Rio Ferryunov 0906489473 UAS SPK
-
Upload
rio-ferryunov-andie -
Category
Documents
-
view
52 -
download
3
Transcript of Rio Ferryunov 0906489473 UAS SPK
UAS SPK
RIO FERRYUNOV ANDIE (0906489473)
Dalam kasus ini, terdapat propylene glycol reactor dimana akan diatur pemasangan
kontroler dalam proses tersebut. Kontroler diperlukan agar proses dapat berjalan dengan
optimal jika terdapat parameter-parameter penting yang mempengaruhi proses tersebut dapat
dikendalikan. Dalam kasus ini terdapat reaktor CSTR, dimana pada reaktor temperatur
diusahakan dijaga dalam kondisi optimal. Temperatur reaktor yang terlalu tinggi akan
menyebabkan ketidakselektivan pada sistem sedangkan reaktor dengan temperatur yang
terlalu rendah akan menyebabkan produk atau konversi yang dihasilkan tidak optimal. Maka
dari itu, pada proses ini perlu dipasang kontroler suhu (TC) agar reaksi berlangsung secara
optimal. Kontroler kedua yang perlu dipasang adalah level control pada reaktor. Level control
berfungsi untuk menjaga ketinggian reaktan dalam reaktor dalam kondisi aman. Jika
ketinggian reaktan melebihi batas aman, maka akan membahayakan karena terjadinya
peningkatan tekanan. Bahaya yang terjadi misalnya ledakan akibat kelebihan tekanan.
Kemudian kontroler yang ketiga adalah glycol concentration control dimana bertujuan agar
produk yang diharapkan sesuai. Dan dilakukan penambahan flow control untuk mengontrol
water feed yang masuk ke dalam CSTR.
Langkah yang dilakukan pada pemasangan kontroler sampai ditemukan parameter
yang sesuai adalah:
1. Memasang kontroler yang akan digunakan ke dalam simulasi UniSim.
2. Menginput nilai Kc dan Ti sebagai nilai awal yang mana belum optimum.
3. Melakukan model testing untuk mengetahui uji kinerja dari kontroler, yang
menghasilkan data berupa OP dan PV.
4. Membuat grafik PRC dengan mengeplot data PV dan OP yang diperoleh.
5. Menhitung nilai nilai Kp, t, θ, Kc dan Ti dari grafik yang diperoleh dengan
menggunakan dua metode yaitu Ziegler Nichols dan Lopez.
6. Memasukan nilai Kc dan Ti yang diperoleh dari dua metode tersebut.
7. Mengamati respon sistem setelah dimasukkan nilai Kc dan Ti yang baru dan diganti
set point nya untuk melihat respon yang dihasilkan cepat atau lambat
8. Menganalisa hasil tuning yang diperoleh untuk kedua jenis metode.
Berikut adalah deskripsi dari kasus yang akan disimulasikan.
Pada simulasi ini, akan digunakan kontroler PI. Pemilihan kontroler PI ini didasarkan
atas beberapa pertimbangan, yaitu kontroler PI memiliki kinerja yang cukup baik yang
ditandai dengan offset yang rendah sehingga hasil penyetelan yang dihasilkan akan mendekati
setpoint yang diharapkan. Selain itu harga dari kontroler PI juga jauh lebih murah
dibandingkan dengan kontroler PID, sedangkan kinerja kontroler PI tidaklah berbeda jauh
dengan kontroler PID.
Setelah kontroler dipasang, maka dilakukan running dengan memasukkan nilai Kc
dan Ti awal yang nilainya sembarang. Tujuannya adalah untuk mengetahui kinerja yang
terbaik yang diketahui dari nilai PI yang akan didapat. Sebelum menghitung penyetelan PI,
dicari FOPDT, yaitu Kp,τ , θ, Kc. Nilai tersebut digunakan untuk menghitung Kc dan Ti dari
metode Ziegler Nichols dan Lopez. Nilai Kc dan Ti dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut:
Metode Ziegler Nichols
Metode Lopez
Setelah diperoleh nilai Kc dan Ti dari tunning metode Ziegler Nichols dan Lopez,
maka nilai Kc dan Ti tersebut di input kedalam simulasi UniSim. Setelah tunning dilakukan
maka program dijalankan disertai dengan mengubah setpointnya. Pengubahan setpoint ini
betujuan untuk mengetahui cepat atau lambatnya respon terhadap disturbance yang
diberikan.
Berikut adalah hasil yang diperloh setelah dilakukan penyetelan PI.
1. TC-Reactor
Sebelum dilakukan tunning, ketika diberi gangguan, grafik yang dihasilkan adalah
sebagai berikut:
Terlihat responnya masih belum baik, ditandai dengan belum stabil dan mendekatinya grafik PV dan SP. Setelah di tunning masing-masing dengan metode Ziegler Nichols dan Lopez. Nilai Kc dan Ti diperloh dengan perhitungan di excel dan diperloh hasil akhir untuk Kc dan Ti adalah sebagai berikut:
Kc TiZiegler Nichols 0.85 346.239Lopez 0.87229 150.5321
Grafik setelah tuning adalah sebagai berikut:
Ziegler Nichols
∆ 0.948441
δ 2.950685Kp 2.475015t63% 129.3202t28% 113.054τ 24.39932θ 104.9209
Lopez
Pada kasus ini terlihat dari grafik bahwa pada kedua kontroler menghasilkan respon yang sangat
baik, dengan offset 0. Namun,
respon yang paling cepat ditunjukan pada metode Lopez. Jika dilihat dari overshoot, lopez
meiliki overshoot yang lebih besar dibandingkan Ziegler Nichols. Setelah dilakukan tunning respon nya sangat baik, berbeda pada saat sebelum tuning yang menghasilkan respon yang jelek.
2. LC-Reactor
Sebelum dilakukan tunning, ketika diberi gangguan, grafik yang dihasilkan adalah
sebagai berikut:
Kemudian dari hasil grafik diatas digunakan untuk menghitung FOPDT yang digunakan untuk tunning. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:
∆ 0.711314
δ 4.282555
Kp 0.846272
t63% 145.2
t28% 120.2
τ 37.5
θ 107.7
Kc TiZiegler Nichols 0.493727 215.4Lopez 0.361129 154.519
Grafik setelah tuning adalah sebagai berikut:
Ziegler Nichols
Lopez
Dari kedua metode, respon yang dihasilkan cukup lambat, yang ditandai dengan banyaknya osilasi yang terjadi sebelum mencapai set pint yang diharapkan. Respon yang lambat diakibatkan mungkin karena tunning yang belum sesuai.
3. Concentration Control
Grafik yang diperoleh dari UniSim sebelum tunning menghasilkan respon yang jelek, seperti yang terlihat pada grafik dibawah ini. Terjadi osilasi dalam range yang lebar dalam waktu yang cukup lama sebelum akhirnya set point tercapai.
Hasil perhitungan tunningnya adalah sebagai berikut:
Kc TiZiegler Nichols 4.1 300Lopez 4.6 467
Setelah tunning diperoleh grafik sebagai berikut:
Ziegler Nichols
Lopez
Sebelum dilakukan tunning, terlihat bahwa grafik yang terbentuk tidak mencapai respon dengan cepat. Setelah dilakukan tunning, baik dengan ziegler nichols maupun Lopez, menghasilkan respon yang cukup baik dengan ditandai nilai offsetnya mendekati nol.
Flow Control
Flow control merupakan setelan kontroler baru yang dipasang pada sistem yang tersedia, yang berguna untuk mengontrol laju alir water feed yang akan masuk kedalam reaktor.
Sebelum Tuning
Hasil Tuning yang diperoleh
Kc TiZiegler Nichols 0,51 24Lopez 0,62 41
Ziegler Nichols
Lopez
Pada gambar diatas, terlihat bahwa set pinot pada saat sebelum tuning sangatlah jauh peerbedaannya. Setelah melaukan tunning, dengan metode Ziegler Nichols menghasilkan respon yang sangat baik dengan offset dan overshoot yang rendah.
Kesimpulan
Jika dibandingkan hasil sebelum dan sesudah tunning, respon yang dihasilkan setelah tunning jauh lebih cepat dibandingkan sebelum tunning, karena setelah tunning sudah dilakukan perhitungan parameter-parameter yang diperlukan dalam penyetelan dan telah di set sehingga mencapai kinerja kontroler yang optimal.