LEMBAR PENGESAHANLAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI DAN KONTROL Pressure Control

DISUSUN OLEH:NAMA / NIM:Shara Haqen(12 644 014)Evi Kartika Tammu(12 644 026)Achmad Hambali(12 644 024)KELOMPOK:VI (ENAM)KELAS:IV S-1 Terapan

Telah diperiksa dan disahkan pada tanggal............... 2014

Mengesahkan dan Menyetujui,Dosen Pembimbing

Ramli Yusuf, M.EngNIP 19720403 200012 1 001

BAB IPENDAHULUAN1.1Latar Belakang Sistem proses adalah rangkaian operasi yang menangani konversi material dan atau energi sehingga material dan atau energi itu berada dalam keadaan yang diinginkan. Keadaan itu dapat berupa besaran fisika atau kimia, seperti suhu, tekanan, laju alir, tinggi permukaan cairan, komposisi, pH dan sebagainya. Disini pengertian sistem proses sudah mencakup bahan dan alur proses beserta peralatannya. Sengaja tidak membedakan sistem proses dan pemroses, sebab kata sistem mengandung pengertian seluruh komponen yang terlibat dalam suatu proses.Pengendalian proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai tujuan proses agar berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan. Namun apakah memang betul betul diperlukan pengendalian proses. Jawaban terhadap pertanyaan ini bisa tidak atau ya. Proses tidak perlu dikendalikan jika memang tujuan proses tercapai tanpa unsur pengendalian. Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada 1000C. Tanpa dikendalikan maka tujuan proses bisa tercapai. Proses perlu dikendalikan jika untuk mencapai tujuan perlu pengawasan terus menerus. Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada 400C dalam udara yang bersuhu kamar dan tekanan normal.Pada zaman sekarang, industri kimia sudah berkembang pesat baik di Indonesia maupun di dunia. Oleh sebab itu maka diperlukan pengendalian atau pengontrolan. Pengendalian atau pengontrolan sangat penting dalam suatu industri, tetapi ada saatnya pengendalian itu tidak diperlukan dalam suatu pabrik. Pabrik kimia atau pabrik lain yang sejenis harus beroperasi pada kondisi operasi tertentu.Oleh sebab itu ada 3 proses yang perlu dikendalikan yaitu :1. Keamanan operasiBeberapa sistem proses dipabrik memiliki kondisi operasi yang berbahaya. Untuk mencegah kecelakaan karena kondisi maksimum terlampaui diperlukan pengendalian terhadap beberapa variabel yang menjadi potensi bahaya 1. Kondisi operasiPada operasi atau reaksi tertentu diperlukan kondisi tertentu pula. Pengendalian diperlukan agar beroperasi secara optimal.1. Faktor ekonomiPabrik didirikan adalah untuk menghasilkan uang. Sehingga produk akhir harus sesuai dengan permintaan pasar. Prinsipnya bukan kualitas produk terbaik yang diharapkan, tetapi kualitas yang dapat diterima pasar dengan biaya operasional rendah sehingga menghasilkan untung sebesar besarnya. Kualitas sangat bagus tetapi memerlukan biaya operasional yang tinggi, sehingga harga jual menjadi mahal dan tidak laku di pasar, sehingga hal itu tidak diharapkan. Atas dasar itu peranan pengendalian proses adalah membuat kondisi operasi agar menghasilkan produk yang sesuai permintaan pasar.

1.2Tujuan PercobaanDalam percobaan kontrol pressure ini, memilki tujuan sebagai berikut :1. Mengetahui prinsip kerja dari alat control pressure1. Mengetahui pengaruh mode PID pada pengendalian tekanan.

BAB IIDASAR TEORI

2.1DefinisiPengendalian proses adalah bagian dari pengendalian secara automatik yang diterapkan di bidang teknologi proses untuk menjaga kondisi proses agar sesuai dengan yang diinginkan. Seluruh komponen yang terlibat dalam pengendalian proses disebut sistem pengendalian atau sistem kontrol.

2.2Jenis Variabel Jenis variabel yang mendapatkan perhatian penting dalam bidang pengendalian proses adalah variabel proses (process variable, PV) atau disebut juga variabel terkendali (controlled variable). Variabel proses adalah besaran fisik atau kimia yang menunjukkan keadaan proses. Variabel ini bersifat dinamik artinya nilai variabel dapat berubah spontan atau oleh sebab lain baik yang diketahui maupun tidak. Diantara banyak macam variabel proses , terdapat empat macam variabel dasar, yaitu : suhu (T), tekanan (P), laju alir (F) dan tinggi permukaan cairan (L).Dalam teknik pengendalian proses , titik berat permasalahan adalah menjaga agar nilai variabel proses tetap atau berubah mengikuti alur (trayektori) tertentu. Variabel yang digunakan untuk melakukan koreksi atau mengendalikan variabel proses disebut variabel termanipulasi (manipulated variable, MV) atau variabel pengendali. Sedang nilai yang diinginkan dan dijadikan acuan atau referensi variabel proses disebut nilai acuan (setpoint value, SV). Selain ketiga jenis variabel tersebut masih terdapat variabel lain yaitu gangguan (disturbance) baik yang terukur (measured disturbance) maupun tidak terukur (unmeasured disturbance) dan variabel keluaran tak terkendali (uncontrolled output variable). Variabel gangguan adalah variabel masukan yang mampu mempengaruhi nilai variabel proses, tetapi tidak digunakan untuk mengendalikan. Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel keluaran yang tidak dikendalikan secara langsung.

Variabel terkendali

Sistem ProsesGanguan terukurVariabel tak terukurVariabel tak terkendaliVariabel Termanipulasi

Gambar 2.2.1 Jenis variabel dalam sistem proses

Sebagai contoh proses destilasi fraksionasi dalam kolom piring memiliki jenis variabel sebagai berikut : Gangguan terukur:laju alir umpan Gangguan tak terukur:komposisi umpan Variabel termanipulasi:- laju refluks- laju kalor ke pendidih ulang- laju destilat- laju produk bawah - laju alir pendingin-Variabel terkendali:- komposisi destilat- komposisi produk bawah- tinggi permukaan akumulator refluks- tinggi permukaan kolom bawah- tekanan kolom-Variabel tak terkendali:suhu tiap piring sepanjang kolom

2.3Jenis sistem pengendalian2.3.1 Sistem Pengendalian Simpal terbuka dan TertutupBerdasarkan atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem pengendalian dibedakan atas sistem pengendalian simpal terbuka (open loop control system) dan sistem pengendalian simpal tertutup (closed loop control system).Sistem pengendalian simpal terbuka bekerja tanpa membandingkan variabel proses yang dihasilkan dengan nilai acuan yang diinginkan. Sistem ini bekerja semata mata bekerja atas dasar masukan yang telah dikalibrasi. Sebagai contoh sederhana adalah keran air yang terkalibrasi. Dengan memandang keran sebagai suatu sistem, maka bukaan keran (sudut putaran keran) adalah sebagai masukan dan laju alir air sebagai keluaran sistem. Berdasarkan hukum dinamika fluida, laju air tergantung pada beda tekanan yang melintas keran. Misal pada posisi keran X1 dengan beda tekanan P2 mengalir air pada laju Q2 (gambar 2.2). Jika oleh sebab tertentu tiba tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka posisi keran tetap X1 dan menghasilkan laju alir Q1. Dengan demikian sistem pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan beban atau gangguan yang terjadi.Meskipun dari uraian di atas, sistem simpal terbuka merupakan sistem yang buruk, karena tidak mampu mengatasi gangguan, tetapi memiliki keuntungan sebagai berikut : Lebih murah dan sederhana dibandingkan sistem simpal tertutup Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan tetap stabilUntuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka , operator pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar diperoleh sasaran yang diinginkan. Tetapi dengan tinadakan operator ini berarti telah membuat sistem simpal tertutup.Berbeda dengan sistem simpal terbuka , pada sistem pengendalian simpal tertutup terdapat tindakan membandingkan nilai variabel proses dengan nilai acuan yang diinginkan. Perbedaan ini digunakan untuk melakukan koreksi sedemikian rupa sehingga nilai variabel proses sama atau dekat dengan nilai acuan. Dengan demikian terdapat mekanisme umpan balik. Sehingga sistem pengendalian simpal tertutup lebih dikenal dengan sistem pengendalian umpan balik.Q2Q1Q3X1P1P2P3

keran

XQKeran air terkalibrasi

Gambar 2.3.1.1 Sistem Pengendalian Simpal Terbuka

Meskipun sistem simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau perubahan beban tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut : Lebih mahal dan kompleks dibanding sistem simpal terbuka Dapat membuat sistem tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umpan balik sistem dapat mencapai kestabilan sendiri.2.3.2 Sistem Pengaturan dan PengendalianBerdasarkan nilai acuan, sistem pengendalian umpan balik dibedakan atas dua jenis yaitu sistem pengendalian dengan nilai acuan tetap (dibidang elektro sering disebut sistem pengaturan) dan sistem pengendalian dengan nilai acuan berubah (dibidang mekanik sering disebut sistem pengendalian, sistem servo atau tracking). Tujuan utama sistem pengaturan adalah mempertahankan agar nilai variabel proses tetap pada nilai yang diinginkan. Sedangkan pada sistem pengendalian, tujuan utamanya adalah mempertahankan agar nilai variabel proses mengikuti perubahan nilai acuan.Di bidang teknologi proses termasuk teknik kimia, meskipun hampir semuanya bekerja dengan titik acuan tetap tetapi lebih populer dengan istilah sistem pengendalian dan bukan sistem pengaturan. Hal ini disebabkan karena istilah pengendalian lebih mencerminkan kondisi dinamik.2.3.3. Sistem Pengendalian Umpan balikPrinsip mekanisme kerja sistem pengendalian umpan balik adalah mengukur variabel proses dan kemudian melakukan koreksi bila nilainya tidak sesuai dengan yang diinginkan. Ciri utama pengendalian umpan balik negatif. Artinya jika nilai variabel proses berubah terdapat umpan balik yang melakukan tindakan untuk memperkecil perubahan itu.

2.4Langkah pengendalianLangkah langkah pengendalian adalah sebagai berikut :a. MengukurTahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau mengamati nilai variabel proses

b.MembandingkanHasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur) dibandingkan dengan nilai acuan (setpoint)c.MengevaluasiPerbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itud.MengoreksiTahap ini bertugas melakukan koreksi variabel proses agar perbedaan nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.

2.5Instrumentasi prosesPelaksanaan keempat langkah pengendalian seperti yang telah dijelaskan pada point 2.4 memerlukan instrumentasi berikut :a.Unit PengukuranBagian ini bertugas mengubah nilai variabel proses yang berupa besaran fisik atau kimia seperti laju alir, tekanan, suhu, pH, konsentrasi dan sebagainya menjadi sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang populer di bidang pengendalian proses adalah berupa sinyal pneumatik (tekanan udara) dan sinyal listrik. Unit pengukuran terdiri atas dua bagian besar yaitu :1. Sensor yaitu elemen perasa yang langsung bersentuhan dengan variabel proses2. Transmiter yaitu bagian yang berfungsi mengubah sinyal dari sensor (gerakan mekanik, perubahan hambatan, perunahan tegangan atau arus) menjadi sinyal standar.Dalam bidang pengendalian proses, istilah transmiter lebih populer dibandingkan dengan tranduser. Meskipun keduanya berfungsi serupa, tetapi transmiter mempunyai makna pengirim sinyal pengukuran ke unit pengendali yang biasanya terletak jauh dari tempat pengukuran, ini lebih sesuai dengan keadaan sebenarnya di pabrik.

b.Unit PengendaliBagian ini bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir. Evaluasi yang dilakukan berupa operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian , integrasi dan diferensiasi. Hasil evaluasi berupa sinyalkendali yang dikirim ke unit kendali akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal pengukuran.c.Unit kendali akhirBagian ini bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau tindakan koreksi melalui pengaturan variabel termanipulasi. Unit ini terdiri atas dua bagian besar, yaitu aktuator dan elemen kendali akhir. Aktuator adalah penggerak elemen kendali akhir. Bagian ini dapat berupa motor listrik, solenoida dan membran pneumatik. Sedangkan elemen kendali akhir biasanya berupa katup kendali (control valve) atau elemen pemanas.

2.6Diagram blokPenggambaran suatu sistem atau komponen dari sistem dapat berbentuk blok (kotak) yang dilengkapi dengan garis sinyal masuk dan keluar. Sinyal dapat berupa arus listrik, tegangan (voltase), tekanan, aliran cairan, tekanan cairan, suhu, pH, kecepatan, posisi dan sebagainya. Sinyal yang perlu digambarkan hanyalah sinyal masuk dan sinyal keluar yang secara langsung berperan dalam sistem. Sedangkan sumber energi atau massa yang masuk biasanya tidak digambarkan.Diagram blok lengkap sistem pengendalian tekanan digambarkan sebagai berikut :CeUM+W-y-r+HGCGVGP

Gambar 2.6.1 diagram blog lengkap pengendalian tekanan

Keterangan gambar :r+=nilai acuan atau setpoint value (SV)e=sinyal galat (error) dengan e = r y y=sinyal pengukuranu=sinyal kendaliM+=variabel termanipulasiW-=variabel gangguanC=variabel prosesGC=komputerGV=pompa AGP=orificeH=transmiterPT

PIC

Keterangan :

PIC : unit pengendalian flow Pressure controllerPT : unit pengukuran Pressure transmiterGV : unit control akhir (pompa A)

AIRGV

Gambar 2.6.2 Diagram Instrumentasi Pengendalian Proses Kontrol Flow

Flow dideteksi oleh sensor dan dikirim oleh bagian transmiternya (FT) ke unit pengendali Flow (FC). Di dalam unit pengendali flow akan dibandingkan dengan nilai acuan yang diharapkan. Jika tidak sesuai dengan acuan, maka unit pengendali akan member sinyal ke unit kendali akhir untuk melakukan aksi.2.6.1 Tanggapan transien sistem tertutupSistem pengendalian dapat lebih disederhanakan, yaitu dengan memandang sistem sebagai suatu blok dengan dua masukan (r dan w) dan satu keluaran (y).Wr

SISTEM PENGENDALIANy

Gambar 2.6.1.1 Penyederhanaan sistem pengendalian sebagai satu blokJika ke dalam sistem pengendalian terjadi perubahan nilai acuan, idealnya nilai variabel proses dapat mengikuti nilai acuan baru. Tetapi kondisi demikian biasanya tidak terjadi. Nilai variabel proses akan mengalami beberapa kemungkinan perubahan yaitu :

Tanpa osilasi (overdamped) Osilasi teredam (underdamped) Osilasi kontinyu (sustained oscillation) Tidak stabil (amplitudo membesar)

Keempat tanggapan di atas dibuat dengan memberi masukan berupa step function yaitu dengan perubahan mendadak dari satu nilai masukan konstan ke nilai masukan konstan yang lain. Besarnya perubahan tersebut biasanya paling besar 10 %.Tanggapan tanpa osilasi bersifat lambat namun stabil. Sedangkan tanggapan osilasi teredam memiliki sedikit gelombang di awal perubahan, dan selanjutnya amplitudo mengecil dan akhirnya hilang. Tanggapan ini cukup cepat meskipun sedikit terjadi kestabilan. Pada tanggapan dengan osilasi kontinyu variabel proses secara terus menerus bergelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang tetap. Terakhir tanggapan tidak stabil, memiliki amplitudo membesar. Kondisi demikian sangat berbahaya karena dapat merusak sistem keseluruhan.

yTanggapan osilasi teredam ( 0 < < 1)y

Tanggapan teredam ( > 1)

y

Osilasi kontinyu( = 1)Tak stabil ( < 0)

Gambar 2.6.1.2 Tanggapan sistem pengendalian simpal tertutup pada perubahan nilai acuan

Dari keempat kemungkinan tadi yang paling dihindari bahkan sama sekali tidak boleh terjadi adalah tanggapan tidak stabil dengan amplitudo membesar. Sedangkan tanggapan osilasi kontinyu dalam beberapa hal masih bisa diterima , meskipun cukup berbahaya. perhatian untuk praktisi industri , meskipun variabel proses secara terus menerus terlihat berayun seperti mengalami osilasi kontinyu, tetapi belum tentu benar-benar terjadi osilasi dalam sistem pengendalian . Boleh jadi kondisi demikian memang sifat variabel itu sendiri, misalnya aliran gas atau turbulensi fluida.

2.7Tujuan pengendalian 2.7.1Hakikat UtamaHakikat utama tujuan pengendalian proses adalah mempertahankan nilai variabel proses agar sesuai dengan kebutuhan operasi. Makna dari pernyataan ini adalah satu atau beberapa nilai variabel proses mungkin perlu dikorbankan semata mata untuk mencapai tujuan yang lebih besar, yaitu kebutuhan operasi keseluruhan agar berjalan sesuai yang dinginkan.

2.7.2Tujuan Ideal dan PraktisTujuan ideal adalah mempertahankan nilai variabel proses agar sama dengan nilai acuan. Sedangkan tujuan praktis adalah mempertahankan nilai variabel proses disekitar nilai acuan dalam batas batas yang ditetapkan.Tujuan pengendalian erat berkaitan dengan kualitas pengendalian yang didasarkan atas bentuk tanggapan variabel proses. Setelah terjadi perubahan nilai acuan (setpoint) atau beban diharapkan. Penyimpangan maksimum dari nilai acuan sekecil mungkin Waktu yang diperluakan oleh variabel proses mencapai kondisi mantap sekecil mungkin Perbedaan nilai acuan dan variabel proses setelah tunak sekecil mungkinAtau dapat dinyatakan dengan istilah umum sebagai berikut : Minimum overshoot Minimum settling time Minimum offsetDengan kata lain kualitas pengendalian yang diharapkan adalah : Tanggapan cepat Hasilnya stabil dan tidak ada penyimpangan dengan nilai acuan

bebanMaximum error (overshoot)variabelprosesSettling timeoffset

Gambar 2.7.2.1 Tanggapan sistem pengendalian2.8Kriteria kualitas Pengendalian Evaluasi kinerja sistem pengendalian memerlukan dua hal yaitu jenis tes dan kriteria yang tepat. Jenis tes yang paling sering dipakai adalah dengan cara mengubah nilai acuan atau beban secara mendadak (step response test). Dari hasil tes selanjutnya dihitung apakah memenuhi kriteria atau tidak. Kriteria yang paling umum dipakai industri adalah : Redaman seperempat amplitudo (quarter amplitudo decay ratio)Kriteria ini merupakan kriteria popular di kalangan praktisi dan teoritis, sebab mampu mengakomodasikan ketiga kualitas pengendalian sebagaimana sudah disebutkan. Maksud kriteria redaman seperempat amplitude adalah, amplitudo puncak berikutnya memiliki nilai seperempat dari puncak amplitudo sebelumnya. Atau decay ratio sebesar 0,25. Nilai acuan dari integral galat absolut (integral absolut error,IAE)Kriteria ini dipakai jika overshoot diatas nilai acuan tidak diperkenankan. Kondisi redaman kritik merupakan batas osilasi tersendam. Tanggapan pasa redaman kritik adalah paling cepat dan tanpa overshoot. Redaman kritik (critical damping)Kriteria integral galat absolute menunjukkan luas total galat.

1. Kriteria redaman seperempat amplitudoKriteria ini merupakan kriteria populer di kalangan praktisi dan teoritisi, sebab mampu mengakomodasi ketiga kualitas pengendalian sebagaimana tersebut pada butir (2.4.5). Maksud kriteria redaman seperempat amplitudo adalah amplitudo puncak berikutnya memiliki nilai seperempat dari puncak amplitudo selanjutnya atau decay ratio sebesar 0,25.

2.Kriteria redaman kritikKriteria ini dipakai jika overshoot diatas nilai acuan tidak diperkenankan . Kondisi redaman kritik merupakan batas osilasi teredam. Tanggapan pada redaman kritik adalah paling cepat dan tanpa overshoot.

3.Kriteria nilai minimum dari integral galat absolut Kriteria integral galat absolut menunjukkan luas total galat. Y

Gambar 2.8.1 kriteria integral galat absolut (IAE)/ luas daerah yang diarsir

1.9 Model-model pegendalian2.9.1 Pengendalian ProportionalPengendalian proportional menghasilkan sinyal kendali yang besarnya sebanding dengan sinyal galat (error). Sehingga terdapat hubungan tetap dan lancar antara variabel proses (PV) dan posisi elemen kendali akhir. Gain pengendali proportional adalah perubahan posisi katub dibagi dengan perubahan tekanan. Di kalangan praktisi industri besaran gain kurang populer. Sebagai gantinya dipakai besaran Proportional Band (PB) yaitu perubahan galat / variabel proses yang dapat menghasilkan perubahan sinyal kendali sebesar 100%. Besaran ini lebih mencerminkan kebutuhan pengendalian dibandingkan gain proportional.Lebar proportional band menentukan kestabilan sistem pengendalian. Semakin kecil nilai PB pengendali semakin peka (tanggapan semakin cepat). Offset yang terjadi semakin kecil tetapi sistem menjadi stabil tetapi pengendali tidak peka dan offset besar. Pada PB sama dengan nol maka perilaku pengendali proportional menjadi sama dengan pengendali on off. Satu satunya problem pengendalian proportional adalah selalu menghasilkan galat sisa (residual error atau offset) yang disebabkan perubahan beban, sebab dengan perubahan beban memerlukan nilai sinyal kendali (u) yang berbeda. Dengan demikian offset memang diperlukan untuk menjaga nilai sinyal kendali baru (u) yang berbeda dengan Uo, untuk menjaga keseimbangan massa dan atau energi yang baru.Sifat sifat pengendalian proportional adalah keluaran sinyal kendali terjadi seketika tanpa ada pergeseran fase (c=0).

2.9.2 Pengendali Proportional Integral (PI)Penambahan integral pada pengendali proportional dimaksudkan untuk menghilangkan offset. Mekanismenya mirip dengan kerja operator yaitu dengan membuat nilai bias baru. Sehingga variabel proses sama dengan nilai acuan untuk mengulang aksi proportional. Penambahan aksi integral menambah kelambatan dan ketidakstabilan sistem. Pengaturan waktu integral (T) tergantung pada waktu mati sistem proses. Waktu integral tidak boleh kecil dibandingkan waktu mati. Jika waktu integral lebih kecil dari waktu mati, maka keluaran pengendali terlalu cepat berubah dibanding tanggapan sistem proses. Hal ini mengakibatkan overshoot dan osilasi berlebihan. Sifat sifat pengendali proportional integral (PI) adalah : Fase sinyal kendali tertinggal terhadap fase sinyal galat Tidak terjadi offset Tanggapan sistem lebih lambat dan cenderung kurang stabil.2.9.3 Pengendali Proportional Integral Derivative (PID)Kelambatan akibat aksi integral dihilangkan dengan menambahkan aksi derivatif pada pengendalian PI sehingga menghasilkan jenis pengendalian PID. Aksi derivatif bertujuan untuk mempercepat tanggapan sekaligus memperkecil overshoot variabel proses. Namun penambahan derivatif menyebabkan sistem menjadi peka terhadap noise. Selain itu penambahan aksi derivatif tidak sesuai untuk proses yang memiliki waktu mati dominan (lebih dari setengah konstanta waktu).Sifat sifat pengendali proportional integral derivatif : Tidak terjadi offset dan peka terhadap adanya noise Tanggapan cepat dan amplitudo osilasi kecil (lebih stabil)

BAB IIIMETODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah PCT-40 Bahan yang digunakan adalah air3.1 Prosedur Kerja1. Memastikan bahwa peralatan telah terhubung dengan benar, seperti kabel USB dan selang pembuangan di bawah tangki.2. Menyalakan Komputer dan alat.3. Mengklik dua kali ikon PTC-40.4. Pilih Section 10 : Pressure Control lalu klik load.5. Mengklik ikon View Graph lalu klik Format dan pilih Graph Data.6. Mengklik ikon View Diagram7. Mengklik ikon PID lalu setting: Proportional Band (P): 2 Integral Time (I): 0 Derivative Time (D): 0 Set Point: 120 Pilih Mode of Operation Automatic Klik OK8. Klik apply kemudian klik OK9. Klik ikon GO.10. Mengamati respon yang terjadi dengan membuka grafik dan table data dengan cara klik ikon graphics.11. Menimpan semua data dalam bentuk Microsoft Excel (.xls)12. Mengulangi langkah di atas dengan memvariasi nilai Proportional Band dengan nilai 2%;6%;10%;30%; dan 50%13. Untuk Pengendalian PI dengan mengulangi langkah 7 hingga 11 dengan Proportional Band : 30% (konstan) ; nilai Derivative Time :0 dan nilai Integral Time: dengan variasi 1;3;5;7;1014. Untuk Pengendalian PID dengan mengulangi langkah 7 hingga 11 dengan Proportional Band : 10% (konstan) ; nilai Integral Time : 5% (konstan ) dan nilai Derivative Time dengan variasi 1;3;5;7;10

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

Tabel 4.1.1 Flow control proportional (P)

No.TimePRESSURE (mm)Proportional Band (I= 0, D= 0) (set point = 50)

P=2P=4P=10P=15P=25

100:0151382389

200:0645311089

300:114938989

400:164227989

500:214236989

600:264931988

700:314136988

800:364933989

900:414236988

1000:464937988

1100:514834888

1200:564937888

1301:014221888

1401:064834888

1501:114232888

1601:164233889

1701:214935889

1801:264235889

1901:314936889

2001:364229889

2101:414935889

2201:464835889

2301:514934889

2401:564235889

2502:014834989

2602:064229989

2702:114235989

2802:164936959

2902:214235849

3002:264935889

3102:3142298109

3202:3649348109

3302:414836899

3402:464935998

3502:514231998

3602:564836998

3703:014229998

Tabel 4.1.2 Flow control proportional integral (PI)

No.

TimePRESSURE (mm)Proportional Integral (PB= 15, D= 0) (set point = 60)

I=1I=3I=4I=5I=6

100:00402718139

200:056857414222

300:104957545843

400:155355525251

500:205663526152

600:255259535953

700:306762545854

800:355158586354

900:405757615954

1000:455764596154

1100:504855616055

1200:556760615955

1301:004858596255

1401:055359605955

1501:106263586153

1601:154757606051

1701:206765595950

1801:254756586249

1901:304756615948

2001:356863606045

2101:404754596043

2201:456064595844

2301:505456576148

2401:554755556051

2502:006958536053

2602:054758536154

2702:105266545955

2802:156151566156

2902:204755575958

3002:256858585660

3102:304754595961

3202:354564596160

3302:406757596160

3402:454560595960

3502:504459595959

3602:555856606059

3703:006265615959

Tabel 4.1.3 Flow control proportional integral derivative (PID)

No.TimePRESSURE (mm)Proportional Integral Derivative (PB= 15, I= 3) (set point=60)

D=1D=3D=4D=5D=6

100:001121182413

200:054052354638

300:106458455660

400:155955465958

500:206263475956

600:255959476157

700:305960475955

800:355959485452

900:405857495460

1000:456361515661

1100:505960525858

1200:556261535962

1301:005959575759

1401:055858615660

1501:105960595559

1601:155960605460

1701:206260605461

1801:255962585858

1901:306260576163

2001:355960535954

2101:405760485653

2201:455957445564

2301:505758435759

2401:555856426159

2502:005753415959

2602:055852405958

2702:106148396160

2802:156043395956

2902:206040415953

3002:256040455852

3102:306043465752

3202:356146485652

3302:405848495951

3402:456149506051

3502:505950516051

3602:555849526252

3703:006248525953

4.2 PembahasanPraktikum kali ini adalah control pressure merek PTC-40. Ada pun tujuan dari praktikum kali ini adalah Mengetahui prinsip kerja dari alat control pressure dan Pengendalian tekanan dengan menggunakan mode kontrol Pengendalian Proposional Integral Derivatif (PID).Pada praktikum ini nilai yang diinginkan atau dicapai (Setpoint) yaitu 60. Pengendalian dengan mode P (Proportional) dilakukan dengan nilai 2%, 4%, 10%, 15% dan 25%. Pada Proportional Band 2%, 4% tanggapannya merupakan osilasi tak tentu. Pada Proportional Band 10% terjadi tanggapan osilasi teredam sama halnya pada Proportional Band 15% tetapi yang berbeda yaitu nilai flownya, pada PB 6%, 10% dan 15% nilai pressure masing-masing yaitu 9 mm. Pada PB 2% terjadi tanggapan osilasi tak tentu tetapi variable prosesnya lebih mendekati nilai setpointnya. Sehingga dapat disimpulkan Semakin besar Proportional Band (PB) semakin cepat stabil tapi semakin jauh dari setpoint dan offsetx semakin besar.Pada mode pengendalian PI (Proportional Integral dilakukan dengan nilai Integral Time 1s, 3s, 4s, 5s dan 6s dengan nilai Propotional Band tetap yaitu 15%. Pada PB 15% terjadi osilasi kontinu tetapi ketika ditambah Integral Time terjadi osilasi yang cenderung teredam namun tidak stabil tetapi pada PB 15% TI 5s dan 6s terjadi tanggapan osilasi teredam dan stabil dan nilai semakin mendekati nilai setpointnya sehingga offsetnya kecil. Pada semua variasi yang dimasukkan pada Integral Time, semakin besar nilai TI (Integral Time) maka respon cenderung semakin cepat dan semakin mendekati setpoint. Pada mode pengendalian PID (Proportional Integral Derivatif) dilakukan dengan Derivatif Time yaitu 1%, 3%, 4%,5% dan 6% dengan PB 15% dan TI 3%. Pada Pengendalian mode PB 15 %dan TI 1s dan 5s terjadi tanggapan osilasi teredam dan dekat dengan nilai setpointnya, tetapi pada TI 3s, 4s, dan 6s tanggapan yang terjadi yaitu berupa osilasi tak tentu dan niai variable proses lebih jauh dari setpoinnya dibanding dengan pengendali PI (PB 15% dan TI 1s , 5s).Dari percobaan yang dilakukan, pengendalian yang paling optimal yaitu pada mode pengendalian PB dengan nilai PB 2% PID 0% dan TI 0s Hal ini dikarenakan offsetnya kecil dan respon berlangsung cepat serta terjadi pada kondisi konstan.

BAB VPENUTUP

5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : Semakin besar Proportional Band (PB) semakin cepat stabil tetapi semakin jauh dari setpoint dan offsetnya semakin besar. Diperoleh nilai pengendalian (PB,PRESSURE) yaitu run I (2%, 47 mm), run II (6%, 44 mm), Run III(10%,44 mm), Run IV(30%, 44 mm) Run V (50%, 44 mm) Semakin besar TI maka respon cenderung semakin cepat dan semakin mendekati nilai setpointnya. Diperoleh nilai : 1=28; 3=34; 5=43; 7=44; 10=41 Mode pengendalian PID dilakukan untuk mendapatkan settling time yang cepat. Diperoleh nilai : 1=44; 3=33; 5=36; 7=40; 10=40 Gangguan aliran dari pompa mempengaruhi nilai proses pengendalian

DAFTAR PUSTAKA

Ramli, 2002.Teknik Kontrol Proses, Teknik Kimia.Samarinda :Polnes

Setiawan, 2008.KONTROL PID UNTUK PROSES INDUSTRI.http//www.kontrolpid.pdf, time: 18.00

LAMPIRAN