Adjust
Operasi logika adjust mengubah-ubah nilai sebuah variabel (independent variable) untuk mencapai nilai atau spesifikasi yang diinginkan (dependent variable). Dalam flowsheet, kombinasi spesifikasi tertentu mungkin dibutuhkan dan tidak dapat diselesaikan secara langsung. Masalah seperti ini harus diselesaikan secara trial-and-error. Untuk menyelesaikan trial-and-error ini, operasi adjust dapat digunakan untuk melakukan iterasi trial-and-error secara mandiri. Operasi adjust sangat fleksibel karena dapat digunakan untuk menyelesaikan satu dependent variable melalui iterasi multiple independent variable secara simultan.
Operasi adjust dapat melakukan dua fungsi berikut:
Mengubah-ubah nilai independent variable sampai nilai dependent variable mencapai t arget nilai yang dispesifikasi.
Mengubah-ubah nilai independent variable sampai nilai dependent variable sama dengan niali suatu variabel di lain objek dengan offset tertentu.
Gambar 49. Tampilan jendela Adjust
Untu menghapus operasi adjust, tekan tombol ‘Delete’ dan HYSYS akan mengkonfirmasi penghapusan operasi. Checkbox Ignored yang teraktivasi akan menyebabkan operasi adjust tidak diperhatikan oleh HYSYS. Independent dan dependent variabel dapat diatur pada Adjusted Variable dan Target Variabel. Target value dapat berupa spesifikasi langsung, spesifikasi dari objek lain, maupun objek dari spreadsheet. Penggunaan spreadsheet akan dibahas pada Bab ini juga. Setelah koneksi sudah diatur pada tab Connections, konfigurasi iterasi seperti metode, toleransi, step size, batas atas, batas bawah, dan iteras maksimum, dapat diatur pada halaman Parameters.
Gambar 50. Tampilan halaman Parameters operasi Adjust Contoh Kasus 1
Untuk contoh kasus reaktor sintesis metanol pada Bab 7, coba gunakan operasi Adjust untuk mendapatkan produk metanol sebesar 50 kmol/jam. Berapa laju alir feed gas yang dibutuhkan? Set
Operasi logika set digunakan untuk menyatakan suatu nilai dari variabel proses sebagai fungsi terhadap proses variabel lain. Hubungan itu dapat berupa variabel yang sama dari dua objek yang berfungsi sama, contohnya temperatur dari dua penukar panas. Hubungan variabel yang disediakan oleh HYSYS berupa linier.
Y = MX + B
Y = dependent variable M = multiplier X = independent variable B = offset
Target variable merupakan dependent variable yang ingin dihubungkan dengan dependent variable. Source merupakan independent variable yang menjadi sumber persamaan yang menghubungkan kedua variable. Nilai multiplier dan offset dapat diatur pada halaman Parameters. Apabila kita ingin menghubungkan kedua variabel dengan kontanta pengali saja, nilai offset dapat dimasukkan dengan angka nol.
Gambar 52. Tampilan halaman Parameters operasi Set Recycle
Kemampuan suatu simulator flowsheet untuk menyelesaikan permasalahan recycle sangatlah penting. Operasi recycle sendiri memberikan sebuah unit tambahan dalam aliran proses yang tidak mempengaruhi proses. Kondisi stream dapat ditransfer secara maju atau mundur antara aliran masuk dan keluar dari unit recycle. Berikut langkah-langkah yang dilakukan HYSYS untuk mencapai kondisi konvergen:
HYSYS menggunakan nilai yang diasumsi dan menyelesaikan flowsheet di sepanjang siklus recycle.
HYSYS kemudian membandingkan nilai yang diasumsi pada satu aliran yang terpasang pada recycle dengan nilai yang terhitung pada aliran yang terpasang di seberang recycle.
Dari perbedaan yang ada, HYSYS mengambil nilai-nilai baru untuk menggantikan nilai-nilai yang diasumsi sebelumnya.
Proses perhitungan diulang terus hingga nilai yang diasumsi mendekati nilai yang terhitung.
Spreadsheet
Spreadsheet secara singkat mengaplikasikan fungsi spreadsheet untuk melakukan pemodelan flowsheet. Dengan akses menyeluruh ke smua variabel proses, spreadsheet merupakan aplikasi yang sangat powerful di HYSYS. Spreadsheet dapat digunakan untuk memanipulasi atau melakukan perhitungan custom yang tidak mungkin disediakan oleh HYSYS. Berbagai formula matematis dapat dilakukan dengan spreadsheet karena spreadsheet pada dasarnya sama dengan Excel. Contoh penggunaan spreadsheet adalah perhitungan beda tekan penukar panas. Di HYSYS, beda tekan penukar panas selalu konstan tanpa dipengaruhi oleh laju alir. Dengan spreadsheet, beda tekan dapat dibuat menjadi fungsi laju alir. Nilai laju alir diimport ke spreadsheet. Formula beda tekan sebagai fungsi laju alir disusun di spreadsheet dan nilainya diexport ke cell beda tekan pada penukar panas.
9 Optimizer
Pendahuluan
HYSYS memilki aplikasi Optimizer yang dapat mengolah multivariable. Setelah sebuah flowsheet telah dibangun dan mencapai kondisi konvergen, Optimizer dapat digunakan untuk mencari kondisi operasi yang memaksimumkan atau meminimumkan suatu fungsi objektif yang didefinisikan. Optimizer memiliki spreadsheet tersendiri dan dapat mengolah berbagai macam ekspresi constraint yang mungkin. Biasanya Optimizer digunakan untuk meminimumkan kebutuhan utilitas, daya alat, atau memaksimumkan profit. Optimizer dapat diakses pada toolbar Simulation. Tiga terminology yang digunakan oleh Optimizer adalah sebagai berikut.
Tabel 11. Terminology Optimizer Terminologi Definisi
Primarty Variables Ini merupakan variabel-variabel yang diimport dari flowsheet yang akan dimanipulasi untuk meminimumkan atau memaksimumkan fungsi objektif. Batas atas dan bawah dari primary variables juga dapat dispesifikasi untuk mempermudah rentang pencarian.
Objective Function Fungsi yang akan diminimumkan atau dimaksimumkan. Fungsi objektif dapat dibangun dengan sangat fleksibel dan didefinisikan melalui Optimizer Spreadsheet.
Constraint Functions Persamaan dan pertidaksamaan yang perlu dipenuhi dalam memaksimumkan atau meminimumkan fungsi objektif.
Variables
Primary variables diatur dan diimport melalui tab Variables. Semua variabel proses yang dapat diubah (user-specified) dapat dijadikan primary variable. Tombol ‘Add’ digunakan untuk menambah variabel, sedangkan ‘Edit’ dan ‘Delete’ digunakan untuk mengubah dan menghapus variabel yang telah diimport. ‘Save Current’ akan menyimpan nilai yang ada, dan ‘Reset Current’ akan mereset nilai-nilai variabel menjadi nilai-nilai yang telah disimpan.
Batas atas dan batas bawah tentunya juga harus dipilih sedemikian sehingga solusi yang diperoleh dapat mungkin terjadi dalam seluruh flowsheet. Misalnya primary variable yang dipilih adalah laju alir bagian tube penukar panas. Apabila laju alir ini terlalu kecil, temperature cross dapat terjadi dalam penukar panas dan menyebabkan perhitungan Optimizer berhenti. Dalam kasus ini, batas bawah dipilih seminimalnya supaya temperature cross tidak terjadi.
Optimizer Spreadsheet dan Functions
Optimizer di HYSYS memiliki spreadsheet khusus yang hanya dapat diakses oleh Optimizer untuk membangun fungsi objektif, juga fungsi-fungsi constraint. Optimizer spreadsheet identik dengan spreadsheet di flowsheetl variabel proses dapat diimport dan kemudian fungsi-fungsi dapat dibangun menggunakan sintaks-sintaks standar.
Pada tab Functions, fungsi objektif dapat dispesifikasi pada field Cell. Nilai fungsi objektif yang sedang terhitung ditampilkan pada field di bawahnya, yaitu field Current Value. Untuk memilih bagaimana fungsi objektif harus diarahkan, tersedia option Minimize atau Maximize di sebelah kanan field Cell dan Current Value. Fungsi-fungsi constraint dispesifikasikan pada tabel Constraint Functions. Fungsi constraint dispesifikasi dengan cara memberikan nilai ruas kiri (LHS) dan ruas kanan (RHS) dari fungsi. Hubungan kedua ruas dispesifikasi pada kolom Condition, LHS > RHS, LHS < RHS, atau LHS = RHS. Penalty value menyatakan pentingnya constraint. Semakin tinggi nilai penalty value, semakin berat constraint tersebut harus diprioritaskan. Nilai penalty value secara default adalah 1.
Gambar 56. Tampilan tab Functions Optimizer Parameters
Tab Parameters mengatur konfigurasi dari proses optimisasi. Scheme merupakan metode optimisasi yang digunakan. Maximum function evaluations merupakan jumlah evaluasi fungsi yang dilakukan dalam satu kali iterasi. Nilai ini berbeda dengan maximum iterations. Maximum iterations adalah jumlah maksimum iterasi untuk nilai primary variables yang berbeda. Tolerance merupakan toleransi
Gambar 57. Tampilan tab Parameters Optimizer
Hasil perhitungan iterasi yang sedang berlangsung ditampilkan pada tab Monitor.