PENGENDALIAN KONTINYU ( PC10 – 3 ) I. TUJUAN 1. Mendemonstrasikan pengendalian secara kontinyu P, PI, PD dan PID 2. Mengubah setting variabel pada process controller II. DASAR TEORI Berlainan dengan mode pengendali tidak kontinyu (on/off) yang memberikan harga ouptut dalam keadaan terputus-putus dan tidak halus : 0% 100% 0% secara berulang, maka mode pengendali kontinyu memberikan harga output perubahan yang mulus pada setiap perubahan beban (error). Mode pengendali kontinyu pada dasarnya dibagi 3 jenis yaitu : a. Mode Pengendali Proporsional b. Mode Pengendali Integral c. Mode Pengendali Derivatif Pada aplikasinya, ketiga mode pengendali ini sering digabung untuk meningkatkan hasil pengendalian dan mengurangi kekurangan mode tunggal. Mode Proporsional Merupakan mode perbaikan dari pengendali dua posisi (on/off) dimana terdapat hubungan garis lurus yang mulus antara output dan error yang terjadi. Pada
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PENGENDALIAN KONTINYU
( PC10 – 3 )
I. TUJUAN
1. Mendemonstrasikan pengendalian secara kontinyu P, PI, PD dan PID
2. Mengubah setting variabel pada process controller
II. DASAR TEORI
Berlainan dengan mode pengendali tidak kontinyu (on/off) yang
memberikan harga ouptut dalam keadaan terputus-putus dan tidak halus : 0%
100% 0% secara berulang, maka mode pengendali kontinyu memberikan
harga output perubahan yang mulus pada setiap perubahan beban (error).
Mode pengendali kontinyu pada dasarnya dibagi 3 jenis yaitu :
a. Mode Pengendali Proporsional
b. Mode Pengendali Integral
c. Mode Pengendali Derivatif
Pada aplikasinya, ketiga mode pengendali ini sering digabung untuk
meningkatkan hasil pengendalian dan mengurangi kekurangan mode tunggal.
Mode Proporsional
Merupakan mode perbaikan dari pengendali dua posisi (on/off) dimana
terdapat hubungan garis lurus yang mulus antara output dan error yang terjadi.
Pada rentang error di dekat setpoint, setiap harga error mempunyai hubungan
linier yang mencakup output pengendalian dari 0% - 100% yang disebut pita
proporsional ( Proportional Band ).
Persamaan yang digunakan adalah :
P = Kp.Ep + Po pb = 100/Kp
Dimana : P = output pengendali
Kp = konstanta proporsional antara error dan output pengendali
Ep = error persen skala penuh
100%
50%
0%
%P
Pb kecil
PB besar
Kp2
Kp1SP
Po = output pada saat tak terdapat error
Gambar Hubungan % power output terhadap Proporsional Band
Kelemahan dari mode proporsional apabila digunakan tunggal adalah
kecenderungan pengendali untuk mengalami offset, yaitu error residu di sekitar
daerah setpoint. Pada keadaan ini controller (pengendali) mengalami gangguan
tidak dapat memberikan output yang seharusnya, pengendali hanya memberikan
output yang sama walau error bertambah.
Mode Integral
Sedangkan mode pengendali integral disebut juga mode reset karena
pengendali bergerak dengan cepat mengembalikan beban kembali ke error nol
(setpoint). Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :
dP/dt = Ki.Ep
dimana: dP/dt = laju perubahan output pengendali (% / s)
Ki = konstanta integral (% /s / %)
1/Ki = waktu integral (s)
Dengan persamaan untuk output pengendali, P = Ki∫0
t
Ep (t ) dt+Po
Pada aplikasinya output controller akan menggerakkan elemen control akhir
dengan cepat dan memeperkecil error, kemudian elemen control akhir akan
memperlambat gerakan dan sistem kemudian membawa error ke nol (re-set).
Apabila terdapat process lag yang besar, error akan berosilasi di daerah nol dan
menyebabkan sikling yang akan membuat controller jenuh. Mode integral tidak
digunakan secara tunggal melainkan digabung dengan mode proporsional atau
gabungan ketiganya.
Mode Derivatif
Pada mode derivatif, output dari controller tergantung pada laju perubahan
error. Mode ini sering disebut juga mode antisipasi atau mode laju. Kelemahan
mode ini adalah tidak digunakan secara tunggal karena ketika error = nol atau
error = konstan, maka output dari controller akan jenuh dan tak dapat memberikan
output yang sesuai.
Mode derivatif memperbaiki / mempercepat respon terhadap sistem control
dan memberikan efek menstabilkan proses. Respon terhaadap laju perubahan
menghasilkan koreksi yang berarti sebelum error semakin besar (antisipasi error)
terutama untuk sistem control yang perubahan bebannya terjadi secara tiba –tiba,
karena mode melawan perubahan – perubahan yang terjadi dalam output
controller sehingga efeknya menstabilkan loop tertutup dan meredam osilasi yang
terjadi, persamaanya dapat ditulis sebagai berikuta :
P Kd.(dEp/dt) + Po
Dimana : Kd = konstanta derivatif (% / s / %)
dEp/dt = laju perubahan error (% / s)
Mode Gabungan
Mode gabungan adalah mode pengendali yang menggabungkan mode
proporsional dengan mode integral dan mode derivatif (PI, PD, maupun PID).
Penggabungan ini mengurangi offset dan memberikan harga keluaran baru saat
terjadi offset, mestabilkan sistem dan mencegah error konstan. Penggabungan ini
akan menghasilkan pengendalian yang sempurna.
III. ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Alat PC10 + trimtool
2. Kabel penghubung 4 pasang
IV. PROSEDUR
1. Pengendalian Proporsional Sebanding Waktu
a. Menghidupkan alat PC10 dengan baik dan lakukan kalibrasi manual
output terhadap voltmeter dan process controller (PC10 – 1). Memasang
lampu indikator 24 VAC di soket 24 VAC.
b. Mengubah pengaturan pada tabel setting di layar process controller seperti
berikut :
Pengaturan
Controller
Kode Nilai Satuan
Set Point - 50 %
Proportionel Band ProP 20 %
Integral Time Int 0 Menit
Derivatif Time dEr 0 Detik
Waktu Siklus
(cycle time)
CY-t 10 Detik
Batas Daya
(Power Limit)
Pr-L 100 %
Batas Set Point
(Set Point Limit)
SP-L 100 %
Rentang (Range) CS-1 - 0 5 8 -
Aksi control
(control action)
CS-2 - D - - -
Kalibrasi :
Span SPAn 100% pada 20 mA
Zero ZErO 0% pada 4 mA
c. Melakukan penghilangan offfset awal ; memutar tombol manual output 4 –
20 mA searah jarum jam hingga tampilan dilayar variabel proses 50% ≈ 12
mA. Menekan tomnol F 1x kemudian menekan tombol manual (bergambar
tangan) hingga lampu tanda manual nyala menunjukkan pengendali dalam
kondisi manual. Atur power output ke harga 50% dengan menekan tombol
digit dan kemudian menekan tombol F kembali untuk
mengaktifkan mode otomatis.
d. Memutar tombol manual 4 – 20 mA berlawanan arah jarum jam ke 4 mA,
pembacaan di layar variabel proses akan 0%, menekan tombol F 1x,
mencatat harga power output di layar digit. Mengamati lampu indikator
semestinya hidup. (Pr semestinya 100%, lampu hidup karena CS2 pada
posisi reverse, terbalik).
e. Menaikkan input dengan memutar tombol manual searah jarum jam ke
10% pada tampilan di layar variabel proses. Menekan F dan mencatat
harga power output. Hati – hati memutar tombol manual, perlahan
kekanan, jangan mengulang kekiri karena akan dapat menyebabkan
terjadinya offset. Apabila terjadi offset, ulangi prosedur penghilangan
offset.
f. Mengulangi langkah 4 hingga input 100%. Tabulasikan data.
g. Mengubah harga CY-t pada tabel setting menjadi 20 detik, mengamati
waktu hidup dan mati lampu untuk setiap rentang 20% dari 0 – 100%.
Tabulasikan data.
h. Mengubah CS-2 menjadi –d-, mengulangi langkah 7. Tabulasikan data.
i. Mengubah power limit (PrL) menjadi 50% dan 40%. Mengamati keadaan
lampu dan harga Pr.
j. Mengubah set point limit (SpL) menjadi 50% dan 40%. Mengamati