BAB II Landasan Teori
II.4. Sistem Kontrol
II.4.1. Pengertian Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen atau elemen pendukung yang digunakan untuk mengukur nilai dari variabel sistem yang dikontrol dan menerapkan variabel tersebut ke dalam sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.
Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau pengontrolan. Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari susunan beberapa komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan nilai yang diinginkan.
Tujuan utama dari suatu sistem pengontrolan adalah untuk mendapatkan optimasi, yang diperoleh berdasarkan fungsi dari sistem kontrol itu sendiri, yaitu : pengukuran (measurement), pembanding (comparison), pencatatan dan perhitungan (computation), serta perbaikan (correction).
Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Dengan operator (manual)
Di dalam sistem kontrol secara otomatik maka akan terdapat sistem kontrol jaringan tertutup (closed-loop) dan jaringan terbuka (open-loop).
Sistem kontrol dapat dilakukan secara kontinu (analog) dan diskontinu (digital). Sistem kontrol juga dapat dilakukan berdasarkan sumber penggerak, diantaranya elektris, pneumatis (udara, angin), hidraulis (cairan) dan mekanis.
Pengontrolan secara elektris dan pneumatis atau kombinasinya lebih banyak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainnya. Hal ini disebabkan beberapa kelebihan yang diberikannya yaitu pemakaian daya yang lebih kecil, kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh, lebih mudah diperoleh, dan responsnya lebih cepat. Di samping itu dimensi peralatan dapat dibuat lebih kecil.
II.4.1.1. Sistem Kontrol Manual dan Otomatis
Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator. Sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin/ peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia.
Sistem kontrol otomatis adalah sistem kontrol umpan balik dengan acuan masukan atau keluaran yang dikehendaki dapat konstan atau berubah secara perlahan dengan berjalannya waktu dan tugas utamanya adalah menjaga keluaran sebenarnya berada pada nilai yang dikehendaki dengan adanya gangguan.
Pengontrolan secara manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari seperti penyetelan suara radio, televisi, pengaturan cahaya layar televisi,
pengaturan aliran air melalui keran, pengaturan kecepatan kendaraan, dan lain-lain.
Sedangkan pengontrolan secara otomatis banyak ditemui dalam proses industri, beberapa diantaranya adalah pengaturan otomatis tegangan pada “plant” daya listrik di tengah – tengah adanya variasi beban daya listrik dan kontrol otomatis tekanan, kekentalan, dan suhu dari proses kimiawi.
II.4.1.2. Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup
Sistem kontrol rangkaian terbuka (open-loop control system) merupakan sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap besaran masukan, sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Dengan kata lain, sistem kontrol rangkaian terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci.
Perendaman, pencucian, dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan kain. Setiap gangguan yang terjadi akan menimbulkan pengaruh yang tidak
diinginkan pada outputnya, seperti terlihat pada Gambar 2.5 dibawah ini.
PENGONTROL SISTEM
INPUT OUTPUT
Gambar 2.5. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka
Sistem kontrol rangkaian tertutup (closed-loop control system) merupakan sistem pengendalian dengan besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran
masukan sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat (indikator atau rekorder).
INPUT +
Gambar 2.6. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup
Perbedaan yang terjadi antara besaran yang dikendalikan dan penunjukkan pada alat pencatat digunakan sebagai koreksi, seperti terlihat pada gambar 2.6 di atas.
Aplikasi sistem kontrol rangkaian terbuka dan tertutup juga ditemui pada proses-proses lain. Salah satu contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut: Jika seseorang mengendarai mobil, maka kecepatan beserta percepatan kendaraan tersebut dapat ditentukan dan dikontrol oleh pengendara dengan cara mengamati kondisi lalu lintas dan mengendalikan setir, rem, dan alat-alat pengontrol lainnya.
Jika pengendara ingin menjaga kecepatan dalam suatu harga yang konstan (sebagai keluaran) maka pengendara dapat mengaturnya melalui pedal percepatan (gas) dan harga ini secara tetap dapat diperoleh dengan mengamati penunjukan
speedometer (alat penunjuk kecepatan).
Dengan mengamati besarnya keluaran tersebut, berarti setiap saat diberikan suatu informasi/efek terhadap masukan (dalam hal ini adalah
UMPAN BALIK PROSES
pengendara dan pedal gas), sehingga jika terjadi penyimpangan terhadap kecepatan, pengendara dapat mengendalikannya kembali ke harga yang seharusnya.
Contoh di atas adalah sistem kontrol dengan jaringan tertutup
(closed-loop), dan akan berubah menjadi sistem terbuka jika keadaan tersebut tidak
dilengkapi dengan speedometer.
Tanpa adanya alat penunjuk kecepatan ini, maka pengendara tidak dapat mengetahui berapa kecepatan sebenarnya dari kendaraan tersebut setiap saat, yang berarti juga bahwa dia tidak dapat mengendalikan (membuat) kecepatan pada suatu harga yang diinginkan.
II.4.1.3. Kontinu (Analog) dan Diskontinu (Digital) Pengontrolan secara kontinu dapat dibagi:
a. Kesebandingan (proporsional), P-(Control), yaitu keluaran sebanding dengan penyimpangan (deviasi). Contohnya adalah pengontrolan uap melalui katup, transmitter tekanan, dan lain-lain.
b. Integral (I), yaitu keluaran selalu berubah selama terjadi deviasi (penyimpangan), dan kecepatan perubahan keluaran tersebut sebanding dengan penyimpangan. Misalnya level cairan di dalam tangki, sistem tekanan gas. Karena keluaran yang selalu berubah ini, tipe ini disebut juga “Proportional Speed Floating Control”.
c. Differensial (D). d. Kombinasi P, I dan D.
Pengontrolan tipe integral dan differensial jarang dipakai secara tersendiri, tetapi digabungkan dengan jenis proporsional untuk menghilangkan keragu-raguan jika jenis proporsional ini memerlukan karakteristik yang stabil. Dengan penggabungan ini akan diperoleh suatu sistem kontrol yang lebih stabil sehingga sensitivitas atau kecepatan responsnya akan menjadi lebih besar.
Sedangkan pengontrolan secara digital dilakukan oleh komponen-komponen diskrit dan dapat dibagi atas :
a. Pengontrolan dengan dua posisi (bang-bang control), misalnya: rile, thermostat, level, sakelar ON-OFF, dan lain-lain.
b. Posisi ganda, misalnya sakelar pemilih (selector switch).
c. Floating: Pada posisi relatif tidak terbatas. Dalam jenis ini, pemindahan
energi dapat dilakukan melaui salah satu daripada beberapa kemungkinan yang ada.