Sekilas Tentang Model Proses dan Pengontrolan

setiaone.iwangmail.com 2 ini dapat didekati oleh sebuah model matematis yang dikenal dengan nama model FOPDT First Order Plus Dead Time yang hanya dicirikan oleh tiga buah parameter: Keterlambatan transportasi L, Konstanta waktu proses T dan Gain statis proses K. • Model proses non self regulating: Model proses yang tidak stabil. Salah satu yang sering dijumpai di industri adalah model IPDT Integrating Plus Dead Time yang hanya dicirikan oleh dua buah parameter saja: Keterlambatan transportasi L dan Gain integratif proses K. Untuk kedua model proses tersebut, parameter kontrol PID yang optimal dapat dicari berdasarkan nilai parameter-parameter proses asosiasinya. Dalam banyak kasus pengontrolan, pengetahuan parameter proses itu sendiri secara praktis umumnya dicari lewat eksperimen. Jika dilaksanakan secara benar, eksperimen ini dapat dilangsungkan bahkan pada kontrol proses yang sedang berjalan tanpa menyebabkan operasi pengontrolan mengalami upset terlalu parah dari kondisi normalnya.

1.2. Sekilas Tentang Model Proses dan Pengontrolan

Model proses pada dasarnya adalah hubungan sebab akibat antara variabel input dengan variabel output proses Process Variable-PV. Ditinjau dari segi pengontrolan, variabel input proses itu sendiri dapat dibedakan menjadi dua jenis: 1 variabel input yang dapat dimanipulasi Manipulated Variable-MV dan 2 variabel input exogenous Exogenous Variable-Ex yang umumnya tidak dapat dimanipulasi secara langsung. Gambar 1.1 berikut memperlihatkan diagram blok sebuah model proses yang disederhanakan. Gambar 1.1 Diagram blok model proses • Variabel input yang dapat dimanipulasi Manipulated Variable - MV : Variabel input yang besarnya secara langsung dapat dimanipulasi oleh kontroler. Tergantung dari proses yang dikontrol, variabel tersebut dapat saja berupa laju aliran fluida, laju aliran uap, laju aliran panas, laju konsentrasi bahan kimia, dan sebagainya. Secara teknis, manipulasi variabel oleh kontroler umumnya dilakukan lewat elemen penggerak yang terhubung dengan proses lihat gambar 1.2. Beberapa elemen penggerak yang sering dijumpai dalam kontrol proses industri diantaranya adalah control valve, heater, kompresor dan pompa. Gambar 1.2 Manipulasi MV dilakukan oleh kontroler lewat sebuah penggerak Ditinjau dari kepentingan pengontrolan praktis, model kontrol proses hubungan input-output yang perlu diketahui oleh perancang atau operator lapangan adalah model yang merelasikan variabel output proses yang dikontrol-PV dengan Proses Ex ExogenousVariable MV Manipulated Variable PV Process Variable Proses Ex MV PV Penggerak CO Controller Output setiaone.iwangmail.com 3 variabel input proses yang berasal dari keluaran kontroler-CO dengan kata lain, penggerak yang terhubung pada proses dapat dipandang sebagai bagian integral dari proses tersebut – lihat gambar 1.3. Penggerak + Proses CO Ex PV Gambar 1.3 Pengerak dapat dianggap sebagai bagian tak terpisahkan dari proses • Variabel input Exogenous Exogenous Variable-Ex: Variabel input yang tidak dapat dimanipulasi secara langsung oleh kontroler. Jika input exogenous-Ex suatu saat mengalami deviasi atau perubahan disekitar nilai steady-nya, maka perubahan tersebut pada dasarnya berlaku sebagai gangguan disturbance. Dalam sebuah sistem kontrol proses, variabel input exogenous ini dapat muncul dari berbagai macam sumber. Sebagai contoh, pada pengontrolan temperature ruang atau reaktor, salah satu variabel exogenous yang mempengaruhi temperature ruang atau reaktor tersebut adalah temperature lingkungan. Perhatikan, dalam hal ini yang berlaku sebagai gangguan pada sistem pengontrolan diatas bukanlah nilai temperature lingkungannya itu sendiri, melainkan variasi atau perubahan temperature lingkungan disekitar nilai ambient-nya: Tidak perduli berapa besar nilai temperature nominal lingkungannya, selama temperature tersebut tidak berubah, maka aksi pengontrolan pada dasarnya tidak akan tertanggu. Walaupun dalam sebuah sistem kontrol proses yang lengkap, jumlah masing-masing variabel input yang dapat dimanipulasi dan variable output proses dimungkinkan lebih dari satu jenis proses MIMO: Multiple Input Multiple Output, tetapi dalam pengontrolannya, sampai saat ini pengontrolan SISO Single Input Single Output adalah prinsip pengontrolan yang umum dijumpai di industri. Dalam pengontrolan ini, setiap variabel output proses hanya terasosiasi dengan satu sumber sinyal CO dan satu penggerak saja lihat gambar 1.4. Penggerak 1 Penggerak 2 Penggerak n Proses Lengkap PV2 PV1 PVn MV1 MV2 MVn CO1 CO2 COn Ex Gambar 1.4 Prinsip pengontrolan SISO pada proses industri Penggunaan prinsip pengontrolan SISO tersebut pada dasarnya dilatarbelakangi terutama karena kesederhanaan perancangan dan tuning sistem kontrolnya. Gambar 1.5 berikut memperlihatkan diagram blok pengontrolan satu buah variabel proses dengan menggunakan modul kontroler PID komersil misal berupa perangkat DCS: Distributed setiaone.iwangmail.com 4 Control System atau PLC: Programmable Logic Controller yang umum di jumpai di industri. Penggerak Actuator Proses Kontroler PID Sensor Transmiter MV PV CO e error SP SetPoint + - Input dari Operator Auto Manual Kontroler PID komersil Ex Gambar 1.5. Diagram blok pengontrolan proses dengan menggunakan kontroler komersil

1.3. Sekilas Tentang Diagram Instrumentasi Proses PID