laporan pengendalian on / off secara otomatis

PERCOBAAN III

PENGENDALIAN ON/OFF SECARA OTOMATIS

I.     TUJUAN PERCOBAAN

Ø  Mendemonstrasikan pengendalian ON/OFF menggunakan proses controller

Ø  Mendemonstrasikan output relai ON/OFF sebanding waktu siklus

II.  ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

Ø  1 set alat PCT 10

Ø  1 buah TRIMTOOL

Ø  6 buah Kabel

Ø  1 buah lampu indicator 24 VAC

Ø  1 buah stopwatch

III.   GAMBAR ALAT (TERLAMPIR)

IV.   DASAR TEORI

Seperti dijelaskan diteori percobaan II bahwa pengendalian on/off selain manual adalah otomatis, yang dalam hal ini menggunakan proses controller. Setting pada proses controller harus diatur sedemikian rupa agar harga proporsional band, integral time dan derivative time adalah NOL.

Selain itu pengendalian on/off dikenal HISTERISIS. Berdasarkan arti histerisis adalah kecenderungan instrument untuk memberikan output yang berbeda terhadapa input yang sama.

Pada pengendalian on/off terdapat DAERAH NETRAL, yaitu daerah dimana controller tidak memberikan gerakkan perubahan output. Besar Daerah Netral adalah 2 kali besar harga histerisi.

Contoh : untuk set point 50% dan histerisis 1 %, maka daerah netral adalah 2% yaitu dari harga 49% hingga harga 51 %.

Harga output pada pengendali on/off hanya dua, yaitu 0 % dan 100 % tergantung pada eror terhadap set point.

%P ( output ) = 100% apabila % eror > 0

%P ( output ) = 0 % apabila % eror < 0

Sedangkan % eror menyatakan perbedaan antara harga control point (pengukuran) terhadap harga set point.

Hubungan diatas menunjukkan saat harga variable proses (control point) melebihi harga set point akan didapat % eror > 0 maka output dari control adalah 100% sedangkan apabila kurang dari set point akan didapat % eror < 0 dan output controller adalah 0 %. Pada pengendali ini akan terjadi fluktasi dari 0 % ke 100 % secara berulang selama proses berlangsung. Seperti grafik berikut : Apabila dipasang lampu indicator 24 VAC pada proses controller, dapat dilihat output 100% berarti lampu akan menyala (arus listrik mengalir) sedang pada output 0% lampu akan mati (arus listrik terputus). Hal sama juga berlaku untuk soket 240 VAC.

V.  LANGKAH KERJA

  I.       PENGATURAN AWAL

Ø  Set harga Prop, Int, dan Der pada controller setting pada harga 0 dan harga (CY – t) pada 3 detik. Set harga HYSt pada 1 %

Ø  Memasang kabel dari manual output ke input pada proses controller (4 – 20 mA) dan letakkan lampu indicator pada soket 24 VAC

II.       OUTPUT RELAI ON/OFF

Ø  Mengatur input ke PROCESS CONTROLLER dengan memutar tombol manual output 4 – 20 mA

Ø  Mengamati bahwa OUTPUT relai pada soket lampu indicator 24 VAC akan menyalakan lampu ketika INPUT (harga terbaca pad layar variable proses) berada dibawah harga set point 50% dan akan mematikan lampu ketika INPUT berada diatas harga set point. Karena histerisis di SET pada 1%, maka lampu baru akan mati pada saat INPUT 51% dan akan hidup kembali saat INPUT < 49%

Ø  Mengulangi percobaan dengan memvariasikan harga histerisi 3% dengan set point 40% dan histerisis 6% untuk set point 35%

III.     OUTPUT RELAI WAKTU PROPORSIONAL

Ø  Mengubah harga Prop di controller setting menjadi 20% (maksimal, untuk mendapatkan perbandingan maksimal antara input = output)

Ø  Mengatur prosess controller ke pengendalian MANUAL, menekan tombol F 1 kali dan menekan tombol manual maka lampu akan indicator manual akan menyala

Ø  Menekan tombol F satu kali untuk menampilkan POWER OUTPUT (Pr), ubah harga Pr ke nol dengan tombol digit, tekan ENTER

Ø  Memasang kabel dari soket output di PROCESS CONTROLLER ke soket Ammeter

Ø  Memutar tombol manual output ke kiri (4 mA) maka lampu indicator tidak menyala dan pembacaan Ammeter pada 20 mA

Ø  Memutar tombol manual output ke kanan dalam langkah 10% (lihat embacaan dilayar variable proses), amati bahwa lampu akan mati dan hidup dalam siklus pengulangan. Mencatat harga di Ammeter. Besar waktu hidup dan matinya akan tergantung pada besarnya POWER OUTPUT (Pr) dari CONTROLLER dan karenanya juga tergantung pada INPUT yang diberikan oleh manual output.

Ø  Mengamati bahwa pada saat output 50% perbandingan waktu lampu akan mati dan hidup akan sama (proporsional = sebanding). Mencatat harga di Ammeter pada setiap perubahan input ke controller.

Ø  Mengubah waktu siklus CYCLE TIME (CY – t) menjadi 10 detik, perhatikan bahwa perbandingan antara waktu hidup dan waktu mati lampu tetap sama, namun jumlah waktu siklus keseluruhan dari HIDUP – MATI – HIDUP menjadi 10 detik.

Ø  Catat harga di Ammeter pada setiap perubahan harga INPUT.

Ø  Pada saat output dari tombol manual adalah 20% maka Power output dari proses controller adalah 80% aksi pengendalian (CS – 2 dalam posisi r = reverse, terbalik) maka waktu hidup lampu adalah :

T hidup         = 80 % x waktu siklus

                      = 0,8 x 10 detik

                      = 8 detik

Ø  Ulangi percobaan dengan waktu siklus tetap 10 detik tetapi aksi pengendalian (CS – 2) dalam posisi d = direct, langsung. Amati perbedaan disbanding dengan CS – 2 = r

VI.   DATA PENGAMATAN

KALIBRASI VOLTMETER

ARUS LISTRIK	HARGA PEMBACAAN VOLTMETER
4 mA	0,2
20 mA	0,998

OUTPUT RELAI ON/OFF

         PENGATURAN PROCESS CONTROLLER SETELAH KALIBRASI AWAL

Controller Setting	Kode	Range Pengaturan	Satuan
Harga pengesetan ( set point) Daya keluaran (power output) Pita proporsional (Prop. Band) Waktu Integral Waktu derivative Siklus waktu (cycle time) - - - Histerisis (dead band) Batas daya (power limit) Batas setpoint ( setpoint limit) Range linearitas 4 – 20 mA = 0 – 100 % Aksi control : r = reverse (terbalik) - - - - - SPAN (batas atas kalibrasi) ZERO (batas bawah kalibrasi)	- Pr Prop Int dEr CY-t CL – G HC – O UP – t HYSt Pr – L SP – L CS – 1 CS – 2 CS – 3 CS – 4 CS – 5 CS – 6 CS – 7 SPAn ZERo	50 - 0 0 0 3 - - - 1 100 100 -          0        5     8 -          r     H/L    F A     L       A      H n     n       U      0 -          -        -       - -          -         -       - -          -         -       0 100 0	% % % Menit Detik Detik - - - % % % - - - - - - - % %

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI ON/OFF (HYSt = 5 %) SET POINT = 50%

Power Input (%)	Kondisi Lampu
0 - 45	HIDUP
55	MATI

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI ON/OFF (HYSt = 3 %) SET POINT = 40%

Power Input (%)	Kondisi Lampu
0 – 37	HIDUP
44	MATI

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI ON/OFF (HYSt = 6 %) SET POINT = 35%

Power Input (%)	Kondisi Lampu
0 – 29	HIDUP
41	MATI

OUTPUT RELAI WAKTU PROPOSIONAL

         PENGUBAHAN KALIBRASI PROCESS CONTROLLER (CY-t = 3 DETIK)

Controller Setting	Kode	Range Pengaturan	Satuan
Harga pengesetan ( set point) Daya keluaran (power output) Pita proporsional (Prop. Band) Waktu Integral Waktu derivative Siklus waktu (cycle time) - - - Histerisis (dead band) Batas daya (power limit) Batas setpoint ( setpoint limit) Range linearitas 4 – 20 mA = 0 – 100 % Aksi control : r = reverse (terbalik) - - - - - SPAN (batas atas kalibrasi) ZERO (batas bawah kalibrasi)	- Pr Prop Int dEr CY-t CL – G HC – O UP – t HYSt Pr – L SP – L CS – 1 CS – 2 CS – 3 CS – 4 CS – 5 CS – 6 CS – 7 SPAn ZERo	50 0 20 0 0 3 - - - 1 100 100 -          0        5     8 -          r     H/L    F A     L       A      H n     n       U      0 -          -        -       - -          -         -       - -          -         -       0 100 0	% % % Menit Detik Detik - - - % % % - - - - - - - % %

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI WAKTU PROPOSIONAL (CY-t = 3 DETIK) AKSI r H/Lf

VARIABEL PROSES (%)	LAMPU ( DETIK)
	HIDUP (Sekon)	MATI (Sekon)
0	FULLY ON	FULLY ON
10	2,42	0,22
20	2,20	0,71
30	1,95	1,01
40	1,65	1,14
50	1,39	1,45
60	0,84	1,75
70	0,43	2,25
80	0,09	2,53
90	0	3
100	FULLY OFF	FULLY OFF

         PENGUBAHAN KALIBRASI PROCESS CONTROLLER (CY-t = 10 DETIK)

Controller Setting	Kode	Range Pengaturan	Satuan
Harga pengesetan ( set point) Daya keluaran (power output) Pita proporsional (Prop. Band) Waktu Integral Waktu derivative Siklus waktu (cycle time) - - - Histerisis (dead band) Batas daya (power limit) Batas setpoint ( setpoint limit) Range linearitas 4 – 20 mA = 0 – 100 % Aksi control : r = reverse (terbalik) - - - - - SPAN (batas atas kalibrasi) ZERO (batas bawah kalibrasi)	- Pr Prop Int dEr CY-t CL – G HC – O UP – t HYSt Pr – L SP – L CS – 1 CS – 2 CS – 3 CS – 4 CS – 5 CS – 6 CS – 7 SPAn ZERo	50 0 20 0 0 10 - - - 1 100 100 -          0        5     8 -          r     H/L    F A     L       A      H n     n       U      0 -          -        -       - -          -         -       - -          -         -       0 100 0	% % % Menit Detik Detik - - - % % % - - - - - - - % %

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI WAKTU PROPOSIONAL (CY-t = 10 DETIK) AKSI r H/Lf

VARIABEL PROSES  (%)	LAMPU ( DETIK)
	HIDUP (Sekon)	MATI (Sekon)
0	FULLY ON	FULLY ON
10	8,37	1,22
20	7,25	1,86
30	6,08	3,26
40	5,02	4,33
50	3,99	5,53
60	2,91	6,47
70	1,85	7,39
80	0,56	9,05
90	FULLY OFF	FULLY OFF
100	FULLY OFF	FULLY OFF

PENGUBAHAN KALIBRASI PROCESS CONTROLLER (CY-t = 10 DETIK)

Controller Setting	Kode	Range Pengaturan	Satuan
Harga pengesetan ( set point) Daya keluaran (power output) Pita proporsional (Prop. Band) Waktu Integral Waktu derivative Siklus waktu (cycle time) - - - Histerisis (dead band) Batas daya (power limit) Batas setpoint ( setpoint limit) Range linearitas 4 – 20 mA = 0 – 100 % Aksi control : r = reverse (terbalik) - - - - - SPAN (batas atas kalibrasi) ZERO (batas bawah kalibrasi)	- Pr Prop Int dEr CY-t CL – G HC – O UP – t HYSt Pr – L SP – L CS – 1 CS – 2 CS – 3 CS – 4 CS – 5 CS – 6 CS – 7 SPAn ZERo	50 0 20 0 0 10 - - - 1 100 100 -          0        5     8 -          d    H/L    F A     L       A      H n     n       U      0 -          -        -       - -          -         -       - -          -         -       0 100 0	% % % Menit Detik Detik - - - % % % - - - - - - - % %

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI WAKTU PROPOSIONAL (CY-t = 10 DETIK) AKSI d H/Lf

VARIABEL PROSES  (%)	LAMPU (DETIK)
	HIDUP (Sekon)	MATI (Sekon)
0	FULLY OFF	FULLY OFF
10	FULLY OFF	FULLY OFF
20	0,82	8,88
30	1,74	8,01
40	2,39	6,40
50	4,07	5,68
60	5,08	4,48
70	6,21	3,43
80	7,55	2,19
90	8,59	1,27
100	8,99	0,93

         PENGUBAHAN KALIBRASI PROCESS CONTROLLER (CY-t = 3 DETIK)

Controller Setting	Kode	Range Pengaturan	Satuan
Harga pengesetan ( set point) Daya keluaran (power output) Pita proporsional (Prop. Band) Waktu Integral Waktu derivative Siklus waktu (cycle time) - - - Histerisis (dead band) Batas daya (power limit) Batas setpoint ( setpoint limit) Range linearitas 4 – 20 mA = 0 – 100 % Aksi control : r = reverse (terbalik) - - - - - SPAN (batas atas kalibrasi) ZERO (batas bawah kalibrasi)	- Pr Prop Int dEr CY-t CL – G HC – O UP – t HYSt Pr – L SP – L CS – 1 CS – 2 CS – 3 CS – 4 CS – 5 CS – 6 CS – 7 SPAn ZERo	50 0 20 0 0 3 - - - 1 100 100 -          0        5     8 -          d    H/L    F A     L       A      H n     n       U      0 -          -        -       - -          -         -       - -          -         -       0 100 0	% % % Menit Detik Detik - - - % % % - - - - - - - % %

TABEL PENGAMATAN OUTPUT RELAI WAKTU PROPOSIONAL (CY-t = 3 DETIK) AKSI d H/Lf

VARIABEL PROSES  (%)	LAMPU ( DETIK)
	HIDUP (Sekon)	MATI (Sekon)
0	FULLY OFF	FULLY OFF
10	FULLY OFF	FULLY OFF
20	0,11	2,56
30	0,43	2,40
40	0,76	2,00
50	1,16	1,65
60	1,37	1,18
70	1,59	1,01
80	1,94	0,71
90	2,44	0,35
100	2,63	0,22

VII.     ANALISA PERCOBAAN

            Setelah melakukan percobaan PC – 10 pengendalian 0n/Off secara otomatis dapat dianalisa bahwa Pada percobaan ini kami terlebih melakukan kalibrasi harga Prop, Int, dan Der pada process controller di setting pada harga nol. Sedangkan CY-t dan histerisisnya akan diatur. Hysterisis adalah kecenderungan instrument untuk memberikan output yang berbeda terhadap input yang sama. Ketika set point diatur 50%, bila histerisisnya 1% maka pada pembacaan process controller 0 - 51% lampu akan tetap menyala. Namun tepat pada 51% lampu akan mati. Setelah diturunkan kembali hingga 49% maka lampu akan hidup kembali. Artinya hysteritis adalah nilai yang diberikan kepada set point dan dijadikan sebagai batas ketika lampu On dan Off. Lalu untuk pengaturan CY-t nya di ubah untuk mengetahui perbedaan dan membandingkan waktu siklusnya (waktu lampu hidup ke mati dan hidup kembali).

VIII.  KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

Ø  Hysteritis ialah daerah batas saat lampu On/Off ketika nilai hysteritis diberikan terhadap nilai set point

Ø  Pengendalian on/off otomatis PCT 10 dipengaruhi oleh nilai hysterisis, set point, waktu siklus (waktu proses)

Ø  Cycle Time dimaksudkan sebagai waktu siklus yang digunakan  waktu lampu hidup ke mati dan hidup kembali.

Ø  Pada CY-t aksi r, power input % berbanding terbalik dengan waktu lampu On.

Ø  Pada CY-t aksi d, power input % berbanding lurus dengan waktu lampu On.

IX.        DAFTAR PUSTAKA

..............Jobsheet. 2013. Petunjuk Praktikum Pengendalian Proses. Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang