SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP PADA BOILERSISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP PADA BOILER

I.                    PENDAHULUANA.      Latar Belakang

Dalam kegiatan proses khususnya pada teknologi industri, kontrol proses merupakan hal yang tidak bisa dihindarkan. Penggunaan kontrol proses dapat memudahkan pengguna untuk memastikan kriteria yang diinginkan dalam suatu proses dapat tercapai.

Kontrol proses pada industri pertanian dibutuhkan untuk menjamin kualitas dari keluaran yang diinginkan. Dengan kontrol proses diharapkan keluaran yang tidak sesuai dengan baku mutu dapat dieliminir sehingga cost yang ditimbulkan dapat berkurang

Salah satu alat proses dalam industri adalah boiler. Boiler dapat berfungsi sebagai sumber energi untuk menggerakkan alat, proses pemanasan bahan, proses sterilisasi bahan dan proses pemasakan bahan. Banyaknya fungsi yang bisa dilakukan boiler membuat boiler harus mampu untuk memenuhi kebutuhan yang cenderung berubah-ubah.

 B.      Tujuan

Tujuan pembuatan tugas ini adalah untuk mengetahui sistem kontrol tertutup pada boiler serta mengidentifikasi input output serta proses dan bagaimana pengendalian boiler tersebut.

A.    Sistem KontrolSistem kontrol atau sistem kendali adalah suatu mekanisme untuk mengatur

keluaran dari suatu proses dengan bantuan alogaritma tertentu agar sesuai dengan keinginan pengguna. Pengaturan bekerja dengan mengendalikan bagian-bagian sistem yang memiliki pengaruh terhadap keluaran dari sistem. Bagian-bagian sistem ini berupa masukan-masukan yang membentuk fungsi dimana apabila ada masukan yang diubah akan mengubah keluarannya.

Sistem kontrol dibagi menjadi dua bagian yaitu sistem kontrol loop terbuka dan sistem kontrol loop tertutup. Sistem kontrol loop terbuka adalah sebuah sistem yang mana masukan dari sistem ditentukan dan keluarannya tidak mengubah masukan. Hal ini berarti apapun yang terjadi pada keluaran, masukan tidak diubah.

Pada sistem kendali ini, perubahan yang terjadi pada masukan diakibatkan oleh kalibrasi. Kalibrasi ini dilakukan pada saat sistem akan dijalankan dengan memasukkan set point yang diinginkan oleh pengguna. Namun metode ini tidak berarti bahwa keluaran yang diinginkan akan sesuai dengan kebutuhan pengguna, pada gambar diatas Actual Speed tentunya akan berbeda dengan Desired Speed yang timbul karena pengaruh dari banyak hal seperti gaya dan friksi. Akan tetapi tidak ada kontrol balik yang menyesuaikan terhadap perubahan pada Actual Speed.

Sistem kontrol loop tertutup adalah sistem kontrol yang mana masukan pada sistem ditentukan dan keluaran dari sistem dapat ikut mengontrol masukan untuk mengoreksi perbedaan besaran yang terjadi melalui mekanisme umpan balik. 

Pada sistem ini pengguna menentukan set point yang diinginkan, dan keluaran sistem

akan di analisa besar nilainya. Selisih nilai antara masukan dan keluaran akan dikoreksi melalui

mekanisme umpan balik dimana nilai masukan dinaikkan atau diturunkan agar selisihnya

berkurang.

B.     Sistem Kontrol Loop Tertutup BoilerPada sistem ini seperti yang dijelaskan sebelumnya masukan dapat dipengaruhi

oleh keluaran sistem melalui kendali umpan balik. Komponen komponen kendali umpan balik yang digunakan pada umumnya adalah

1.       Masukan

Masukan atau input adalah rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem

kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan. Masukan juga sering

disebut respon keluaran yang diharapkan.

2.       Keluaran

Keluaran atau output adalah tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu   sistem

kendali.

3.       Plant

Seperangkat peralatan atau objek fisik dimana variabel prosesnya akan dikendalikan.

4.       Proses

Berlangsungnya operasi pengendalian suatu variabel proses, misalnya proses kimiawi,

fisika, biologi, ekonomi, dan sebagainya.

5.       Final element

Merupakan alat yang mengeksekusi terjadinya perubahan variabel proses.

6.       Sistem

Kombinasi atau kumpulan dari berbagai komponen yang bekerja secara bersama-sama

untuk mencapai tujuan tertentu.

7.       Diagram blok

Bentuk kotak persegi  yang digunakan untuk mempresentasikan model matematika dari

sistem fisik.

8.       Masukan terpengaruhMerupakan besaran yang diubah dari masukan-masukan yang ada padasistem.

9.       SensorMerupakan alat untuk mendeteksi tanggapan dari keluaran.

Pada tugas ini sistem umpan balik akan diterapkan pada boiler untuk mengatur suhu. Suhu yang dikeluarkan oleh boiler ditentukan di awal namun seiring penggunaan maka terjadi pengurangan pada suhu yang dikeluarkan. Diagram blok dari kontrol sistem ini ditunjukkan melalui gambar berikut.

  

Pengolahan data             Masukan                                              Proses                                                  Keluaran

Diagram blok suhu

Pada diagram diatas masukan yang diinginkan akan melalui final element yang mengeksekusi perintah terebut. Perintah tersebut diproses kepada plant dan akan menghasilkan keluaran berupa suhu. Sensor suhu (T) akan melakukan penilaian terhadap keluaran melalui pengolahan data. Kemudian hasilnya akan diubah menjadi perintah kepada controler untuk menambah masukan yang dieksekusi oleh final element kepada  plant dan menghasilkan keluaran yang sesuai dengan masukan yang diinginkan.

Masukan pada sistem ini yang dipengaruhi adalah bahan bakar, kemudian final element adalah burner, plant adalah tangki Boiler, sensor adalah termometer, keluaran berupa uap air, controller adalah valve bahan bakar dan pengolahan data berupa computer. sistem fisik pada kontrol suhu ini digambarkan sebagai berikut.

Plant Final

element 

 

  

                                                                                                      

Air                                                                                                  Uap

  

Bahan Bakar

Pada sistem, input berupa air dan bahan bakar namun masukan terpengaruh hanya bahan bakar karena jumlah air tidak mempengaruhi suhu uap secara langsung dan perubahan volume air diabaikan dengan asumsi ketinggian volume air terjaga. Hal yang mempengaruhi suhu uap adalah tekanan pada boiler yang dihasilkan dari air yang dipanaskan melalui burner. semakin tinggi suhu burner maka semakin banyak jumlah uap yang dihasilkan yang berbanding lurus dengan kenaikan tekanan dan kenaikan suhu. Jumlah uap yang dihasilkan ini dengan asumsi flow keluar uap tetap maka tekanan akan naik. Naiknya tekanan berbanding lurus dengan naiknya suhu. Kenaikan ini akan mempengaruhi pembacaan sensor dan sistem kendali dilakukan lagi sampai keluaran mencapai hasil konstan mendekati ideal.

III.               Kesimpulan

 Boiler sebagai sumber energi dan sumber panas sangat membutuhkan kontrol proses dalam penggunaanya. Kontrol proses loop tertutup ini dibutuhkan karena banyaknya fungsi yang bisa dilakukan boiler membuat boiler harus mampu untuk memenuhi kebutuhan yang cenderung berubah-ubah.

Pada tulisan ini dibahas mengenai sistem loop tertutup dengan variabel kontrol berupa suhu dan masukan terpengaruh bahan bakar. Asumsi pada sistem ini adalah level air terjaga dan flow uap tetap.

Pada sistem, kontrol dilakukan terhadap suhu melalui assesment pada keluaran oleh termometer yang diteruskan ke komputer untuk menghitung besarnya perubahan volume bahan bakar yang masuk ke burner untuk memanaskan boiler. Sistem ini berulang hingga mencapai besaran suhu yang mendekati ideal.