30
SIMULASI MODEL MATEMATIK ROL PENGGULUNG PADA INDUSTRI METALLIZING BERBASIS METODE DISKRITISASI TUSTIN
Yaya Finayani, Sudarno, Muhammad Alhan Jurusan Teknik Elektronika
Politeknik Pratama Mulia Surakarta email: yyfinayaniyahoo.com
ABSTRAKSI
Mesin metallizing merupakan salah satu jenis mesin produksi PT. Tomoko Daya Perkasa Metallizing Industry yang dengan fungsi melakukan proses pelapisan aluminium pada plastik yang memiliki kontruksi system rol guna
melakukan proses transportasi web material untuk pelapisan aluminium pada plastic. Sistem transportasi web material pada Mesin Metallizing terdapat 4 jenis rol yaitu unwinder roll rol pengumpan, main drum roll rol
pengendali kecepatan, tension roll rol pengendali ketegangan material serta rewinder roll rol penggulung dengan masing-masing rol menggunakan penggerak motor DC. Model matematik system transportasi web material
mesin metalizing terbentuk dari dua persamaan yaitu persamaan dinamik gaya tegang dan persamaan dinamik kecepatan.
Persamaan matematik bagian rol pengumpan, tension roll dan rol penggulung dirumuskan menggunakan persamaan dinamik gaya tegang sedangkan bagian main drum roll menggunakan persamaan dinamik kecepatan.
Model matematik hasil pemodelan system transportasi web material mesin metalizing diperoleh persamaan matematik bentuk ruang keadaan state space 4x4 orde 4. Persamaan matematik system rol mesin metalizing
merupakan system MIMO multi input multi output dengan jumlah input sebanyak 4 input yaitu gaya putar rol penggulung, gaya putar tension roll, gaya putar rol penggulung, kecepatan sudut main drum roll, serta 4 output
yaitu gaya tegang antara rol penggumpan dengan main drum roll, gaya tegang antara main drum roll dengan tension roll, gaya tegang antara tension roll dengan rol penggulung, kecepatan main drum roll.Dari 4 model
matematik fungsi alih pada bagian sistem rol pengggulung mesin metallizing diperoleh 2 persamaan fungsi alih yang tidak berubah waktu time invarying
� dan
� , sedangkan 2 persamaan fungsi alih berubah waktu
time varying �
dan �
. Hasil simulasi keempat model fungsi alih bagian rol penggulung dengan uji masukan unit step diperoleh letak pole -
0,83; -0.50; -0,25; -0,24 sedangkan letak zero �
pada -0,25; �
di -0.25 dan 0,00; �
pada 0,00; - 0,83; -0,25
� di -0,83; -0,50. -0,25. Dengan diskritisasi tustin waktu sampling 0,5 diperoleh bentuk model
fungsi alih diskrit kawasan z fungsi alih bagian rol penggulung dalam orde 4.
Kata kunci:
mesin metallizing, transportasi web, pemodelan sistem, model matematik, rol penggulung
1. PENDAHULUAN
Industri metallizing merupakan industri yang produksinya melakukan proses pelapisan
aluminium foil
pada plastik
untuk pembungkus makanan, salah satu industri
metallizing tersebut yaitu PT. Tomoko Daya Perkasa Metallizing Industri Surakarta. Dalam
melaksanakan
proses produksinya
PT. Tomoko Daya Perkasa menggunakan mesin-
mesin produksi diantaranya mesin metallizing dan mesin rewinder Finayani, dkk, 2012-
2013, mesin-mesin tersebut terdiri dari beberapa rol diantaranya rol pengumpan, main
drum rol, tension rol dan rol penggulung sedangkan tiap-tiap rol terhubung dengan
motor
listrik, untuk
mesin metallizing
menggunakan motor dc sedangkan mesin rewinder menggunakan motor induksi 3 fasa.
Untuk mengetahui karakteristik suatu sistem dalam hal ini sistem rol dalam mesin
metallizing atau mesin rewinder atau akan melakukan analisis teknik pengendalian lebih
lanjut dari sistem tersebut dibutuhkan model matematis.
PT. Tomoko Daya Perkasa Metallizing Industry merupakan salah satu industry plastik
melakukan system transfortasi web, web adalah sebidang material yang diproses dan
dihasilkan secara kontinu dalam suatu proses di industry. Sistem transportasi web terdiri dari
rol yang digerakkan oleh rangkaian penggerak motor DC. Web harus melalui beberapa bagian
31 pengolahan dari proses yang berkelanjutan
secara kontinu
yaitu rol
penggulung. Penanganan web meliputi hubungan yang
berkaitan dengan
transportasi dan
dan pengendalian material web.. Contoh system
transportasi web yaitu pada proses aluminum foil di PT. Tomoko Daya Perkasa, untuk
mendapatkan kualitas produksi sesuai yang diharapkan selama proses transportasi web
diperlukan teknik pengendalian lebih lanjut seperti teknik pengendalian ketegangan web
dan kecepatan penggerak rol.
Dalam melakukan analisis dan desain sistem kendali, sistem fisis harus dibuat model
fisisnya. Model
fisis harus
dapat menggambarkan karakteristik dinamis sistem
tersebut secara memadai. Model matematis diturunkan dari hukum-hukum fisis sistem
tersebut, dinamika sistem mekanis dimodelkan dengan hukum Newton, hukum Hooke dan
hukum
Konservasi Massa.
Sedangkan dinamika sistem elektrik dimodelkan dengan
hukum Kirchoff,
hukum Ohm.
Model matematis merupakan suatu sistem dari
kumpulan persamaan yang menggambarkan dinamika suatu sistem secara memadai serta
harus dimodelkan secara lengkap.
Penelitian tentang
pemodelan matematik, metode diskritisasi tustin serta
sistem rol pada industri, telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Model sistem transportasi
web material yang terdiri dari tiga bagian rol yaitu rol pengumpan, master speed dan rol
penggulung Knittel, dll 2002. Pemodelan sistem transportasi web material berupa
persamaan
dinamik gaya
tegang dan
persamaan dinamik kecepatan Pagilla dkk 2007. Pada industri metallizing terdapat
mesin metallizing dan mesin rewinder untuk menjalankan proses produksinya, dengan
motor penggerak motor dc untuk mesin metallizing, sedangkan motor induksi 3 fasa
penggerak mesin rewinder Finayani, dkk 2013. Pemodelan dan simulasi sistem control
magnetic levitation ball, penelitian ini melihat fenomena
pelayangan benda
melalui pengontrol kuat medan magnet elektrik serta
rentang kestabilan
tinggi benda
yang ditayangkan. Wibowo, dkk 2011. Pemodelan
matematik pada
kontrol umpan
balik kecepatan motor dc yang disimulasikan dalam
bentuk pemodelan analog dan digital Petras, 2009.
Pemodelan waktu
diskrit MCS
minimal control synthesis
menggunakan metode MRAC
model reference adaptive control
Bernardo, dkk 2013.
2. METODE PENELITIAN
