ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1.2 Pengaruh Disturbance Laju Aliran Input

Dilakukan variasi gangguan berupa laju aliran gas-kondensat pada kondisi open loop dari keadaan steady state. Pengujian dilakukan pada rentang 6.5 hingga 7.5 MMSCFD dari keadaan awal pada laju 7.1 MMSCFD. Satuan debit MMSCFD merupakan kependekan dari million standard cubic feet per day dimana istilah standard merujuk pada keadaan suatu fluida pada keadaan

F. Tujuan uji ini agar diperoleh hubungan seberapa besar laju aliran output upstream dan downstream yang dibutuhkan untuk mengimbangi perubahan laju aliran inlet agar sistem tetap dalam keadaan setimbang.

1 psig dan 60 0

6.5 mmscfd 6.7 mmscfd

Waktu (s)

(a)

6.5 mmscfd 40.03 6.7 mmscfd 6.9 mmscfd 40.02 7.3 mmscfd 7.5 mmscfd

vel (%) 39.99 Le

Waktu (s)

(b)

Gambar 4.3 Grafik Open Loop dengan pembebanan disturbance laju aliran input terhadap: (a) tekanan , (b) level

Berdasarkan respon open loop yang diperoleh didapatkan bahwa pemberian gangguan berupa deviasi laju aliran inlet akan berdampak pada perubahan variabel proses sehingga pengendali diperlukan untuk mengatasi gangguan tersebut. Dari grafik diatas Berdasarkan respon open loop yang diperoleh didapatkan bahwa pemberian gangguan berupa deviasi laju aliran inlet akan berdampak pada perubahan variabel proses sehingga pengendali diperlukan untuk mengatasi gangguan tersebut. Dari grafik diatas

4.2 Uji Closed Loop Sistem

Pengujian closed loop dilakukan untuk mengetahui karakteristik dinamik sistem dalam menanggapi input gangguan pada sisten dengan menyertakan sistem pengendalian. Uji open loop dilakukan pada proses perubahan level kondensat dan proses perubahan tekanan gas di scrubber. Sinyal step diberikan saat sistem dalam keadaan tunak. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan software Simulink.

4.2.1 Uji Performansi Disturbance Laju Aliran Input

Dilakukan variasi pada laju aliran gas-kondensat input pada rentang 6.5 hingga 7.5 MMSCFD untuk mengetahui pengaruhnya terhadap tekanan dan level didalam scrubber. Pengujian dilakukan dengan memberikan gangguan laju aliran input dengan beberapa sinyal step dengan nilai yang berbeda. Selain itu pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performansi pengendali dalam mempertahankan sistem dari deviasi terhadap setpoint ketika terdapat perubahan laju aliran inlet. Pemberian disturbance diberikan saat plant berada dalam kondisi steady state .

Grafik pada gambar 4.4 dan 4.5 adalah respon dinamik tekanan dan level saat diberi input step disturbance laju aliran input scrubber. Gangguan diberikan dari laju aliran input referensi saat keadaan steady pada laju 7,1 MMSCFD sesuai data riil operasional. Adapun hasil yang diperoleh yaitu sebagai berikut:

Gambar 4.4 Grafik respon tekanan terhadap disturbance laju aliran input

Gambar 4.5 Grafik respon level terhadap disturbance laju aliran input Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa sistem dikatakan stabil terhadap adanya gangguan jika respon sistem Gambar 4.5 Grafik respon level terhadap disturbance laju aliran input Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa sistem dikatakan stabil terhadap adanya gangguan jika respon sistem

Tabel 4.1 Parameter Performansi Pengendali Tekanan saat diberi disturbance laju aliran input

No Settling Maximum

Maximum Disturbance time Overshoot Undershoot

Tabel 4.2 Parameter Performansi Pengendali Level saat diberi disturbance laju aliran input

No Settling Maximum

Maximum Disturbance time Overshoot Undershoot

91.2925 s

6.5 MMSCFD

90.8063 s

6.7 MMSCFD

90.5129 s

6.9 MMSCFD

89.8977 s

7.3 MMSCFD

90.0896 s

7.5 MMSCFD

Pemberian disturbance laju aliran masukan yang semakin besar akan meningkatkan nilai maximum overshoot dan undershoot serta settling time yang dicapai. Dari tabel diketahui disturabance pada rentang 6.5 hingga 7.5 MMSCFD dapat diatasi oleh pengendali tekanan PIC-3709 dan pengendali level LIC- 3715 sehingga error yang dihasilkan kecil. Dengan bertambahnya laju aliran yang masuk maka baik laju aliran fraksi gas Q Gin dan fraksi liquid Q Lin akan meningkat sedangkan volum scrubber tetap, maka tekanan dan level meningkat seiring dengan akumulasi gas dan kondensat. Dari grafik terlihat pengaruh gangguan laju aliran input lebih besar pada variabel tekanan dibandingkan level. Hal ini disebabkan kandungan fraksi gas dan liquid yang masuk memiliki perbandingan 97:3 % mol. Perubahan laju aliran kondensat ΔQ L,in sangat kecil sehingga penambahan fraksi liquid di dalam scrubber kurang berpengaruh dibandingkan penambahan fraksi gas. Oleh karena itu rasio kenaikan tekanan lebih tinggi daripada level terhadap laju aliran input seiring waktu.

Berdasarkan teori GLCC yang digunakan pada penelitian ini sdi gambar 2.3, tekanan dipengaruhi tidak hanya oleh laju aliran gas melainkan juga dipengaruhi oleh volume ruang yang ditempati yang merupakan selisih dari laju aliran liquid yang masuk dengan yang keluar. Dengan bertambahnya laju aliran gas dan berkurangnya volume akibat akumulasi liquid maka tekanan gas di dalamnya akan meningkat lebih tinggi.

4.2.2 Uji Performansi Disturbance Temperatur

Dilakukan variasi pada temperatur gas-kondensat input pada

0 rentang 90 0 F hingga 110

F untuk mengetahui pengaruhnya terhadap tekanan dan level didalam scrubber. Gangguan diberikan dari temperatur referensi saat keadaan steady pada

97.8 0 F sesuai data riil operasional. Pengujian dilakukan dengan memberikan perubahan temperatur secara step dengan nilai yang

berbeda-beda. Selain itu pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performansi pengendali dalam mengembalikan sistem berbeda-beda. Selain itu pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performansi pengendali dalam mengembalikan sistem

Gambar 4.6 Grafik respon tekanan terhadap disturbance temperatur

Gambar 4.7 Grafik respon level terhadap disturbance temperatur

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa sistem dikatakan stabil terhadap adanya gangguan jika respon sistem dapat kembali menuju nilai set point ketika sedang terjadi gangguan (disturbance). Dari grafik diperoleh bahwa respon yang dihasilkan menunjukkan bahwa tekanan dan level dapat kembali ke keadaan set point setelah waktu tertentu setelah gangguan diberikan. Hal ini menunjukkan bahwa pengendali feedback mampu mengatasi disturbance temperatur yang terjadi pada range

F. Namun disebabkan komposisi fraksi gas yang jauh lebih dominan dibandingkan fraksi liquid pada keadaan awal, pengaruh deviasi temperatur pada level lebih kecil dibandingkan tekanan. Performansi pengendali tekanan ditunjukkan pada tabel berikut ini.

0 90 0 F hingga 110

Tabel 4.3 Parameter Performansi Pengendali Tekanan saat diberi disturbance temperatur

No Settling Maxsimum

Maximum

Disturbance time

Overshoot Undershoot

1 0 0.0741 % 0.3023 % 55.34053 s 90 F

2 0 0.0271 % 0.109 % 55.161 s 95 F

54.4796 s 100 0 F

4 0 0.2827 % 0.0735 % 54.6949 s 105 F

5 0 0.4814 % 0.1273 % 54.8864 s 110 F

Tabel 4.4 Parameter Performansi Pengendali Level saat diberi disturbance temperatur

No Settling Maximum

Disturbance time Overshoot Undershoot

Maximum

1 0 0.0116 % 0.0026 % 90.0886 s 90 F

2 0 0.0041 % 0.001 % 89.7224 s 95 F

3 0 0.0008 % 0.0034 % 90.512 s 100 F

90.8109 s 105 0 F

5 0 0.0043 % 0.0189 % 92.2949 s 110 F

Pemberian disturbance temperatur yang semakin besar akan meningkatkan nilai maximum overshoot dan undershoot serta settling time yang dicapai. Dari tabel pada rentang disturbance 90 hingga 110 0

F pengaruh disturbance dapat diminimalir oleh pengendali tekanan PIC-3709 dan pengendali level LIC-3715 sehingga error yang dihasilkan kecil. Berdasarkan hasil yang diperoleh ketika temperatur gas kondensat yang masuk diturunkan maka tekanan mengalami penurunan sedangkan level cenderung mengalami kenaikan. Sebaliknya ketika temperatur dinaikkan maka tekanan mengalami kenaikan dan level akan menurun. Hal ini sesuai dengan teori perilaku gas kondensat yang menyatakan densitas gas kondensat akan bertambah seiring dengan penurunan temperatur dan densitas akan naik seiring dengan penurunan tekanan.

Ketika temperatur diturunkan maka semakin besar laju aliran liquid dan semakin kecil laju aliran gas yang masuk. Maka dari itu aksi pengendali tekanan akan mengirim sinyal ke aktuator untuk mengurangi bukaan valve agar mengurangi flow gas yang keluar. Sedangkan pengendali LIC akan mengirim sinyal ke aktuator untuk menambah bukaan valve agar flow liquid yang keluar meningkat. Hal ini juga berlaku sebaliknya.

4.2.3 Uji Performansi Disturbance Laju Aliran Input dengan Berulang

Diberikan variasi gangguan perubahan laju aliran masukan gas-kondensat dengan gangguan yang berulang. Disturbance yang diberikan sebanyak dua kali yang diberikan dengan jeda antar gangguan yaitu 10 detik. Jeda ini diambil dengan melihat respon dinamik ketika diberi disturbance dimana pada waktu 10 detik masih pada kondisi transien. Pada penelitian ini diberikan dua variasi disturbance berulang dengan jeda. Pertama yaitu perubahan disturbance awal dari 7.3 MMSCFD menjadi 7.5

MMSCFD setelah 10 detik dan yang kedua yaitu dari 7.3 MMSCFD menjadi ke 6.5 MMSCFD setelah 10 detik.

(a)

(b)

Gambar 4.8 Respon disturbance laju aliran input 7.3 dan 7.5 MMSCFD dengan jeda 10 detik

(a)

(b)

Gambar 4.9 Respon disturbance laju aliran input 7.3 dan 6.9 MMSCFD dengan jeda 10 detik

Tabel 4.5 Parameter Performansi Pengendali Tekanan saat diberi disturbance laju aliran input berulang

7.3 dan 7.5

7.3 dan 6.9

No Parameter

MMSCFD

MMSCFD

1 % Maximum Overshoot

Tabel 4.6 Parameter Performansi Pengendali Level saat diberi disturbance laju aliran input berulang

7.3 dan 7.5

7.3 dan 6.9

No Parameter

0.0091 % Dari grafik diperoleh respon pemberian disturbance laju aliran

2 % Maximum Undershoot

input dengan perubahannya pada jeda 10 detik menunjukkan bahwa tekanan gas dan level kondensat dapat kembali ke keadaan set point setelah waktu meskipun waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan steady kembali lebih lama dibandingkan dengan hanya 1 disturbance saja. Namun secara umum respon pengendali terhadap disturbance laju aliran input yang berulang sudah baik pada rentang yang diberikan.

4.2.4 Uji Performansi Disturbance Temperatur dengan Berulang

Diberikan variasi gangguan temperatur masukan gas- kondensat secara berulang dimana diberikan sebanyak dua kali dengan jeda antar disturbance yaitu 10 detik. Jeda ini diambil dengan melihat respon dinamik ketika diberi disturbance dimana pada waktu 10 detik masih pada kondisi transien. Pada penelitian ini diberikan dua variasi disturbance berulang dengan jeda. Pertama yaitu perubahan disturbance awal dari 105 0

F menjadi

0 110 0 F setelah 10 detik dan yang kedua yaitu dari 105

F menjadi ke 95 0

F setelah 10 detik.

(a)

(b)

Gambar 4.10 Respon disturbance temperatur 105 dan 110 0 F dengan jeda 10 detik

(a)

(b)

Gambar 4.11 Respon disturbance temperatur 105 dan 95 0 F dengan jeda 10 detik

Tabel 4.7 Parameter Performansi Pengendali Tekanan saat diberi disturbance temperatur berulang

0 0 0 No Parameter 105 0 F dan 110 F 105 F dan 95 F

Tabel 4.8 Parameter Performansi Pengendali Level saat diberi disturbance temperatur berulang

0 0 0 No Parameter 105 0 F dan 110 F 105 F dan 95 F

2 % Maximum Undershoot

Dari grafik diperoleh respon pemberian disturbance temperatur dengan perubahannya pada jeda 10 detik menunjukkan bahwa tekanan gas dan level kondensat dapat kembali ke keadaan set point setelah waktu meskipun waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan steady kembali lebih lama dibandingkan dengan hanya 1 disturbance saja. Namun secara umum respon pengendali terhadap disturbance temperatur yang berulang sudah baik pada rentang yang diberikan.