Laporan Pengendalian Proses (Temperature Controller)

I. Tujuan juan Dapat mengendalikan suhu air dalam tangki proses secara manual ataupun •

•

secara otomatis menggunakan on-off-controller  dan PID-controller   dan PID-controller  dengan  dengan  pemanasan langsung secara batch Dapat menentuakan nilai Proposional (P), Intergral (I) dan Derivatif (D) dengan metode coba coba, metode Armfield dan metode iegler!"icols

II. Alat Alat dan dan #ahan #ahan a. Alat P$T %&  b. #ahan Air 

III. Dasar Dasar Teo Teori ri 'istem pengendalian proses merupakan faktor ang sangat menentukan dalam menjamin tingkat keberhasilan proses. Dengan unit pengendali ang kuat maka  proses

dapat

dijalankan

pada

kondisi

optimalna

dengan

cara

merejeksimenolak segala macam gangguan seperti fluktuasi laju aliran umpan, suhu, aliran pendingin, ataupun gangguan lain ang tidak terprediksi. *arlin menebutkan bah+a pengendalian proses memberikan kontribusi ang penting dalam dalam

safet safet,,

perli perlind ndun unga gan n

ling lingku kung ngan an

(men (menek ekan an

polu polusi siem emis isii

baha bahan n

 berbahaa), perlindungan peralatan terutama dari over capacitover heated, operasi pabrik ang lancar, menjamin kualitas produk, menjaga operasional  pabrik pada keuntungan maksimumna, dan berguna dalam monitoring dan diagnose proses (*arlin, --). Dalam industri kita mengenal setidakna ada dua jenis sistem pengendali ang  bekerja secara konvensional aitu sistem pengendali umpan balik (/eedback  $ontrol) dan sistem pengendali umpan depan (/eedfor+ard $ontrol). 'istem  pengendali umpan balik akan bekerja berdasarkan tingkat kesalahan ang terjadi pada produk ang dimonitordikontrol besarna. Artina jika variable ang ang dikont dikontrol rol nilain nilainaa (di!set (di!set)) mengal mengalami ami peruba perubahan han (error) (error) maka maka sistem sistem  pengendali ini akan bekerja memanipulasi input pasanganna (mengubah  besarna) sehingga nilai variabel ang dikontrol sebagai output akan sama dengan nilai ang diset (ditetapkan besarna).Dalam feedfor+ard controller, sistem ang terjadi adalah sebalikna dimana gangguan ang ada diukur lebih

dulu, kemudian baru nilai inputna diubah berdasarkan tingkat gangguan ang ada, sehingga harga output ang menjadi tujuan tidak mengalami perubahan atau atau peng pengar aruh uh gang ganggu guan an terh terhad adap ap nila nilaii outp output ut dapa dapatt diku dikura rang ngii atau atau dihilangkan. 'istem pengendalian proses adalah gabungan kerja dari alat!alat pengendalian otomat otomatis. is. 'emua 'emua peralat peralatan an ang ang memben membentuk tuk sistem sistem pengen pengendali dalian an disebu disebutt istrumentasi pengendalian proses. $ontoh sederhana istrumentasi pengendalian  proses adalah saklar temperatur ang bekerja secara otomatis mengendalikan suhu setrika. Instrumentasi Instrumentasi pengendalin pengendalina a disebut temperature switch, switch, saklar  akan memutuskan arus listrik ke elemen pemanas apabila suhu setrika ada di atas titik ang dikehendaki. 'ebalikna saklar akan mengalirkan arus listrik ke elemen pemanas apabila suhu setrika ada di ba+ah titik ang dikehendaki. Pengendalian jenis ini adalah kendali 0"!0//. Tujuan utama dari suatu sistem  pengendalian adalah untuk mendapatkan unjuk kerja ang optimal pada suatu sistem sistem ang ang diranc dirancang ang.. 1ntuk 1ntuk menguk mengukur ur perfor performan mansi si dalam dalam pengat pengatura uran, n,  biasana diekspresikan dengan ukuran 2ukuran +aktu naik (tr), +aktu puncak  (tp), settling (tp), settling time (ts), maximum overshoot (*p), +aktu tundadelay tunda delay time(td), time(td), nilai error, dan damping ratio. "ilai tersebut bisa diamati pada respon transien dari dari suatu suatu sistem sistem pengen pengendal dalian ian,, misal misal gambar gambar .3. .3. Dalam Dalam optimi optimisasi sasi agar  agar  menc mencap apai ai targ target et optim optimal al sesu sesuai ai ang dike dikehe hend ndak aki, i, maka maka sistem sistem kont kontro roll  berfungsi4

melakukan

pengukuran

( measurement ), ),

memb memban andi ding ngka kan n

(comparison), comparison), penc pencat atata atan n dan dan peng penghi hitu tung ngan an ( computation) computation) dan dan perb perbai aika kan n (correction). correction). 5ebih mendetail akan dibahas pada bab  tentang tentang analisis analisis respon respon  pengendalian.

dulu, kemudian baru nilai inputna diubah berdasarkan tingkat gangguan ang ada, sehingga harga output ang menjadi tujuan tidak mengalami perubahan atau atau peng pengar aruh uh gang ganggu guan an terh terhad adap ap nila nilaii outp output ut dapa dapatt diku dikura rang ngii atau atau dihilangkan. 'istem pengendalian proses adalah gabungan kerja dari alat!alat pengendalian otomat otomatis. is. 'emua 'emua peralat peralatan an ang ang memben membentuk tuk sistem sistem pengen pengendali dalian an disebu disebutt istrumentasi pengendalian proses. $ontoh sederhana istrumentasi pengendalian  proses adalah saklar temperatur ang bekerja secara otomatis mengendalikan suhu setrika. Instrumentasi Instrumentasi pengendalin pengendalina a disebut temperature switch, switch, saklar  akan memutuskan arus listrik ke elemen pemanas apabila suhu setrika ada di atas titik ang dikehendaki. 'ebalikna saklar akan mengalirkan arus listrik ke elemen pemanas apabila suhu setrika ada di ba+ah titik ang dikehendaki. Pengendalian jenis ini adalah kendali 0"!0//. Tujuan utama dari suatu sistem  pengendalian adalah untuk mendapatkan unjuk kerja ang optimal pada suatu sistem sistem ang ang diranc dirancang ang.. 1ntuk 1ntuk menguk mengukur ur perfor performan mansi si dalam dalam pengat pengatura uran, n,  biasana diekspresikan dengan ukuran 2ukuran +aktu naik (tr), +aktu puncak  (tp), settling (tp), settling time (ts), maximum overshoot (*p), +aktu tundadelay tunda delay time(td), time(td), nilai error, dan damping ratio. "ilai tersebut bisa diamati pada respon transien dari dari suatu suatu sistem sistem pengen pengendal dalian ian,, misal misal gambar gambar .3. .3. Dalam Dalam optimi optimisasi sasi agar  agar  menc mencap apai ai targ target et optim optimal al sesu sesuai ai ang dike dikehe hend ndak aki, i, maka maka sistem sistem kont kontro roll  berfungsi4

melakukan

pengukuran

( measurement ), ),

memb memban andi ding ngka kan n

(comparison), comparison), penc pencat atata atan n dan dan peng penghi hitu tung ngan an ( computation) computation) dan dan perb perbai aika kan n (correction). correction). 5ebih mendetail akan dibahas pada bab  tentang tentang analisis analisis respon respon  pengendalian.

Gambar 1. 6espon Transien 'istem Pengendalian 1. Kont Kontrrol Pros Proses es 'ebuah komponen dari setiap sistem kontrol proses industri adalah

loop kontrol feedback. Terdiri dari proses, pengukuran, pengendali, dan elemen kontrol akhir, seperti ang ditunjukkan pada 7ambar . 8ika semua elemen ini saling berhubungan, aitu, jika informasi dapat dikirim dikirimkan kan terus terus meneru meneruss sekita sekitarr loop, loop, kontro kontroll loop loop tertutu tertutup p dan feedback otomatis umumna ada.

Tertutup Gambar 2. 'uatu Pengendalian 5oop Tertutup Arus Arus info inform rmas asii ini ini men mened edia iaka kan n sara sarana na untu untuk k kont kontro rol, l, ang ang memungkinkan pemanfaatan bahan baku dan energi ang efisien, jika loop terganggu karena alasan apapun, seperti ketika pengendali ini dikondisikan pada kontrol manual, seperti ang terlihat pada 7ambar  3, itu dianggap loop terbuka dan tidak ada kontrol otomatis.

Gambar 3. 9ontrol 5oop Terbuka

9onsep kontrol feedback otomatis bukanlah hal baru. Aplikasi pada industri terjadi pada tahun ::% ketika 8ames ;att menggunakan bola! terbang untuk mengontrol kecepatan mesin uapna. Pengembangan kontrol feedback otomatis berkembang lambat pada a+alna. 'istem transmisi Pneumatic tidak umum sampai tahun -%&, tetapi beberapa dekade terakhir telah melihat studi ekstensif dan pengembangan dalam teori dan penerapan konsep tersebut. 9ontrol feedback otomatis tidak digunakan secara universal. Dalam 7ambar 3, bagian dari sistem ang terputus, menciptakan kontrol loop terbuka. 9ontrol loop terbuka tidak memberikan informasi dari proses kembali ke pengendali. $ontoh ang paling dekat adalah mesin cuci, ang dapat

diprogram

untuk

mengendalikan

serangkaian

operasi

ang

diperlukan untuk mencuci pakaian, hal itu berjalan berdasarkan siklusna dan, karena tidak ada informasi feedback ang kembali ke perangkat kontrol mengenai kondisi pencucian, mesin cuci itu mati. nergi masuk besar   berhubungan dengan kapasitas proses. 8adi, kami membentuk proporsi air panas ke air dingin, ang dapat dipertahankan terus menerus. Di kamar mandi, seperti dalam proses kontrol kebanakan sistem, elemen kontrol akhir adalah kerangan, ang sebagian membuka atau menutup

untuk

menediakan

mengatur

output

ang

massa sesuai,

atau

aliran

kerangan

energi.

1ntuk 

mengalir

antara

sepenuhna terbuka dan tertutup seperti diposisikan oleh pengendali. Aliran kerangan ini disebut gaa kerangan.