laporan pengendalian kontinyu

Pengendalian kontinyu

       I.            Tujuan percobaan

a.       Mendemonstrasikan pengendalian secara kontinyu P,PI, PD, dan PID.

b.      Mengubah setting variabel pada proses controller.

    II.            Dasar teori

            Berlainan dengan mode pengendalian tidak kontinyu (on/off) yang memberikan harga output dalam keadaan terputus-putus dan tidak halus = 0% - 100% secara berulang maka mode pengendali kontinyu memberikan harga output perubahan yang mulus pada setiap perubahan beban ( erro )

            Mode pengendali kontinyu pada dasarnya dibagi menjadi beberapa jenis yaitu:

1.      Mode pengendali proporsional

2.      Mode pengendali integral

3.      Mode pengendali derivatif

            Pada aplikasinya, ketiga mode pengendali ini sering digunakan untuk meningkatkan hasil pengendali dan mengurangi kekurangan mode tunggal.

1.      Mode proposional

      Merupakan mode perbaikan dari pengendalian dua posisi ( on / off ) dimana terdapat hubungan garis lurus yang mulus antara output dan error yang terjadi, pada rentang error di dekat set point. Setiap harga error mempunyai hubungan linear yang mencakup output. Pengendalian dari 0%-100% yang disebut pita proporsional ( propotional 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

                              Po = output pada saat tak terdapat error

      Kelemahan dari mode pengendalian proporsional apabila digunakan tunggal adalah kecenderungan pengendalian untuk mengalami offset, yaitu error residu di sekitar daerah offset. Pada keadaan ini ( controller ) pengendali mengalami gangguan tidak dapat memberikan output yang seharusnya pengendali hanya memberikan output yang seharusnya pengendalian hanya memberikan output yang sama walaupun error bertambah.

2.      Mode integral

      Sedangkan mode integral disebut juga  mode reset karena pengendali bergerak dengan cepat mengembalikan beban kembal ke error nol ( set point )

Persamaan dapat ditulis sebagai berikut :

                                                      Dp/dt = Ki. Ep

                  Dimana :

                              Dp/dt = laju perubahan output pengendali

                              Ki = konstanta integral

                              I / Ki = waktu integral

Dengan persaaan untuk output pegendali :

                                          P = Ki

      Pada aplikasinya output controller akan menggerakan elemen control akhir dengan cepat dan memperkecil error kemudian elemen control akhir akan memperlambat gerakan dan sistem kemudian membawa error ke nol (re-set) apabila terdapat proses lag yang besar, error akan berosialisasi si daerah nol dan menyebabkan sikling yang akan membuat controller jenuh. Mode intgral tidak digunakan secara tunggal melainkan digabung dengan mode proporsional atau gabungan ketiganya.

3.      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 tidak dapat memberikan output yang sesuai.

      Mode derivatif memperbaiki / mempercepat respon terhadap control dan memberikan efek menstabilkan proses. Respon terhadap laju perubahan menghasilkan koresi yang berarti sebelum error menjadi semakin besar ( antisipasi error ) terutama untuk sistem control yang perubahan bebannya terjadi secara tiba – tiba karena mode melawan perubahan – perubahan yang terjadi dalam output kontroller sehingga efeknya menstabilkan loop terutama dan meredam osilasi yang terjadi persamaan dapat ditulis sebagai berikut :

                              P . Kd ( dep / dt ) + Po

Dimana ;

                  Kd = konstanta derivatif

                  Dep / dt ; laju perubahan error

4.      Mode gabungan

      Mode gabungan adalah mode pengendali yang menggabungkan mode proporsional dengan mode intgral dan mode derivatif ( PI, PD maupun PID ). Penggabungan ini menggunakan offset dan memberikan harga keluaran baru saat offset terjadi. Menstabilkan sistem dan mencegah error konstan. Penggabungan ini akan menghasilkan pengendalian yang sempurna.

 III.            Alat yang digunakan

1.      Alat Pc 10 + trimtool

2.      Kabel penghubung 4 pasang

 IV.            Langkah kerja

a.      Pengendalian proporsional sebanding waktu.

1.      Menghidupkan alat Pc10 dengan baik dan melakukan kalibrasi manual output terhadap voltmeter dan proses controller ( Pc 10 – 1 ) memasang lampu indicator 24 VAC di soket 24 VAC.

2.      Mengubah pengaturan pada tabel setting di layar proses controller seperti berikut :

Pengaturann controller	Kode	Nilai	satuan
Set point	-	50	%
Propotional band	Prop	20	%
Integral time	Int	0	menit
Derivatife time	Der	0	menit
Waktu siklus ( cyle time )	cY-t	10	detik
Batas daya ( power limit )	Pr-l	100	%
Batsan set point	Sp – l	100	%
Rentang ( range )	Cs-1	-          o 5 8	-
Aki control ( control action )	Cs – 2	-          d - -	-

Mengubah sesuai dengan harga tabel saja. Kalibrasikan span zero tak perlu dilakukan lagi apabila sudah mengkalibrasi di awal menghidupkan Pc – 10.

3.      Melakukan penghilangan offset awal ; memutar tombol manual output 4 – 20 mA. Searah jarum jam hingga tampilan di layar variabel proses 50 % - 12 mA. Menekan tombol F1x kemudian menekan tombol manual ( bergambar tangan ) hingga lampu kondisi manual. Mengatur power output ke harga 50% dengan menekan tombol digit dan menekan tombol F kembali untuk mengaktifkan mode otomatis.

4.      Memutar tombol manual 4 – 20 mA. Berlawanan arah jarum jam ke 4 mA. Pembacaan dilayar variabel proses akan 0%, tekan tombol F1x mencatat harga power adakan 0% tekan tombol F1x, mencatat harga power output dilayar digit. Mengamtai lampu indicator semestinya hidup. ( Pr mestinya 100%, lampu hidup karena Cr2 pada posisi reverse, terbalik ).

5.      Menaikan input dengan memutar tombol manual searah jarum jam ke 10% pada tampilan dilayar variabel proses. Menekan F dan mencatat harga power output. Hati – hati memutar tombol manual perlahan kekanan, jangan mengulang lagi ke kiri karena akan menyebabkan terjadinya offset.

6.      Megulangi langkah 4 hingga input 100%

7.      Mengubah harga Cy-t pada tabel menjadi 20detik,mengamati waktu hidup dan waktu mati lampu untuk setiap rentang 20% dari 0 – 100 %

8.      Mengubah Cs- 2 menjadi – d -, menglangi langkah 7

9.      Mengubah power limit (prL) menjadi 50% dan 40% mengamti keadaaan lampu dan hingga Pr.

10.  Mengabah set point limit (Spl) menjadi 50% dan 40%

b.      Proporsional ( penentuan konstanta proporsional )

1.      Melakukan pengesetan awal pada harga controller setting sama seperti pada percobaan 1 dengan Prop 20%

2.      Melakukan pengambilan data % power output dengan menekan tombol F1x untuk setiap kenaikan 10% dari tombol manual output maksimum 100%

3.      Mengubah Prop menjadi 10% dan mengulangi langkah 2 untuk rentang 5% dari tombol manual output

4.      Mengubah Prop menjadi 12,5 % mengualangi langkah 5

5.      Menggambarkan grafik konstanta proporsional dan mengamati dari grafik bagaimana respon power output untuk perubahan input dari manual output.

c.       Proporsional integral

Pada mode ini sudah terdapat mode integral yang akan menghilangkan offset sehingga tak perlu lagi dilakukan penghilangan offset seperti pada mode proporsional.

1.      Mengubah setting di controller sebagai berikut :

Pengaturan controller	Kode	Nilai	satuan
Set point	-	50	%
Proporsional band	Prop	20	%
Integral time	Int	0,2	menit
Derivatif time	Der	0	detik
Waktu siklus (cycle time )	Cy-t	10	%
Batas daya rentang	Cs-1	-          0 5 8	-
Batsan set point	Sp – L	100	%
Aksi control	Cs – 2	-          R - -	-

2.      Memasukan harga input ke prosesor controller dengan memutar tombol manual secara bertahap 10% dari 0% mencatat power output dengan menekan tombol F1x

3.      Mengubah set point ke 40% mengulangi langkah 3

4.      Mengembalikan set point ke 50% dan mengubah harga integral menjadi 2 menit.

5.      Membuat grafik dengan menggunaka propram excel secara %Pr dan input.

d.      Pengendalian proporsional derivatif

1.      Mengubah setting di controller sebagai berikut

Pengaturan controller	Kode	Nilai	Satuan
Set point	-	50	%
Proporsional band	Prop	20	%
Integral time	Int	0	Mrnit
Derivatif time	Der	6	Detik
Sycle time	Cy-t	10	Detik
Power limit	Pr-L	100	%
Set point limit	Sp-L	100	%
Control action	Cs-2	-          R - -	-

2.      Memasukan harga input ke proses controller dengan memutar tombol manual secara bertahap 10% dari 0%-100%. Mencatat harga output dengan menekan tombol F1x

3.      Mengubah set point ke 50%

e.      Pengendalian PID

1.      Mengubah setting di controller sebagai berikut :

Pengaturan controller	Kode	Nilai	Satuan
Set point	-	50	%
Proportional band	Prop	20	%
Integral time	Int	0,2	Menit
Derivatif time	Der	6	Detik
Cycle time	Cy-t	10	Detik
Power limit	Pr-L	100	%
Set point limit	Sp-l	100	%
range	Cs-1	-          0 5 8	-
Controll action	Cs-2	-          R - -  -	-

2.      Memasukan harga input ke proses controller dengan mengatur tombol manual secara bertahap dari 10 % - menjadi 100% mencatat power output dengan menekan tombol F1x

3.      Membuat grafik dengan menggunakan program excel antara %Pr dan input

    V.            Data pengamatan

no	Prop %		Output ( aktual )		Output ( teori )
	Praktik	Teori	on	off	on	off
1	0	0	0	fully off	0	fully off
2	10	10	1	9	1	9
3	20	20	1,14	8,6	2	8
4	30	30	3,03	6,97	3	7
5	40	40	4,25	5,75	4	6
6	50	50	5	5	5	5
7	60	60	5,76	4,24	6	4
8	70	70	6,76	3,34	7	3
9	80	80	8,49	1,51	8	2
10	90	90	9,49	0,51	9	1
11	100	100	fully on	0	fully on	0

 VI.            Analisa Percobaan

              Praktikum yang dilakukan ini yaitu : pengendalian proses dengan alat PC10-3 dengan pengendalian kontinyu. Pada mode pengendalian kontinyu harga output yang di berikan harus mulus pada setiap error. Sedangkan mode pengendali tak kontinyu ( on/off ) memberikan harga output dalam keadaan terputus – putus.

              Langkah awal yang dilakukan adalah mengkalibrasi alat setelah proses kalibrasi dilakukan maka melakukan penghilangan offset atau sisa error dengan cara menekan tombol manual output hingga tampilan layar variabel proses 50%. Penghilangan offset atau error dilakukan untuk mendapatkan nilai yang akurat dari instrument. Pada percobaan ini dapat dilihat nilai Pr antara praktikum dan teorinya tidaklah sama. Hal ini dikarenakan error pada alat yang sudah tidak akurat lagi.

VII.            Kesimpulan

              Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan :

1.      Semakin besar nilai input maka semakin besar offset sehingga waktu on yang dihasilkan pada lampu standar indikator lebih lama.

VIII.            Daftar Pustaka

Jobsheet. Praktikum Pengendalian Proses. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.