BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kontrol PID merupakan salah satu teknologi yang paling banyak diadopsi pada pengontrolan proses industri. Berdasarkan survey, 97% industri yang bergerak dalam bidang proses ( seperti industri kimia, pulp, makanan, minyak dan gas) menggunakan PID sebagai komponen utama dalam pengontrolannya (sumber: Honeywell,2000). Popularitas PID sebagai komponen kontrol proses dilatarbelakangi terutama oleh kesederhanaan struktur serta kemudahan dalam melakukan tuning parameter kontrolnya. Selain itu kepopuleran PID disebabkan juga oleh alasan historis, yaitu dimulai sekitar 1930’an dimana saat itu strategi kontrol PID diimplementasikan dengan menggunakan rangkaian elektronika analog bahkan banyak diantaranya menggunakan komponen mekanik dan pneumatik murni. Seiring dengan perkembangan teknologi digital dan solid state, produk PID komersil muncul di pasaran dalam beragam model dan bentuk, yaitu dari sekedar modul jenis special purpose process controller (seperti temperatur controller,pressure controller, dan sebagainya) sampai modul kontrol jenis general purpose process controller. Dewasa ini hampir dapat dipastikan modul kontrol PID yang terinstal di industri atau modul komersil yang beredar di pasaran telah didominasi oleh modul digital dengan basis sistem microprocessor. Relative dibandingkan modul analog, modul PID digital ini memiliki beberapa kelebihan, diantaranya yaitu: Dapat diintegrasikan secara mudah dengan sistem lain membentuk sebuah jaringan kontrol. Banyak fungsi dan fitur tambahan yang tidak dapat ditemukan dalam modul PID analog. Kepresisian sinyal kontrol PID digital tidak tergantung komponen yang digunakan. Berbeda dengan kontrol PID analog yang pengolahannya bersifat kontinyu, Di dalam sistem microprocessor, pengolahan sinyal kontrol oleh PID digital pada dasarnya dilakukan pada waktu-waktu diskret. Dalam hal ini konversi sinyal dari
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
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kontrol PID merupakan salah satu teknologi yang paling banyak diadopsi
pada pengontrolan proses industri. Berdasarkan survey, 97% industri yang
bergerak dalam bidang proses ( seperti industri kimia, pulp, makanan, minyak dan
gas) menggunakan PID sebagai komponen utama dalam pengontrolannya
(sumber: Honeywell,2000).
Popularitas PID sebagai komponen kontrol proses dilatarbelakangi terutama
oleh kesederhanaan struktur serta kemudahan dalam melakukan tuning parameter
kontrolnya. Selain itu kepopuleran PID disebabkan juga oleh alasan historis, yaitu
dimulai sekitar 1930’an dimana saat itu strategi kontrol PID diimplementasikan
dengan menggunakan rangkaian elektronika analog bahkan banyak diantaranya
menggunakan komponen mekanik dan pneumatik murni. Seiring dengan
perkembangan teknologi digital dan solid state, produk PID komersil muncul di
pasaran dalam beragam model dan bentuk, yaitu dari sekedar modul jenis special
purpose process controller (seperti temperatur controller,pressure controller, dan
sebagainya) sampai modul kontrol jenis general purpose process controller.
Dewasa ini hampir dapat dipastikan modul kontrol PID yang terinstal di
industri atau modul komersil yang beredar di pasaran telah didominasi oleh modul
digital dengan basis sistem microprocessor. Relative dibandingkan modul analog,
modul PID digital ini memiliki beberapa kelebihan, diantaranya yaitu:
Dapat diintegrasikan secara mudah dengan sistem lain membentuk
sebuah jaringan kontrol.
Banyak fungsi dan fitur tambahan yang tidak dapat ditemukan dalam
modul PID analog.
Kepresisian sinyal kontrol PID digital tidak tergantung komponen
yang digunakan.
Berbeda dengan kontrol PID analog yang pengolahannya bersifat kontinyu,
Di dalam sistem microprocessor, pengolahan sinyal kontrol oleh PID digital pada
dasarnya dilakukan pada waktu-waktu diskret. Dalam hal ini konversi sinyal dari
analog ke digital, pengolahan sinyal error, sampai konversi balik digital ke analog
dilakukan pada interval atau waktu cuplik (sampling) – Tc tertentu. Lebar waktu
cuplik yang dipilih/digunakan pada kontrol digital harus jauh lebih kecil dari
konstanta waktu proses yang dikontrol, hal ini dimaksudkan untuk meminimalkan
hilangnya sebagian informasi yang dikandung oleh sinyal aslinya (sinyal analog).
Kepopuleran PID sebagai komponen kontrol proses dilatarbelakangi
terutama oleh kesederhanaan struktur, serta kemudahan dalam melakukan tuning
parameter kontrolnya. Pada tingkat pengoperasian, seorang operator tidak dituntut
untuk menguasai pengetahuan matematika yang relative rumit, melainkan hanya
dibutuhkan pengalaman lapangan saja. Oleh karena itu kami menyususun makalah
tentang PID.
1.2 Tujuan
1. Mengetahui sejarah perkembangan PID
2. Mengetahui definisi dari PID
3. Mengetahui jenis jenis PID
4. Mengetahui contoh penggunaan PID
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sejarah PID
PID telah diterapkan di industri secara luas jauh sebelum era digital
berkembang, yaitu dimulai sekitar tahun 1930-an, dimana saat itu strategi kontrol
PID diimplementasikan dengan menggunakan rangkaian elektronika analog,
bahkan banyak diantaranya direalisasikan dengan menggunakan komponen
mekanis dan pneumatis murni. Popularitas PID sebagai komponen kontrol proses
dilatarbelakangi terutama oleh kesederhanaan struktur serta kemudahan dalam
melakukan tuning parameter kontrolnya.
Seiring dengan perkembangan teknologi digital dan solid state, dewasa ini
produk PID komersil muncul di pasaran dalam beragam model dan bentuk, yaitu
dari sekedar modul jenis special purpose process controller (seperti Temperature
Controler, Pressure Controller, dan sebagainya) sampai modul kontrol jenis
general purpose process controller atau yang lebih dikenal dengan nama DCS
(Distributed Control System). Bahkan perkembangan terakhir, modul PID ini juga
umum dijumpai dalam bentuk modul independen pada sistem PLC
(Programmable Logic Controller)
2.2 Definisi PID
PID (dari singkatan bahasa Proportional–Integral–Derivative controller)
merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan
karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Komponen kontrol PID ini
terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat
dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita
inginkan terhadap suatu plant.
Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing kontroler P, I dan D
dapat saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi
kontroler proposional plus integral plus diferensial (kontroller PID). Elemen-
elemen kontroller P, I dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk
mempercepat reaksi sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan
perubahan awal yang besar(Guterus, 1994, 8-10)
Gambar 1. Blok diagram kontroler PID analog
Keluaran kontroller PID merupakan jumlahan dari keluaran kontroler
proporsional,keluaran kontroler integral.
Gambar 2. Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan
masukan untuk kontroller PID
Itu karakteristik kontroler PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari
ketiga parameter P, I dan D. Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan
mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari
ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih menonjol dibanding yang lain.
Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada
respon sistem secara keseluruhan (Gunterus, 1994, 8-10).
2.3 Jenis jenis PID
2.3.1 Kontroler Proporsional (P)
Komponen P (Proporsional) mengeluarkan sinyal kontrol yang
besarnya proporsional atau sebanding terhadap besarnya error. Secara
matematis, pengontrol P dapat dinyatakan sebagai berikut
Kp merupakan suatu bilangan yang menyatakan penguatan
proporsional dari pengontrol P. Istilah yang lazim digunakan
adalah Proportional Band (PB). Sedangkan e(t) merupakan besarnya
kesalahan yang terjadi pada waktu t. Sinyal kesalahan tersebut diakibatkan
oleh selisih antara setpoint (besaran yang diinginkan) dengan keluaran
aktual proses. Sinyal kesalahan tersebut akan mempengaruhi aksi
pengontrol dalam mengeluarkan sinyal kontrol untuk menggerakan
aktuator.
Pengaruh komponen Kp adalah memperkecil konstanta waktu
sehingga sistem menjadi lebih sensitif dan mempunyai respons yang lebih
cepat. Dengan mengubah-ubah besaran Kp, maka akan
mempengaruhi offset atau steady state error. Harga Kpyang besar akan
menyebabkan offset semakin kecil. Akan tetapi disisi lain, pengontrol P
tidak akan melakukan aksi kontrolnya apabila tidak ada sinyal
kesalahan e(t), yang menunjukkan bahwa pengontrol P akan selalu
memerlukan sinyal kesalahan untuk menghasilkan sinyal kontrol u(t).
Kontroler proposional memiliki keluaran yang
sebanding/proposional dengan besarnya sinyal kesalahan (selisih antara
besaran yang diinginkan dengan harga aktualnya) [Sharon, 1992, 19].
Secara lebih sederhana dapat dikatakan, bahwa keluaran kontroller