39
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Satu besaran penting pada proses yang melibatkan cairan adalah laju aliran. Pengendalian aliran menjadi factor sangat penting pada proses. 1). Aliran cairan ke alat berikutnya diharapkan pada nilai konstan 2). Banyak fungsi unit proses berjalan baik jika bekerja pada aliran tetap. 1.2 Tujuan Praktikum ini memberi kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat mengendalikan system aliran. Mempelajari pengaruh nilai parameter pengendali pada respons aliran. Pengendalian Aliran

LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

Embed Size (px)

DESCRIPTION

pengpros

Citation preview

Page 1: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Satu besaran penting pada proses yang melibatkan cairan adalah laju aliran. Pengendalian

aliran menjadi factor sangat penting pada proses.

1). Aliran cairan ke alat berikutnya diharapkan pada nilai konstan

2). Banyak fungsi unit proses berjalan baik jika bekerja pada aliran tetap.

1.2 Tujuan

Praktikum ini memberi kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat

mengendalikan system aliran.

Mempelajari pengaruh nilai parameter pengendali pada respons aliran.

Pengendalian Aliran

Page 2: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Pengendalian

Proses operasi dalam industri kimia bertujuan untuk mengoperasikan rangkaian peralatan

sehingga proses dapat berjalan sesuai dengan satuan operasi yang berlaku. Untuk mencapai hal

tersebut maka diperlukan pengendalian. Hal yang perlu diperhatikan dalam proses operasi teknik

kimia seperti suhu (T), tekanan (P), laju alir (F) tinggi permukaan cairan (L), komposisi, pH, dan

lain sebagainya. Peranan pengendalian proses pada dasarnya adalah mencapai tujuan proses agar

berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan.

Ketinggian suatu cairan merupakan salah satu hal yang harus dikendalikan dalam suatu

industry kimia. Apabila ketinggian cairan tidak dikendalikan maka proses dalam industry akan

terganggu. Jika ketinggian cairan melebihi ketinggian yang diinginkan maka akan terjadi

overflow atau cairan akan meluap sehingga mengganggu atau daoat merusak alat-alat lain dan

jika ketinggian cairan kurang dari ketinggian yang diinginkan maka proses tidak akan bekerja.

Oleh karena itu ketinggian suatu cairan harus dikendalikan dalam suatu industry.

Untuk pelaksanan langkah-langkah pengendalian proses tersebut diperlukan

instrumentasi sebagai berikut:

1.        Unit proses.

2.        Unit pengukuran.

Bagian ini bertugas mengubah nilai variable proses yang berupa besaran fisik atau kimia

menjadi sinyal standar (sinyal pneumatic dan sinyal listrik).

Unit pengukuran ini terdiri atas:

a)         Sensor: elemen perasa (sensing element) yang langsung “merasakan” variable

proses. Sensor merupakan bagian paling ujung dari sistem/unit pengukuran dalam sistem

pengendalian. Contoh dari elemen perasa yang banyak dipakai adalah thermocouple,

orificemeter, venturimeter, sensor elektromagnetik, dll.

Pengendalian Aliran

Page 3: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

3

b)        Transmitter atau tranducer: bagian yang menghitung variable proses dan mengubah

sinyal dari sensor menjadi sinyal standar atau menghasilkan sinyal proporsional, seperti:

DC voltage 0-5 volt

DC current 4-20 mA

Pressure 3-15 psi

Unit pengendali atau controller atau regulator yang bertugas membandingkan,

mengevaluasi dan mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir. Hasil evalusi berupa sinyal kendali

yang dikirim ke unit kendali akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan

sinyal pengukuran.

Pada controller bisaanya dilengkapi dengan control unit yang berfungsi untuk

menentukan besarnya koreksi yang diperlukan. Unit ini mengubah error menjadi manipulated

variable berupa sinyal. Sinyal ini kemudian dikirim ke unit pengendali akhir (final control

element).

Unit kendali akhir yang bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau

tindakan koreksi melalui pengaturan variable termanipulasi. Unit kendali akhir ini terdiri atas:

a)         Actuator atau servo motor: elemen power atau penggerak elemen kendali akhir.

Elemen ini menerima sinyal yang dihasilkan oleh controller dan mengubahnya ke dalam

action proporsional ke sinyal penerima.

b)        Elemen kendali akhir atau final control element: bagian akhir dari sistem pengendalian yang

berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan cara memanipulasi besarnya

manipulated variable yang diperintahkan oleh controller. Contoh paling umum dari elemen

kendali akhir adalah control valve (katup kendali). bisaanya digunakan untuk mengendalikan

aliran air pada ketinggian tertentu dengan tekanan tertentu pada suatu tabung atau pipa.

2.2 Pengendalian Laju Alir

Dalam praktikum ini sebagai sensor laju alir adalah jenis turbin. Putaran turbin

berbanding lurus dengan laju alir. Sinyal listrik sensor turbin berupa gelombang balok. Oleh

converter, gelombang balok diubah menjadi sinyal tegangan 1-5 (0-100%). Sinyal ini dikirim ke

Pengendalian Aliran

Page 4: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

4

pengendali (computer). Aksi pengendali berjenis berkebalikan (reverse acting). Artinya jika laju

ali bertambah besar, sinyal kendali berkurang dan katup kendali lebih menutup untuk

mengurangi laju alir.

Sinyal kendali dari pengendali (computer) berupa sinyal tegangan 1-5 V, yang

selanjutnya diubah menjadi sinyal arus 4-20 mA, oleh converter sinyal arus diubah menjadi

sinyal pneumatic 0,2-1 bar (3-15 psi). control valve (unit kendali akhir) adalah jenis pneumatic

yang mendapat sinyal pneumatic tersebut.

Dalam pengendalian aliran ini sebagai PV adalah laju alir, MV adalah aliran masuk, SP

adalah laju alir yang diinginkan, gangguan adalah laju lalir yang keluar system. Pengendalian

laju alir memiliki sifat cepat dan banyak noise khususnya untuk aliran turbulen.

Karakteristik dinamik lingkar pengendalian laju alir didominasi oleh dinamika elemen

kendali akhir. Juga akibat gesekan stem dapat menimbulkan hysteresis. Factor linileritas

pengendalian laju alir ditentukan oleh karakteristik katup kendali, tipe instrument ukur laju alir

yang dipakai dan penyempitan dalam pipa.

Pengendalian Aliran

Page 5: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

5

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat dan Bahan yang digunakan untuk percobaan pengendalian Level adalah sebagai

berikut :

1. Seperangkat sistem pengendalian Aliran

2. Komputer

Susunan alat percobaan adalah sebagai berikut :

Pengendalian Aliran

Page 6: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

6

Keterangan :

1. Water drainage tank2. Centrifugal pump3. Control valve4. I / P transduser5. Udara instrument6. Manometer7. Pressure regulator (manual)8. Pengendali luar9. Panel Kendali10. Personal computer11. Tangki Penampung12. Katup Buang manual13. Sensor dan Transmitter level14. Katup SolenoidaX. Actuating signalY. Controlled quantity signal

3.2 Percobaan

3.2.1 Persiapan

1) Pastikan penampung air telah terisi paling sedikit tiga perempat penuh

2) Sistem peralatan aliran telah terhubung secara benar dengan komputer

3) Pastikan komputer bekerja normal

3.3.3 Pengoprasian perangkat keras

1) Pastikan udara instrumen telah mengalir pada tekanan masuk 140 kPa (1,4 bar) atau

maksimum 200 kPa (2 bar). Jika perlu atur regulator tekanan udara instrumen agar

memenuhi tekanan tersebut.

2) Nyalakan peralatan CRL dengan menekan tombol daya

3) Ubah saklar pemilih ke posisi PC. Pompa akan hidup dan mengalirkan air ke dalam

tangki

3.3.4 Pengoprasian perangkat lunak

1) Nyalakan komputer/laptop dan jalankan program level control

2) Pastikan posisi tombol AUTO/MANUAL pada posisi MANUAL

3) Pastikan posisi tombol REVERSE/DIRECT pada posisi REVERSE

4) Tekan tombol RUN (berupa panah) sehingga pengendalian mulai berjalan.

Pengendalian Aliran

Page 7: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

7

5) Atur manipulated variable yang mempresentasikan bukaan katup kendali dengan

menggeser horizontal scroll ke kanan hingga 100%

6) Atur katup buang sehingga aliran yang ditunjukan rotameter (11) dan tampilan layar

computer sebesar 100 L/jam. Bila nilainya tidak sama, gunkan tampilan di layar

computer.

3.3.5 Pengendalian Automatik

1) Geser vertical scroll SP (set point) ke posisi 50 L/h atau dengan cara mengetikan nilai 50

kemudian tekan ENTER

2) Pastikan parameter pengendali dengan nilai PB=100, waktu integral=1, dan waktu

derivatif=0

3) Ubah posisi setpoint AUTO/MANUAL ke posisi AUTO

4) Amati aliran air (warna hijau) terhadap nilai setpoint (warna merah). Aliran akan

bergerak kea rah setpoint sehingga konstan disitu.

3.3.5 Pengaruh Parameter Pengendali Tanpa Tangki Peredam

Pengendali Proporsional (P)

1) Pastikan SP=50 L/h

2) Pastikan nilai PB=100% dan waktu derivative, Td=0

3) Ubah waktu integral (Ti) ke nilai yang sangat besar (missal 100000) dengan demikian

maka pengaruh integral hamper tidak ada.

4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h dengan mengetikkan angka 60 dan diikuti menekan

ENTER

5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai

aliran (PV).

6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50 L/h, dan tunggu sampai nilai PV stabil dan konstan.

7) Ubah gain PB ke 20,50,150, dan 200. Setiap perubahan lakukan langkah (3)-(5). Amati

nilai aliran (PV).

Pengendalian Aliran

Page 8: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

8

8) Pilih nilai proporsional band (PB) yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat, dan

stabil.

Pengendali Proporsional-Integral (PI)

1) Gunakan nilai PB terbaik dari pengendalian proporsional di atas

2) Pastikan SP = 50 L/h dan tunggu hingga nilai PV konstan.

3) Ubah waktu integral bernilai 60 detik (1 menit) dan tunggu hingga nilai PV konstan

4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h

5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai

PV

6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50%, dan tunggu sampai nilai PV stabil dan konstan.

7) Ubah waktu integral ke nilai 30,10,5,2,1 dan 0,5. Setiap perubahan lakukan langkah (4)-

(6). Amati nilai PV

8) Pilih nilai waktu integral yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat dan stabil.

Pengendali Proporsional-Integral-Derivatif (PID)

1) Gunakan nilai PB dan Ti terbaik dari pengendalian PI sebelumnya

2) Pastikan SP =50 L/h dan tunggu hingga nilaiPV konstan

3) Ubah waktu derivative menjadi 1 detik

4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h

5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai

PV

6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50 L/h dan tunggu sammpai nilai PV stabil dan konstan

7) Ubah waktu derivative ke nilai 2,5,10,20 dan 30. Setiap perubahan lakukan langkah (4)-

(6). Amati nilai PV

8) Pilih nilai waktu derivative yang memnghasilkan pengendalian cepat , tepat dan stabil.

Pengendalian Aliran

Page 9: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

9

3.3.6 Penyelesaian Percobaan

1) Jika sudah seeai, tekan tombol OPERASI STOP

2) Maka akan muncul tampilan untumengisi nama file data, isikan dengan ekstensi XLS

(misalnya “kelompok-2.xis’) kemudan telkan OK

3) Matikan CRLF dengan menekan tombol daya ke posiis OFF

4) Buka katup buang tangki sehingga kosng

5) Bersihkan tempat kerja sehingga tidak ada sampah, kertas atau barang lain berserakan di

sekitar peralatan.

4.Keselamatan Kerja

Potensi bahaya yang perlu diwaspadai

Hati-hati dengan listrik bolak-balik 220 V dari PLN

Pada saat bekerja, disekitar meja tidak terdapar pemasangan listrik yang berbahaya

Sselidiki dengan test-pen atau peralatan lain, apakah semua peralatan telah

ditanahkan dengan baik. Hal ini untuk menghindari sengatan listrik akibat efek

kapasitif atau induktif

Berhati-hatilah dengan perhiasan logam seperti cincin, jam tangan, mistar logam, dan

lain-lain alat yang mampu membuat hubungan singkat.

Usahakan agar tidak seorangpun dapat tersandung oleh kawat-kawat atau tidak

sengaja merobohkan peralatan

Bila menghubungkan peralatan, maka hubungkan dengan jaringan listrik dilakukan

paling akhir

Jika terjadi sengatan listrik dan korban terbelit kawat, jangan panik, cepat putuskan

sambungan listrik, baru menolong korban.

Pengendalian Aliran

Page 10: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

10

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

4.1.1 PENGENDALI PROPORSIONAL (P)

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 1061131201271341411481550

20

40

60

80

100

120

Proporsional

Y1 Y2

1

2

4 5

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 100Ti 100000Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 9 s2. Delay Time (td) 10 s3. Time Konstan 157-145 = 12 s4. Rise Time 11 s5. Peak Time 15 s6. Overshoot 44:56x100% = 78,57%7. Offset 60-36 = 248. Decay Ratio 0

Pengendalian Aliran

Page 11: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

11

1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105113121129137145153161169177-20

0

20

40

60

80

100

120

Proporsional

y1 y2

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 20Ti 100000Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 183-171=12 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot 42:60x100% = 70%7. Offset 60-21 = 398. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

7

Page 12: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

12

1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 2210

20

40

60

80

100

120

Proporsional

Y1 Y2

1

2

4

5

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 50Ti 1000000Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 24 s2. Delay Time (td) 26 s3. Time Konstan 222-190=32 s4. Rise Time 27 s5. Peak Time 33 s6. Overshoot 42:55x100% =81,82%7. Offset 60-43=178. Decay Ratio 42:42= 0

Pengendalian Aliran

Page 13: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

13

1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 2650

20

40

60

80

100

120

Proporsional

Y1 Y2

1

2

4 5

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 150Ti 1000000Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 11 s2. Delay Time (td) 13 s3. Time Konstan 269-255=14 s4. Rise Time 16 s5. Peak Time 18 s6. Overshoot 43:47x100% =91,49%7. Offset 60-46=148. Decay Ratio 6 : 3 = 2

Pengendalian Aliran

Page 14: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

14

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127 134 141 1480

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional

y1 y2

1

7

3

2

4 5

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 100000Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 14 s2. Delay Time (td) 15 s3. Time Konstan 150-26=124 s4. Rise Time 16 s5. Peak Time 19 s6. Overshoot -7. Offset 60-51=98. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 15: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

15

PENGENDALI PROPORSIONAL-INTEGRAL (PI)

1 13 25 37 49 61 73 85 97 1091211331451571691811932052172292410

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional -Integral

Y1 Y2

12

45

3

7

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 60Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 17 s2. Delay Time (td) 19 s3. Time Konstan 246-215=31 s4. Rise Time 21 s5. Peak Time 26 s6. Overshoot -7. Offset 60-43=178. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 16: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

16

1 13 25 37 49 61 73 85 97 1091211331451571691811932052172292410

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

Y1 Y2

1

2

5

7

3

4

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 27 s2. Delay Time (td) 28 s3. Time Konstan 144-46=98 s4. Rise Time 29 s5. Peak Time 43 s6. Overshoot -7. Offset 60-50=108. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 17: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

17

1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 2210

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

Y1 Y2

12

7

45

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 10Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 35 s2. Delay Time (td) 37 s3. Time Konstan 169-75=94 s4. Rise Time 47 s5. Peak Time 52 s6. Overshoot -7. Offset 60-54=68. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 18: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

18

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127 134 141 1480

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

y1 y2

1

2

2

4

5

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 5Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 11 s2. Delay Time (td) 23 s3. Time Konstan 124-63=61 s4. Rise Time 24 s5. Peak Time 26 s6. Overshoot -7. Offset 60-54=68. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 19: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

19

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 1011061111161210

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

y1 y2

1

7

2

45

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 2Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 18 s2. Delay Time (td) 19 s3. Time Konstan 61-21=40 s4. Rise Time 21 s5. Peak Time 23 s6. Overshoot -7. Offset 60-54=68. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 20: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

20

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 1990

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

y1 y2

7

1

3

2 4 5

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 1Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 17 s2. Delay Time (td) 22 s3. Time Konstan 132-72=60 s4. Rise Time 51 s5. Peak Time 57 s6. Overshoot7. Offset 60-59=18. Decay Ratio

Pengendalian Aliran

Page 21: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

21

1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 1051131211291371451531611691771850

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral

y1 y2

1

2

4 5

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 0,5Td -

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 40 s2. Delay Time (td) 41 s3. Time Konstan 167-125=42 s4. Rise Time 42 s5. Peak Time 46 s6. Overshoot 3:19x100% = 15,79%7. Offset 18. Decay Ratio Decay ratio = 3:1 = 3

Pengendalian Aliran

Page 22: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

22

PENGENDALI PROPORSIONAL-INTEGRAL-DERIVATIF (PID)

1 16 31 46 61 76 91 1061211361511661811962112262412562712863010

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

y1 y2

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 1

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 289-273=16 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot -7. Offset 60-41= 198. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, overshoot, decay ratio dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

77

Page 23: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

23

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 1001091181271361451541631721810

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

Y1 Y2

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 2

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 166-140=26 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot 39:9x100% = 433,33%7. Offset 60-41= 198. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, decay ratio dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

Page 24: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

24

1 15 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 2670

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

Y1 Y2

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 5

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 243-204 = 39 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot 38:27x100% = 140,74%7. Offset 60-32 = 288. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, decay ratio dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

Page 25: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

25

1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 169 1770

10

20

30

40

50

60

70

Proporsional-Integral-Derivatif

y1 y2

1

7

32

45

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 10

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon 15 s2. Delay Time (td) 16 s3. Time Konstan 173-162= 11 s4. Rise Time 17 s5. Peak Time 21 s6. Overshoot -7. Offset 60-35= 258. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

Page 26: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

26

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 1990

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

y1 y2

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 20

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 204-188 = 16 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot 43:10x100%= 430%7. Offset 60-45 = 158. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, decay ratio dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

Page 27: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

27

1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 2430

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

y1 y2

7

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 30

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 116-92= 24 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot 30:11x100% = 272,73%7. Offset 60-24= 368. Decay Ratio -

Catatan : Nilai Step respon, delay time, rise time, decay ratio dan peak time tidak didapat karena keterlambatan mengganti nilai SP ke 60

Pengendalian Aliran

Page 28: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

28

4.2 PEMBAHASAN

Praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan jenis pengendali yang cocok untuk

pengendalian aliran. Jenis pengendali yang digunakan adalah pengendali kontinyu dengan

parameter pengendali proposional (P), pengendali proposional integral (PI) dan pengendali

proposional integral derivative (PID).Variabel yang dikendalikan adalah aliran/laju alir (PV)

pada unit proses (pipa) agar sesuai dengan set point (SP) yang dimasukan. Untuk mengendalikan

PV, laju alir masuk cairan (MV) harus di atur dengan bukaan control valve (unit pengendali

akhir) sebagai hasil dari unit pengukuran level. Jika aliran/laju alir dalam pipa kurang dari SP

maka valve akan membuka, sedangkan jika aliran/laju alir dalam pipa melebihi SP valve akan

menutup. Maka dapat disimpulkan bahwa pengendalian aliran aksi pengendalinya direct

sehingga aksi plantnya reverse.

Proporsional (P)

Pada percobaan dilakukan variasi nilai PB (proporsional Band) dengan rentang nilai 20-

200%. Pastikan SP 50 L/h dengan nilai Ti 100000 dengan demikian maka pengaruh integral

hampir tidak ada, Td=0. Dari data yang diperoleh saat nilai Kc/Pb 100 %, Ti=100000,Td=0

dengan karakteristik dinamik step respon dan delay time berturut-turut 9-10 s.

Dilakukan variasi nilai PB (Proporsional Band) tanpa pengaruh Integrasi dan Derivasi.

Dari hasil variasi pengendalian PB, didapatkan bahwa semakin besar harga PB, maka nilai offset

semakin kecil yang mengakibatkan grafik yang semakin stabil.

Nilai PB terbaik yang digunakan adalah 200% kemudian digunakan pada saat melakukan

pengedalian Integrasi. Offset yang terjadi pada hasil sebelumnya, dapat dihilangkan dengan

menambahkan pengendalian Integrasi. Begitu pun osilasi menjadi hilang, respon lebih cepat, dan

stabil. Nilai waktu integrasi yang didapat paling optimal adalah yang kecil.

Pada pengendali proporsional Pb/Kc 20% didapatkan nilai overshoot 70% dan pb/Kc

150% didapatkan overshoot 91,94%, jika nilai akhir tidak sama dengan satu, biasanya overshoot

dinyatakan dalam persen overshoot. Besaran ini langsung menunjukkan kestabilan relative dari

system. Semakin besar overshoot, system semakin tak stabil. Tetapi semakin kecil overshoot

system semakin lambat. Tapi pada pb/Kc 200% tidak terdapat overshoot disimpulkan bahwa

pengendali pada PB 200% ini cepat tepat dan stabil.

Pengendalian Aliran

Page 29: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

29

Proporsional-Integral (PI)

Nilai PB 200% dan Ti 30 yang terbaik digunakan pada saat melakukan pengendalian

Derivatif. Parameter waktu derivatif sangat peka terhadap gangguan sehingga menghasilkan

osilasi dan offset semakin besar. Pada pengendali proporsional-integral menggunakan Ti

30,10,5,2,1 dan 0,5. Pada Ti yang digunakan 0,5 maka nilai overshoot yang didapatkan 15,49%

tetapi Ti, 1,2,5,10 dan 30 tidak ada overshoot maka pengendali stabil. Waktu integral dengan

nilai offset terbaik byaitu pada Ti 1 dan 0,5. Karena akan mempengaruhi pengendali yang

tepat,cepat dan stabil.

Proporsional-Integral-Derivatif (PID)

Hasil percobaan menunjukkan bahwa pengendalian PID terbaik adalah pada PB 200, Ti 30,

dan Td 1. Dari hasil percobaan didapatkan bahwa semakin banyak parameter pengendalian yang

digunakan, maka pengendalian proses semakin mudah. Tetapi, pada sistem pengendalian aliran,

parameter Derivatif tidak begitu sangat berpengaruh, dtambah lagi dengan adanya gangguan.

Pengendalian Aliran

Page 30: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

30

BAB V

SIMPULAN

PB (proporsional band) terbaik yang digunakan 200%

Ti (waktu integral) terbaik adalah 30

Td (waktu derivative) adalah 1

Hasil PB, Ti dan td terbaik

1 16 31 46 61 76 91 1061211361511661811962112262412562712863010

20

40

60

80

100

120

Proporsional-Integral-Derivatif

y1 y2

3

Y1 = Proses Variabel (PV), Y2 = Set Point (SP)

Kc/Pb 200Ti 30Td 1

No Karakteristik Dinamik Nilai1. Step Respon -2. Delay Time (td) -3. Time Konstan 289-273=16 s4. Rise Time -5. Peak Time -6. Overshoot -7. Offset 60-41= 198. Decay Ratio -

Pengendalian Aliran

77

Page 31: LAPORAN PENGENDALIAN ALIRAN

31

DAFTAR PUSTAKA

Heriyanto (2010). Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Bandung: POLBAN

Wade, H.L.(2004).Basic and Adavanced Regulatory Control: System Design and

Application.Ed.2,ISA,NC.

Pengendalian Aliran