LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM KONTROLDINAMIKA SISTEM PENGENDALI PEMANAS ALIRAN

UDARA TIPE WS-400

Disususn oleh :

HANI APRIANTI SOLIHAH111711011

TEKNIK KONVERSI ENERGI

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

DINAMIKA SISTEM PENGENDALIPEMANAS ALIRAN UDARA TIPE WS – 400

I. Tujuan Instruksional Umum

Secara garis besar pengetahuan yang akan diperoleh oleh mahasiswa setelah melakukan

praktikum ini adalah dapat melakukan tuning suatu sistem kendali pemanas dan sistem

aliran udara secara umum. Dalam hal ini sebagai obyeknya digunakan modul praktikum

Pemanas Aliran Udara Tipe WS-400, yang mempunyai dua sistem lup tertutup yaitu :

sistem kendali temperatur dengan pemanasnya berupa heater listrik dan sistem kendali

aliran udara dengan. fan yang diputar oleh motor listrik. Pada praktikum ini lup sistem

kendali temperatur bergantung pada laju aliran udara yang dibuat konstan. Namun

demikian tuning masing-masing pengendali dilakukan secara terpisah karena secara

pengendalian masing-masing controller tidak saling bergantungan.

Proses kendali temperatur memerlukan waktu yang lama dengan output proses kalau

direkam merupakan kurva yang halus (smooth),sedangkan proses flow merupakan proses

yang cepat,namun output proses kalau direkam merupakan kurva yang agak

fluktuatif.Untuk mempersingkat proses (agar tidak banyak kehilangan waktu),maka pada

praktikum ini akan dilakukan khusus pada pengendali flow saja(waktu yang lebih

singkat).Secara prinsip untuk tuning dengan metoda osilasi baik itu proses kendali flow

maupun temperatur adalah sama.

II. Tujuan Instruksional Kkusus

Setelah melakukan praktikum Dinamika Sistem Pengendali Pemanas Aliran Udara Tipe VVS-400 diharapkan mahasiswa mampu untuk :

Menentukan parameter PID yang optimal dengan cara metoda osilasi manual.dan Auto tuning

Melakukan kendali sistem pemanas aliran udara tipe VVS - 400 secara manual, khusus untuk kendali flow

Mepelajari pengaruh pengubahan parameter PID pada sistem kendali.

III. DASAR TEORI

Hal yang cukup rumit dalam sistem pengendalian proses adalah menentukan nilai

dari parameter PID. Parameter PID tidak dapat dilakukan dengan sekali pilih, tetapi harus

di uji terlebih dahulu untuk mendapat nilai parameter PID yang sesuai. Cara coba-coba

dengan memilih parameter PID tidak bisa mendapatkan hasil yang memuaskan. Pada

praktikum ini akan dilakukan tuning parameter PID dengan cara dari Zeiglcr dan Nichols,

yaitu metoda osilasi. Hasil yang diperoleh akan dibandingkan dengan cara auto-tuning.

Teknik tuning dapat dilihat pada rujukan.

IV. ALAT DAN BAHAN

Satu set modul praktikum pemanas aliran udara tipe VVS-400 Multimeter Digital X-Y-T recorder Kertas grafik (milimeter blok)

Tabel 1. Penentuan parameter PB, TR dan TI( metoda osilasi Zeigler and Nichols

P PI PID

PB PBu/0.5 PBu/0.45 PBu/0.6

TR Pu/1.2 Pu/2

TD Pu/B

dengan: PBy = Proportional band ultimate, dan Pu = periode ultimate 8

V. Prosedur kerja.

a. Metoda Osilasi (manual).

1. Lakukan percobaan metoda osilasi untuk kondisi flow diset pada 30% dan SV

temperatur = 30oC.

Kondisi awal operasi pada temperatur lingkungan (lebih sedikit).

2. Lakukan percobaan tersebut dengan mem-plot pada kertas grafik.

3. Lakukan berulang-ulang sehingga diperoleh grafik yang di inginkan.

4. Dari grafik yang terbagus, hitunglah niiai parameter PID seperti pada Tabel-1.

5. Lakukan percobaan tanggapan transien dengan harga parameter PID sesuai dengan

yang diperoleh pada langkah 4 di atas.

b. Auto tuning

Pelajari bagaimana mengoperasikan mode autotuning pada dosen atau instruktur.

Lakukan autotuning pada kondisi operasi seperti pada percobaan prosedur 5.1 Gambarkan

hasil autotuning pada x-y-t recorder. Catat hasil parameter PID yang diperoleh pada TIC.

c. Manual control

Pada percobaan ini hanva dilakukan manual control untuk pengendali flow saja,

pengendali TIC tidak diaktifkan. Hal ini didasarkan pada masalah keamanan alat saja.

Pada percobaan ini FIC diset pada TO PC, dengan menghubungkan terminal FROM PC

pada power supply. Suplai tegangan dari power supply ke actuator (FAN) tergantung

keinginan kita, PV dapat dilihat pada FIC. Plot kurva hasil manual control pada kertas

grafik dengan x-y-t recorder. Ulangi percobaan tersebut dengan kawan anda yang

melakukannya.

VI. Data Hasil Percobaan

Grafik di bawah ini diambil berdasarkan sistem pengendalian P-Only dengan

nilai PB yang berbeda beda untuk mendapatkan grafik yang memiliki osilasi yang

paling baik untuk menghitung nila PBu dan Pu yang akan dimasukan kedalam

persamaan yang tertera di tabel 1 untuk menghitung nilai PB, Tr, Td yang kemudian

akan dimasukan nilainya untuk sistem pengendalian P, PI, dan PID.

Penentuan Pbu dan Pu

Pb = 10

Pb =20

Pb = 30

Berdasarkan praktikum ini dari beberapa data tunning di atas bisa diketahui bahwa

grafik yang memiliki osilasi paling baik adalah grafik dengan nilai PB = 20. Pada praktikum

ini Adapun osilasi grafik yang didapat dari hasil auto tunning. Dari data tunning yang ada

tersebut dapat dibuat perhitungan untuk menentukan nilai Pbu, Tr, dan Td.

1. Metode Osilasi P (Proporsional)

2. Metode Osilasi PI

3. Metode Osilasi PID

Berikut adalah tabel hasil perhitungan dari data Pbu = 20

P PI PID

PB

TR

TD

4. Metode Osilasi Auto tuning

5. PID Metode Osilasi Auto Tuning

Perbandingan data yang didapat dari auto tuning

Auto tuning 1 Auto tuning 2

PB 39.1 28.5

TR 8 9

TD 1 1

VII. ANALISA DAN PERNYATAAN

1. Performansi Dinamik PID Metode Osilasi (Gambar 3)

Max Overshoot =

VIII. KESIMPULAN

Pada praktikum ini dapat disimpulkan bahwa pada pengendalian PID, sistem lebih cepat

stabil, nilai errornya kecil dan responnya lebih cepat dibandingkan dengan pengendalian

P-only dan PI. Selain itu pada praktikum ini dapat disimpulkan juga bahwa semakin besar

PB pada sistem pengendali, akan semakin cepat pula proses pencapaian kestabilan

prosesnya, sehingga parameter P yang didapat dari Pbu = 20 membuat proses lebih cepat

stabil dibanding parameter P yang didapat dari Pbu = 15. Selain itu semakin besar nilai P

akan mempercepat settling time dan memperkecil max overshoot. Dan juga semakin

besar nilai Tr akan memperlambat settling time dan memperbesar max overshoot.

Sedangkan semakin besar nilai Td akan memperkecil max overshoot dan mempercepat

settling time.