Simulasi Sistem Pengendalian Menggunakan Pengendali On-Off A. TUJUAN PERCOBAAN: •
Mengetahui perilaku proses apabila digunakan pengendali On-Off
output
B. D
u2 0 e1
e2 input
u1
ASAR TEOR: Pengendali On-Off: •
•
Pengendali On-Off juga juga dikenal dengan nama Two Position Controller karena karena output pengendali hanya ada dua kemungkinan kemungkinan keadaan saja, yaitu keadaan “On “ On”” atau keadaan “Off ”. ”. Ciri khas dari aksi pengendalian dengan menggunakan pengendali On-Off adalah selalu terjadi fluktuasi pada besaran yang akan dikendalikan. O u t p u t p r o s e s
waktu •
•
Besarnya fluktuasi akibat aksi pengendali On-Off dipengaruhi dipengaruhi oleh besar-keilnya deadtime dan dead-band yang yang terdapat pada proses!sistem ataupun adanya dead-band yang yang sengaja diberikan pada pengendali On-Off itu itu sendiri. "ubungan input-output pengendali On-Off# Pada saat input pengendali berubah dari negatif menuju positif# u$t% & u' jika input ( e ) u$t% & u) jika input * e ) Pada saat input pengendali berubah dari positif menuju negatif# u$t% & u) jika input + e ' u$t% & u' jika input e '
C. Pe!"# Pe!"#$a $aan an
Perobaan dilakukan dengan menggunakan softare /M01/23 dari M4514B. Berikut adalah langkah langkah perobaan untuk sistem pengendali On-Off # Bukalah file simulasi sistem pengendalian proses dengan menggunakan • oftare imulink-Matlab untuk pengendali On-Off $tanyakan pada /nstruktur nama file-nya%. 4mati semua parameter yang ada, atatlah semua data yang ada. • Pastikan Manual S%it"& Dead-Band berada pada posisi ke atas dan Manual • S%it"& Dead-Time berada pada posisi ke $a%a&. 6alankan program simulasinya dengan menekan tombol Sta!t pada file • simulasi yang ada. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state. 0bahlah parameter dead-time proses tersebut menjadi setenga&n'a . 6alankan • program simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut. Pindahkan Manual S%it"& Dead-Band ke $a%a&. 6alankan program • simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut. 0bahlah parameter dead-band pada pengendali on-off tersebut menjadi • setenga&n'a . 6alankan program simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut. Pindahkan Manual S%it"& Dead-Time ke atas. 6alankan program • simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut. Pindahkan Manual S%it"& Dead-Band ke atas. 6alankan program • simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut.
On Off 7
etpoint#
2ilai 89 )8
etting 9, 9, 89, 9 9, 9, )8, 9
7
On Off : dead band# $Output on & ', output off & 9%
7
;ead time#
7
Proses# self regulation orde-'#
dead band 9 dead band ' dead band )
9, 9, ', 9 9.8, -9.8, ', 9 ', -', ', 9 9,' 9.', 9, '9)<, 9 9,) 9.), 9, '9)<, 9 ='99>, ='9 '>, stati gain '99, auto time onstant '9
Perobaan# ' On-Off dengan dead time ) On-Off dengan dead time ? On-Off dengan dead band < On-Off dengan dead band On-Off dengan dead band @ dead 8 time On-Off dengan dead band @ dead A time
dead band
dead time 9 9 ' )
9,' 9,) 9 9
posisi saklar baah baah atas atas
'
9,'
baah
)
9,)
baah
Pengamatan# # ma PD @ min PD kondisi steady state $mantap% # aktu on @ off kondisi steady state $mantap%
luktuasi proses $range proses% ;uty yle pengendali
Pembahasan# a. 4nalisis pengaruh perubahan dead time terhadap fluktuasi proses @ duty yle pengendali $perobaan ' @ )% b . 4nalisis pengaruh perubahan dead band terhadap fluktuasi proses @ duty yle pengendali $perobaan ? @ <% . Bandingkan hasil perobaan ' @ ? dengan perobaan 8 d . Bandingkan hasil perobaan ) @ < dengan perobaan A e. Buat kesimpulan berdasarkan hasil perobaan yang telah didapatkan
0ntuk et point 89 dead band
dead time 0 0 1 1
0,1 0, 0 0 0,1 0,
posisi saklar bawah bawah atas atas bawah bawah
On
Off
Min
0,19 0,4 0, 0,4 0,3! 0,!5
Max 50,3 50,9 50,49 51 50,9 51,!
0,1 0,6 0,135 0,5 0,6 0,55
Max 5,! 6,5 5,6 5,9 6,3 ",43
0,19 0,3! 0,4 0,4 0,41 0,!
49,6 49,1 49,5 49 49, 4!,
PV Max 0,3 0,9 0,49 1 0,9 1,!
PV Min 0,4 0,9 0,4! 1 0,! 1,!
Min 4,55 4,53 4,5 4,1 4,6 3,51
PV Max 0,! 1,5 0,6 0,9 1,3 ,43
PV Min 0,45 0,4" 0,4! 0,9 0,"4 1,49
0ntuk set point )8 dead band
dead time 0 0 1 1
0,1 0, 0 0 0,1 0,
posisi saklar bawah bawah atas atas bawah bawah
On 0,41 0,"9 0,40 0,"9 0,"" 1,51
Off
Pem$a&asan a. 0ntuk et point 89 maupun )8 pada perobaan ' dan )
Perobaan ' $set point 89%
Perobaan ) $set point 89%
Perobaan ' $set point )8%
Perobaan ) $set point )8%
0ntuk nilai fluktuasi proses maupun nilai duty yle, pada set point 89 ketika dead ti me 9,' $perobaan '% nilai fluktuasi proses bernilai 9,? dan 9,<. 4kan tetapi, ketika dead time 9,) maka nilai fluktuasi prosesnya ikut naik juga , hampir ? kali dari perobaan ' yaitu 9,E. 3arena memiliki jeda aktu yang relatif lebih lama dari perobaan ', maka akan mengakibatkan nilai duty yle maupun fluktuasi prosesnya ikut naik juga $nilai duty yle perobaan ' & 9,'E dan nilai duty yle perobaan ) & 9,?F%. Besar keilnya fluktuasi proses ditentukan oleh titik dimana ontroller “on dan titik dimana ontroller “off”. b. 0ntuk perobaan ? dan < pada set point )8 maupun 89
Perobaan ? $set point 89% Perobaan < $set point 89%
Peroban ? $set point )8% Perobaan < $set point )8%
0ntuk pengaruh perubahan dead band terhadap fluktuasi proses dan duty yle, perobaan ? dan < pada set point 89 untuk nilai fluktuasi prosesnya enderung tetap $ nilai fluktuasi proses perobaan ? & 9,< dan 9,?E dan nilai fluktuasi proses perobaan < & 9,< dan 9,<%. edangkan pada set point )8, nilai fluktuasi proses mengalami kenaikan $ untuk perobaan ? & 9,<9) dan 9,'?8 dan perobaan < & 9,GE dan 9,)8%. /ni dikarenakan untuk set point )8 , proses sithnya terlalu besar!lebar. 0ntuk nilai duty yle nya, pada set point 89 mengalami kenaikan ) kalinya $ untuk perobaan ? & 9,
.
Perbandingan antara perobaan ' dan ? dengan perobaan 8
dead band
dead time 0 1 1
0,1 0 0,1
posisi saklar bawah #tas bawah
On
Off
Min
0,19 0,39 0,3!
Max 50,3 50,49 50,9
0,1 0,135 0,6
0,19 0,4 0,41
49,6 49,5 49,
PV Max 0,3 0,49 0,9
PV Min 0,4 0,4! 0,!
Max 5,! 5,6 6,3
Min 4,55 4,5 4,6
PV Max 0,! 0,6 1,3
PV Min 0,45 0,4! 0,"4
Min
0,4 0,4 0,!5
Max 50,9 51 51,!
49,1 49 4!,
PV Max 0,9 1 1,!
PV Min 0,9 1 1,!
0,6 0,5 0,55
Max 6,5 5,9 ",43
Min 4,53 4,1 3,51
PV Max 1,5 0,9 ,43
PV Min 0,4" 0,9 1,49
et point 89 0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,'E:9,<% ! 9,<' & ',
dead time 0 1 1
0,1 0 0,1
posisi saklar bawah atas bawah
On
Off
0,41 0,40 0,""
et point )8 0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,<':9,<9)%!9,GG & ',98 untuk “on” $9'):9,'?8%!9,)A% & 9,EF untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya # $9,F:9,A%!',)? & ','? untuk PD Ma $9,<8:9,
dead time 0
0, 0 0,
posisi saklar bawah atas bawah
On
Off 0,3! 0,4 0,!
et point 89 0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,?F:9,<%!9,F & 9,EG untuk “on” $9,<:9,<%!9,F8 & 9,E< untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya # $9,E:'%!',F & ',98 untuk PD Ma $9,E:'%!',F & ',98 untuk PD Min dead band
dead time 0
0, 0 0,
posisi saklar bawah atas bawah
On
Off 0,"9 0,"9 1,51
et point )8 0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,GE:9,GE%!',8' & ',9< untuk “on” $9,)A:9,)8%!9,88 & 9,E) untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya # $',8:9,E%!),
$9,
3esimpulan '. 0ntuk pengendalian On-Off hanya bekerja pada dua posisi, yaitu posisi “on” atau posisi “off” ). luktuasi proses ditentukan oleh titik dimana ontroller “on dan titik dimana ontroller “off” ?. Pada perobaan ini dilakukan pada dua set point yang berbeda, yaitu set point 89 dan set point )8 <. Pengendalian On-Off digunakan pada proses yang tidak bisa mentolerir fluktuasi proses pada batas-batas kerja pengendalian On-Off 8. 0ntuk perbandingan perobaan ' dan ? terhadap 8, hampir mendekati ' A. 0ntuk perbandingan perobaan ) dan < terhadap A, hampir mendekati '
DA(TAR PUSTA)A '. Junterus, rans. alsafah ;asar # istem Pengendalian Proses.'EE<.Media 3omputendo # 6akarta ). http#!!eprints.undip.a.id!<'8'F!G!G.KB4BK//.pdf ?. Ogata, 3atsuhiko. Modern Control Lngineering <. 4ltmann, olfgang. Pratial Proess Control for Lngineers and 5ehniiansfor Lngineers and 5ehniians 8. P4Control . Proess Control undamental
