CONTOH APLIKASI PID Pengujian sistem yang dilakukan meliputi pengujian sistem teleoperasi berupa monitoring dan pengontrolan plant melalui internet, pengujian akses ke database dan pengujian pengontrol PID. Pengujian sistem monitoring dan pengontrolan melalui internet dilakukan untuk melihat faktor waktu tunda (delay time) dan menguji program CGI dengan melakukan pengontrolan berupa pemberian input dari browser. Pengujian akses database dilakukan untuk menguji apakah database dapat diakses oleh user dari browser atau tidak. Pengujian pengontrol PID dilakukan untuk melihat kemampuan pengontrol dalam mengontrol miniplant. Parameter yang digunakan untuk melihat apakah pengontrol dapat dikatakan baik adalah kestabilan pada keadaan steady state, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai set-point, MV berupa persentasi bukaan valve, dan respon pengontrol terhadap gangguan yang diberikan. Pada prakteknya, pengujian pengontrol PID dilakukan terlebih dahulu karena nantinya program pengontrol ini akan digunakan sebagai bagian dari sistem monitoring dan pengontrolan yang dibuat. Pengujian Pengontrol PID Pengujian ini dilakukan untuk melihat apakah program pengontrol yang dibuat dapat mengontrol mini-plant proses dengan baik atau tidak. Pengontrol ini nantinya akan dijadikan sebagai program penguji sistem monitoring dan pengontrolan unjuk kerja mini-plant proses melalui internet. Pengontrol PID digunakan untuk mengontrol bukaan control valve berdasarkan informasi PV berupa level fluida dalam tangki. PV yang terbaca oleh LT (Level Transmitter) menjadi input untuk pengontrol sehingga dapat diperoleh nilai MV yang sesuai. Nilai MV ini akan menentukan berapa % bukaan control valve yang dibutuhkan. Sebelum melakukan pengujian pengontrol, dilakukan identifikasi sistem dengan melakukan tuning pada pengontrol agar diperoleh nilai-nilai Kp, Ti dan Td yang sesuai untuk menghasilkan pengontrolan yang stabil. Tuning pengontrol PID dilakukan menggunakan metode Ziegler-Nichols dengan metode osilasi [4]. Metode ini memanfaatkan prinsip dasar sistem pengontrolan yang berosilasi pada frekuensi naturalnya. Hal ini dapat terjadi jika hanya terdapat pengontrol P saja. Agar dapat diperoleh pengontrol P saja, maka nilai dan KpTd harus di set sama dengan nol. Hal ini dapat dilakukan dengan memb erikan nilai Ti = ∞ dan Td = 0. Dalam program PID yang dibuat, dilakukan penyesuaian pada program, sehingga untuk menghasilkan Ti = ∞ atau untuk membuat
nilai = 0, maka bisa diperoleh dengan memberikan nilai 0 untuk Ti. Gambar 4.1 menunjukkan manipulasi yang dilakukan menggunakan fungsi select pada LabVIEW.
Program penyesuaian akan memberikan nilai = 0 ketika harga Ti terbaca 0. Jadi ketika diberikan input Ti = 0, program akan membuat nilai = 0. Sehingga tuning pengontrol menggunakan metode Ziegler Nichols dapat dilakukan. Langkah-langkah yang dilakukan dalam metode ini adalah sebagai berikut: 1. Nilai Ti dan Td diset = 0 2. Nilai Kp dinaikkan dari 0 sampai dicapai nilai kritis Kcr dimana output pertama kali mengalami osilasi dengan amplitudo tetap (sustain oscillation).
3. Dari hasil yang diperoleh dengan nilai Kcr tersebut, diperoleh periode osilasi Pcr. (Pcr : Waktu yang
dibutuhkan untuk melakukan satu gelombang). 4. Untuk memastikan pengaruh Kp, dilakukan dengan memberikan sedikit gangguan pada loop, yaitu dengan perubahan set-point secara mendadak. Pada tabel 4.1 telah dirumuskan aturan tuning Ziegler-Nichols yang diperlukan untuk metode osilasi ini :
P PI PID Kp Kcr/2 Kcr/2.2 Kcr/1.7 Ti - Pcr/1.2 Pcr/2 Td - - Pcr/8 Pengujian Sistem Monitoring dan Pengontrolan Melalui Internet Pengujian sistem monitoring dan pengontrolan melalui internet ini dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1. Menjalankan server. Server berupa HTTP server dijalankan menggunakan alamat IP 167.205.26.4 dan port 80. User dapat mengakses server melalui URL http://167.205.26.4/cgi-bin/miniplant. Jika DNS diaktifkan user dapat menuliskan URL berupa http://proses.tf.itb.ac.id/cgi-bin/miniplant 2. Melakukan browsing dari komputer lain, dalam hal ini dilakukan dari komputer-komputer yang terdapat di laboratorium Instrumentasi Industri yang memiliki alamat IP 172.16.24.100, 172.16.24.125, dan 172.16.24.154. Pengujian juga dilakukan dari komputer di lantai IV dari ruang dosen pembimbing. Server akan mencatat alamat IP user yang masuk dan mencatat input yang diberikan user dalam daftar log. Alamat IP user yang tercatat akan berubah menjadi 167.205.26.25 karena IP 172.16.24.100 merupakan IP jaringan internal TF. IP ini terhubung ke gateway 167.205.26.25. 3. Monitoring dilakukan dengan mengamati tampilan pada browser dan membandingkannya dengan tampilan pada server. Karena dilakukan dari komputer yang berdekatan maka tampilan dapat langsung dibandingkan dengan program yang berjalan pada server. 4. Pengontrolan dilakukan dari komputer client yang sama dengan cara memberikan input nilai-nilai Kp, Ti, Td dan set-point ke server. 5. Pemberian input ini juga sekaligus menguji program cgi yang dibuat. Jika user dapat memberikan input dari browser dan menjalankan program yang terdapat pada server, maka program cgi telah berfungsi dengan baik. 6. Yang terakhir adalah menguji waktu tunda yang terjadi pada saat komunikasi data. Pengujian Database Program pengontrol yang dijalankan pada server diprogram untuk selalu menyimpan data pada sebuah file bernama database.txt.Jika user ingin melihat data hasil pengontrolan, user dapat meminta server untuk mengirimkan filenya dengan cara mengklik hyperlink DATA pada panel kontrol. Hasil Pengujian Sistem Hasil Pengujian Pengontrol PID Nilai Kp yang diberikan pada saat melakukan identifikasi sistem menggunakan metode osilasi ZieglerNichols adalah 0,8; 0,85; 0,88; dan 0.9. Dari respon yang diperoleh, dipilih respon yang memiliki osilasi yang paling mendekati osilasi dengan amplitudo tetap. Kp yang dipilih adalah 0.9 karena memiliki respon paling baik dibandingkan respon lain. Kp ini kemudian dijadikan sebagai Kcr atau
konstanta penguatan kritis.
Dari respon grafik PV di atas, diperoleh nilai Kcr = 0.9 dan harga Pcr = 31. Sehingga nilai-nilai untuk pengontrol P, PI dan PID adalah sebagai berikut :
P PI PID Kp 0.45 0.41 0.529 Ti - 25.83 15.5 Td - - 3.875 Nilai-nilai yang diperoleh pada tabel 4.2 kemudian diujikan pada pengontrol dan menghasilkan respon sebagai berikut :
Gambar 4.5 menunjukkan grafik persentasi bukaan valve pengontrol PID yang dibuat. Bukaan valve menunjukkan seberapa besar input yang diberikan pada sistem yang dikontrol.
Dari data di atas dapat dilakukan analisis sebagai berikut : 1. Pengontrol PID yang dibuat memiliki kestabilan yang baik, dengan IAE paling kecil dibandingkan pengontrol P dan PI. 2. Error yang terjadi setelah mencapai kondisi stabil sangat kecil, ≤ 5 mm.
3. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai set-point adalah + 360 detik. 4. MV berupa % bukaan valv e dalam keadaan steady state ≤ 20 %.
4.2.2 Hasil Pengujian Sistem Monitoring dan Pengontrolan melalui Internet. Pengujian dilakukan dengan mengukur waktu tunda yang terjadi dalam komunikasi data. Waktu tunda yang terjadi berkisar 1-5 detik. Hal ini terjadi karena tampilan yang memiliki ukuran gambar yang cukup besar dengan variasi warna yang cukup banyak. Ini tentu saja dapat dihindari dengan memperkecil ukuran tampilan dan warna yang lebih sedikit namun tampilan jadi tidak menarik. Browser yang digunakan agar sistem dapat dikontrol dan dimonitor dengan baik adalah Netscape Navigator 4.7. Browser ini mampu menghasilkan tampilan berupa animasi grafik dari program yang dijalankan pada server dengan baik. Berbeda dengan browser lain, Netscape Navigator memiliki fitur yang disebut sebagai server-push animation. Fitur ini memungkinkan server untuk mengirmkan sekuen dari serangkaian frame yang biasanya merupakan gambar GIF, JPG atau PNG. Internet Eksplorer tidak memiliki kemampuan untuk ini sehingga ketika pengujian dilakukan melalui internet eksplorer, gambar yang tampil menjadi statik dan hanya bersifat capture image pada saat tertentu saja. Pada Netscape Navigator, ketika user menjalankan program, dengan fitur server-push animationnya, browser akan terus melakukan down load (menyimpan data dari server ke PC) perubahan data yang tejadi pada server sampai user menghentikan proses monitoring. Jika user menggunakan Internet Eksplorer 5, animasi grafik tidak dapat dilakukan, karena IE 5 hanya melakukan down load data pada satu saat saja, sehingga untuk melihat perubahan data yang terjadi user harus menekan tombol refresh berulang-ulang. Semakin banyak data yang di down load oleh browser, maka semakin lama pula waktu tunda yang terjadi. Agar waktu tunda tidak membesar ketika browser terus melakukan down load data, maka user perlu melakukan reload (fungsi yang sama dengan refresh pada IE.5) ketika data yang di down load cukup banyak. Tampilan panel kontrol pada browser ditunjukkan pada gambar 4.6.
Pengujian juga melingkupi pengujian terhadap image m ap dan form HTML yang mengirimkan input ke aplikasi CGI untuk menjalankan program eksternal pada server sesuai dengan request dari user. Pengujian hyperlink dilakukan untuk menguji hyperlink atau sambungan yang menghubungkan satu halaman web dengan halaman web yang lain. Hyperlink yang tersedia berfungsi untuk menghubungkan halaman panel kontrol dengan halaman yang menampilkan grafik juga database. 4.2.3 Hasil Pengujian Database Pengujian database dilakukan dengan mengklik hyperlink yang menghubungkan panel kontrol dengan data hasil pengontrolan. File database akan muncul seperti ditunjukkan pada gambar 4.7.
