Sadra Prattama NRP Dosen Pembimbing: Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT NIP

(1)

PRESENTASI SEMINAR TUGAS AKHIR

Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada

STRIPPER

PV 3300

Dengan Metode FEEDBACK FEEDFORWARD

di PT. JOB Pertamina-PetroChina East Java

Sadra Prattama

NRP. 2406.100.055

Dosen Pembimbing :

Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT

NIP. 196905071995121001

(2)

LATAR BELAKANG

Input 3 separator Output sour gas Input

sweet gas Output

Sweet oil Level controller

(3)

PERISTIWA

BOUNCHING

Parameter Kp =10,Ti = 0,dan Td = 0 Keadaaninput dari 40 kg/s menuju 70 kg/s

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m )

Dari hasil simulasi

LSHH 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 0 0.1 0.2 0.3 time (s)

(4)

PERMASALAHAN

1. Bagaimana merancangan model feedforward pada

stripper.

2. Bagaimana

perbandingan

antara

model

feedback

konvensional

yang

sudah

diterapkan

dan

feedback

feedforward

hasil perancangan

.

(5)

TUJUAN

1. merancangan model feedforward pada

stripper.

2. Membandingan antara model

feedback

konvensional yang

sudah diterapkan dan

feedback feedforward

hasil

perancangan

.

(6)

DASAR TEORI

Terdapat 25 tray didalamnya Input sweet gas 1,5 mmscfd

Input minyak dari ketiga separator

Output ada dua, bottom dan upper Output ada dua, bottom dan upper

(7)

Kontroller

feedforward

1. Pengendali feedforward steady state

Pengendali feedforward yang paling sederhana dan mudah untul diimplementasikan adalah model steady state, kita hanya membutuhkan elemen statis pada fungsi transfer prosesnya.

2. Pengendali feedforward Dinamik

Pengendali feedforward ini menggunakan Pengendali feedforward ini menggunakan

pendekatan pada fungsi transfernya

Walaupun hanya sebatas pendekatan, tetapi persamaan ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dibanding desain steady state

From: George Stephanopoulos Prentice Hall International

(8)

Keuntungan dan kerugian dari

kontroler

feedforward

Keuntungan Kerugian

1. Bereaksi sebelum efek dari disturbance yang akan mengganggu sistem

2. Sangat bagus untuk sistem yang lambat 3. Tidak diperkenankan untuk sistem yang tidak stabil

1. Membutuhkan identifikasi dari

disturbance

2. Tidak bisa bereaksi terhadap

disturbance yang lain

3. Membutuhkan pengetahuan yang

cukup dari pemodelan proses cukup dari pemodelan proses

(9)

Keuntungan dan kerugian dari

kontroler

feedback

Keuntungan Kerugian

1. Tidak perlu mengidentifikasi

disturbance yang ada

2. Tidak sensitif untuk pemodelan error 3. Tidak sensitif terhadap perubahan

parameter

1. Menunggu datangnya error setelah melewati proses

From : George Stephanopoulos Prentice Hall International

(10)

Tinjauan

Tinjauan Pustaka

Pustaka

No Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan

1 Antonio Visioli A new design a PID plus feedforwar d control

Z-N Level tank Lebih

efektif dibandingk an PID kontrol konvension al untuk delta rate flow yang Metode yang dipakai hanya ziegler nichols, belum metode yang lain flow yang besar yang lain sebagai perbanding an

From : Journal of Process Control www.elsevier.com

(11)

Tinjauan

Tinjauan Pustaka

Pustaka

No Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan

2 E.J. Adam, J.L. Marchetti Designing and tuning robust feedforwar d controllers

ZN Level Tank Belum menerapka n

feedforwar d dinamik state

From : Journal of Process Control www.elsevier.com

(12)

(13)

(14)

DIAGRAM BLOK PENGENDALIAN

KONTROL FEEDBACK FEEDFORWARD

(15)

Perumusan

feedforward

Fungsi transfer Perfect disturbance reject Rumus umum feedforward dinamik

(16)

Metodologi

penelitian

(17)

(18)

Sensor dan transmitter level

( )

= +1 • s K s U s m v tot b τ

Cv

Yc

Tv

=

actuator P I K K Ktot = . Control valve

Sensor dan transmitter flow

1 +

=

s

K

P

P P ox oy

τ

1 484375

.

3 +

=

s

P

ox oy

Cv

( )

( ) (

1 .

612

1 )

3342

.

3 +

=

•

s

U

s

m

b

(19)

Uji open loop

1.4

Simulink open loop

0 10 20 30 40 50 60 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 time (s) le v e l (m )

Grafik hasil simulink open loop

(20)

Feedback kontroller

No Mode Kontrol Parameter Kp Ti Td 1 Proporsional 3 0 0 2 Proporsional Integral 2.7 2 0

(21)

Feedback controller Proporsional

settling time(ts) = 11 s peak time(tp) = 5 s

error steady state(ess) = 0,08025% rise time(tr) = 2.5 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m ) rise time(tr) = 2.5 s 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 0 0.1 0.2 0.3 0.4 time (s) le v e l (m )

(22)

settling time(ts) = 11 s peak time(tp) = 2.5 s error steady state(ess) = 0 % rise time(tr) = 1 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m )

Feedback controller Proporsional

Integral

rise time(tr) = 1 s 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 0 0.1 0.2 0.3 0.4 time (s)

(23)

Feedback controller Proporsional

Integral Derivatif

settling time(ts) = 10 s peak time(tp) = 5 s error steady state(ess) = 0,0 % rise time(tr) = 4 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m ) rise time(tr) = 4 s 60 65 70 75 80 85 0 0.1 0.2 0.3 0.4 time (s) le v e l (m )

(24)

Performansi

feedback

1. Kontroler

feedback

masih belum mampu mengatasi

peristiwa

bounching

tersebut.

2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input

sebesar 30 kg/s

3. Dampak level yang tinggi tersebut

oil

masuk ke pipa

3. Dampak level yang tinggi tersebut

oil

masuk ke pipa

(25)

(26)

Feedback feedforward controller

proporsional

settling time(ts) = 13 s peak time(tp) = 2 s error steady state(ess) = 0,003% rise time(tr) = 1.3 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m ) rise time(tr) = 1.3 s 45 50 55 60 65 70 75 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 time (s) le v e l (m )

(27)

Feedback feedforward controller

proporsional integral

settling time(ts) = 10 s peak time(tp) = 3 s rise time(tr) = 2 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m ) 45 50 55 60 65 70 75 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 time (s) le v e l (m )

(28)

Feedback feedforward controller

proporsional integral derivatif

settling time(ts) = 10 s peak time(tp) = 5 s rise time(tr) = 3 s 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 le v e l (m ) 45 50 55 60 65 70 75 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 time (s) le v e l (m )

(29)

Performansi

feedback feedforward

1. Kontroler

feedback feedforward

sudah mampu mengatasi

peristiwa

bounching

tersebut.

2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input

sebesar 30 kg/s

3. Parameter

lead per lag

adalah ½ dan

gain kontroler

3. Parameter

lead per lag

adalah ½ dan

gain kontroler

feedforward

adalah 0.86

4. Hasil

terbaik

dengan

settling

time

(ts)=

10 s,

peak time

(tp)= 5 s,

error steady state

(ess) = 0,0 %, dan

rise

(30)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 35 k g /s time (s)

laju aliran minyak

0.7 0.8 0.9 1

Perbandingan antara kontrol feedback dan feedback feedforward

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 le v e l (m ) time (s) feedback feedforward

(31)

0.8 1 1.2

perbandingan feedback feedforward dengan feedback

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 k g /s time (s)

laju aliran minyak

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 5 10 15 20 25 30 35 40 le v e l (m ) time (s) feedback feedback feedforward

(32)

Kesimpulan

3. Berdasarkan hasil penelitian bahwa hasil yang paling baik dari

respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan

1. Telah dilakukan perancangan feedforward pada controller feedback pada

stripper PV 3300.

2. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasi peristiwa

bounching tersebut dengan level maksimum 0.5 meter sedangkan untuk feedback saja mencapai 0,83 meter untuk flow minyak yang masuk antara 40 kg/s menuju 70 kg/s.

respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan

nilai: settling time (ts)= 10 s, peak time (tp)= 5 s,error steady state

(ess)=0 %, rise time (tr)=3 s,lead per lag= ½, dan gain feedforward= 0.86

(33)