1. Ananda Putra Sangaji (1106070703)2. Riky Maulana Ikhwan (1106068522)

3. Yogiswara Paramatatya (1106070804)

TUGAS AKHIR PENGENDALIAN PROSES

Tugas Akhir

Gambar di samping adalah pengendalian konsentrasi keluaran dari dua CSTR yang dirangkai secara seri

Laju reaksinya: a) rA(t) = kCA(t) lbmoles/gal-min.

b) rA(t) = kCA2(t) lbmoles2/gal-min.

V1 = 10 gal dan V2 = 12 gal

k1 = k2 = 0.1 min.-1

Densitasnya konstan

Pertanyaan1. Turunkan model dinamiknya2. Buat model dinamik tersebut dalam Simulink3. Ukur control valve (Cv)-nya untuk 100% overcapacity dengan

aliran nominalnya 100 gpm. Jatuh tekanan melalui valve tetap sebesar 9 psi dan gravitas spesifiknya 0.81. Asumsikan konstanta waktu aktuator valvenya diabaikan dan valvenya jenis linear AO. Hitung valve gain (Kv)-nya

4. Transmiter konsentrasi dikalibrasi pada rentang 0 hingga 0.2 lbmoles/gal dan konstanta waktu 0.5 min. Tentukan fungsi alihnya

5. Jika digunakan pengendali P, PI dan PID, cari kinerja pengendali yang optimal (bandingkan hasil ZN dan outotuner-nya Matlab)

Jawaban Nomor 1

Jawaban Nomor 1Orde 2CSTR 1:

CSTR 2:

𝐹𝐶 𝐴0𝑉

−𝐹𝐶𝐴1

𝑉−𝑘𝐶 𝐴1

2=𝑑𝐶 𝐴1

𝑑𝑡

𝐹𝐶 𝐴0𝑉

−𝐹𝐶𝐴1

𝑉−2𝑘𝐶 𝐴𝑠𝐶𝐴1=

𝑑𝐶 𝐴1

𝑑𝑡

𝐹𝐶 𝐴1𝑉

−𝐹 𝐶𝐴2

𝑉−𝑘𝐶𝐴2=

𝑑𝐶 𝐴2

𝑑𝑡

𝐹𝐶 𝐴1𝑉

−𝐹 𝐶𝐴2

𝑉−2𝑘𝐶 𝐴𝑠𝐶𝐴2=

𝑑𝐶 𝐴2

𝑑𝑡

Jawaban Nomor 2Membuat model dinamik dengan SIMULINK MATLABOrde 1:Untuk tanki CSTR 1:

Jawaban Nomor 2Untuk Tanki CSTR 2:

Jawaban Nomor 3Diketahui: = 0,81 = 9 psiF = 100 gpmDitanya: Berapa Kv?

𝑪𝒗= 𝒇 √ 𝑮 𝒇

∆𝒑𝒗

=100𝑔𝑝𝑚√ 0,819𝑝𝑠𝑖=30 𝐾𝑣=

30100

%=0,3

Jawaban Nomor 4 (Belum Lengkap)Diketahui: τ =0,5

Jawaban Nomor 5Membuat sistem dalam bentuk openloop

Didapatkan nilai Kp = 34,09Dengan metode Ziegler – Nichols (PRC) didapat:

Jawaban Nomor 5Nilai-nilai yang harus dimasukkan ke dalam persamaan-

persamaan Ziegler-Nichols dihitung dalam excel, didapat:

Nilai-nilai di atas didapat dengan memasukkan nilai-nilai berikut:

  Kc τI τoP 0.09225    PI 0.08302 9.66699  PID 0.1107 5.806 1.4515

I D0.00859 0.16067

t63% t28% τ ϴ K

12.032 5.946 9.129 2.903 34.09

Jawaban Nomor 5 (Belum Lengkap)Dibuat dalam sistem closed-loop dengan PID controller

Didapatkan grafik sebagai berikut: