TUGAS TEKNIK KENDALI
NAM NAMA
: LA LA RANI ANI
NIM
: D21113031
1. AKSI AKSI KONT KONTRO ROL L ON-O ON-OFF FF
Kontroler tipe ini memiliki prinsip kerja nyala-padam (On-Off) secara bergantian dengan waktu yang yang ditentukan, sehingga dinamai juga kontroler On-Off. Salah satu penerapan kontroler ini misalnya pada pengaturan suhu ruangan agar berada di antara dua nilai suhu rendah dan tinggi (suhu nyaman). pabila ruangan bersuhu rendah maka kontroler bekerja untuk menaikkan suhuruangan, sebaliknya apabila suhu ruangan mencapai posisi suhu tinggi maka kontroler bekerja untuk menurunkan suhu ruangan dengan cara memutus arus pemanasnya. Karakteristik kontroler ini diperlihatkan pada gambar !"."#. Kondisi suhu mengikuti grafik pada gambar tersebut.
$ambar Kontroler dua dua posisi (On-Off)
%ada saat awal proses pemanasan ruangan, suhu naik sedikit demi sedikit sampai mencapai suhu tingginya. Karena ketidakidealan sistem, timbul waktu tunda &u. 'aktu 'aktu tunda tersebut muncul baik pada saat kondisi on ke off ataupun sebaliknya dari kondisi off ke on seperti terlihat pada gambar tersebut sebagai akibat komponen atau pengatur tidak bisa langsung merespon perubahan inputnya. %ada kontroler ini bentuk kura karakteristik input-outputnya disebut hysteresis seperti terlihat di bagian kiri gambar. engan melihat kura ini, perpindahan (transisi) dari posisi on ke off berlangsung ketika suhu mencapai suhu tinggi tinggi (*o) dan sebaliknya perpindahan posisi off ke on terjadi pada saat suhu mencapai mencapai suhu rendah
(*u). Simbol kontrol dua posisi (On-Off) diperlihatkan pada gambar
$ambar $ambar Simbol kontrol on-off
$ambar !"."+ Kontroler suhu bimetal
Kontroler suhu bimetal adalah sebuah kontroler dua posisi yang diperlihatkan pada gambar !"."+. %osisi On-Offnya ditentukan oleh kontak bimetal. pabil pabil suhu panas maka keping bimetal akan melengkung melengkung sedemikian sehingga kontak terlepas sehingga elemen pemanasnya terputus kontaknya sehingga suhu akan turun. danya magnet menyebabkan suatu saat keping bimeta kembali akan tertarik dan menyebabkan kontak kembali bekerja dan proses pemanasan berlangsung kembali. Karena suhu naik, keping bimetal kembali melengkung dan memutus kontak dengan pemanas, sehingga proses awal berulang, dan seterusnya. - See more at httpwww.artikel.abajadun.com"!"/kontroler-dua posisi.html0sthash.1cd2aa.dpuf posisi.html0sthash.1cd 2aa.dpuf
CONTOH :
Untuk mene!"# te$%"%u &"n'"kn'" ()e$"*+ mek"n+* (n-(,,. A)%+k"*+ : S+*tem k(nt$(% k(nt$(% %ee% %ee% "+$"n
2. AKSI AKSI KONT KONTRO ROL L ROOR ROORTIO TIONAL NAL
Kontroler %roporsional memiliki karakteristik bahwa outputnya berupa ariabel yang dikontrol berubah sebanding (%roporsional) dengan inputnya yang berupa ariabel selisih (error) antara masukan acuan (reference) dengan ariabel termanipulasi atau output nyata dari plant. Karakteristik dan diagram blok kontroler ini diperlihatkan pada gambar !".3.
$ambar !".3 Kontrol proporsional plikasi kontroler proporsional misalnya pada pengaturan tinggi permukaan air seperti pada gambar !".3!. 4uka tutup katup akan sebanding dengan posisi pelampung yang mengukur mengukur selisih antara tinggi permukaan air yang diinginkan (referensi) dengan tinggi air sesungguhnya (*). pabila tinggi air sesungguhnya sangat rendah maka katup akan membuka lebar-lebar, sebaliknya apabila tinggi air sesungguhnya melebihi tinggi air acuan maka katup akan menutup sekecil mungkin.
$ambar !".3! plikasi kontroler proporsional 5espon sistem kontrol dengan kontroler proporsional diperlihatkan pada gambar !".3". 6ubungan antara ariabel yang dikontrol y dengan error e dinyatakan dengan bentuk persamaan linier dengan konstanta kesebandingan (proporsional)
$ambar !".3" 5espon kontrol proporsional
CONTOH : m/t K) . e/t
7(s) 1(s)
= Kp K) *en*+t++t"* )$()($t+(n"% / !"+n
K(nt$(%e$ )$()($t+(n"% mem)un'"+ *e&u"# "e$"# $e*)(n* %+n+e$. $()($t+(n"% &"n : )e$u&"#"n "%"m e$$($ / )e$*ent"*e "$+ ,u%%-*"%e e$$($ '"n! "k"n men'e&"&k"n (ut)ut untuk )e$!+ "$+ ,u%%-(,, menu4u ,u%%-(n Kp
=
! proportional band
3. AKSI AKSI KON KONTR TROL OL INTE INTEGR GRAL AL
%ada pengontrol ini, kecepatan perubahan sinyal s inyal kontrol sebanding dengan sinyal error. lat lat kendali jenis 2 (2ntegral) bertujuan untuk menghilangkan kesalahan posisi dalam keadaan mantap tanpa mengubah karakteristik-karakteristik frekuensi tinggi dan hal ini dapat dicapai dengan memberikan penguatan tidak tak terhingga pada frekuensi nol yaitu pada kondisi mantap. engan kata lain, kontroller ini berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol. Kalau sebuah plant tidak memiliki unsur integrator (!s), kontroller proportional tidak akan mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan keadaan mantap nol. engan kontroller ini, respon sistem dapat diperbaiki yaitu memiliki kesalahan keadaan mantap nol.dapun diagram blok untuk pengendali integral adalah $ambar !. 4lok iagram 8ntuk %engendali 2ntegral dapun persamaan matematis untuk pengendali integral adalah 9ungsi alih untuk pengendali integral imana Ki merupakan Konstanta pengendali integral. Kontroller integral memiliki karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran kontroller sangat diperngaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai sinyal kesalahan . keluaran kontroller ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari perubahan masukkannya. Kalau sinyal kesalahan tidak mengalami perubahan, maka keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan. Sinyal keluaran kontroller integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh kura kura kesalahan penggerak . sinyal keluaran akan berharga sama dengan harga sebelumnya ketika sinyal kesalahan berharga nol. $ambar berikut ini menunjukkan contoh sinyal kesalahan yang yang disulutkan kedalam kontroller integral terhadap perubahan sinyal kesalahan tersebut. $ambar kura sinyal kesalahan terhadap t dan kura u(t) terhadap t pada pembangkit kesalahan nol. %erhatikan bahwa aksi kontrol integral, disamping menghilangkan ofset atau kesalahan keadaan tunak, ada kemungkinan menimbulkan respon yang berosilasi dengan amplitudo yang mengecil pelan : pelan atau bahkan amplitudo yang membesar , yang biasanya keduanya tidak diinginkan. %engaruh perubahan konstanta integral terhadap keluaran integral ditunjukkan pada gambar dibawah ini . 4ila nilai e(t) naik " kali, maka laju perubahan u(t) terhadap waktu menjadi " kali lebih cepat. 4ila e(t) tetap maka nilai u(t) akan tetap seperti semula. ksi reset setelah ada perubahan beban. ;ika nilai konstanta integrator berubah menjadi lebih besar , sinyal kesalahan yang relatif lebih kecil dapat mengakibatkan laju keluaran menjadi besar. Kontroller integral memiliki karakteristik sebgai berikut ;ika sinyal kesalahan tidak berharga , maka keluaran kontroller akan menunjukkan kenaikan atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai Ki. ;ika sinyal kesalahan berharga nol, maka keluaran kontroller akan bertahan pada nilai sebelumnya Keluaran kontroler membutuhkan selang waktu tertentu , sehingga kontroller integral cenderung memperlambat sistem
=O<&O6
dm(t) = Ki . e(t) dt
"t"u t
m(t) = Ki
∫ e(t) dt
7(s) = Ki s 1(s)
5. AKSI KONTROL KONTROL ROORT ROORTIONA IONAL L LUS INTEGRAL INTEGRAL
2ntrumentasi dan control industri tentu tidak lepas dari sistem instrumentasi sebagai pengontrol yang digunakan dalam keperluan pabrik. Sistem kontrol pada pabrik tidak lagi manual seperti dahulu, tetapi saat sekarang ini telah dibantu dengan perangkat kontroler sehingga dalam proses produksinya suatu pabrik bisa lebih efisien dan efektif. Kontroler juga berfungsi untuk memastikan bahwa setiap proses produksi terjadi dengan baik. baik. %2 (%roportional:2ntegral:eriatie controller) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. %engontrol %2 adalah pengontrol konensional yang banyak dipakai dalam dunia industri. %engontrol %2 akan memberikan aksi kepada =ontrol >ale >ale berdasarkan besar error yang diperoleh. =ontrol ale akan menjadi aktuator yang mengatur aliran fluida dalam proses industri yang terjadi ?eel air yang diinginkan disebut dengan Set %oint. 1rror adalah perbedaan dari Set %oint dengan leel air aktual. %2 4lok iagram dapat dilihat pada gambar dibawah
dapun persamaan %engontrol %2 adalah
Keterangan
mv(t) @ output dari pengontrol %2 atau Manipulated atau Manipulated Va Variable Kp @ Kp @ konstanta %roporsional Ti @ konstanta 2ntegral Td @ @ konstanta etiatif e(t) @ error (selisih antara set point dengan leel aktual) %ersamaan %engontrol %2 diatas dapat juga dituliskan sebagai berikut
dengan
8ntuk lebih memaksimalkan kerja pengontrol diperlukan nilai batas minimum dan maksimum yang akan membatasi nilai Manipulated nilai Manipulated Va Variable yang riable yang dihasilkan. Komponen kontrol %2 ini terdiri dari tiga jenis yaitu %roportional, 2ntegratif dan eriatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.
CONTOH :
Kp m(t) = Kp . e(t) + &i 7(s) = Kp(! + ! ) T+ 1(s) &i s
Ki = ! &i
t
∫ e(t) . dt
t+me +nte!$"%
$e*et )e$ men+t 6 $e)e"t )e$ men+t &e&e$")" k"%+ )e$ men+t7 &"!+"n )$()($t+(n"% "$+ "k*+ k(nt$(% +u)%+k"t
