1 Sistem Pengendalian Proses Roni Heru Triyanto
Welcome message from author
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
1
Sistem Pengendalian Proses
Roni Heru Triyanto
2
Aplikasi Pengendalian disekitar kita
• Pengendalian Temperatur Setrika listrik, Rice cooker, AC
• Pengendalian Level level bak dengan pelampung
• Pengendalian Pressure Pompa otomatis ON
3
Sistem Pengendalian Proses
• Pengendalian loop terbuka (open loop) / pengendalian umpan maju (feedforward)
• Pengendalian loop tertutup (close loop)/ pengendalian umpan balik (feedback).
4
Pengendalian loop terbuka (open loop)
Kontroller Masukan Keluaran
Plant/ Proses
5
Sistem pengendalian loop terbuka
• Sistem pengendalian yang keluarannya tidak akan dapat mempengaruhi aksi dari pengendaliannya.
• Keluarannya tidak diukur atau diumpanbalikkan untuk dibandingkan dengan masukannya
• Kestabilan bukan merupakan persoalan utama • Sangat cocok untuk suatu sistem dengan
masukan yang telah diketahui dan tidak ada gangguan baik eksternal maupun internal
• Contoh: Ratio Control
6
Pengendalian loop tertutup (close loop)
Kontroller Masukan
Plant/ Proses
Keluaran
Elemen Ukur
7
Sistem pengendalian loop tertutup
• Merupakan sistem pengendalian yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengendaliannya.
• Aksi umpan balik digunakan untuk memperkecil kesalahan sistem.
• Kestabilan merupakan faktor utama karena cenderung ada kesalahan akibat koreksi berlebih yang dapat menimbulkan osilasi pada amplitudo konstan atau berubah
• Sangat cocok untuk sistem pengendalian yang mempunyai gangguan yang tidak dapat diramalkan
• Penggunaan umpan balik yang membuat respon relatif kurang peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem.
8
Sistem pengendalian
• Hampir semua proses dalam dunia industri membutuhkan peralatan-peralatan otomatis untuk mengendalikan parameter-parameter prosesnya.
• Otomatisasi diperlukan demi kelancaran operasi, keamanan, ekonomi, dan mutu produk.
• Untuk membentuk otomatisasi tersebut diperlukan suatu sistem pengendalian proses.
• parameter yang biasanya dikendalikan harus dikendalikan adalah tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature), tinggi permukaan zat cair (level).
9
Pengendalian oleh Manusia/ Manual
Set Point
Ke Pabrik
10
• Pengendalian Manual Dioperasikan oleh manusia
• Digunakan pada proses-proses yang tidak banyak mengalami perubahan-perubahan beban (load) atau pada proses yang tidak kritis
• Sistem dapat menerima toleransi error yang mungkin terjadi pada pengendalian manual & Sistem mempunyai resiko yang kecil
• Pengendalian secara manual lebih murah dibanding dengan pengendalian otomatis
Pengendalian oleh Manusia/ Manual
11
Set Point
Ke PabrikKe Industri
1
2
3
4
1. Mengukur (PV)2. Membandingkan (error = PV – SV or SV - PV)3. Menghitung4. MengkoreksiPV = Process Variable, SV = Set Value/ Point
Pengendalian oleh Manusia/ Manual
12
Pengendalian Otomatis
Controller
Ke Pabrik
Transmitter
Control Valve
ke Industri4
2, 31
1. Mengukur (PV)2. Membandingkan (error = PV – SV or SV - PV)3. Menghitung4. MengkoreksiPV = Process Variable, SV = Set Value/ Point
13
Diagram Kotak Sistem Pengendalian Otomatis
Controller
Ke Pabrik
Transmitter
Control Valve
ke Industri4
2, 31
Control Unit
Sensing ElementTransmitter
ProcessControl Valve
Controller
Set Point
+
-
Error
Process Variable
ControlledVariable
14
Pengendalian Otomatis
• Prinsip pengendalian otomatis sama dengan pengendalian manual
• Langkah-Langkah Pengendalian: Mengukur membandingkanmenghitungmengkoreksi
• Pada pengendalian otomatis pengaturan semua dilakukan oleh alat-alat instrumentasi.
• Pada pengaturan otomatis manusia hanya melakukan pengaturan set point dan untuk yang lainnya dilakukan oleh sistem instrumentasi
15
Pengendali
• Pengendali On-Off (Diskret), Pengendali Analog/ Kontinu
• Pengendali Analog/ Kontinu +/- 90% menggunakan PID controller
• Pengendali PID melakukan: membandingkan + menghitung
16
Pengendali On-Off
Off
On
StatusPengendali
Process variable
17
• Pengendali On-Off hanya bekerja pada dua posisi, yaitu posisi On dan posisi Off. Kalau final control valve berupa control valve, kerja valve hanya terbuka penuh atau tertutup penuh
• pengendalian on-off dipakai di sistem pengendalian yang sederhana
• harganya yang relatif murah• Hasil pengendalian selalu timbul Osilasi
Pengendali On-Off
18
Pengendali Proporsional (P)
MV = Gc. e
dimana:• MV = Manipulated Variable (output)
• Gc = Gain
• e = error
Proportional Band (PB):
G c
error Output
19
Respon Pengendali Proportional
20
Bias pada Sistem Pengendalian Level
21
Bias
• Andaikan keadaan sistem pengendalian tersebut sangat ideal, dimana saat set point 50% dan measurement variable 50% error sama dengan nol
• Berdasarkan persamaan pengendali proporsional, pada saat error sama dengan nol output control unit proporsional juga sama dengan nol, kenyataannya terdapat nilai output
• Harga output pada saat error sama dengan NOL tersebut disebut sebagai Bias (B)
• Sehingga persamaan lengkap dari pengendali proporsional adalah sbb:
MV = Gc. e + B
22
Pengertian Offset
PB=200% (Gc=0,5), SV=PV=50%, Gp=1 dan bias=50%
23
Analisis Offset
Pengendali P terdapat error yang tidak dapat dihilangkan,
dan error tersebut disebut sebagai offset.
24
Pengendali Integral
• Melakukan integrasi error, sehingga selama terdapat error selalu melakukan perbaikan, sehingga pada akhirnya dapat menghilangkan Offset,
• Perbaikannya lambat dibandingkan dengan pengendali proportional
25
Pengendali Integral
26
Pengendali Proporsional + Integral
• Merupakan Gabungan pengendali proportional dan Integral
• Apabila ada perubahan setting (error step), maka pengendali proportional akan dapat merespon cepat, & pengendali integral digunakan untuk menghilangkan offset.
27
Pengendali Proporsional + Integral
28
Pengendali Diferensial (D)
• Keluaran Pengendali Diferensial/ Derivatif merupakan hasil perubahan error, sehingga apabila tidak ada perubahan nilai error outputnya = 0
• Pengendali Diferensial/ Derivatif tidak dapat digunakan sendiri
• Tidak bagus diaplikasikan pada sistem yang errornya berfluktuasi
29
Pengendali Diferensial
30
Pengendali Proporsional + Diferensial
31
Pengendali Proporsional + Integral + Diferensial
32
Kesimpulan Sistem Pengendalian • Pengendali Proporsional (P) menimbulkan offset• Pengendali Integral (I) melakukan perbaikan pengendalian
selama masih menimbulkan error menghilangkan offset, tetapi pengendali I ini tidak akan cepat merespon apabila terdapat error.
• Pengendali Proporsional + Integral (PI) gabungan Pengendali P dan I, yang saling menutupi kekurangan pada masing-masing pengendali merespon awal apabila ada error cepat karena pengendali P dan menghilangkan offset dari pengendali I.
• Pengendali Proporsional + Integral + Derivatif (PID) gabungan dari Pengendali P,I, dan D. Pengendali PID sangat cocok untuk sistem pengendalian proses yang membutuhkan energi yang besar untuk melakukan aksinya, seperti pengendalian temperatur. Dan tidak cocok untuk sistem pengendalian yang mempunyai fluktuasi perubahan error yang cepat, seperti pengendalian Flow.
33
TERIMA KASIH
34
Contoh Display Monitoring & Operation
35
Contoh Display Monitoring & Operation
36
Contoh Arsitektur SCADA
Related Documents
