setiaone.iwangmail.com 80
Untuk melihat pengaruh penambahan filter pada dinamika output proses, disini kita akan gunakan blok simulink untuk proses heat exchanger sebelumnya. Gambar 2.34 dan 2.35
berturut-turut memperlihatkan blok simulink kontrol PID ideal yang telah dilengkapi filter orde 1 dengan N= 10 beserta salah satu grafik hasil simulasinya seperti halnya
simulasi terdahulu, pada simulasi ini metode tuning yang digunakan adalah metode tuning PID ideal Ziegler-Nichols.
Seperti nampak dari hasil simulasi gambar 2.35, dengan adanya filter pelewat frekuensi rendah orde 1 yang disisipkan pada suku kontrol derivative, output prosesnya relative
stabil jika dibandingkan dengan hasil pengontrolan PID tanpa filter bandingkan gambar tersebut dengan gambar 2.32
Selain tabel 2.7 dan tabel 2.8, khusus untuk struktur kontrol PIDF, tabel 2.13 dan 2.14 dibawah berturut-turut dapat digunakan sebagai basis penentuan parameter PIDF awal
untuk model proses FOPDT dan IPDT.
Tabel 2.13. Beberapa metode tuning kontrol PIDF untuk proses FOPDT
Metode K
P
T
I
T
D
Keterangan Chien
5 .
5 .
L K
L T
+ +
λ
L T
5 .
+ L
T TL
+ 2
] ,
[ T
L =
λ
,N=10 Davydov
+ 078 .
552 .
1 1
T L
K
+ 532 .
186 .
T L
+ 532 .
186 .
25 .
T L
Closed loop respon, faktor redaman=0.9,
K N
T L
= ≤
≤ ,
1 2
.
Tabel 2.14. metode tuning kontrol PIDF untuk proses IPDT
Metode K
P
T
I
T
D
Keterangan Chien
5 .
2 L
K +
λ
T +
λ
2
L L
L +
+ λ
λ 2
25 .
10 ,
1 =
= N
K λ
,N=10
2.2.5 Struktur Kontrol PID Standar ISA dan PID Bentuk Umum
Persamaan 2.19 berikut ini adalah persamaan untuk PID yang dikenal dengan nama struktur PID standar ISA
[ ]
− +
+ +
− =
1 s
PV s
SP s
N T
s T
s T
s E
s PV
s SP
K s
CO
D D
I P
γ α
2.19 atau dapat juga ditulis:
[ ]
1 .
s PV
s SP
s N
T s
T K
s T
s E
K s
PV s
SP K
S CO
D D
P I
P P
− +
+ +
− =
γ α
2.20
Dalam hal ini, α dan γ adalah faktor-faktor pembobot yang besarnya dapat dipilih secara bebas. Dalam bentuk diagram bloknya, persamaan 2.19 dapat digambarkan seperti
nampak pada gambar 2.36.
setiaone.iwangmail.com 81
Gambar 2.36. Diagram blok pengontrolan PID standar ISA
Berdasarkan persamaan 2.19 atau 2.20 berikut diagram bloknya, Kontrol PID standar ISA ini pada dasarnya merupakan bentuk perluasan dari struktur-struktur PID
sebelumnya. Sebagai contoh jika α dan γ berturut-turut dipilih sama dengan satu, maka
struktur akhir yang didapat adalah struktur PID ideal dengan filter, jika α dan γ berturut-turut dipilih sama dengan satu dan nol, maka struktur akhir yang didapat adalah
Catatan Penting Tentang PID Struktur ISA
Secara teknis, struktur PID ISA ini dapat dipandang sebagai sebuah struktur PID yang dikenal dengan nama struktur PID dengan 2 derajat kebebasan Two degrees of freedom:dof seperti
nampak pada gambar 2.37 dibawah.
H
PIDF
SP e
+ -
CO PV
H
FF
Gambar 2.37. Diagram blok PID 2 derajat kebebasan
Dalam hal ini H
PIDF
adalah fungsi alih PID ideal yang dilengkapi filter orde 1 pada suku derivative-nya:
+ +
+ =
1 1
1 s
N T
s T
s T
K s
H
D D
I P
PIDF
2.21 Sedangkan H
FF
adalah fungsi alih yang memiliki bentuk seperti pada persamaan 2.22.
+
+
+ +
+
+
+
+ =
N T
T s
N T
T s
N T
T s
N T
T s
H
D I
D I
D I
D I
FF
1 1
1 1
2 2
α β
α
2.22
Secara fungsional, fungsi alih H
PIDF
berlaku sebagai sistem regulator sehingga parameter kontrolnya secara praktis dapat dicari dengan menggunkan metode-metode tuning untuk kasus
tersebut. Sedangkan H
FF
dalam hal ini berlaku sebagai filter yang digunakan untuk meningkatkan performansi sistem servo --SetPoint Tracking dengan alasan ini maka struktur
kontrol pada gambar 2.37 dinamakan struktur PID dengan 2 derajat kebebasan.
setiaone.iwangmail.com 82
struktur PID tipe B dengan filter , sedangkan jika jika α dan γ berturut-turut dipilih sama
dengan nol, maka struktur akhir yang didapat adalah struktur PID tipe C dengan filter. Tidak hanya SetPoint SP untuk blok proporsional dan diferensiator saja yang dapat
diberikan faktor pembobot, sinyal SP untuk blok integrator pun pada dasarnya dapat diberikan faktor pembobot yang besarnya dapat di-setting secara bebas seperti yang
diperlihatkan pada persamaan 2.23 hanya saja jika hal tersebut dilakukan, maka tuning parameternya secara praktis akan semakin sulit.
[ ]
− +
+ −
+ −
= 1
s PV
s SP
s N
T s
T s
T s
PV s
SP s
PV s
SP K
s CO
D D
I P
γ β
α 2.23
Dalam literature kontrol, struktur kontrol PID dengan bentuk persamaan 2.23 tersebut dikenal dengan nama struktur PID bentuk umum general. Blok diagram untuk struktur
ini diperlihatkan oleh gambar 2.38 berikut:
Gambar 2.38. Diagram blok pengontrolan PID bentuk general
2.2.6. Struktur PID Serial