bab 2 pengpro

8/18/2019 Bab 2 Pengpro

1/12

BAB I

TINJAUAN PUSTAKA

1.1 Tujuan pratikum

1.2 Dasar Teori

1.2.1 Pengertian Penendalian Proses

Pengendalian merupakan suatu proses dalam mengarahkan sekumpulan

variabel untuk mencapai tujuan dan sasaran yang telah ditetapkan sebelumnya.

Dasar dari semua Proses pengendalian adalah pemikiran untuk mengarahkan suatu

variabel atau sekumpulan variabel guna mencapai tujuan tertentu. Variabel yang

dimaksud berupa manusia, mesin dan organisasi.Pengendalian diperlukan karena adanya 2 alasan yaitu :

1. Pengendalian merupakan dasar bagi manajemen kerja harian yang efektif

bagi semua tingkatan organisasi.

2. Perbaikan jangka panjang tidak dapat diterapkan pada suatu proses kecuali

jika proses tersebut terkendali dengan baik.

uatu sistem pengendalian mempunyai ! komponen yaitu :

1. tandar atau tujuan.

2. "ara untuk mengukur keberhasilan.

!. Perbandingan antara hasil sebenarnya dengan tandar, serta umpan balik

guna membentuk dasar untuk tindakan korektif.

#entuk kurva dari fungsi $aktu sangat dipengaruhi oleh transfer function

masing%masing elemen. emua bentuk kurva $aktu itu disebut response atau

transient response sistem pengendalian. &amun secara umum mereka dapat

dikelompokkan menjadi dua, yaitu stabil 'stable( dan tidak stabil 'unstable(.

)emudian kelompok stabil terbagi menjadi dua lagi yaitu overdamped dan

underdumped. )elompok tidak stabil juga terbagi dua, yaitu sustain oscillationdan undamped. *ihatlah bentuk keempat kurva $aktu ini pada gambar 1.1.

am!ar 1.1 +esponse sistem pengendalian otomatis


2/12

uatu sistem pengendalian dikatakan stabil, apabila nilai process variable

berhasil mendekati set point, alaupun diperlukan $aktu untuk itu. )eadaan

stabil itu dapat dicapai dengan response yang overdamped atau yang

underdamped. )edua response itu mempunyai kelebihan dan kekurangan masing%

masing. Pada response yang underdamped, jelas bah$a koreksi sistem berjalan

lebih cepat dari response yang overdamped. -etapi tidak berarti bah$a

underdamped lebih bagus dari overdamped. da proses yang membutuhkan

response yang lambat 'overdamped( dan ada pula proses proses yang

membutuhkan response yang cepat 'underdamped(.

)ebutuhan tersebut ditentukan oleh sifat proses dan kualitas produk yang

dikehendaki. /perator yang berpengalaman tentu dapat menunjukkan di bagian


3/12


4/12

valve(, ada pula yang lambat berubah. da proses yang sifatnya lembam, ada yang

reaktif, ada yang mudah stabil, ada pula yang mudah tidak stabil. 6adi seperti sifat

kenderaan tadi, cara mengendalikan proses juga berbeda%beda. Dalam sistem

pengendalian, sifat%sifat proses itu disebut dinamika proses 'process dynamic(

yang sangat ditentukan oleh transfer function suatu sistem pengendalian.

Dinamika proses selalu dikaitkan dengan unsur kapasitas 'capacity( dan

kelambatan 'lag(. mbil sebagian contoh aktivitas meniup balon karet mainan

anak%anak. #alon bisa ditiup dengan mulut, bisa ditiup dengan pompa sepeda, dan

bisa juga ditiup dengan kompressor. #alon akan lama mengembang bila ditiup

dengan mulut: akan sedikit lebih cepat bila ditiup dengan pompa sepeda: dan akan

cepat meletus kalau ditiup dengan kompressor. )etiga keadaan ini

menggambarkan adanya unsur kapasitas dan unsur kelambatan di dalam proses

meniup balon.

#esarnya kapasitas balon menjadi sangat relatif karena harus selalu

dikaitkan denganapa balon itu ditiup. Dalam bahasa ilmu sistem pengendalian,

dikatakan kapasitas prosestergantung pada sumber energi yang bekerja pada

proses. )arena sumber kerjanya kecil dan kapasitas prosesnya besar, proses akan

berjalan lambat. )alau sumber energinya besar dan kapasitas prosesnya kecil,

proses akan menjadi cepat. -ampak jelas ada keterkaitan antara kapasitas dan

kelambatan proses.

)ata kapasitas dan keterlambatan itulah yang kemudian dipakai sebagai

standar 'ukuran( untuk menyatakan dinamika proses secara kualitatif. Dalam

bentuk kualitatif, proses dibedakan menjadi proses cepat dan proses lambat, atau

berkapasitas besar dan berkapasitas kecil. elain bentuk kualitatif, dinamika

proses juga dinyatakan secara kuantitatif dalam bentuk transfer function. stilah

tranfer function di sini tetap merupakan perbandingan antara output dengan input

proses. eperti digambarkan dalam bentuk blok diagram berikut :


5/12

am!ar1.2. Diagram kotak sebuah proses

5anya saja bentuk trasfer function di sini menjadi lebih kompleks karena

akan digunakan untuk mengungkapkan dinamika proses. -ransfer function '7's((

mempunyai dua unsur gain, yaitu steady state gain dan dynamic gain yang

sifatnya dinamik. 3nsur dyanmic gain muncul karena elemen proses mengandung

elemen kelambatan. /leh karena itu, bentuk transfer function elemen proses

hampir pasti berbentuk persamaan matematis fungsi $aktu, yang dalam $ujud

persamaan differensial.

Dinamika proses dinyatakan dalam bentuk transfer function yang

kemudian ada dalambentuk persamaan differensial. )arena jenis kelambatan yang

dikandung oleh proses, bentuk persamaan differensial itu ada yang berpangkat

satu, ada yang berpangkat dua, ada pula yang berpangkat banyak.

)lasifikasi jenis proses kemudian dikelompokkan berdasarkan banyaknya

pangkatpersamaan differensial yang dalam tranfer function. )alau dikaji ulang,

pengelompokkan ini mirip dengan pengelompokkan yang dilakukan untuk jenis

surat i4in mengemudi kenderaan. emankin banyak persamaan diferensial,

semangkin lambat dinamika proses. ebuah elemen proses kemudian dinamai

proses orde satu ' first order process ( karena persamaan diferensialnya

berpangkat satu. Dinamai proses orde dua ' second order process ( karena

persamaan diferensialnya berpangkat dua. Dinamai proses orde banyak ' higher

order process ( karena persamaan diferensialnya berpangkat banyak. Pangkat

persamaan dalam diferensial juga mencerminkan jumlah kapasitas yang ada di

elemen proses. uatu proses orde satu juga disebut one capacity process atau

single capacity process. Proses orde dua juga disebut t$o capacity process. Proses

orde banyak disebut multi capacity process. #erikut ini digambarkan beberapa

sistem pengendalian yang menggambarkan jumlah kapasitas dan fungsi trasfernya

yang akan dibahas pada pokok bahasan berikut 7ambar 1.!


6/12

am!ar 1.". Proses orde satu 'single capacity process(

am!ar1.#. Proses orde dua 't$o capacity process(


7/12

am!ar 1.$. Proses orde banyak 'multi capacity process(

1.2." %aria!el proses

Variabel%variabel yang terlibat dalam proses operasi pabrik adalah 8 'laju

alir(,- 'temperatur(, P 'tekanan( dan " 'konsentrasi(. Variabel%variabel tersebut

dalatdikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu variabel input dan variabel output.

1. Variabel nput

Variabel input adalah variabel yang menandai efek lingkungan pada proses

kimia yang dituju. Variabel ini juga diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu:a. manipulated 'adjustable( variable, jika harga variabel tersebut

dapat diatur dengan bebas oleh operator atau mekanisme

pengendalian

b. disturbance variable, jika harga tidak dapat diatur oleh operator

atau system pengendali, tetapi merupakan gangguan.

2. Variabel /utput

Variabel oiutput adalah variabel yang menandakan efek proses kimia

terhadaplingkungan yang diklasifikasikan dalam 2 kelompok:


8/12

a. measured output variables, jika variabel dapat diketahui dengan

pengukuran langsung

b. unmeasured output variables, jika variabel tidak dapat diketahui

dengan pengukuran langsung

#eberapa pengukuran variabel harus dilakukan agar kinerja operasi pabrik

dapat dimonitor. -erdapat beberapa jenis pengukuran variabel yang dapat

diterapkan untuk pengendalian proses:

1. Primary easurement

#ila memungkinkan sebaiknya pada pengendalian proses harga variabel

yang menjadi objective pengendalian harus diukur9dimonitor. "ara pengukuran

variable proses yang menjadi control objective pengendalian secara langsung

disebut primary measurement. ebagai contoh pada sistem mier tangki

berpengaduk control objective adalah mempertahankan - dan h cairan dalam

tangki pada harga -;-sp dan h ;hsp. )arena itu, usaha pertama yang harus

dilakukan adalah memasang alat pengukur untuk dapat mengamati nilai - dan h

cairan dalam tangki secara langsung, yaitu dengan denggunakan termokopel untuk

pengukuran - dan differential pressure cell untuk mengukur h.

2. Secaondary measurement

Pada kasus%kasus tertentu, variabel yang merupakan control objective

tidak dapat diukur secara langsung 'unmeasured output (. Pada kasus%kasus dengan

control objective yang tidak dapat diukur langsung tersebut, harus diukur variabel

lain yang tergolong measured variable dan dapat dikorelasikan melalui suatu

hubungan matematika tertentu dengan unmeasured output yang ingin

dikendalikan.

istem pengendali 'controller ( adalah elemen aktif dalam sistem

pengendalian yang menerima informasi dari pengukuran dan membuat tindakan

yang sesuai untuk mengatur harga manipulated variables. Pengaturan

manipulated variables sangat bergantung pada control law yang diterapkan secara

otomatis pada controller. #eberapa control law yang umum diterapkan pada

sistem pengendalian:

1. Penggunaan proportional controller 'P%controller( dimana nilai output dari

P%controller akan sebanding terhadap error.


9/12

2. Penggunaan proportional%integral controller 'P%controller( dimana nilai

output dari P%controller akan sebanding terhadap error < suatu faktor

dikali nilai integrasi error sebagai fungsi $aktu

!. Penggunaan proportional%integral%derivative controller dimana nilai output

dari PD%controller akan ditentukan oleh konstanta yang menghubungkan

kesebandingan error terhadap output < suatu faktor dikali nilai integrasi

error sebagai fungsi $aktu < suatu faktor dikalu nilai defernsial 'gradien(error sebagai fungsi $aktu.

Pada setiap konfigurasi sitem pengendali dapat dibedakan masing%masing

elemen perangkat keras sebagai berikut:

1. Proses kimia

Proses kimia me$akili peralatan proses yang digunakan dan proses%

proses9operasi baik secara kimia maupun fisika yang terjadi di dalam peralatan

tersebut.

2. nstrumen Pengukur atau ensor

Peralatan pengukur9sensor digunakan untuk:

a. mengukur disturbance

b. mengukur controlled output variables

c. mengukur secondary ouput variables

Peralatan pengukur9sensor adalah sumber informasi yang mengidentifikasi

hal%hal yang sedang terjadi pada proses. alah satu syarat penting dalam

pemilihan sensor adalah hasil pengukuran sensor harus dapat ditransmisikan

dengan mudah. "ontoh instrumen pengendalian yang dipakai pada pabrik

formaldehid dan hydrogen peroksida ini adalah termokopel, venturi meter,

composition analyzer .

3. Transducers


10/12


11/12

D8-+ P3-)

BA Software, Feddback Feedforward, Instrument Society of America, 1989.Coughanowr, o!!e". #rocess System Ana"ysis and Contro". Internationa"Student $dition, %c &raw 'i"" ogakusha (td, )okyo, 19*+.oug"as %. Considine, S.. -oss, 'andbook of A!!"ied Instrumentation, %c

&raw 'i"", ew /ork, 0SA, 19*.F.&. Shinskey, #rocess Contro" System #rob"em2So"3ing Software, Fo4boroCom!any, 1995.'.6. Boger, (ucien %arot, 6hy 7a"3es Are A"ways 3ersied, InstrumentSociety of America %againe, ctober 199:.

-usse", F.)., and enn, %.%., Introduction to Chemica" $ngineering Ana"ysis, ;ohn 6i"ey and Sons, ew /ork, 19


12/12

Ste!hano!o"os, &., Chemica" #rocess Contro"> An Introduction to )heory and#ractice, #rentice 'a"" Internatina" Inc., ew ;ersey, 198, !!. +2

bab 2 pengpro

Documents