SRI UTAMI, M.TPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Terminologi pada Sistem Kontrol

SistemSebuah susunan komponen – komponen fisik yang saling

terhubung dan membentuk satu kesatuan untuk melakukan aksi tertentu

Contoh : tubuh, pemerintahan, motorKontrol

mengatur, mengarahkan, memerintahkanInput (Set Point, Reference)

Respon sistem yang diinginkanOutput

Respon sistem sebenarnyaPlant

Obyek yang dikontrol

Contoh Sistem Kontrol - Elevator

(a) Early elevators were controlled by hand ropes or an elevator operator

(b)Modern Duo-lift elevators make their way up the Grande Arche in Paris Today, elevators are fully automatic, using control systems to regulate position and velocity

Contoh Sistem Kontrol - Elevator

Input : lantai 4Output (elevator response) : lantai – lantai yang

dilewati elevatorTransient responseSteady state response steady state error

5

+-

Error detector(comparator)

Set Point(input)

Sinyal feedback

Sensor

Sinyalerror Kontroller

Sinyal kontrol

Aktuator

Energy orfuel

Variabelyg dimanipulasi

Plant/Process

Variabel ygdikontrol (output)

Disturbances/gangguan

Variabel yg.diukur

Diagram Blok dan Komponen-komponennya

e(t) u(t)r(t)

y(t)

6

Diagram Blok dan Komponen-komponennya

Variabel yang dikontrolVariabel aktual yang diawasi dan dijaga pada nilai tertentu

yang diinginkan di dalam proses.Variabel yang diukur

Kondisi dari controlled variable pada saat tertentu dalam pengukuran

Sensor“Mata” sistem, mengukur controlled variable dan

menghasilkan sinyal output yang mewakili statusnya Sinyal feedback

Output dari measurement device. Set Point

Nilai dari controlled variable yang diinginkan Error detector

Pembanding set point dengan sinyal feedback, dan menghasilkan sinyal output yang sesuai dengan perbedaan tersebut

7

Sinyal errorOutput dari error detector

Kontroler“Otak” dari sistem. Ia menerima error sebagai input dan

menghasilkan sinyal kontrol yang menyebabkan controlled variable menjadi sama dengan set point

Aktuator“Otot” dari sistem. Ia adalah alat yang secara fisik

melakukan keinginan kontroler dengan suntikan energi tertentu

Variabel yang dimanipulasiBesaran fisik yang merupakan hasil dari kerja yang

dilakukan aktuator. Plant/proses

Proses tertentu yang dikontrol oleh sistem Disturbances/gangguan

Faktor pengganggu, menyebabkan perubahan pada variabel yang dikontrol

Diagram Blok dan Komponen-komponennya

Sistem kontrol open loop Aksi kontrolnya tidak tergantung dari output sistem. Tidak dapat memberikan kompensasi/koreksi jika ada

gangguan (lihat gambar a). Contoh : mesin cuci, oven, AC, dll.

Ketepatan hasil bergantung pada kalibrasi. Sederhana dan murah.

Sistem kontrol close loop Aksi kontrolnya bergantung pada output sistem

(melalui feedback). Mengatasi kelemahan sistem open loop karena bisa

memberikan koreksi saat ada gangguan Mungkin terjadi “overkoreksi”, sehingga sistem justru

menjadi tidak stabil Kompleks dan mahal, karena komponen lebih banyak

Contoh : pengaturan kecepatan motor, pendingin-pemanas ruangan

8

Open Loop VS Close Loop

KONTROL LUP TERTUTUPMerupakan system kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan Sistem kontrol lup tertutup adalah system kontrol berumpan balik.Sinyal kesalahan penggerak merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik

Konsep sistem kontrol lup tertutup pada sistem termalDi sini manusia bekerja sebagai kontroler untuk menjaga

temperatur air panas pada harga tertentu. Termometer yang dipasang pada pipa keluaran air panas mengukur temperatur yang sebenarnya dan sebagai keluaran system kontroler automatik digunakan untuk menggantikan operator manusia

Sistem kontrol lup terbukaSistem kontrol lup terbuka adalah system kontrol

yang keluarannya tidak berpengaruh pada aksi pengontrolan,jadi keluarannya tidak diukur atau diumpan balikan untuk dibandingkan dengan masukan

Sebuah contoh praktis adalah mesin cuci. Perendaman,pencucian dan pembilasan pada mesin. Mesin ini tidakmengukur sinyal keluaran, misalnya kebersihan pakaian

ContohPerhatikan gambar system pengontrolan tinggi muka cairan

Buatlah blok diagramnya dari gambar berikutBuatlah blok diagramnya lagi jika operasi

dikendalikan oleh manusia (manual)

Pengendali ON-OFFFluktuasi proses (range proses)PV (Process Variable) = Controlled

Variable

Duty cycle pengendaliwaktu on & off

kondisi steady state (mantap)

PROPORTIONALOFFSET

AB

max overshoot & undershoot

Amplitudo Decay • Parameters defined:

• t(rise) = rise time • t(rt) = settling or

response time • B = overshoot • C/B = decay ratio • T = period • D = range (difference

between old and new steady state value)

rise time

0%

100%

settling time

Proportional

Integral

Derivative

ReferencesOgata, Katsuhiko. Modern Control

EngineeringAltmann, Wolfgang. Practical Process Control

for Engineers and TechniciansPAControl. Process Control Fundamental