Umum Analisa Sistem Kontrol

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Umum

Didalam dunia industri, dituntut suatu proses kerja yang aman dan berefisiensi tinggi agar menghasilkan produk dengan kualitas baik dalam jumlah banyak serta dengan waktu yang telah ditentukan. Otomatisasi sangat membantu dalam kelancaran operasional, keamanan investasi, lingkungan, ekonomi biaya produksi maupun mutu produk, dll. Ada banyak proses yang harus dikerjakan untuk mengahasilkan suatu produk sesuai standar, sehingga ada banyak parameter yang harus dikendalikan antara lain tekanan pressure, aliran flow. Suhu temperature, ketinggian level, kerapatan intensity, dll. Gabungan kerja dari berbagai alat-alat pengendali dalam proses produksi dinamakan sistem pengendali proses process kontrol sistem. Sedangkan semua peralatan yang membentuk sistem pengendali disebut instrumentasi pengendali proses process kontrol instrumentation. Kedua istilah ilmu kontrol tersebut sangat berhubungan erat, namun keduanya sangat berbeda hakikatnya. Pembahasan disiplin ilmu Proses Kontrol Instrumentation lebih kepada pemahaman tentang kerja alat instrumentasi, sedangkan disiplin ilmu Process Kontrol Sistem mengenai sistem kerja suatu proses produksi. Contohnya sistem pengendalian pada pabrik pencairan gas alam di PT.Arun NGL, perusahaan ini memiliki banyak sekali sistem pengendali otomatis pada unit-unit Universitas Sumatera Utara prosesnya seperti pengendali proses pada MHE, pada gas liquefaction, dll. Pada kesempatan ini, saya akan membahas sistem pengendalian aliran feedwater boiler dengan Three Element Kontrol pada unit 92 HRSG Heat Recovery Steam Generation.

2.2 Prinsip Pengendali Proses

Ada 3 parameter yang harus diperhatikan sebagai tinjauan pada suatu sistem pengendali proses yaitu : 1. cara kerja pengendali 2. keterbatasan manusia dalam mengendali proses 3. peran instrumentasi dalam membantu manusia mengendalikan proses Empat langkah yang harus dikerjakan operator yaitu mangukur, membandingkan, menghitung, mengkoreksi. Pada waktu operator mengamati ketinggian level, yang dikerjakan sebenarnya adalah mengukur process variable besaran parameter proses yang dikendalikan . Contohnya proses pengendalian level didalam tangki secara manual, proses variabelnya adalah level. Lalu operator membandingkan apakah hasil pengukuran tadi disebut set point. Misalkan level tangki yang dikehendaki selalu 40 maka set point didalam sistem pengendalian ini besarnya 40. Perbedaan antara process variable dan set point disebut error. Universitas Sumatera Utara Proses variabel bisa lebih besar atau bisa juga lebih kecil dari pada set point. Oleh karena itu error bisa diartikan negative dan juga bisa positif. Blok diagram dari sistem kontrol boiler dapat dilihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kontrol Boiler 2.3 Sistem Kontrol Otomatis Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia. Ada beberapa sistem kontrol otomatis yaitu :

A. Open Loop

Suatu sistem kontrol yang keluaranya tidak berpengaruh terhadap aksi pengontrolan. Dengan demikian pada sistem kontrol ini, nilai keluaranya tidak di umpan – balikkan ke parameter pengendali. Universitas Sumatera Utara

B. Close Loop

Suatu sistem kontrol yang sinyal keluarannya memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendali yang dilakukan. Sinyal kesalahan yang merupakan selisih dari sinyal masukan dan sinyal umpan balik, Lalu diumpankan pada komponen pengendali untuk memperkecil kesalahan sehingga nilai keluaran sistem semakin mendekati harga yang diinginkan. Keuntungannya adalah adanya pemanfaatan nilai umpan balik yang dapat membuat respon sistem kurang peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem. Kerugiannya adalah tidak dapat mengambil aksi perbaikan terhadap suatu gangguan sebelum gangguan tersebut mempengaruhi nilai prosesnya.

C. Cascade Loop

Sistem kendali dengan beberapa loop yaitu loop primer dan loop sekunder. Loop yang terdapat pada bagian luar disebut Loop primer, sedangkan loop sekunder adalah loop yang terdapat pada bagian dalam rangkaian pengendali. Misalnya, sebuah pengendali level suatu proses dengan kondisi level yang terjadi tidak sesuai dengan set point yang ditentukan maka output dari pengendali akan dideteksi oleh elemen kontrol Level Transmitter lalu dirim ke kontroller level sebagai umpan balik dari kondisi yang terjadi. Keluaran dari kontroler level ini akan dimanfaatkan sebagai set point untuk menentukan laju aliran proses yang keluar dari kolom variabel. Universitas Sumatera Utara Keuntungannya, sistem ini dapat mempercepat respon dari kerja sistem secara keseluruhan bila terjadi suatu kesalahan yang bisa mengakibatkan sistem pengendalian proses semakin stabil. Hal ini dapat terjadi karena adanya pengiriman informasi tentang kondisi yang terjadi lebih awal melalui variabel aliran proses sehingga jika terjadi gangguan pada aliran proses akan segera diperbaiki sebelum mengganggu pada bagian kontrol ketinggian.

2.4 Analisa Sistem Kontrol

Persoalan-persoalan pada kontrol sistem adalah kriteria-kriteria sistem yang harus harus dipenuhi untuk mendapatkan suatu sistem yang baik yaitu : 1. transient respon 2. steady state response 3. sensitivity 4. stability Pencapaian komposisi terbaik dari gabungan keempat kriteria diatas, dilakukan dengan analisa terhadap masing-masing kriteria berdasarkan metode- metode root locus, bode diagram, nyquist, dsb. Berdasarkan analisis kriteria yang diperoleh dapat ditentukan kriteria yang dapat diperoleh dapat ditentukan kriteria terbaik yang dikehendaki, maka perbaikan performance dapat dilakukan dengan dua cara yaitu kompensasi pararel dan kompensasi seri. Berdasarkan besarnya error, dapat ditentukan kearah mana dan seberapa besar koreksi bukaan valve perlu dilakukan. Bila error bernilai negative, maka Universitas Sumatera Utara flow harus dikurangi dengan mengurangi bukaan valve. Sebaiknya bila error positif maka flow harus ditambahkan dengan membuka valve.

2.5 Aksi Pengontrolan