BAB IV

INTISARI

Setiap penelitian atau percobaan yang dilakukan akan muncul error yang tidak kita inginkan, dan diusahakan untuk membuat persen error tersebut sekecil-kecilnya. Oleh karena itu, kontrol level sangat dibutuhkan dalam meminimalisir persen error tersebut karena seperti kita ketahui semakin kecil persen error, semakin mendekati akurat data yang didapat.Sistem pengendalian proses merupakan faktor yang sangat menentukan dalam menjamin tingkat keberhasilan proses. Dengan unit pengendali yang kuat maka proses dapat dijalankan pada kondisi optimalnya dengan cara merejeksi/menolak segala macam gangguan seperti fluktuasi laju aliran umpan, suhu, aliran pendingin, ataupun gangguan lain yang tidak terprediksi. Pengendalian proses memberikan kontribusi yang penting dalam safety, perlindungan lingkungan, perlindungan peralatan, operasi pabrik yang lancar, menjamin kualitas produk, menjaga operasional pabrik pada keuntungan maksimumnya, dan berguna dalam monitoring dan diagnose proses.Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah air. Sedangkan alat yang digunakan antara lain monitor, CPU, On-Off controller, PID controller, pompa, valve, tangki proses, dan level sensor. Variabel operasi yang digunakan yaitu set point awal 5, set point untuk disturbansi rejection 40, disturbansi rejection detik 35, dan 55.Pertambahan harga KP pada sistem pengendali akan menaikkan penguatan sistem sehingga dapat digunakan untuk memperbesar kecepatan tanggapan dan mengurangi ESS atau error steady state (penyimpangan dalam keadaan mantap). Pada sistem pengendali PI, semakin besar nilai Ki maka respon terhadap gangguan akan semakin cepat, dan semakin kecil nilai Ki maka respon terhadap ganguan akan semakin lambat. Semakin besar harga Kd, sistem akan merespon gangguansistem lebih cepat, tetapi akan terjadi osilasi yang dapat mengurangi kestabilan sistem.Kesimpulan dari praktikum ini yaitu semakin tinggi harga KP maka respon terhadap gangguan akan semakin cepat, , semakin besar nilai Ki maka respon terhadap gangguan akan semakin cepat, dan semakin kecil nilai Ki maka respon terhadap ganguan akan semakin lambat. Semakin besar harga Kd, sistem akan merespon gangguansistem lebih cepat, tetapi akan terjadi osilasi yang dapat mengurangi kestabilan sistem.Saran untuk percobaan ini teliti dalam mengatur tipe controller pada software, membuka dan menutup valve pada waktu yang tepat sesuai variabel, mereset sensor ketika perubahan variabel, teliti dalam merubah set point pada set point tracking sesuai dengan variabel, dan melakukan praktikum sesuai dengan prosedur.

BAB IVHASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV. 1 Hasil PercobaanTabel IV.1 Sum Square Error (SSE) Tiap VariabelNo.Run

SSE (Sum Square Error)

Disturbansi RejectionSet Point Tracking

1.Sistem On-off12093,625094,47

2.Sistem P (Kp=5)11891,374934,51

3.Sistem P (Kp=7)12740,156187,01

4.Sistem PI (Kp=7, Ki=10)11831,34157,5

5.Sistem PI (Kp=7, Ki=12)12316,994492,12

6.Sistem PID (Kp=3, Ki=10, Kd=6)18055,225844,11

7.Sistem PID (Kp=3, Ki=10, Kd=8)19389,76670,32

IV.2 PembahasanIV.2.1. Perbandingan Pengendali On-Off dengan Feedback dalam MenghadapiGangguan

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu dengan Level Pada Percobaan dengan Gangguan Dalam

Gambar IV.2 Grafik Hubungan Waktu dengan Level Pada Percobaan dengan Gangguan Luar

Dari data SSE diatas berdasarkan percobaan, dapat dilihat bahwa nilai SSE tiap variabel jika dibandingkan saat percobaan disturbansi rejection dan saat percobaan set point tracking terlihat bahwa nilai SSE pada saat perocbaan set point tracking lebih kecil daripada percobaan disturbansi rejection. Untuk variabel on-off SSE pada saat disturbansi rejection 494,8 sedangkan pada set point tracking 283,7. Untuk SSE pada sistem P, PI, dan PID pada saat disturbansi rejection adalah 657,7 ; 573,4 dan -181,8 sedangkan pada set point tracking 443,1; 353,2 dan -384,4. Gangguan dimaksudkan untuk melihat respon sistem apabila terjadi perubahan. Dari grafik diatas diketahui bahwa semua pengendali mampu mempertahankan kestabilan sistem. Diketahui bahwa semakin banyak fungsi keanggotaan dalam suatu variabel, maka respon pengendali yang dihasilkan semakin baik. Tidak ada overshoot yang dihasilkan, namun hanya terjadi lonjakan kecil. Oleh karena itu, kesalahan/error yang terjadi pada saat set point tracking lebih kecil daripada saat disturbansi rejection. (Suprapto dkk., 2013) .

IV.2.2 Pengaruh Konstanta Proposional Terhadap Gangguan

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Waktu dengan Level Pada Sistem Pengendali Feedback Proporsional (P) Pada Percobaan dengan Gangguan Dalam

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Waktu dengan Level Pada Sistem Pengendali Feedback Proporsional (P) Pada Percobaan dengan Gangguan Luar

Dari kedua grafik diatas dapat dilihat bahwa sistem dengan pengendali feedback dengan nilai Kp 7 memiliki respon yang lebih baik terhadap gangguan dibandingkan dengan nilai Kp 5. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.3 dan gambar 4.4, sistem dengan nilai Kp 7 lebih stabil dibandingkan dengan sistem dengan nilai Kp 5. Hal ini sesuai dengan konsep kontroller proporsional yaitu sebagai gain/penguatan. Penggunaan mode kontrol proporsional harus memperhatikan hal hal berikut : jika nilai Kp kecil, mode kontrol proporsional hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat. jika nilai Kp dinaikkan, respon sistem menunjukkan semakin cepat mencapai keadaan stabilnya.Sistem Kp 7 lebih cepat menyesuaikan set point dan stabil terhadap set point sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai Kp yang lebih tinggi akan menimbulkan kondisi yang lebih stabil terhadap gangguan (Nusantoro, Djokodan Suyanto.2011)

IV.2.3 Perbandingan Konstanta Integral pada Sistem Pengendalian PI

Gambar 4.5 Hubungan Waktu terhadap Level Pengendali PI Set Point Tracking

Gambar 4.6 Hubungan Waktu terhadap Level Pengendali PI Disturbance Rejection

Berdasarkan data yang diperoleh, sistem pengendali PI dengan Kp 7, Ki 12 memiliki SSE lebih besar (389) dibandingkan PI dengan Kp 7, Ki 10 (353,2) terhadap set point tracking yang diberikan. Begitu pula pada disturbance rejection,sistem pengendali PI dengan Kp 7, Ki 12 memiliki SSE lebih besar (590,7) dibandingkan PI dengan Kp 7, Ki 10 (573,4).Pada sistem pengendalian PI, sistem ditentukan oleh konstanta Kp dan Ki. Selama sinyalerror masih ada, maka sinyal control integral akan terus beraksi. Aksi kontrol integral akan menghilangkan steady state error.Artinya output sistem akan selalu mengejar set point sedekat mungkin. Aksi kontrol integralsering disebut automatic reset control. Namun, keluaran kontroler butuh selang waktu tertentu, sehingga kontroler integral cenderung memperlambat respon terhadap gangguan. Sehingga semakin besar nilai Ki maka respon terhadap gangguan akan semakin cepat, dan semakin kecil nilai Ki maka respon terhadap ganguan akan semakin lambat.(Nusantoro, Djokodan Suyanto.2011)(Muhammad Ali, 2004)

IV.2.4. Perbandingan Konstanta Derivative pada Sistem Pengendali PID

Gambar 4.7 Grafik level pengendali PID padadisturbance rejecting

Gambar 4.8 Grafikl level pengendali PID pada Set Point TrackingBerdasarkan data yang diperoleh, sistem pengendali PID dengan Kp 7, Ki 10, Kd 6 memiliki SSE lebih besar (-181,8) dibandingkan PID dengan Kp 7, Ki 10, Kd 8 (-251,2) terhadap disturbance yang diberikan, tetapi sistem pengendali PID dengan Kp 7, Ki 10, Kd 6 memiliki SSE lebih kecil (-391,9) daripada PID dengan Kp 7, Ki 10, Kd 8 (-384,4) terhadap set point tracking. Pada system pengendali ini, system ditentukan oleh konstanta Kp, Ki, dan Kd. Pada controller differensial perubahan yang mendadak pada masukan kontroller, akan mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan cepat. Kontroller differensial mempunyai karakter untuk mendahului, sehingga kontroller ini dapat menghasilkan koreksi yang signifikan sebelum pembangkit error menjadi sangat besar. Jadi kontroller differensial dapat mengantisipasi pembangkit error, memberikan aksi yang bersifat korektif, dan cenderung meningkatkan stabilitas sistem. Sehingga semakin besar harga Kd, sistem akan merespon gangguansistem lebih cepat, tetapi akan terjadi osilasi yang dapat mengurangi kestabilan sistem.(Nusantoro, Djoko dan Suyanto.2011)

PENUTUP

V.1 Kesimpulan1. Pertambahan harga KP pada sistem pengendali akan menaikkan penguatan sistem sehingga dapat digunakan untuk memperbesar kecepatan tanggapan dan mengurangi ESS atau error steady state (penyimpangan dalam keadaan mantap)2. Pada sistem pengendali PI, semakin besar nilai Ki maka respon terhadap gangguan akan semakin cepat, dan semakin kecil nilai Ki maka respon terhadap ganguan akan semakin lambat.3. Semakin besar harga Kd, sistem akan merespon gangguan sistem lebih cepat, tetapi akan terjadi osilasi yang dapat mengurangi kestabilan sistem. V.2 Saran1. Teliti dalam mengatur tipe controller pada software2. Membuka dan menutup valve pada waktu yang tepat sesuai variabel3. Mereset sensor ketika perubahan variabel4. Teliti dalam merubah set point pada set point tracking sesuai dengan variabel5. Melakukan praktikum sesuai dengan prosedur

DAFTAR PUSTAKA

Coughannowr, D.R. 1991. Process System Analysis and Control, 2nd Edition. McGraw-Hill, Inc., USA Djaeni, M. 1999. Modelling and Control of Fuel Cell System. Master Thesis, UTM, Malaysia Hutagulung, Michael. 2008. Pengendalian Proses (Bagian 1). Dalam http://majarimagazine.com/2008/02/pengendalian-proses-1/. Nusantoro, Djoko dan Suyanto.2011. Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada Monitoring Produksi Sumur Minyak Dan Gas Dengan Menggunakan Kontroler PID Di PT PERTAMINA EP REGION JAWA, FIELD SUBANG TAMBUN. Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri , Institut Teknologi Sepuluh Nopember.Marlin, T.E. 1995. Process Control: Designing Process and Control Systems for Dynamic Performance. McGraw-Hill, Inc., USA Stephanopoulos, G. 1984. Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice. Prentice-Hall, New Jersey, USADjoko Nusantoro, Suyanto