai dari 50%, 75%, dan 100%. Dari ketiga variasi tersebut diambil besaran yang

terbaik. Dari ketiga grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Proportional

Band (PB) 50% karena pada grafik Proportional Band (PB) 50% memiliki offset (error)

paling kecil di antara grafik dengan Proportional Band (PB) 75% dan 100%. Pengaruh

Proportional Band (PB) pada proses pengendalian adalah semakin besar Proportional Band

(PB) akan semakin besar pula nilai offset (error).

Pengamatan yang kedua adalah pengendali Proportional Integral (PI) untuk

menghilangkan offset (error) tetapi akan membuat respon menjadi lambat dan sistem

cenderung akan mudah tidak stabil. Untuk pengendali Proportional Integral (PI) dilakukan

dengan memvariasikan nilai Integral Time (IT), sedangkan nilai Proportional Band (PB)

digunakan nilai Proportional Band (PB) terbaik pada optimasi pertama yaitu 50%, dan

Derivative Time (DT) tetap yaitu 0 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau

nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit

membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional

Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai

Integral Time (IT) untuk mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling

mendekati nilai Set point (SP), waktu yang diperlukan lebih cepat, dan nilai offset (error)

paling kecil. Nilai Integral Time (IT) menunjukan besarnya waktu yang diperlukan untuk

menghasilkan nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) dengan menghilangkan

offset (error). Semakin besar nilai Integral Time (IT) semakin cepat waktu yang dibutuhkan

untuk untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP) dan offset (error)

yang terjadi semakin kecil. Variasi Integral Time (IT) yang praktikan lakukan mulai dari 0,5

menit, 1 menit, dan 1,5 menit. Dari ketiga variasi tersebut diambil besaran yang terbaik. Dari

ketiga grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Integral Time (IT) 1,5 menit

karena pada grafik Integral Time (IT) 1,5 menit memiliki offset (error) paling kecil di antara

grafik dengan Integral Time (IT) 0,5 menit dan 1 menit. Pengaruh Integral Time (IT) pada

proses pengendalian adalah semakin besar Integral Time (IT) akan semakin kecil nilai offset

(error) dan memiliki waktu paling cepat untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama

dengan Set point (SP).

Pengamatan yang ketiga adalah pengendali Proportional Integral Derivative (PID)

untuk mempercepat respon dan memperkecil overshoot. Untuk pengendali Proportional

Integral Derivative (PID) dilakukan dengan memvariasikan nilai Derivative Time (DT),

sedangkan nilai Proportional Band (PB) digunakan nilai Proportional Band (PB) terbaik

pada optimasi pertama yaitu 50%, dan Integral Time (IT) digunakan nilai Integral Time (IT)

terbaik pada optimasi kedua yaitu 1,5 menit, serta tidak diberikan nilai noise (gangguan) atau

nilai noise sama dengan nol (0) karena apabila diberi noise (gangguan) akan sulit

membedakan antara respon pengendali yang dipengaruhi oleh parameter Proportional

Integral Derivative (PID) atau dipengaruhi oleh noise (gangguan) atau beban. Variasi nilai

Derivative Time (DT) untuk mendapatkan nilai paling baik, yaitu variabel proses (PV) paling

mendekati nilai Set point (SP), waktu yang dibutuhkan paling cepat, memperkecil nilai

overshoot yang dihasilkan oleh komponen integral dan meningkatkan stabilitas kontroler

proses gabungan, dan nilai offset (error) paling kecil. Nilai Derivative Time (DT) menunjukan

besarnya waktu yang diperlukan untuk menghasilkan nilai variabel proses (PV) sama dengan

Set point (SP) dengan menghilangkan offset (error) dan memperkecil overshoot. Semakin

besar nilai Derivative Time (DT) semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai

variabel proses (PV) sama dengan Set point (SP), overshoot yang dihasilkan kecil, dan offset

(error) yang terjadi semakin kecil. Tetapi besar Derivative Time (DT) yang terlalu besar pun

akan membuat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama

dengan Set point (SP) lebih lama, overshoot lebih besar, dan memiliki offset (error) yang

lebih besar. Variasi Derivative Time (DT) yang praktikan lakukan mulai dari 0,5 menit, 1

menit, dan 1,2 menit. Dari ketiga variasi tersebut diambil besaran yang terbaik. Dari ketiga

grafik tersebut, didapat besaran yang terbaik yaitu pada Derivative Time (DT) 1 menit karena

pada grafik Derivative Time (DT) 1 menit memiliki offset (error) paling kecil, overshoot yang

paling kecil, dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama

dengan Set point (SP) lebih cepat di antara grafik dengan Integral Time (IT) 0,5 menit dan 1,2

menit. Pengaruh Derivative Time (DT) pada proses pengendalian adalah semakin besar

Derivative Time (DT) akan semakin kecil nilai offset (error), semakin kecil nilai overshoot,

dan memiliki waktu paling cepat untuk mencapai nilai variabel proses (PV) sama dengan Set

point (SP).

Dari ketiga optimasi parameter di atas, maka dipilih pengendalian jenis Proportional

Integral Derivative (PID) yang sesuai digunakan untuk pengendalian level karena

pengendalian menghasilkan respon yang cepat untuk mencapai set point, stabil (tidak terjadi

osilasi), offset (error) yang dihasilkan kecil, dan tanpa adanya overshoot. Dari variasi-variasi

variabel (parameter) Proportional Integral Derivative (PID) yang dilakukan pada praktikum

pengendali level dengan Set Point sebesar 50% diperoleh parameter yang memiliki nilai yang

terbaik dengan menggunakan variabel Proportional Band (PB) 50%, Integral Time (IT) 1,5

menit, dan Derivative Time (DT) 1 menit.

IV. KESIMPULAN

Dari praktikum pengendalian level, dapat disimpulkan bahwa :

1. Pengendali yang digunakan pada praktikum ini yaitu pengendali Proportional

Integral Derivative (PID) dengan parameter Proportional Band (PB), Integral Time

(IT), dan Derivative Time (DT).

2. Pengendali proporsional dan integral digunakan untuk menghilangkan offset (error),

sedangkan pengendali derivatif untuk mempercepat respon dan memperkecil

overshoot.

3. Dari variasi yang kami lakukan respon yang baik dilakukan dengan Proportional

Band (PB) 50%, Integral Time (IT) 1,5 menit, dan Derivative Time (DT) 1 menit.

4. Jenis pengendali yang paling sesuai untuk mengendalikan level cairan dengan

menggunakan CRL adalah Proportional Integral derivative (PID).