PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

LAPORAN

PENGENDALIAN TEKANAN

Laporan ini disusun untuk memenuhi tugas Praktikum Pengendalian Proses

Dosen Pembimbing : Harita Nurwahyu Chamidy, LRSC., MT.

Oleh :

Kelompok II

Kelas 2B

Anggota :

1. Deni Natono 1314110342. Elis Salimah 1314110353. Esa Mayasari 1314110364. Farras Aditya 131411037

Tanggal Praktikum : 16 Maret 2015

Tanggal Laporan : 23 Maret 2015

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

PENGENDALIAN TEKANAN

1. TUJUANPraktikum ini memberi kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat mengendalikan sistem tekanan. Adapun tujuan praktikum adalah mempelajari pengaruh nilai parameter pengendali pada respons tekanan.

2. DATA DAN PENGAMATAN

Gambar 2.1 Alat Pengendali Tekanan

Gambar 2.2 Skema Alat Pengendali Tekanan

Grafik SP dan PV terhadap Waktu dari Percobaan Pengendalian Tekanan dengan Tangki Peredam

a) Pengendalian Proposional (P)

Grafik 2.1 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 100

Grafik 2.2 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 50

Grafik 2.3 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 30

Grafik 2.4 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 10

Grafik 2.5 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 5

Grafik 2.6 SP dan PV terhadap waktu dengan PB = 2

b) Pengendalian Proposional-Integral (PI)

Grafik 2.7 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 60

Grafik 2.8 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 30

Grafik 2.9 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 10

Grafik 2.10 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 5

Grafik 2.11 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 2

Grafik 2.12 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 1

Grafik 2.13 SP dan PV terhadap waktu dengan PI = 0.5

c) Pengendalian Proposional-Integral-Derivatif (PID)

Grafik 2.14 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 1

Grafik 2.15 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 2

Grafik 2.16 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 5

Grafik 2.17 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 10

Grafik 2.18 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 20

Grafik 2.19 SP dan PV terhadap waktu dengan PID = 30

3. PEMBAHASANDeni Natono 131411034Praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan pengendalian tekanan

dengan memvariasikan nilai daripada parameter proporsional, integral, dan derivatif-nya. Pada praktikum ini dijelaskan bahwa bertujuan untuk mengetahui pengaruh nilai parameter pengendali pada respons tekanan.

Secara umum terdapat dua jenis pengendali yaitu pengendali diskontinyu (on-off) dan pengendali kontinyu (Proportional Integral Derivative (PID). Pengendali kontinyu terdiri dari 3 jenis pengendalian yaitu jenis pengendali P (Proportional), pengendali PI (Proportional Integral), pengendali PID (Proportional Integral Derrivative). Percobaan yang praktikan lakukan adalah dengan pengendalian kontinyu yang terdiri atas tiga jenis pengendalian yang telah disebutkan,praktikan hanya melakukan satu kali percobaan yaitu hanya menggunakan tangki peredam karena terbatasnya waktu yang pendek.

Percobaan menggunakan parameter proportional dengan variasi nilai PB (proposional band) dari nilai terbesar sampai nilai terkecil, yaitu 100 %, 50 %, 30 %, 10 %, 5 % dan 2%. Pada data grafik perubahan nilai PB, PB semakin kecil offset yang dihasilkan kecil dan tidak terjadi osilasi. Sedangkan semakin besar nilai PB offset yang besar tapi respon cepat. Namun jika terlalu kecil respon menjadi lambat. Oleh karena itu Nilai PB yang menghasilkan offset paling kecil, waktu respon cepat, dan cenderung stabil pada perubahan SP adalah 2%.

Setelah didapatkan nilai PB yang paling baik, kemudian mencari nilai Ti (waktu integral) yang terbaik dari nilai Ti 60, 30, 10, 5, 2, 1, dan 0.5 sekon. Besar keluaran pengendali PI sebanding dengan error dan intergral error. Nilai Ti berfungsi untuk memperkecil offset yang terjadi pada proses pengendali. Jadi, pada PB 2% dengan offset yang sudah kecil dapat dihilangkan dengan menambahkan pengendalian integral. Dari praktikum diperoleh nilai Ti yang paling baik adalah 0.5 sekon, karena respon PV untuk mendekati SP lebih cepat dan cenderung langsung stabil.

Percobaan selanjutnya yaitu memasukkan nilai PB dan Ti yang paling baik pada parameter derivative dengan mengvariasikan nilai Td (waktu derivatif). Aksi derivative ini bertujuan untuk mempercepat tanggapan sekaligus memperkecil overshoot variabel proses. Hal ini terjadi karena suku derivative sebanding dengan besarnya laju perubahan error akan tetapi pengendali derivatif sangat peka terhadap noise (gangguan). Karena sangat peka pada noise, penggunaan parameter pengendali Td menghasilkan osilasi yang sangat besar. Saat praktikan melakukan variasi nilai Td 1-30 sekon, semua nilai Td menghasilkan osilasi. Semakin besar nilai Td, osilasi

semakin banyak dan offset semakin besar. Sehingga proses yang memiliki karakteristik cepat dari parameter PI tidak perlu ditambahkan derivative lagi untuk semakin mempercepat respon.

Oleh karena itu, kesimpulan daripada praktikum pengendalian tekanan yang cocok digunakan adalah pengendali kontinyu dengan parameter PI (PB = 2 % dan nilai Ti = 0.5 sekon).

Elis Salimah 131411035

Praktikum kali ini kami melakukan percobaan pengendalian tekanan dengan memvariasikan nilai parameter proporsional, integral, dan derivatif-nya. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh nilai parameter pengendali pada respons tekanan. Percobaan yang dilakukan oleh kami adalah dengan pengendalian Proporsional (P), pengendalian Proporsional Integral (PI), dan pengendalian Proporsional Integral Derivative (PID), kami hanya melakukan satu kali percobaan yaitu hanya menggunakan tangki peredam karena terbatasnya waktu yang pendek.

Pertama kami melakukan pengendalian proposional (P), percobaan ini dengan mengubah nilai PB ke 50,30,10,5 dan 2. Grafik yang kami hasilkan ternyata grafik yang kami hasilkan cukup baik yaitu denngan nilai PB 2%.

Lalu Kami melakukan pengendalian Proporsional Integral (PI). Percobaan ini memasukkan nilai PB yang terbaik yang dihasilkan pada percobaan pertama. Nilai PB yang di pilih adalah 2%. Percobaan ini kami melakukan nilai variasi pada waktu integral (Ti) nya. Variasi waktu integralnya yaitu 30, 10, 5, 2, 1 dan 0,5 sekon. Grafik yang dihasilkan pada percobaan ini cukup baik. Karena nilai PV hampir mendekati nilai SP. Tetapi dibandingkan waktu integral yang lain ternyata waktu integral 0,5 sekon adalah waktu yang paling baik dengan nilai PB 2%. Karena, respon PV untuk mendekati SP lebih cepat dan cenderung langsung stabil.

Selanjutnya kami melakukan pengendalian Proporsional Integral Derevative (PID). Percobaan ini praktikan memasukkan nilai PB 2%, nilai Ti 0,5 sekon dan variasi nilai waktu derevative (Td). Variasi waktu derevative adalah 2, 5, 10, 20 dan 30 sekon. Namun pada saat memasukan nilai derivative tidak ada grafik yang mendekati nilai sp, maka kami anggap niali Dervatif nya nol.

Jadi kesimpulannya pada praktikum kami kali ini nilai derfatif tidak mempengaruhi terhadap sp dan pv mungkin kesalahan dari kami yang memasukan nilai profosional dan integralnya kurang tepat.

Esa Mayasari 131411036

Praktikum kali ini merupakan percobaan sistem pengendalian tekanan menggunakan tangki perendam dengan memvariasikan nilai parameter proporsional, integral dan derivatifnya.

Parameter pertama yang divariasikan adalah proporsional bandnya. Nilai proposional band (PB) ini diubah-ubah sampai didapatkan sistem pengendalian yang cepat tepat dan stabil. Hal ini dapat dilihat dengan lebih dekatnya grafik PV terhadap SP. Pada saat memvariasikan nilai PB ini waktu Ti diset sangat besar yaitu 100000 sekon. Hal ini bertujuan agar pengaruh waktu integral dianggap hampir tidak ada. Dengan memvariasikan nilai PB pada nilai 50, 30, 10, 5 dan 2 % didapatkan nilai PB yang grafiknya paling akurat adalah 2%. Pada grafik variasi PB, semakin kecil nilai PB yang di set maka semakin cepat proses pengendalian, namun penyimpangan yang terjadi cenderung semakin kecil. Penyimpangan pada proses pengendalian ini disebut offset. Offset menyebabkan tidak tepatnya proses pengendalian. Osilasi lebih terlihat jelas seiring berkurangnya nilai PB, nilai PB yang besar berpengaruh pada kestabilan pengendalian. Pada nilai PB = 2, offset berkurang sangat signifikan menyebabkan grafik cukup tepat dengan dengan set point, kecepatan yang dihasilkan pun cukup bagus hanya saja osilasi lebih terlihat jelas pada nilai ini walaupun hanya sedikit. Dengan hasil ini praktikan menyimpulkan bahawa PB = 2 merupakan nilai terbaik dalam percobaan system pengendalian tekanan.

Parameter kedua yang divariasikan merupakan Time Integral. Nilai Time Integral (Ti) ini diubah-ubah sampai didapatkan sistem pengendalian yang cepat tepat dan stabil. Pada percobaan ini PB diset dengan nilai 2, dengan memvariasikan nilai Ti pada 60, 30, 10, 5, 2, 1 dan 0.5 sekon didapatkan nilai Ti dengan grafiknya paling mendekati dengan set point adalah 0.5 sekon. Pada grafik variasi Ti, semakin kecil nilai yang di set maka proses pengendalian cenderung lambat. Tetapi dengan nilai yang semakin kecil ketepatan proses pengendalian lebih akurat, osilasi yang terjadi pun semakin berkurang sehingga kestabilan proses pengendalian tekanan lebih baik. Pada nilai Ti =0.5, kecepatan proses pengendalian semakin melambat tetapi ketepatan dan kestabilannya semakin bagus. Dengan hasil ini praktikan menyimpulkan bahawa Ti = 0.5 merupakan nilai terbaik dalam percobaan pengendalian tekanan.

Parameter ketiga yang divariasikan merupakan Time Derivatif. Nilai Time Derivatif (Td) ini diubah-ubah sampai didapatkan sistem pengendalian yang cepat tepat dan stabil. Pada percobaan ini PB diset dengan nilai 2 dan Ti diset pada 0.5, dengan memvariasikan nilai Td pada 2, 5 , 10, 20 dan 30 sekon. Pada percobaan ini untuk setiap nilai Td yang dimasukkan proses merespon dengan cepat tetapi

menyebabkan banyak noise (gangguan).. Noise ini menyebabkan grafik PV terhadap SP berosilasi dengan cepat seperti yang ditunjukkan pada grafik sehingga praktikan tidak mendapatkan nilai Td yang tepat. Tidak seperti pengkontrol sederhana, pengkontrol PID bisa mengatur keluaran proses didasarkan pada penyebab dan laju perubahan deviasi, sehingga kontrol menjadi stabil dan lebih akurat. Tetapi tidak untuk system pengendalian tekanan yang menunjukan tidak stabilnya grafik PV terhadap SP sehingga praktikan menyimpulkan bahwa proses pengendalian tekanan lebih baik jika nilai Tdnya = 0 atau lebih tepatnya dengan menggunakan metode Propotional Integral.

Farras Aditya 131411037

Pada praktikum kali ini kami melakukan percobaan pengendalian tekanan dengan variasi nilai parameter proporsional, integral, dan derivatifnya. Praktikum pengendalian tekanan bertujuan untuk mengetahui pengaruh nilai parameter pengendali pada respons tekanan. Percobaan yang dilakukan oleh kami adalah dengan pengendalian Proporsional (P), pengendalian Proporsional Integral (PI), dan pengendalian Proporsional Integral Derivative (PID).

Langkah pertama melakukan pengendalian proposional (P), percobaan ini dengan mengubah nilai PB ke 50,30,10,5 dan 2. Dan dari grafik yang dihasilkan ternyata cukup baik dengan kecepatan ketepatan dan keakuratan yang baik dengan nilai PB 2%.

Setelah menentukan PB, kami melakukan pengendalian Proporsional Integral (PI). Percobaan ini memasukkan nilai PB yang terbaik yang dihasilkan pada percobaan pertama. Nilai PB yang kami pilih yaitu 2%. Percobaan ini kami melakukan nilai variasi pada waktu integral (Ti) nya. Variasi waktu integralnya yaitu 30, 10, 5, 2, 1 dan 0,5 detik. Grafik yang dihasilkan cukup baik dengan menggunakan nilai PB 2% dan nilai PI 0,5 karena nilai PV hampir mendekati nilai SP dengan lebih cepat dan stabil.

Lalu kami melakukan pengendalian nilai Proporsional Integral Derevative (PID). Praktikum ini memasukkan nilai PB 2%, nilai Ti 0,5 detik dan variasi nilai waktu derevative (Td). Variasi waktu derevative adalah 2, 5, 10, 20 dan 30 detik. Tetapi setelah dilakukan percobaan dengan beberapa variasi waktu, nilai derivative tidak ada grafik yang mendekati nilai SP. Jadi kami memilih nilai 0 untuk PID-nya.

Jadi kesimpulan pada praktikum ini nilai derevative tidak mempengaruhi SP dan PV. Mungkin jika dengan variasi waktu yang berbeda nilai derivative angkan berpengaruh terhadap SP dan PV.

4. KESIMPULAN1) Berdasarkan hasil grafik pada percobaan :

Metode pengendalian paling baik untuk sistem pengendalian tekanan adalah pengendalian Propotional –Integral

Nilai PB dan Ti berturut-turut 50% dan 0.5 sekon adalah nilai terbaik dalam percobaan sistem pengendalian tekanan.

2) Pengaruh keberadaan Propotional Band (PB) adalah semakin kecil PB respon semakin cepat, kestabialan semakin rendah dan ketepatan semakin tinggi

3) Pengaruh keberadaan Integral Time (Ti) adalah semakin kecil waktu integral respon semakin lambat, kestabilan dan juga ketepatan semakin tinggi.

4) Pegaruh keberadaan Derivatife Tie (Td) adalah semakin besar waktu derivative maka respon akan semakin cepat tetapi sangat peka terhadap noise.

DAFTAR PUSTAKA

Heriyanto. Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, 2007. Bandung: Politeknik Negeri Bandung

Wade, H. L. 2004. Basic and Adavanced Regulatory Control: System Design and Application. Ed. 2, ISA, NC