setiaone.iwangmail.com 135
10 1
W kgmen K
P
15 20
25 2
3 4
5 6
7 8
Kp=3.13 Kp=4.73
Kp=7.83
4.7
15
Gambar 3.33 Nilai gain penguat K
P
sebagai fungsi linear laju produksi
Dengan mengacu gambar 3.33 diatas, terlihat bahwa besar nilai gain proporsional untuk setiap besar laju produksi pada jangkauan nilai : 10
≤w≤25 memiliki hubungan yang relative linear. Sehingga nilai K
P min
min P
P P
K w
w w
K K
+ −
∆ ∆
= untuk laju fluida pada jangkauan tersebut dapat dicari
berdasarkan fungsi linear berikut:
dimana dalam hal ini Kpmin adalah nilai gain proporsional untuk laju produksi paling minimal lihat gambar 3.33.
dengan mensubsitusikan nilai pada grafik, maka persamaan gain proporsional untuk jangkauan 10
≤w≤25 adalah:
13 .
3 10
15 7
. 4
+ −
= w
K
P
3.5 Ringkasan
• Autotuning merupakan salah satu fasilitas modul kontrol dimana parameter PID yang tepat dapat diperoleh secara otomatis.
• Berdasarkan sinyal eksitasinya, ada dua jenis Autotuning yang dapat dijumpai pada modul control PID komersil: 1 Autotuning metode transient metode
paramterikdan Autotuning metode umpan balik relay atau metode respon frekuensi.
• Berdasarkan sifat prosesnya, metode Autotuning respon transient hanya dapat diimplementasikan untuk proses-porses yang bersifat stabil self regulating
proses, sedangkan metode umpan balik relay dapat digunakan baik proses self regulating maun non self regulating
setiaone.iwangmail.com 136
• Karena dalam daerah kerja yang luas, proses umumnya bersifat non linear maka proses autotuning pada dasarnya harus dilakukan pada daerah titik kerja
proses • Untuk proses-proses yang memiliki titik kerja atau perubahan beban yang
relaitf besar atau juga proses-proses yang memiliki nonliearitas signifikan, maka skema control yang tepat untuk digunakan adalh skema control gain
scheduling
3.6 Soal Latihan 3.1. Berdasarkan informasi perioda dan magnitude osilasi pada pengontrolan umpan
balik relay dalam gambar 3.34 dibawah, carilah parameter PID optimal berdasarkan metode-metode tuning seperti yang tersaji pada tabel 3.2
Gambar 3.34 Hubungan sinyal kontrol umpan balik relay dengan output proses
setiaone.iwangmail.com 137
LT
H + h
Q
out
+ q
out
CO + co Q
in
+ q
in
A
L
3.2. Gambar 3.35 berikut memperlihatkan hasil pengukuran respon output berderau. Carilah lebar histerisis minimal pada sistem kontrol umpan balik relay untuk proses
tersebut
Gambar 3.35 Output proses berderau
3.3
Carilah fungsi interpolasi penguat proporsional berdasarkan ketinggian pada studi kasus gain scheduling pengontrolan level pada plant nonlinear gambar 3.27.
3.4
Dengan menggunakan hukum kesetimbangan massa, carilah persamaan dinamika
antara level fluida terhadap perubahan sinyal kontrol untuk plant pada gambar 3.36 dibawah
Gambar 3.36 Plant kontrol level nonlinear
3.5 Dengan menggunakan simulink, simulasikanlah sistem kontrol umpan balik relay untuk berbagai model proses berikut:
a. .
1 2
5 .
5 .
1
s co
e s
s pv
s −
+ =
b. .
1 2
5 .
5 .
1
s co
e s
s pv
s −
+ −
=
setiaone.iwangmail.com 138
c. 1
2 1
. 1
2 5
.
5 .
5 .
1
s d
e s
s co
e s
s pv
s s
− −
+ +
+ =
d. .
5 .
2 .
1
s co
e s
s pv
s −
− =
e. 1
. .
5 .
2 .
1
s d
s s
co e
s s
pv
s
+ −
=
−
f. ]
[ 1
2 5
.
5 .
1
s d
s co
e s
s pv
s
+ +
=
−
g. ]
[ 5
.
2 .
1
s d
s co
e s
s pv
s
− −
=
−
3.6 Berdasarkan informasi perioda dan magnitude osilasi yang diperoleh dari hasil simulasi, carilah parameter kontrol PI-D untuk proses-proses pada soal 3.5 diatas
ooOoo
setiaone.iwangmail.com 139
Bab 4
SKEMA KONTROL PID LANJUT: CASCADE, FEEDFOWARD - FEEDBACK DAN RATIO
CONTROL
Tujuan Bab
Dalam bab ini akan dibahas tiga skema kontrol PID lanjut yang dapat dijumpai di Industri Proses, masing-masing skema Cascade, Feedfoward-feedback dan Ratio control. Setelah
menyelesaikan bab ini, anda diharapkan dapat • Menjelaskan prinsip kerja Cascade control
• Menjelaskan kelebihan Cascade control terhadap kontrol PID loop tunggal • Menjelaskan syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam penerapan Cascade
control • Memahami prosedur tuning yang harus dilakukan pada sistem Cascade control
• Menjelaskan prinsip kerja Sistem Feedfoward- Feedback Control • Menjelaskan kelebihan Feedfoward- Feedback Control terhadap kontrol PID
loop tunggal • Menjelaskan prinsip kerja Ratio control
• Melakukan simulasi untuk masing-masing skema kontrol lanjutan diatas
Bacaan Prasyarat
• Bab 1. Dinamika dan Model Kontrol Proses Industri • Bab 2. Kontrol PID Untuk Proses Industri : Berbagai Struktur dan Metoda
Tuning Praktis
4.1 Pendahuluan
