dari A , maka :
5.5. Kontroler PID (Proportional + Integral + Derivative Controller)
5.6.7 Dasar-dasar Hidrolika
Hidrolika adalah ilmu pemindahan gaya dan / atau gerak melalui media cairan. Didalam perangkat hidrolika, tenaga dipindahkan oleh dorongan cairan. Pada Gambar 5.55 diperlihatkan perangkat hidrolika sederhana. Untuk mengoperasikan system tenaga-cairan, operator seharusnya memiliki pengetahuan dasar daripada zat cair.
429
Gambar 5.55 Perangkat hidrolik sederhana 5.6.7.1 Sistem Dasar Hidrolika
5.6.7.1.1 Hidrolika Jack
Pada Gambar 5.56 , sebuah reservoir dan sebuah system katup ditambahkan pada tuas hidrolika Pascal untuk mendesak silibder kecil atau pompa secara terus-menerus and mengangkat piston besar atau actuator pada setiap desakan. Diagram A memperlihatkan sebuah desakan masuk. Katup cek saluran keluar tertutup dibawah tekanan beban, dan katup cek saluran masuk terbuka, segingga cairan dari reservoir mengisi ruang pompa. Diagram B memperlihatkan pompa mendesak turun. Katup cek saluran masuk tertutup oleh tekanan dan katup saluran keluar terbuka. Banyak cairan dipompa dibawah piston besar hingga mengangkat piston tersebut. Pada beban yang rendah, katup ketiga (needle valve) terbuka, maka terjadi area terbuka di bawah piston besar hingga reservoir. Kemudian beban menekan piston turun dan mendesak cairan masuk ke dalam reservoir.
Gambar 5.56 Hidrolika Jack 5.6.7.1.2 Sistem Motor Bolak-balik
Pada Gambar 5.57 memperlihatkan operasi pompa pengendali- tenaga sebuah motor berputar bolak-balik arah. Sebuah katup bolak-balik mengarahkan cairan ke salah satu sisi daripada motor dan kembali ke reservoir. Sebuah katup relief (pembebas) melindungi sistem perlawanan kelebihan tekanan dan dapat mem-bypass pompa keluar menuju reservoir, jika tekanan naik terlalu tinggi.
431
5.6.7.1.3 Hubungan Seri
Gambar 5.58 memperlihatkan sebuah hubungan seri sistem buka- terpusat dengan. Oli dari sebuah pompa melewati tiga buah katup control yang dihubungkan seri. Selesai dari katup pertama masuk ke katup kedua, dan begitu seterusnya. Dalam keadaan netral, oli meninggalkan katup-katup dan kembali ke reservoir, seperti yang ditunjukan anak panah. Ketika katup kontrol dioperasikan, kedatangan oli dialihkan ke silinder. Kembalinya oli dari silinder diarahkan melalui jalan balik dan begitu pula pada katup berikutnya.
Gambar 5.58 Hubungan seri sistem buka-terpusat 5.6.7.1.4 Hubungan Seri / Paralel
Gambar 5.59 memperlihatkan variasi pada hubungan seri. Oli dari pompa melewati katup kontrol dalam hubungan seri, sebagaimana dalam hubungan parallel. Katup kadang-kadang disusun untuk memenuhi lintasan tambahan. Dalam kondisi netral, cairan langsung melewati katup- katup dalam hubungan seri,seperti yang ditunjukan anak panah. Ketika tak satupun katup beroperasi, pembalik tertutup dan oli yang tersedia menuju semua katup melalui hubungan parallel.
Gambar 5.59 Hubungan Seri / Paralel
Ketika dua katup atau lebih dioperasikan dengan serentak, silinder yang membutuhkan tekanan paling kecil akan beroperasi pertama, kemudian silinder dengan paling sedikit berikutnya, dan seterusnya. Kemampuan untuk beroperasi dua katup atau lebih secara terus-menerus adalah keuntungan daripada hubungan seri.
5.6.7.2 Sistem Elektro Hidrolika
Pada sistem ini kontrol yang dipakai adalah minyak tekan dan dikontrol oleh elektrik (elektro hidrolika ). Gambar 5.60 memperlihatkan salah satu contoh rangkaian elektro hidrolika.
433
Gambar 5.60 Rangkaian elektro hidrolika
5.6.7.3 Simbol – simbol Hidrolika
Sebagaimana system elektrik, pnematik yang memiliki simbol- simbol komponen, demikian pula sistem hidrolika memiliki simbol-simbol komponen untuk operasional di industri yang telah distandarisasikan.
Tabel 5.11 Simbol – simbol Katup Hidrolika
SIMBOL NAMA KATUP
2/n Way Valve, N/C
3/n Way Valve, N/C
4/n Way Valve, N/O
4/2 Way Valve, N/O
4/2 Way Valve, N/O
4/3 Way Valve with bypass position, N/C bersirkulasi
4/3 Way Valve with bypass position, N/C bersirkulasi
4/3 Way Valve with floating position, N/C
4/3 Way Valve with floating position, N/C
4/3 Way Valve with shutoff position, N/C
4/3 Way Valve with shutoff position, N/C
Tabel 5.12 Simbol – simbol Pengaktifan Manual Jenis Pengaktifan
Manual
Keterangan
Operasi handle
Operasi handle dengan pegas kembali Tombol
Tombol dengan pegas kembali Operasi tuas
435
Pedal kaki
Pedal kaki dengan pegas kembali
Tabel 5.13: Simbol – simbol Pengaktifan Elektrik Jenis Pengaktifan
Elektrik
Keterangan
Operasi degan solenoid Operasi dengan tekanan hidrolik Operasi degan tekanan hidrolik dan solenoid
Tabel 5.14: Simbol – simbol Aktuator Hidrolika
SIMBOL NAMA KOMPONEN
Silinder kerja ganda dengan batang piston ganda dan memakai bantalan minyak ganda,
dapat diatur pada kedua sisi.
Silinder kerja ganda dengan bantalan minyak ganda, dapat diatur pada kedua sisi.
Silinder kerja ganda.
Motor hidrolik.
5.6.7.4 Kontroler Hidrolika
Servomotor hidrolika pada dasarnya adalah actuator dan penguat daya hidrolika yan dikontrol katup pandu (pilot). Katup pandu adalah katup berimbang, yaitu semua tekanan yang bekerja terhadapnya adalah berimbang. Keluaran daya yang besar dapat dikontrol oleh katup pandu, yang dapat diposisikan dengan daya yang kecil.
Perhatikan Gambar 5.61 jika masukan X menggerakkan katup pandu ke kanan, maka port I terbuka, dan oli tekanan tinggi akan memasuki sebelah sisi kanan torak daya. Karena port II dihubungkan dengan port pembuangan, maka oli di sebelah kiri torak daya dikembalikan ke pembuangan. Oli mengalir ke silinder daya pada tekanan tinggi, oli mengalir ke luar dari silinder daya ke dalam pembuangan pada tekanan rendah. Hasil dari perbedaan tekanan tersebut pada kedua sisi, akan menyebabkan torak daya bergerak ke kiri. Aρ dy = q dt (7-1)
A : luas permukaan torak
ρ : massa jenis oli
Di asumsikan laju arus oli q sebanding dengan perpindahan katup pandu x, maka
q = K1x
(7-2)
K1: adalah konstanta
Dari persamaan (7-1) dan (7-2) diperoleh :
Dalam tranformasi Laplace ditulis: AρY(s)= K1X(s)
atau
dengan K= K1/(Aρ) , sehingga aksi servomotor pada Gambar 7.7 adalah
437
Gambar 5.61 Servomotor hidrolika berfungsi sebagai kontroler integrator Diatas telah dibahas bahwa servomotor pada Gambar 5.61 dapat berfungsi sebagai kontroler integrator. Selain itu servomotor dapat dimodifikasi menjadi kontroler proporsional dengan menggunakan hubungan umpan balik, perhatikan Gambar 5.62, dan diagram bloknya diperlihatkan pada Gambar 5.63.
Gambar 5.62 Servomotor hidrolika berfungsi sebagai kontroler proporsional
Gambar 5.63 Diagram blok servomotor hidrolika sebagai kontroler proporsional
439