6. Permodelan Sistem Dinamik DCS

By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]

KULIAH DCS Eng Permodelan Sistem Dinamik


Pemodelan Sistem Dinamik 2

BAHASAN

Pemodelan Model Sistem Dinamik Karakteristik Sistem

Sistem Orde 1 Sistem Orde 2



PEMODELAN

Model adalah representasi yang lebih sederhana dari sistem nyata Guna Model

Memudahkan pemahaman sistem Mengklasifikasikan sistem Menganalisis sistem



JENIS MODEL

Model Fisis Miniatur : tiruan dengan skala yang lebih kecil. Contoh: mock-up pesawat

terbang. Analogi : sistem lain yang lebih mudah dibuat, namun kelakuannya sama.

Contoh: emulator elektronik, simulator software. Model Matematis

Analitik : memakai rumus-rumus matematik yang bisa dihitung. Contoh: fungsi transfer, state space.

Logic / AI : memakai hukum-hukum logika dan artificial intelligence. Contoh: fuzzy, neural-network.



SISTEM DINAMIK

Salah satu pemodelan, sistem dianggap memiliki Input : besaran fisis yang masuk ke sistem (aksi) Output : besaran fisis yang terukur dari sistem (reaksi) Proses : hukum yang menyebabkan output berubah akibat adanya

input

Proses

Input Output



CONTOH SISTEM

Model Tangki Level Input : aliran air masuk Output : tinggi air dalam

tangki Proses : penambahan tinggi

akibat adanya aliran masuk

Model Tangki Suhu Input : aliran kalor masuk Output : suhu air dalam

tangki Proses: penambahan suhu

air dalam tangki akibat adanya alirankalor

h

qin

qout

Steam

air hangat

air dingin



RESPON SISTEM

Respon sistem menggambarkan output sistem terhadap input tertentu. Biasanya, respon sistem selalu mirip untuk input yang sama. Berdasar

kelakuan yang terprediksi itu , dapat diamati adanya : Sistem orde 1 Sistem orde 2 Dst.

Proses

Input Output

A B



A A

Dt

a

A

P

INPUT STANDARD

Untuk mengkarakteristik sistem, bisa digunakan input standard, a.l.:

Step Pulse

Ramp Sinus



h

qin

qout

At

V

qin besart (menit)

100%

50%

h (m)

steady

q in kecilt (menit)

100%

50%

h (m)

steady

SISTEM ORDE 1 Sistem yang memiliki satu

tingkat penyimpan masa/energi


Pemodelan Sistem Dinamik 10 RESPON STEP SISTEM

ORDE 1

MV

PV 0.95 PV

0.63 PV

0 3 t

PV

MV

PROSESMV PV



TIME-CONSTANT

T = konstanta waktu (time constant) = ukuran cepat/lambatnya proses

PROSESMV PV

tT1

0.63

%

PV

T2

T2 > T1

a



GAIN

t

100%

63%

63% harga mantap-2

mantap-2

mantap-1

T

PV

K1 > K2

K = Gain, menyatakan besarnya PV untuk MV tertentu



PROSES ORDE-1 + DELAY

Terjadi jika ada selang waktu yang panjang antara aksi input hingga reaksi outpunya terlihat

Contoh: ban berjalan, aliran dalam pipa yang panjang

Qi

Qo

td

Qi Qo



RESPON STEP SISTEM ORDE 1 + DELAY

MV

PV

0 Td t

PV

MV

PROSES MV PV DELAY



PROSES ORDE DUA Sistem dengan dua tingkat penyimpan masa/energi Mngkin saja terbentuk dari dua deret sistem orde 1

qin

qo1

qout

h1

h2

h1

t [menit]

h2

t [menit]mirip huruf S

PROSES 1MV PVPROSES 2



t

A1 A2

To1

2 3PV

mantap

STEP RESPONSE PROSES ORDE DUA

Ada 3 kondisi: Underdamp Critically damp Overdamp



tr ts

SP90 %

10 %

PV





Time (sec.)

Ampl

itude

Spesifikasi Sistem Orde 2(Underdamped)

0 2 4 6 8 10 120

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Delay Time

SteadyState

Peak Time

Mp

Rise Time

Setlling Time



SPESIFIKASI ORDE 2

Sistem Orde 2 dengan Input fungsi Step : Delay time (td)

Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk mencapai setengah dari nilai akhir pada saat pertama kali.

Rise time (tr) Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk naik dari 10% ke 90%, 5% ke

95% atau dari 0% ke 100% dari nilai akhirnya. Untuk Underdamped biasanya digunakan 0% ke 100% sedangkan untuk Overdamped biasa digunakan 10% ke 90%.

Peak Time (tp) Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk mencapai puncak pertama dari

overshoot.



SPESIFIKASI SISTEM ORDE 2

Maksimum Overshoot (Mp), nilai persentase dari respon maksimum sistem dihitung dari nilai inputnya.

Settling Time (ts) Waktu yang dibutuhkan bagi kurva respon untuk mencapai dan berada di

dalam sebuah kisaran nilai akhir. Kisaran nilai yang digunakan biasanya 2% sampai 5% dari nilai akhir

%100)(

)()(%

=

CCtpCM p



RANGKUMAN

Model adalah representasi sederhana sebuah sistem agar mudah dianalisis

Dengan model sistem dinamik, proses dapat diidentifikasi sebagai sistem Orde N.

Beberapa yang penting untuk diingat : Sistem orde 1 Sistem Orde 2

Underdamped Criticallydamped Overdamped

Time Delay bisa muncul pada sistem bila input jauh dari / tidak langsung mempengaruhi output.


Referensi DCS Engineering

.. (2000). Instrumentation anda Control Process Control

Fundamentals. .: PAControl.com ..(2009). Instumentation Centralised Distributive Control System

Training Manual. .: Total.

... (..). Teknik Pengendalian Proses dengan Distributed Control Sistem Slide Presentation. Bandung: Center for Instrumentation and Automation ITB.

... (..). Pengantar Kontrol Proses Industri Slide Presentation. Bandung: Industrial Automation Research Group (IARG)-ITB.

http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_control_system

http://controlmanuals.com/files/Automation/Distributed-Control-System-DCS/Using-a-Distributed-Control-System-(DCS)~pdf532.html

KULIAH DCS EngBAHASANPEMODELANJENIS MODELSISTEM DINAMIKCONTOH SISTEMRESPON SISTEMINPUT STANDARDSISTEM ORDE 1RESPON STEP SISTEM ORDE 1TIME-CONSTANTGAINPROSES ORDE-1 + DELAYRESPON STEP SISTEM ORDE 1 + DELAYPROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASPESIFIKASI ORDE 2SPESIFIKASI SISTEM ORDE 2RANGKUMANReferensi

6. Permodelan Sistem Dinamik DCS

Documents

Transcript of 6. Permodelan Sistem Dinamik DCS