= − ( ) = ( − 1) =
Program dapat dibuat berdasarkan uraian rumus di atas.
2.9. Tuning Kontroler dengan Metode Ziegler-Nichols [9]
Aspek yang sangat penting dalam desain kontroler PID ialah penentuan parameter kontroler PID supaya sistem close loop memenuhi kriteria performansi yang diinginkan. Hal ini disebut juga dengan tuning kontroler.
Ziegler-Nichols pertama kali memperkenalkan metodenya pada tahun 1942. Metode ini memiliki dua cara, metode osilasi dan kurva reaksi. Kedua metode ditujukan untuk menghasilkan respon sistem dengan lonjakan maksimum sebesar 25%. Gambar 2.25 memperlihatkan kurva dengan lonjakan 25%.
Gambar 2.25 Kurva respons tangga satuan yang memperlihatkan 25 % lonjakan maksimum
Metode ini didasarkan terhadap reaksi sistem untaian terbuka. Plant sebagai untaian terbuka dikenai sinyal fungsi tangga satuan (gambar 2.26). Kalau plant minimal tidak mengandung unsur integrator ataupun pole-pole kompleks, reaksi sistem akan berbentuk S. Gambar 2.27 menunjukkan kurva berbentuk S tersebut. Kelemahan metode ini terletak pada ketidakmampuannya untuk plant integrator maupun plantt yang memiliki pole kompleks.
Gambar 2.26 Respon tangga satuan sistem
Gambar 2.27 Kurva Respons berbentuk S
Kurva berbentuk-s mempunyai dua konstanta, waktu mati (dead time) L dan waktu tunda T. Dari gambar 2.27 terlihat bahwa kurva reaksi berubah naik, setelah selang waktu L. Sedangkan waktu tunda menggambarkan perubahan kurva setelah mencapai 66% dari keadaan mantapnya. Pada kurva dibuat suatu garis yang bersinggungan dengan garis kurva. Garis singgung itu akan memotong dengan sumbu absis dan garis maksimum. Perpotongan garis singgung dengan sumbu absis merupakan ukuran waktu mati, dan perpotongan dengan garis maksimum merupakan waktu tunda yang diukur dari titik waktu L.
Penalaan parameter PID didasarkan perolehan kedua konstanta itu. Zeigler dan Nichols melakukan eksperimen dan menyarankan parameter penyetelan nilai Kp, Ti, dan Td dengan didasarkan pada kedua parameter tersebut. Tabel 2.7 merupakan rumusan penalaan parameter PID berdasarkan cara kurva reaksi.
25
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Sistem Pencetak Kertas Daur Ulang
Perancangan sistem pencetak kertas daur ulang terbentuk dari 4 bagian sub sistem, yaitu:
1. Sistem pengukuran, berupa pemantau suhu dan kelembapan. 2. Sistem pengering kertas, berupa pengatur suhu.
3. Sistem pengepres kertas, berupa plat yang terdapat pada rak.
4. Sistem pemantau, berupa tampilan proses yang sedang berlangsung pada PC. Keempat sistem tersebut di atas membentuk sebuah sistem seperti gambar 3.1, dengan sistem pemantau berupa PC yang dihubungkan dengan kabel serial RS 232.
Gambar 3.1 Sistem otomasi pencetak kertas daur ulang
Sistem otomasi pencetak kertas daur ulang dapat bekerja bersama apabila pada semua sistem dalam keadaan aktif, seperti pada gambar 3.1. Sistem bekerja secara bersama, dimana setiap proses yang terjadi pada sistem pencetak dapat dipantau oleh PC dengan menggunakan sistem pemantau yang berbasis Visual Basic. Pada sistem pencetak kertas daur ulang terdapat LCD, sebagai penampil suhu dan set point suhu yang di berikan
melalui keypad. Seluruh sistem pencetak kertas daur ulang terhubung langsung dengan sistem pemantau. Cara kerja sistem pencetak secara garis besar dapat dilihat pada gambar 3.2 sebagai berikut.
Gambar 3.2 Flow chart sistem pencetak kertas daur ulang
Pada sistem pencetak dibuat sistem pengaman, gambar 3.3. Hal tersebut ditujukan agar sistem tidak langsung bekerja meskipun sudah dalam keadaan aktif dan set point sudah dimasukkan. Sehingga sistem dapat lebih efisien dalam penggunaan daya. Sistem pengaman terdiri dari tiga buah sensor pendeteksi keberadaan loyang dan sebuah sensor pendeteksi pintu dalam keadaan terkunci. Sistem pengepres dapat bekerja apabila syarat keamanan sudah terpenuhi dengan syarat minimum apabila terdapat sebuah loyang pada rak pengepres.
Sistem akan mulai bekerja ditandai dengan aktifnya heater dan blower input yang meniupkan udara masuk ke dalam loyang. Heater akan menyala sampai set point suhu yang dikehendaki tercapai. Suhu diukur oleh sensor LM 35 yang diletakan pada tiap – tiap lapisan loyang, dengan output yang diberikan oleh sensor berupa tegangan. Blower input berfungsi untuk memberikan tekanan udara, agar udara yang ada di dalam pemanas dapat bersirkulasi dengan baik. Apabila udara di dalam pemanas melebihi set point suhu yang dikehendaki maka blower ouput akan menyala untuk mengurangi udara panas di dalam pemanas.
Sistem pengepresan akan bekerja saat kelembapan pada sistem yang di panaskan seudah mencapai batas bawah yang menyatakan keadaan air pada bubur kertas sudah mulai menguap karena panas. Motor DC yang berada pada bagian bawah rak dan terhubung pada pelat pengepres akan bekerja. Plat pengepres berfungsi untuk memberikan tekanan pada bubur kertas agar kadar air pada bubur kertas dapat berkurang dan kertas yang dihasilkan dapat lebih padat. Plat pengepres akan naik jika kelembapan pada sistem otoamasi sudah mencapai batas atas.
Sistem akan berhenti bekerja atau selesai menjalankan satu siklus pencetakan apabila kelembapan di dalam oven sudah mencapai batas atas yang ditentukan pada proses pencetakan kertas daur ulang. Program akan menonaktifkan heater, blower dan motor dengan sistem penampil pada LCD dan komunikasi serial pada monitoring akan tetap aktif. Pada tugas akhir ini hanya akan dibahas mengenai perancangan sistem pengering kertas yang terdiri dari heater, blower in, blower out, dan sensor suhu. Dengan cara kerja sistem pemanas secara keseluruhaan seperti tersebut di atas.
Perancangan sistem pengendali suhu pengering kertas meliputi beberapa tahap perancangan yang terdiri dari perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware). Pada perangkat keras sistem yang dirancang akan membentuk suatu oven dengan sistem pengendali suhu. Pengendalian suhu pengering kertas dilakukan oleh mikrokontroler den dengan mengendalikan besarnya tegangan yang diberikan pada heater. Tegangan yang diberikan berupa tegangan yang sudah dikalibrasi oleh pengendali PI dengan keluaran berupa PWM dari mikro yang kemudian di masukkan ke rangkaian inverter.