PENALAAN PENGENDALI (Controller Tuning)

4.6 PENALAAN PENGENDALI (Controller Tuning)

Penalaan adalah pekerjaan menepatkan atau menyelaraskan dengan sesuatu. Dalam konteks ini, penalaan pengendali bertujuan mendapatkan nilai paramater pengendali yang Penalaan adalah pekerjaan menepatkan atau menyelaraskan dengan sesuatu. Dalam konteks ini, penalaan pengendali bertujuan mendapatkan nilai paramater pengendali yang

4.6.1 Metode Kurva Reaksi

Metode kurva reaksi didasarkan atas tanggapan undak sistem proses. Asumsi yang digunakan adalah, proses sebagai sistem orde satu disertai waktu mati. Langkah metode kurva reaksi adalah sebagai berikut.

• Pengendali disetel pada posisi manual. • Dilakukan sedikit perubahan mendadak pada sinyal kendali (sebaiknya kurang dari

10%), sehingga terjadi perubahan variabel proses (PV) yang dapat diamati. • Tanggapan variabel proses direkam dan dari hasil yang diperoleh ditentukan nilai

waktu mati ( θ p ), konstanta waktu sistem ( τ p ), dan steady-state gain (K p ).

Dari uji tersebut di atas diperoleh: K p =

, dan N =

4.6.1.1 Metode Ziegler-Nichols I, Cohen-Coon dan Kriteria IAE

Berikut adalah parameter pengendali metode Ziegler-Nichols I, Cohen-Coon dan IAE.

Tabel 4.1 Persamaan penalaan pengendali memakai data kurva reaksi.

PENGENDALI

ZIEGLER-NICHOLS COHEN-COON

Integral (PI)

 θ p  Derivatif

 13 + 8 R 

(PID)

τ d 0,5 θ p θ p 

 0 , 482 θ p  

 11 + 2 R 

4.6.1.2 Metode Chien-Hrones-Reswick

Berikut adalah parameter pengendali metode Chien-Hrones-Reswick.

Tabel 4.2 Parameter pengendali dengan metode Chien-Hrones-Reswick

TANGGAPAN 20% TANGGAPAN TEREDAM OVERSHOOT

τ i 2 , 4 θ p θ p 2 θ p 1 , 35 θ p τ d 0,42 θ p 0,5 θ p 0,42 θ p 0,47 θ p

4.6.2 Metode Osilasi Lingkar Tertutup

Metode osilasi lingkar tertutup dikenal dengan metode Ziegler-Nichols II. Pada prinsipnya dalam lingkar tertutup dibuat kondisi osilasi alami. Ini terjadi ketika pergeseran fase hanya disebabkan oleh sistem proses. Dengan kata lain pengendali pada modus proporsional saja. Adapun langkah penalaan adalah sebagai berikut.

1) Pengendali disetel pada posisi automatik.

2) Aksi integral dan derivatif dimatikan, dengan membuat waktu integral maksimum, waktu derivatif nol, dan proportional band (PB) maksimum.

3) Secara berangsur PB diperkecil setengahnya, sambil diadakan perubahan kecil pada gangguan (beban) atau setpoint.

4) Langkah nomor (3) diulang terus sampai muncul osilasi kontinyu pada variabel proses (PV). Pada keadaan ini, proportional band sebagai proportional band kritik (PB u ) atau proportional gain sebagai proportional gain kritik (K cu ), dan periode osilasi sebagai periode osilasi kritik (T u ). Selanjutnya parameter pengendali mengikuti tabel berikut.

Tabel 4.3 Parameter pengendali dengan metode Zigler-Nichols II

PENGENDALI

K c ττττ i ττττ d

05 ,K cu ∞ 0

PI

, 0 45 K cu u 0

PID 06 ,K cu 05 ,T u , 0 125 T u

4.6.3 Metode Coba-Coba

Metode coba-coba (trial and error) sangat efektif jika dikerjakan oleh operator yang berpe- ngalaman. Dengan bekal pengalaman bekerja dalam pengendalian proses, biasanya operator memiliki intuisi tajam dan mampu melakukan penyetelan yang tepat. Meskipun demikian, metode ini dapat dicoba oleh mereka yang belum berpengalaman dengan melaksanakan langkah berikut.

Pengendali PI

1) Pertama-tama pengendali disetel ke posisi manual (MANU).

2) Manipulated variable (MV) diubah sebesar 5 - 10%. Kemudian diukur waktu yang dibutuhkan variabel proses saat mulai memberi tanggapan. Watu integral (T i ) dibuat lima kali waktu tersebut.

3) Proportional band dibuat maksimum, dan pengendali di taruh ke posisi automatik (AUTO).

4) Sambil memberi gangguan perubahan setpoint, PB diperkecil sepertiganya.

5) Langkah nomor (4) diulang terus hingga diperoleh tanggapan variabel proses yang dikehendaki.

6) Waktu integral diperkecil sehingga diperoleh tanggapan secepat mungkin tetapi overshoot masih dapat diterima.

Pengendali PID

1) Proportional band dibuat maksimum, waktu integral maksimum, dan waktu derivatif minimum (nol).

2) Perlahan-lahan PB diperkecil hingga diperoleh cukup overshoot pada variabel proses jika sistem proses diberi gangguan.

3) Waktu derivatif dinaikkan, hingga overshoot hilang.

4) Langkah (2) dan (3) diulang, hingga diperoleh tanggapan transien sesuai yang diinginkan.

5) Waktu integral diperkecil, hingga diperoleh cukup overshoot pada variabel proses jika sistem proses diberi gangguan.

6) Waktu derivatif dinaikkan hingga diperoleh tanggapan transien yang diinginkan.