360723222 Laporan Resmi SPO P2 Kel 18

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK – P2
SIMULASIPENGENDALIAN LEVEL
DENGAN LABVIEW 2015
Disusun oleh:
Kelompok 18
Ilvy Wiliyanti
(2414100015)
Indra Yugi Prayuga
(2414100021)
Muhammad Rifqi Pinandhito
(2414100050)
Lucky Rizky Febriansyah
(2414100094)
Luthfa Syabania Nuari
(2414100122)
Asisten:
Febrianto Putro Wicaksono
(2413100121)

1

2

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA
DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH
NOPEMBER
SURABAYA
2017

2

2

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIK – P2
SIMULASIPENGENDALIAN LEVEL
DENGAN LABVIEW 2015
Disusun oleh:

Kelompok 18
Ilvy Wiliyanti
(2414100015)
Indra Yugi Prayuga
(2414100021)
Muhammad Rifqi Pinandhito
(2414100050)
Lucky Rizky Febriansyah
(2414100094)
Luthfa Syabania Nuari
(2414100122)
Asisten:
Febrianto Putro Wicaksono
(2413100121)

3

4

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK

FISIKA
DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH
NOPEMBER
SURABAYA
2017
ABSTRAK

4

ABSTRACT

5

6

KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya sehingga Laporan Resmi

Praktikum Sistem Pengendalian Otomatik “Simulasi
Pengendalian Level dengan Labview 2015”ini dapat
terselesaikan tepat pada waktunya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dosen pengajar mata kuliah Sistem Pengendalian
Otomatik.
2. Asisten Laboratorium Rekayasa Instrumentasi dan
Kontrol yang telah membimbing dalam pelaksanaan
praktikum “Simulasi Pengendalian Level dengan
Labview 2014”.
3. Semua pihak yang telah membantu terlaksananya
kegiatan praktikum ini.
Penulis menyadari bahwa terdapat kekurangan dalam
penyusunan laporan ini baik dari segi materi maupun
penyajian. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga
laporan ini bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya
dan pembaca pada umumnya.
Surabaya, 17 Mei 2017

Penulis

6

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...............................................................i
ABSTRAK............................................................................iv
ABSTRACT.............................................................................v
KATA PENGANTAR............................................................vi
DAFTAR ISI........................................................................vii
DAFTAR GAMBAR.............................................................ix
BAB I PENDAHULUAN.......................................................1
1.1 Latar Belakang.........................................................1
1.2 Rumusan Masalah....................................................2
1.3 Tujuan......................................................................2
BAB II DASAR TEORI.........................................................3
2.1
Definisi Sistem Pengendalian.............................3
2.2
Labview 2015.....................................................3

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN...............................5
3.1.
Peralatan yang Digunakan..................................5
3.2.
Prosedur Percobaan............................................5
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN................9
4.1.
Analisa Data.......................................................9
4.1.1 Perubahan Kc untuk pengendalian P.................9
4.1.2 Perubahan Kc dan Ti untuk pengendalian PI...11
4.1.3 Perubahan Kc, Ti , dan Td untuk pengendalian
PID...........................................................................13
4.2 Pembahasan............................................................15
4.2.1.
Ilvy Wiliyanti (2414100015)...................15
4.2.2.
Indra Yugi Prayuga (2414100021)............15
4.2.3.
Muhammad Rifqi Pinandhito (2414100050)
15

4.2.4.
Lucky Rizky Febriansyah (2414100094)..15
4.2.5.
Luthfa Syabania Nuari (2414100122).......15
BAB V PENUTUP...............................................................17
5.1 Kesimpulan............................................................17
5.2 Saran......................................................................17
DAFTAR PUSTAKA............................................................19
7

8

DAFTAR GAMBA
Gambar 3. 1 Pengendalian Level Labview.......................21
Gambar 3. 2 Diagram Blok Pengendalian Level..............22
Gambar 3. 3 Diagram Blok Pengendalian Level Lanjutan
.........................................................................................22
Y
Gambar 4. 1 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-1.33
Gambar 4. 2 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-2.34

Gambar 4. 3 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-3.34
Gambar 4. 4 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-4.35
Gambar 4. 5 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-5.36
Gambar 4. 6 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-6.36
Gambar 4. 7 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-7.37
Gambar 4. 8 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-8.38
Gambar 4. 9 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-9.38

8

9

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada era modern ini, laju perkembangan teknologi
semakin hari semakin bertambah maju, dengan
mengedepankan digitalisasi suatu perangkat, maka akan
berdampak pada kemudahan dalam menggunakan
perangkat-perangkat tersebut. Penerapan digitalisasi juga

dilakukan pada perangkat industri yang biasanya perangkat
tersebut digunakan secara terus-menerus, sehingga suatu
industri akan sangat bergantung pada perangkat tersebut
kaitannya dengan produktivitas. Penggunaan digitalisasi
akan sangat mempermudah dalam pengoperasian
perangkat-perangkat tersebut, ditambah lagi meminimalkan
penggunaan manusia sebagai tenaga pekerja atau operator
perangkat industri yang biasanya memiliki banyak
kelalaian, dengan menggunakan sistem yang digital maka
akan menambah akurasi dan efisiensi dari sistem tersebut,
sehingga produksi yang dihasilkan akan semakin
meningkat. Sistem interface yang sudah banyak digunakan
dan beranfaat yaitu software LabVIEW.
Perangkat lunak ini diproduksi oleh Naitonal
Instrument (NI). LabVIEW memiliki tools yang lengkap
untuk merancangbangun sebuah sistem pengukuran atau
aplikasi kontrol dengan lebih hemat waktu jika
dibandingkan dengan program yang memerlukan coding.
[1].
Sistem yang dikendalikan pada praktikum kali ini yaitu

pengendalian level. Pengukuran level zat cair dalam
sebuah tanki merupakan teknik penting pada aplikasi di
1

industri, sebagai contoh sistem pemantauan level air,
pemantauan cairan proses tambang, deteksi level pendidih
(boiler) dan pemantauan cairan anti korosi pipa.
Pemantauan level memiliki dua tujuan, yang pertama
adalah untuk memastikan tangki tidak kering atau tumpah
selama proses dan kedua adalah memastikan bahwa cairan
yang dikeluarkan sesuai dengan nilai yang ditentukan [2].

1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang ada pada praktikum
pengendalian level menggunakan software LabVIEW kali
ini yaitu :
1. Bagaimanakah cara konfigurasi hardware National
Instrument Field Point yang digunakan untuk
mengendalikan level sebuah plant?
2. Bagaimanakah cara pemrogramman Labview

2015?
3. Bagaimanakah peran mode Kontrol PID secara
Real Time?

1.3 Tujuan
Adapun tujuan pada praktikum pengendalian level
menggunakan software LabVIEW kali ini yaitu :
1. Untuk mengetahui cara konfigurasi hardware
National Instrument Field Point yang digunakan
untuk mengendalikan level sebuah plant.
2. Untuk mengetahui cara pemrogramman Labview
2015.
3. Untuk mengetahui peran mode Kontrol PID secara
Real Time.

BAB II
DASAR TEORI
2.1

Definisi Sistem Pengendalian
Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan
antara komponen yang membentuk sebuah konfigurasi
sistem, yang akan menghasilkan tanggapan sistem yang
diharapkan. Jadi harus ada yang dikendalikan, yang
merupakan suatu sistem fisis, yang biasa disebut dengan
kendalian (plant).
Masukan dan keluaran merupakan variabel atau
besaran fisis.Keluaran merupakan hal yang dihasilkan
oleh kendalian, artinya yang dikendalikan; sedangkan
masukan adalah yang mempengaruhi kendalian, yang
mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan
keluaran tidak harus sama.
Pada sistem kendali dikenal sistem lup terbuka
(openloopsystem)
dan
sistem
lup
tertutup
(closedloopsystem).

Gambar 2. 1 sistem close loop

3

4

Gamb
ar 2. 2 sistem open loop

Hubungan antara masukan (input) dengan keluaran
(output) menggambarkan korelasi antara sebab dan
akibat proses yang berkaitan.
2.2

Labview 2015
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation
Engineering Workbench) adalah software pemrograman
visual yang dikembangkan oleh National Instrument.
Selain menggunakan icon, syntax berupa teks juga dapat
digunakan untuk memprogram dengan standard
pemrograman Mathscript Language.
LabVIEW dapat digunakan untuk pemrosesan dan
visualisasi data dalam bidang akuisisi data, kendali
instrumentasi serta automasi industri. Perangkat lunak ini
dapat dijalankan pada sistem operasi Linux, Unix, Mac
OS X dan Windows.
LabVIEW merupakan suatu bahasa pemrograman
berbasis grafis yang menggunakan icon sebagai ganti
bentuk teks untuk menciptakan aplikasi.Berlawanan
dengan bahasa pemrograman berbasis text, di mana
instruksi menentukan pelaksanaan program. Labview
menggunakan pemrograman dataflow, yang mana alur
data menentukan pelaksanaan (execution). Tampilan pada
Labview menirukan instrument secara virtual.
LabVIEW terdiri dari dua komponen, yaitu :

1. Front panel, merupakan komponen tampilan Labview.
2. Block diagram, merupakan komponen logika yang akan
dieksekusi.

Gambar 2. 3 Front panel Labview

2.3 Mode Controller
Controller merupakan peralatan utama dalam pengendalian suatu
variabel proses. Pada controller ini terjadi proses pengolahan
sinyal input pengendalian dari transmitter. Controller akan
membandingkan sinyal input dengan setting value yang kita
kehendaki. Apabila sinyal input terlalu besar dari setting value
yang diberikan maka controller akan berusaha memperkecilnya
begitu pula sebaliknya. Besarnya koreksi dari kesalahan input
tergantung dari mode controllernya. Mode controller tersebut

6
terdiri dari mode proportional, mode integral, mode derivatif dan
kombinasinya. Adapun macam dari aksi pengontrolannya, yaitu

1.

2.
3.
4.

a. Pengontrol On/Off
Aksi pengendalian dari controller ini hanya
mempunyai dua kedudukan, maksimum atau minimum,
tergantung dari variable terkontrolnya, apakah lebih
besar atau lebih kecil dari set point.
b. Pengontrol PID
Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional
yang banyak dipakai dalam dunia industri. Pengontrol
PID akan memberikan aksi kepada Control Valve
berdasarkan besar error yang diperoleh. Suhu fluida yang
diinginkan disebut dengan Set Point. Error adalah
perbedaan dari Set Point dengan suhu air aktual.
 Pengontrol Proporsional
Pengontrol proporsional memiliki keluaran yang
sebanding/proporsional dengan besarnya sinyal
kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan
dengan harga aktualnya).
Ciri-ciri pengontrol proporsional:
Jika nilai Kp kecil, pengontrol proporsional hanya mampu
melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan
menghasilkan respon sistem yang lambat (menambah rise
time).
Jika nilai Kp dinaikkan, respon/tanggapan sistem akan
semakin cepat mencapai keadaan mantapnya (mengurangi
rise time).
Namun jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga
yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak
stabil atau respon sistem akan berosilasi.
Nilai Kp dapat diset sedemikian sehingga mengurangi
steady state error, tetapi tidak menghilangkannya.



1.
2.
3.

4.



Pengontrol Integral
Pengontrol Integral berfungsi menghasilkan respon
sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol
(Error Steady State = 0). Jika sebuah pengontrol tidak
memiliki unsur integrator, pengontrol proporsional tidak
mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan
keadaan mantapnya nol.
Keluaran pengontrol ini merupakan hasil
penjumlahan yang terus menerus dari perubahan
masukannya. Jika sinyal kesalahan tidak mengalami
perubahan, maka keluaran akan menjaga keadaan seperti
sebelum terjadinya perubahan masukan. Sinyal keluaran
pengontrol integral merupakan luas bidang yang
dibentuk oleh kurva kesalahan/error. Bila nilai e(t) naik 2
kali, maka laju perubahan u(t) terhadap waktu menjadi 2
kali lebih cepat. Bila e(t) tetap, maka nilai u(t) akan tetap
seperti semula.
Ciri-ciri pengontrol integral:
Keluaran pengontrol integral membutuhkan selang
waktu tertentu, sehingga pengontrol integral
cenderung memperlambat respon.
Ketika sinyal kesalahan berharga nil, keluaran
pengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.
Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran
akan menunjukkan kenaikan atau penurunan yang
dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai
Ki.
Konstanta integral Ki yang berharga besar akan
mempercepat hilangnya offset. Tetapi semakin besar
nilai konstanta Ki akan mengakibatkan peningkatan
osilasi dari sinyal keluaran pengontrol.
Pengontrol Derivatif

8
Keluaran pengontrol diferensial memiliki sifat
seperti halnya suatu operasi derivatif. Perubahan yang
mendadak
pada
masukan
pengontrol
akan
mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan cepat.
Ketika masukannya tidak mengalami perubahan,
keluaran pengontrol juga tidak mengalami perubahan,
sedangkan apabila sinyal masukan berubah mendadak
dan menaik (berbentuk fungsi step), keluaran
menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika sinyal
masukan berubah naik secara perlahan (fungsi ramp),
keluarannya justru merupakan fungsi step yang besar
magnitudenya sangat dipengaruhi oleh kecepatan naik
dari fungsi ramp dan factor konstanta Kd.
Ciri-ciri pengontrol derivatif:
1.
Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran jika tidak
ada perubahan pada masukannya (berupa perubahan sinyal
kesalahan)
2.
Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu, maka
keluaran yang dihasilkan pengontrol tergantung pada nilai
Kd dan laju perubahan sinyal kesalahan.
3.
Pengontrol diferensial mempunyai suatu karakter untuk
mendahului, sehingga pengontrol ini dapat menghasilkan
koreksi yang signifikan sebelum pembangkit kesalahan
menjadi sangat besar. Jadi pengontrol diferensial dapat
mengantisipasi pembangkit kesalahan, memberikan aksi
yang bersifat korektif dan cenderung meningkatkan
stabilitas sistem.
4.
Dengan meningkatkan nilai Kd, dapat meningkatkan
stabilitas sistem dan mengurangi overshoot.
Berdasarkan
karakteristik
pengontrol
ini,
pengontrol diferensial umumnya dipakai untuk
mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi tidak
memperkecil kesalahan pada keadaan tunaknya. Kerja

pengontrol diferensial hanyalah efektif pada lingkup
yang sempit, yaitu pada periode peralihan. Oleh sebab itu
pengontrol diferensial tidak pernah digunakan tanpa ada
kontroler lainnya.






Pengontrol PID

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masingmasing pengontrol P, I dan D dapat saling menutupi
dengan menggabungkan ketiganya secara paralel
menjadi pengontrol proporsional plus integral plus
diferensial (pengontrol PID). Elemen-elemen pengontrol
P, I dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan:
mempercepat reaksi sebuah sistem mencapai set point-nya
menghilangkan offset
menghasilkan perubahan awal yang besar dan mengurangi
overshoot.
Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi
oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D.
Penyetelan konstanta Kp, Ki dan Kd akan
mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing
elemen. Satu atau dua dari ketiga konstanta tersebut
dapat disetel lebih menonjol disbanding yang lain.
Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan
kontribusi pengaruh pada respon sistem secara
keseluruhan
Efek dari setiap pengontrol Proporsional, Integral
dan Derivatif pada sistem lup tertutup disimpulkan pada
tabel berikut ini:

10

BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Peralatan yang Digunakan
Pada praktikum pengendalian level, dibutuhkan
peralatan sebagai berikut:
1. LABVIEW 2015 dan hardware National
Instrument Field Point
2. Plant level
3.2. Prosedur Percobaan
Langkah-langkah percobaan yang harus dilakukan
adalah sebagai berikut:
1. Datasheet National Instrument Field Point dilihat
dan diperhatikan setiap blok-bloknya.
2. Aplikasi Labview yang sudah terhubung dengan
plant level dibuka.
3. Program pengendalian plant level dibuat.

Gambar 3. 1 Pengendalian Level Labview

11

Gambar 3. 2 Diagram Blok Pengendalian Level

Gambar 3. 3 Diagram Blok Pengendalian Level Lanjutan

4. Program dirun.
5. Set point level diatur sesuai yang diinginkan.
6. Nilai Kc dirubah menjadi 35, 50 dan 75 untuk
pengdendali P
7. Respon sistem direkam.

8. Respon sistem diamati dan disimpan dalam
bentuk file.
9. Nilai Kc dan Ti dirubah menjadi Kc 75 dan 35,
serta ti dengan variasi sebesar 1dan 2.Langkah 7
dan 8 diulangi.
10. Respon sistem direkam.
11. Respon sistem diamati dan disimpan dalam
bentuk file.
12. Nilai Kc dirubah 75 dan 35, serta td dengan
variasi sebesar 1 dan 2 dengan nilai ti tetap.
13. Semua data yang telah disimpan dibuka melalui
note pad dan diplot melalui excel.

Halaman ini sengaja dikosongkan

BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Data
Dari praktikum yang dilakukan, didapatkan hasil
sebagai berikut:

4.1.1 Perubahan Kc untuk pengendalian P
Peran mode kontrol P secara Real Time dapat
diamati salah satunya dengan merubah variabel Kc
pada sistem pengendalian level. Variabel Kc yaitu 35,
50 dan 75, masing-masing grafik perubahannya dapat
dilihat pada gambar 4.1, 4.2, dan 4.3.

Level (cm)

Percobaan 1
Kc= 35 ; ti=0.01; td=0
60
50
40
30
20
10
0
7:51:36 7:52:19 7:53:02 7:53:46 7:54:29 7:55:12 7:55:55

Waktu
Gambar 4. 1 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-1

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 1 menit 27 detik
: 2.17491%
: 2 menit 18 detik
: 1.43%

15

Percobaan 2
Kc= 50 ; ti=0.01 ; td=0
60
50
40
30
20
10
0
7:58:48

7:59:31

8:00:14

8:00:58

8:01:41

8:02:24

Gambar 4. 2 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-2

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 1 menit 10 detik
: 1.9642875 %
: 2 menit 20 detik
: 1.43773 %

60
50
40
30
20
10
0
8:06:43

8:07:26

8:08:10

8:08:53

8:09:36

8:10:19

8:11:02

Gambar 4. 3 Sistem Pengendalian Level Percobaan ke-3

Rise time
Overshoot
Settling time

: 1 menit 9 detik
: 2.28%
: 2 menit 53 detik

Error steady state : 1.54%

4.1.2 Perubahan Kc dan Ti untuk pengendalian PI
Selain variabel Kc, variabel Ti juga dapat
diamati perubahannya. Variabel Kc yang dipasang
yaitu Kc 75 dan 35, serta ti dengan variasi sebesar
1dan 2. Masing-masing perubahan grafik dapat dilihat
pada gambar 4.4, 4.5, dan 4.6.

Percobaan 4
kc=75; ti=1; td=0
60
50
40
30
20
10
0
8:24:00 8:24:43 8:25:26 8:26:10 8:26:53 8:27:36 8:28:19 8:29:02

Gambar 4. 4 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-4

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 2 menit 9 detik
: 1.12%
: 3 menit 14 detik
: 0.384%

60
50
40
30
20
10
0
8:29:46

8:31:12

8:32:38

8:34:05

8:35:31

8:36:58

Gambar 4. 5 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-5

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 3 menit 30 detik
: 1.543%
: 4 menit 52 detik
: 0.7%

Percobaan 6
kc=35; ti=1;td=0
60
50
40
30
20
10
0
8:39:07

8:39:50

8:40:34

8:41:17

8:42:00

8:42:43

8:43:26

Gambar 4. 6 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-6

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 3 menit 15 detik
: 0.2793%
: 3 menit 18 detik
: 0.06868%

4.1.3 Perubahan Kc, Ti , dan Td untuk pengendalian
PID
Selain variabel Kc dan Ti, variabel Td juga dapat
diamati perubahannya. Variabel Kc yang dipasang
yaitu Kc 75 dan 35, serta td dengan variasi sebesar 1
dan 2 dengan nilai ti tetap. Masing-masing perubahan
grafik dapat dilihat pada gambar 4.7, 4.8, dan 4.9.

Percobaan 7
kc=35; ti=1; td=1
60
50
40
30
20
10
0
8:44:10

8:45:36

8:47:02

8:48:29

8:49:55

8:51:22

Gambar 4. 7 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-7

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 4 menit 1 detik
: 0,24725%
: 4 menit 46 detik
: 0.56319%

Percobaan 8
kc=35; ti= 1; td=2
60
50
40
30
20
10
0

8:55:41

8:56:24

8:57:07

8:57:50

8:58:34

8:59:17

9:00:00

9:00:43

9:01:26

Gambar 4. 8 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-8

Rise time
Overshoot
Settling time
Error steady state

: 3 menit 46 detik
:: 4 menit 13 detik
: 0.45787%
Percobaan 9
kc=75; ti=0.5; ti=1

60
50
40
30
20
10
0
0.38

0.38

0.38

0.38

0.38

0.38

0.38

0.38

Gambar 4. 9 Sistem Pengendalian Level percobaan ke-9

Rise time

: 3 menit 46 detik

Overshoot
: 1.12%
Settling time
: 3 menit 58 detik
Error steady state : 0.595%

4.2 Pembahasan
4.2.1. Ilvy Wiliyanti (2414100015)
Berdasarkan praktikum P2 ini dilakukan
pengamatan karakteristik respon dari plant pengendalian
level terhadap perubahan parameter PID. Pada percobaan
ini menggunakan parameter Kc sebesar 35, 50 dan 75 yang
menunjukkan adanya perubahan karakteristik respon
berupa penurunan rise time, nilai overshoot, setling time
dan error steady state seperti berikut: Kc 35, rise time 1
menit 27 detik, overshoot 2.17491%, ess 1.43%. Lalu
untuk Kc 50, rise time 1 menit 10 detik, overshoot
1.9642875%, ess 1.43773%. Dan untuk Kc 75, rise time 1
menit 9 detik, overshoot 2.28%, ess 1.54%. Kondisi ini
terjadi karena adanya gangguan pada plant dan kesalahan
dalam menentukan peak overshoot. Besar atau kecilnya
nilai overshoot dipengaruhi beberapa faktor yaitu sifat dari
kontroler proporsional yang mengalikan dengan input
signal dan menyebabkan sistem secara langsung mengubah
keluarannya sebesar konstanta pengalinya. Dari data
pengaruh perubahan parameter kontroler Proporsional
sudah sesuai dengan teori yang ada kecuali pada nilai error
steady state yang dikarenakan adanya kesalahan dalam
pengambilan nilai respon ketika dalam kondisi steady.
Kemudian dilakukan penambahan kontroler
Integral Ti, jika berdasarkan teori maka semakin besar Ti
seharusnya dapat menurunkan rise time, namun data
percobaan dengan nilai Kc tetap yaitu 75 menunjukkan

nilai rise time semakin naik. Perubahan parameter Ti yang
semakin besar menghasilkan peningkatan nilai overshoot
dan settling time. Sedangkan nilai error steady semakin
besar. Seharusnya nilai error steady state semakin
berkurang dikarenakan kontroler integral mempunyai sifat
mengeliminasi error steady state. Pada 3 percobaan yang
telah dilakukan diperoleh respon terbaik yaitu ketika
Kc=35 dan Ti=1 menit.
Kemudian dengan menggunakan kontroler PID
sesuai dengan teori diperoleh hasil ketika Nilai Kc dan Ti
tetap. Dengan adanya peningkatan Td menyebabkan
penurunan overshoot dan settling time. Pada teori, dengan
teori adanya kontroler Derivatif menyebabkan adanya
perubahan kecil pada rise time dan error steady state. Nilai
rise rime dan error steady state semakin berkurang dengan
adanya peningkatan nilai Td dikarenakan kontroler
derivative mempunyai sifat mempercepat respon tetapi
tidak memperkecil kesalahan pada keadaan tunaknya.

4.2.2. Indra Yugi Prayuga (2414100021)
Setelah melakukan praktikum SPO mengenai
system control level dengan dilengkapii interface
LabVIEW yang telah terhubung dengan beberapa
komponen. Input dan output dari system ini adalah set
point level dan kondisi level yang sesuai dengan set
point. Praktikum dilakukan dengan mengamati respon
system yaitu rise time, nilai overshoot, setling time dan
error steady state. Pada percobaan pertama dengan
controller tipe P untuk nilai Kc sebsar 35, 50 dan 75.
Sehingga didpatkan respon system sebagai berikut : Kc 35,

rise time 1 menit 27 detik, overshoot 2.17491%, ess 1.43%.
Lalu untuk Kc 50, rise time 1 menit 10 detik, overshoot
1.9642875%, ess 1.43773%. Dan untuk Kc 75, rise time 1
menit 9 detik, overshoot 2.28%, ess 1.54%. dari hasil
tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa semikin tinggi
nilai Kc maka rise time dari respon system akan naik, hal
tersebut sudah sesuai dengan teori yang ada dan dapat
dikatakan pengambilan data sudah berhasil. Untuk
percobaan kedua yaitu dengan controller PI dengan nilai
Kc 75 Ti 1 dan 2, secara teori nilai Ti semakin tinggi maka
seharusnya respon system memiliki ess yang semakin kecil
karena fungsi dari integral sendiri adalah menjumlahkan
error dengan respon systemnya, namun dalam percobaan
kali ini menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai Ti maka
ess semakin besar. Untuk percobaan selanjutnya yaitu
controller PID dngan nilai Td 1 dan 2. Secara teori fungsi
dari kontroller derivatif yaitu dapat mempercepat respon
mencapai kondisi stabil. Pada percobaan kami didapatkan
hasil yang sesuai dengan teori dimana perubahan respon
sistem semakin cepat nilai settling time-nya apabila nilai
Td diperbesar. Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa
percobaan dengan controller PID berhasil.

4.2.3. Muhammad Rifqi Pinandhito (2414100050)
Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan
karakteristik respon dari plant pengendalian level terhadap
perubahan parameter PID.
Untuk kontroller tipe P dilakukan pengamatan
respon sistem untuk nilai Kc sebesar 35, 50, dan 75. Untuk
waktu naik masing-masing nilai Kc adalah sebagai berikut,
pada Kc= 35 diperoleh waktu naik sebesar 1 menit 27

detik, Kc=50 sebesar 1 menit 10 detik dan Kc=75 sebesar 1
menit 9 detik. Sesuai teori yang ada penambahan nilai Kc
otomatis dapat mempercepat waktu naik sistem hal ini
dikarenakan dari sifat kontroller P yang mengalikan sinyal
masukan. Perubahan pada sinyal masukan akan segera
menyebabkan sistem secara langsung mengubah
keluarannya sebesar konstanta pengalinya. Namun, hal ini
berdampak terhadap nilai maksimum overshoot sistem
yang meningkat akibat dari bertambahnya nilai Kc, Pada
Kc=35 diperoleh maksimum overshoot sebesar 2.17491
dan Kc=75 sebesar 2.28%. Terdapat anomali pada respon
sistem tersebut berupa terjadinya penurunan nilai
maksimum overshoot ketika Kc=50 yaitu sebesar
1.9642875 %. Hal tersebut dapat diakibatkan adanya
sejumlah disturbance yang terjadi pada sistem. Selain
berdampak pada nilai maksimum overshoot sistem
penambahan nilai Kc juga berdampak pada nilai settling
time dan error steady state-nya dimana untuk setiap
penambahan nilai Kc mengakibatkan sistem bertambah
lama untuk mencapai nilai tunaknya dan bertambah pula
error yang dihasilkan sistem. Pada Kc=35 diperoleh nilai
settling time sebesar 2 menit 18 detik, Kc=50 sebesar 2
menit 20 detik dan Kc=75 sebesar 2 menit 53 detik. Hal ini
sesuai dengan teori dimana dengan meningkatknya nilai
parameter P maka semakin lama settling time yang terjadi.
Namun untuk peningkatan nilai error steady state data
yang didapatkan menyimpang dari teori dimana seharusnya
nilai error steady state semakin kecil, hal ini mungkin
dapat diakibatkan gangguan pada sistem seperti aliran
fluida yang tidak konstan. Adapun untuk masing-masing
nilai error steady state sebesar pada Kc=35 diperoleh error

steady state sebesar 1.43%, pada Kc=50 sebesar 1.43773
% dan pada Kc=75 sebesar 1.54%.
Untuk kontroller PI dilakukan pengamatan respon
sistem untuk nilai Kc=75, Ti=1; Kc=75,Ti=2; dan
Kc=35,Ti=1. Fungsi dari komponen kontroller integral
sendiri yaitu dapat meminimalisir error yang terjadi
dikarenakan sifatnya menjumlahkan setiap selisih error
yang terjadi pada sistem(Aulia, 2017). Untuk dua
parameter awal dilakukan perubahan pada nilai Ti untuk
menguji respon sistemnya dimana nilai Ti-nya diperbesar.
Untuk nilai settling time dan maksimum overshoot
didapatkan hasil yang sesuai teori dimana perubahan
parameter Ti yang semakin besar menghasilkan
peningkatan nilai maksimum overshoot dan settling time.
Adapun hasil yang didapatkan 1.12% dan 3 menit 14 detik
berbanding 1.543% dan 4 menit 52 detik. Hal yang tidak
sesuai teori yaitu pada tinjauan nilai naik dan error steady
state sistem dimana kedua parameter ini menunjukan
perubahan yang semakin membesar yang seharusnya
semakin berkurang yaitu masing-masing 2 menit 9 detik
dan 0.384% berbanding 3 menit 14 detik dan 0.7%. Seperti
pada tinjauan kontroller P hal ini dapat terjadi akibat laju
aliran fluida yang tidak stabil dan beberapa disturbance
yang mungkin terdapat pada sistem.
Untuk kontroler PID dilakukan pengamatan respon
sistem untuk nilai Kc=35, Ti=1, Td=1; Kc=35, Ti=1, Td=2;
dan Kc=75, Ti=0,5, Td=1. Adapun fungsi dari kontroller
derivatif yaitu dapat mempercepat respon mencapai
kondisi tunaknya. Pada percobaan kami didapatkan hasil
yang sesuai dengan teori dimana perubahan respon sistem
semakin cepat nilai settling time-nya apabila nilai Td

diperbesar yaitu pada parameter pertama dan
kedua(Kc=35, Ti=1, Td=1; Kc=35, Ti=1, Td=2) 4 menit 46
detik berbanding 4 menit 13 detik. Adapun parameter
ketiga dilakukan sebagai pembanding respon sistem untuk
nilai Kc yang berbeda dan diperoleh respon sistem masingmasing rise time
: 3 menit 15 detik, maksimum
overshoot : 0.2793%, settling time : 3 menit 18 detik dan
error steady state : 0.06868%.
Secara keseluruhan hasil percobaan dari 9
parameter berbeda respon sistem, kontrol PI lah yang
sesuai dengan plant tersebut dikarenakan hasil percobaan
yang dilakukan menghasilkan maksimum overshoot dan
error steady state yang minim meskipun nilai settling timenya cukup lama yang diakibatkan nilai naiknya yang cukup
cepat. Adapun pada percobaan yang sudah dilakukan nilai
Kc=35 dan Ti=1 merupakan jenis kontroller yang paling
cocok untuk plant tersebut dengan nilai parameterparameter respon sistem masing-masing rise time : 3 menit
15 detik, maksimum overshoot : 0.2793%, settling time : 3
menit 18 detik dan error steady state : 0.06868%.

4.2.4. Lucky Rizky Febriansyah (2414100094)
Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan
karakteristik respon dari plant pengendalian level terhadap
perubahan parameter PID. Dari data hasil percobaan
menunjukkan bahwa dengan penggunaan parameter
Proporsional dengan nilai Kc sebesar 35, 50, dan 75
menunjukkan adanya perubahan pada karakteristik respon
Terjadi penurunan rise time, pada Kc= 35 diperoleh rise
time sebesar 1 menit 27 detik, Kc=50 sebesar 1 menit 10

detik dan Kc=75 sebesar 1 menit 9 detik, Nilai overshoot
juga meningkat seiring dengan meningkatnya nilai Kc,
namun terjadi penurunan nilai overshoot ketika Kc=50.
Pada Kc=35 diperoleh overshoot sebesar 2.17491%, Kc=
50 sebesar 1.9642875 % dan Kc=75 sebesar 2.28%. Hal
tersebut dapat terjadi dikarenakan terjadi gangguan pada
plant ataupun kesalahan dalam menentukan peak
overshoot. Dengan adanya kontroler proporsional ini
menyebabkan adanya sedikit perubahan pada settling time
yaitu pada Kc=35 sebesar 2 menit, Kc=50 sebesar 18 detik
2 menit 20 detik dan Kc=75 2 menit 53 detik
Selain itu juga terjadi peningkatan nilai error steady
state. Pada Kc=35 diperoleh error steady state sebesar
1.43%, pada Kc=50 sebesar 1.43773 % dan pada Kc=75
sebesar 1.54%. Hal tersebut dikarenakan sifat dari
kontroler proporsional yang mengalikan dengan input
signal. Perubahan pada sinyal masukan akan segera
menyebabkan sistem secara langsung mengubah
keluarannya sebesar konstanta pengalinya. Dari data
pengaruh perubahan parameter kontroler Proporsional
sudah sesuai dengan teori yang ada kecuali pada nilai error
steady state yang dikarenakan adanya kesalahan dalam
pengambilan nilai respon ketika dalam kondisi steady.
Penambahan kontroler Integral dengan parameter Ti
yang semakin besar seharusnya dapat menurunkan rise
time, namun data percobaan dengan nilai Kc tetap yaitu 75
menunjukkan nilai rise time semakin naik. Hal tersebut
dapat terjadi dikarenakan aliran air dari sumber tidak
konstan. Pada Ti=1 menit didapatkan rise time 2 menit 9
detik dan pada Ti=2 menit didapatkan sebesar 3 menit 14

detik. Perubahan parameter Ti yang semakin besar
menghasilkan peningkatan nilai overshoot dan settling
time. Nilai overshoot dan settling time pada Ti=1 menit
masing-masing sebesar 1.12% dan 3 menit 14 detik dan
ketika Ti=2 menit sebesar 1.543% dan 4 menit 52 detik.
Sedangkan nilai error steady semakin besar. Pada Ti=1
menit niai error steady state sebesar 0.384% dan pada Ti=2
menit sebesar 0.7%. Seharusnya nilai error steady state
semakin berkurang dikarenakan kontroler integral
mempunyai sifat mengeliminasi error steady state. Hal
tersebut dapat terjadi dikarenakan adanya kesalahan dalam
pengambilan nilai error steady state. Dari ketiga percobaan
untuk kontroler PI diperoleh respon terbaik pada nilai
Kc=35 dan Ti=1 menit.
Sedangkan dengan penggunaan kontroler PID sesuai
dengan teori diperoleh hasil ketika Nilai Kc dan Ti tetap
yaitu masing-masing bernilai 35 dan 1, dengan adanya
peningkatan Td menyebabkan penurunan overshoot dan
settling time. Pada Td=1 menit diperoleh nilai overshoot
dan settling time sebesar 0,24725% dan 4 menit 46 detik.
Sedangkan pada Td=2 menit diperoleh nilai sebesar 0%
dan 4 menit 13 detik. Dan juga sesuai dengan teori adanya
kontroler Derivatif menyebabkan adanya perubahan kecil
pada rise time dan error steady state. Nilai rise rime dan
error steady state semakin berkurang dengan adanya
peningkatan nilai Td. Pada Td=1 menit diperoleh nilai rise
time dan error steady state sebesar 4 menit 1 detik
dan 0.56319%. Sedangkan pada Td=2 menit diperoleh nilai
sebesar 3 menit 46 detik dan 0.45787%. Hal tersebut
dikarenakan kontroler derivative mempunyai sifat

mempercepat respon tetapi tidak memperkecil kesalahan
pada keadaan tunaknya. Kerja kontrolller diferensial
hanyalah efektif pada lingkup yang sempit, yaitu pada
periode peralihan. Oleh sebab itu kontroler diferensial
tidak pernah digunakan tanpa ada kontroler lain sebuah
sistem (Sutrisno, 1990, 102).
Dari hasil percobaan diperoleh nilai
overshoot yang tidak terlalu besar untuk setiap percobaan
dikarenakan flow dari sumber air yang memang tidak
besar. Selain itu dari hasil percobaan jenis kontroler yang
paling tepat untuk sistem pengendalian level pada plant ini
berdasarkan respon terbaik adalah dengan menggunakan
kontroler PI dengan nilai yang dapat digunakan adalah
Kc=35 dan Ti=1.

4.2.5.

Luthfa Syabania Nuari (2414100122)

Dari hail data yang didapatkan, menunjukan bahwa
perubahan Kc, Ti dan Td berpengaruh terhadap respon
system yang dihaislkan. Pada percobaan perubahan Kc
untuk pengendali P diperoleh perubahan terhadap
karakteristik respon rise time, nilai overshoot, setling time
dan error steady state. Dengan vaiasi Kc= 35, Kc=50 dan
Kc=75 mengakibatkan penurunan rise time, peningkatan
nilai setling time dan eror steady state. Hasil ini sudah
sesuai teori yaitu penambahan nilai Kc dalam batas normal
mengakibatkan nilai rise time semakin kecil dan juga
berdampak. Hal ini merupakan dampak dari pengendali P
yaitu menaikan setling time, overshoot dan eror steady
state. Namun pada penambahan Kc terjadi anomali nilai
overshoot. Untuk penurunan nilai overshoot terjadi ketika

Kc=50 dan peningkatan lagi pada kc=75. Hal ini
dikarenakan terjadi disturbance pada plant atau kesalahan
penentuan peak overshoot. Karena sifat dari pengendalian
Proporsional adalah mengalikan input signal. Perubahan
pada sinyal masukan menyebabkan nilai keluarannya
sebesar konstanta pengalinya (Kc). Teori yang diajarkan
pengaruh perubahan parameter kontroler Proporsional
sudah sesuai dengan teori kecuali pada nilai error steady
state, seharusnya penurunan bukan peningkatan. Hal ini
dikarenakan kesalahan dalam pengambilan nilai respon
ketika kondisi tunak.
Pada pengendalian Proposional Integrator diberikan
penambahan Ti dengan nilai Kc tetap menunjukan respon
rise time, nilai overshoot, setling time dan error steady
state semakin meningkat. Hal ini sudah sesuai teori kecuali
nilai rise time dan nilai overshoot. Hal ini karena fluida
dari sumber tidak konstan. Fungsi dari komponen
pengendali integral sendiri yaitu mengurangi error yang
terjadi dikarenakan sifatnya menjumlahkan setiap selisih
error. Perbedaan ini terjadi karena adanya kesalahan dalam
pengambilan nilai error steady state. Dari ketiga percobaan
untuk pengendali PI diperoleh respon terbaik pada nilai
Kc=35 dan Ti=1 menit karena nilai error steady state dan
overshoot kecil meskipun nilai time rise dan setling time
lumayan besar dari kedua percobaan lain.
Pada pengendalian PID ketika Nilai Kc=35 dan Ti =1
tetap, menyebabkan penurunan overshoot dan settling time
ketika ada peningkatan Td yang sudah sesuai dengan teori
Komponen pengendalian Derivatif menyebabkan adanya
perubahan pada rise time dan error steady state. Nilai rise

time dan error steady state berkurang karena peningkatan
nilai Td. Hal ini karena pengendali derivative mempunyai
sifat mempercepat respon tetapi tidak memperkecil
kesalahan pada keadaan steadynya.
Dari sembilan macam pengendali yang dihasilkan
jenis pengendali yang paling tepat untuk sistem
pengendalian level plant ini adalah dengan menggunakan
kontroler PI dengan nilai yang dapat digunakan adalah
Kc=35 dan Ti=1 (percobaan 6). Karena nilai error steady
state dan overshoot kecil meskipun nilai time rise dan
setling time lumayan besar tetapi dapat ditolerir.

Halaman ini sengaja dikosongkan

BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktikum mengenai simulasi
pengendalian level dengan Labview 2015 sebagai berikut :
a. National Instrmen Field Point pada sistem ini
digunakan sebagai controller level pada plant
b. Labview digunakan sebagai pengendali sistem serta
perantara antara pengguna dengan plant. Bagian utama
dari Labview yakni front panel dan blok diagram
c. Mode kontrol PID berperan untuk mengoptimalkan
respon sistem sehingga error steady state yang
dihasilkan mendekati nol dan sistem lebih stabil
dengan nilai Rise time, Settling time, Maximum
Overshoot dan Error Steady State.

5.2 Saran
Adapun saran yang dapat kami sampaikan yaitu
sebaiknya praktikan lebih memahami teori mengenai
sistem pengendalian sehingga memudahkan dalam
melakukan praktikum, selain itu sebaiknya alat yang
hendak digunakan dikalibrasi terlebih dahulu agar nilai
yang dihasilkan lebih akurat

32

DAFTAR PUSTAKA
[1]

Laboratorium Instrumentasi Teknik Fisika, 2014 “Modul
Praktikum SistemPengendalianOtomatis”
[2]

Wicaksono Handy. 2004. Analisa Performansi dan
Robustness
Beberapa Metode Tuning Kontroler PID pada Motor DC.
[3]

Ogata, Katsuhiko, Modern Control Engineering,
Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.

34

Lampiran 1
Tugas Pendahuluan
Lucky Rizky Febriansyah 2414100094
Program labview berikut merupakan simulasi
sederhana konversi sinyal dari sensor level yang
mempunyai keluaran tegangan 1-5V menjadi sinyal dalam
bentuk arus listrik (mA). Hasil pembacaan ketinggian air
merupakan perkalian antara gain dengan perubahan sinyal
(u-u0). Seperti pada gambar tampilan front panel berikut.

Berikut merupakan block diagram dari pemrograman
diatas.

35

Pada block diagram tersebut sinyal keluaran sensor
terlebih dahulu dibagi dengan 249 menggunakan block
divide kemudian dikalikan dengan 1000 menggunakan
block multiply. Nilai tersebut merupakan nilai konversi
sinyal menjadi mA. Kemudian sinyal keluaran tersebut
dikurangi dengan sinyal referensi u0 dengan menggunakan
block substract. Hasil pembacaan level merupakan
perkalian antara gain dengan perubahan hasil keluaran
sinyal dengan menggunakan block multiply. Data diambil
setiap 100 ms.

Ilvy Wiliyanti 2414100015
Program labview berikut merupakan simulasi
sederhana pengendali level, dengan mengatur kondisi
ketinggian tank dengan ketinggian minimum 2m dan
ketinggian max 7m. Sehingga ketika level dinaikkan dan
tank besar terisi air mencapai 2m maka tombol min akan
menyala. Dan ketika air mencapai ketinggian 7m maka
tombol max akan menyala. Sementara ketika ketinggian air
pada tank diluar kondisi yang ditetapkan maka kedua
lampu akan mati. Tampilan front panel sebagai berikut :

37

Kemudian, diagram blok dari program di atas dapat dilihat
sebagai berikut :

Pada block diagram tersebut, yang dapat
mempengaruhi Antara kondisi ketinggian tank dengan
nyala atau tidaknya tombol yaitu dengan memasang
programing comparison “greater or equal” pada tangki 1
(min) dan “less or equal” pada tangki 2 (max).

Muhammad Rifqi Pinandhito 2414100050
Pada plant tersebut ketinggian level fluida pada
tanki diatur melalui pergeseran slider control volume.
Dimana untuk meningkatkan volume tanki dapat
dipercepat dengan adanya multiplier yang berfungsi
sebagai pengali nilai input agar mendapatkan output yang
lebih besar. Adapun nilai ketinggian level fluida pada tank
ditampilkan dalam display numerik.

39

Diagram blok sistem pada
digambarkan seperti gambar dibawah ini.

plant

diatas

Dimana pada keluaran input kontrol volume akan
diberikan fungsi multiple agar menghasilkan keluaran yang
lebih besar dimana keluaran tersebut akan ditampilkan
didalam display numerik.

INDRA YUGI PRAYUGA 2414100021
Pengandalian yang saya gunakanan pada TP P2 ini adalah
mengenai pengendalian level, system akan bekerja jika
flow control diberi nilai masukan, system ini akan
memberikan indikator maksimum dengan warna hijau
muda ketika level sudah melewati set point yaitu dengan
ketinggian 7. Namun ketika system memiliki level dibawah
7 makan indikator akan berwarna hijau tua

41

Dengan diagram block sebagai berikut:

43

Luthfa Syabania Nuari 2414100122
Program labview berikut merupakan simulasi
pengendali level, dengan mengatur kondisi ketinggian tank
dengan ketinggian minimum 0 m dan ketinggian max 100
m. Ada indicator lampu digunakan sebagai batas level yang
dizinkan sekitar 10-90 m lampu akan mati. Ketika level
dinaikkan menggunakan sensor level dan tank besar terisi
air mencapai 10 m atau kurang maka lampu level low akan
menyala. Lalu ketika air mencapai ketinggian 90 m atau
lebih maka lampu level high akan menyala. Tampilan front
panel sebagai berikut :

Diagram blok sistem pada
digambarkan seperti gambar dibawah ini.

plant

diatas

Pada block diagram tersebut, yang dapat
mempengaruhi antara kondisi ketinggian tank dengan
nyala atau tidaknya tombol yaitu dengan memasang
programing comparison “less or equal” pada lampu
control level low (batas minimal) dan “greater or equal”
pada lampu control level high (batas maksimal). selain itu
respon tanki yang dihasilkan dapat dimonitoring dengan
mengunakan grafik yaitu waveform chart.

45