stripper pv 3300 dengan metode feedback...
TRANSCRIPT
PRESENTASI SEMINAR TUGAS AKHIR
Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada
STRIPPER PV 3300
Dengan Metode FEEDBACK FEEDFORWARD
di PT. JOB Pertamina-PetroChina East Java
Sadra Prattama
NRP. 2406.100.055
Dosen Pembimbing :
Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT
NIP. 196905071995121001
LATAR BELAKANG
Input 3
separator
Output
sour gas
Input
sweet gas Output
Sweet oil
Level
controller
PERISTIWA BOUNCHING
Parameter Kp =10,Ti = 0,dan Td = 0
Keadaan input dari 40 kg/s menuju 70 kg/s
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
Dari hasil simulasiLSHH
58 60 62 64 66 68 70 72 74 760
0.1
0.2
0.3
time (s)
PERMASALAHAN
1. Bagaimana merancangan model feedforward pada stripper.
2. Bagaimana perbandingan antara model feedback
konvensional yang sudah diterapkan dan feedback
feedforward hasil perancangan.feedforward hasil perancangan.
TUJUAN
1. merancangan model feedforward pada stripper.
2. Membandingan antara model feedback konvensional yang
sudah diterapkan dan feedback feedforward hasil
perancangan.perancangan.
DASAR TEORI
Terdapat 25 tray didalamnya
Input sweet gas 1,5 mmscfd
Input minyak dari ketiga separator
Output ada dua, bottom dan upperOutput ada dua, bottom dan upper
Kontroller feedforward1. Pengendali feedforward steady state
Pengendali feedforward yang paling sederhana
dan mudah untul diimplementasikan adalah
model steady state, kita hanya membutuhkan
elemen statis pada fungsi transfer prosesnya.
2. Pengendali feedforward Dinamik
Pengendali feedforward ini menggunakan Pengendali feedforward ini menggunakan
pendekatan pada fungsi transfernyaWalaupun hanya sebatas pendekatan, tetapi
persamaan ini dapat memberikan hasil yang
lebih baik dibanding desain steady state
From: George Stephanopoulos
Prentice Hall International
Keuntungan dan kerugian dari
kontroler feedforwardKeuntungan Kerugian
1. Bereaksi sebelum efek dari disturbance
yang akan mengganggu sistem
2. Sangat bagus untuk sistem yang lambat
3. Tidak diperkenankan untuk sistem yang
tidak stabil
1. Membutuhkan identifikasi dari
disturbance
2. Tidak bisa bereaksi terhadap
disturbance yang lain
3. Membutuhkan pengetahuan yang
cukup dari pemodelan prosescukup dari pemodelan proses
From: George Stephanopoulos
Prentice Hall International
Keuntungan dan kerugian dari
kontroler feedbackKeuntungan Kerugian
1. Tidak perlu mengidentifikasi
disturbance yang ada
2. Tidak sensitif untuk pemodelan error
3. Tidak sensitif terhadap perubahan
parameter
1. Menunggu datangnya error setelah
melewati proses
From : George Stephanopoulos
Prentice Hall International
TinjauanTinjauanTinjauanTinjauan PustakaPustakaPustakaPustakaNo Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan
1 Antonio
Visioli
A new
design a
PID plus
feedforwar
d control
Z-N Level tank Lebih
efektif
dibandingk
an PID
kontrol
konvension
al untuk
delta rate
flow yang
Metode
yang
dipakai
hanya
ziegler
nichols,
belum
metode
yang lain flow yang
besar
yang lain
sebagai
perbanding
an
From : Journal of Process Control
www.elsevier.com
TinjauanTinjauanTinjauanTinjauan PustakaPustakaPustakaPustakaNo Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan
2 E.J. Adam,
J.L.
Marchetti
Designing
and tuning
robust
feedforwar
d
controllers
ZN Level Tank Belum
menerapka
n
feedforwar
d dinamik
state
From : Journal of Process Control
www.elsevier.com
P&ID STRIPPER
P&ID sebelumnya + feedforward
DIAGRAM BLOK PENGENDALIAN
KONTROL FEEDBACK FEEDFORWARD
From: George Stephanopoulos
Prentice Hall International
Perumusan feedforward
Fungsi transfer
Perfect disturbance
reject
Rumus umum
feedforward dinamik
From: Carlos A Smith, Ph.D., P.E
Metodologi
penelitian
Kesetimbangan massa
Sensor dan transmitter level
( )( ) 1+
=•
s
K
sU
sm
v
totb
τ
Cv
YcTv =
actuatorP
I KKKtot .=
Control valve
Sensor dan transmitter flow
1+=
s
K
P
P
P
P
ox
oy
τ
1
484375.3
+=
sP
P
ox
oy
Cv
( )( ) ( )1612.1
3342.3
+=
•
ssU
smb
Uji open loop
1.4
Simulink open loop
0 10 20 30 40 50 600
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
time (s)
leve
l (m
)
Grafik hasil simulink
open loop
Feedback kontroller
No Mode Kontrol
Parameter
Kp Ti Td
1 Proporsional 3 0 0
2 Proporsional Integral 2.7 2 0
3 Proporsional Integral Derivatif 3.6 1.2 0.3
Feedback controller Proporsional
settling time (ts) = 11 s
peak time (tp) = 5 s
error steady state (ess) = 0,08025%
rise time (tr) = 2.5 s
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
rise time (tr) = 2.5 s
58 60 62 64 66 68 70 72 74 760
0.1
0.2
0.3
0.4
time (s)
leve
l (m
)
settling time (ts) = 11 s
peak time (tp) = 2.5 s
error steady state (ess) = 0 %
rise time (tr) = 1 s
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
Feedback controller ProporsionalIntegral
rise time (tr) = 1 s
58 60 62 64 66 68 70 72 74 760
0.1
0.2
0.3
0.4
time (s)
Feedback controller Proporsional
Integral Derivatif
settling time (ts) = 10 s
peak time (tp) = 5 s
error steady state (ess) = 0,0 %
rise time (tr) = 4 s0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
rise time (tr) = 4 s
60 65 70 75 80 850
0.1
0.2
0.3
0.4
time (s)
leve
l (m
)
Performansi feedback
1. Kontroler feedback masih belum mampu mengatasiperistiwa bounching tersebut.
2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input
sebesar 30 kg/s
3. Dampak level yang tinggi tersebut oil masuk ke pipa3. Dampak level yang tinggi tersebut oil masuk ke pipa
sweetgas.
Feedback feedforward controller
Feedback feedforward controller
proporsional
settling time (ts) = 13 s
peak time (tp) = 2 s
error steady state (ess) = 0,003%
rise time (tr) = 1.3 s0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
rise time (tr) = 1.3 s
45 50 55 60 65 70 75 800
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time (s)
leve
l (m
)
Feedback feedforward controller
proporsional integral
settling time (ts) = 10 s
peak time (tp) = 3 s
rise time (tr) = 2 s0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
45 50 55 60 65 70 75 800
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time (s)
leve
l (m
)
Feedback feedforward controller
proporsional integral derivatif
settling time (ts) = 10 s
peak time (tp) = 5 s
rise time (tr) = 3 s0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
leve
l (m
)
45 50 55 60 65 70 75 800
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
time (s)
leve
l (m
)
Performansi feedback feedforward
1. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasiperistiwa bounching tersebut.
2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input
sebesar 30 kg/s
3. Parameter lead per lag adalah ½ dan gain kontroler3. Parameter lead per lag adalah ½ dan gain kontroler
feedforward adalah 0.86
4. Hasil terbaik dengan settling time (ts)= 10 s,
peak time (tp)= 5 s,error steady state (ess) = 0,0 %, dan rise
time (tr) = 3 s
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35
kg
/s
time (s)
laju aliran minyak
laju aliran minyak
0.7
0.8
0.9
1
Perbandingan antara kontrol feedback dan feedback feedforward
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
lev
el
(m)
time (s)
feedback
feedforward
0.8
1
1.2
perbandingan feedback feedforward dengan feedback
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25
kg
/s
time (s)
laju aliran minyak
laju aliran minyak
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 5 10 15 20 25 30 35 40
lev
el
(m)
time (s)
feedback
feedback feedforward
Kesimpulan
3. Berdasarkan hasil penelitian bahwa hasil yang paling baik dari
respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan
1. Telah dilakukan perancangan feedforward pada controller feedback pada
stripper PV 3300.
2. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasi peristiwa
bounching tersebut dengan level maksimum 0.5 meter sedangkan
untuk feedback saja mencapai 0,83 meter untuk flow minyak yang
masuk antara 40 kg/s menuju 70 kg/s.
respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan
nilai: settling time (ts)= 10 s, peak time (tp)= 5 s,error steady state
(ess)=0 %, rise time (tr)=3 s,lead per lag= ½, dan gain feedforward=
0.86
terimakasihterimakasih