PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DAN INTERLOCK STEAM DRUM

(1)

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DAN INTERLOCK STEAM DRUM DENGAN

DUA ELEMEN KONTROL DI PT. INDONESIA POWER UBP SUB UNIT PERAK

( Wahid Abdurrahman , Hendra Cordova ST,MT , Dyah sawitri ST, MT) Jurusan Teknik Fisika FTI ITS Surabaya

Kampus ITS Keputih Sukolilo Surabaya 60111 Telp : +6231-5947188 Fax : +6231-5923626

E-mail : [email protected]

Abstrak

Pada dasarnya proses pembangkitan listrik terdiri dari beberapa bagian antara lain proses pada

desalination

(penyaringan air laut menjadi air tawar), boiler, turbin, pembangkitan listrik di generator,dll. Salah

satu yang paling utama dan penting adalah proses pada steam drum. Pada Steam drum apabila level terlalu

rendah akan timbul kerusakan pada steam drum dan apabila level terlalu tinggi maka akan berbahaya karena

akan membuat sistem yang bekerja menjadi shutdown/trip.Maka dari itu diperlukan suatu sistem pengendalian

untuk menjaga level dari steam drum tersebut,salah satunya dengan sistem pengendalian level mode kontrol

dengan dua elemen kontrol.Pada penelitian ini,penentuan parameter kontrol PID yang dilakukan adalah dengan

Ziegler-Nichols

.Dari hasil pengujian dan analisa sistem pengendalian level dan interlock.Dengan menggunakan

metode ziegler-nichols diperoleh nilai Kp:21,72,Ti:1,105,danTd:0,27625.kemudian didapatkan bahwa respon

sistem pengendalian level dan interlock stabil dengan settling time :147 s,maksimum overshootnya yaitu

sebesar :28,6%, rise time ( Tr ) :10 s, Peak time (Tp) :45 s,dan delay time : 27 s.

Kata Kunci : Steam Drum, Level, Ziegler-Nichols

1. Pendahuluan

Proses pembangkitan listrik terdiri dari

beberapa bagian antara lain proses pada

desalination

(penyaringan air laut menjadi air

tawar), boiler, turbin, pembangkitan listrik di

generator,dll. Salah satu yang paling utama dan

penting adalah proses pada steam drum. Steam

drum

sendiri adalah suatu alat pada boiler yang

berfungsi untuk menampung air dalam pembuatan

uap, dimana temperaturnya cukup tinggi dan berupa

campuran air serta uap. Air yang masuk pada steam

drum

akan berubah menjadi uap akibat adanya

pemanasan oleh sistem pembakaran. Kualitas uap

salah satunya dipengaruhi oleh level dari air yang

ada di dalam steam drum. Apabila level terlalu

rendah akan timbul kerusakan pada steam drum dan

apabila level terlalu tinggi maka akan berbahaya

karena akan membuat sistem yang bekerja menjadi

shutdown.

Maka dari itu diperlukan suatu

pengendalian level yang dapat menjaga kondisi

yang diinginkan agar tetap stabil terhadap

perubahan level yang terjadi pada steam drum.

Permasalahan yang timbul pada tugas akhir ini adalah bagaimana merancang sistem pengendalian level dan interlock steam drum dengan dua elemen control di PT INDONESIA POWER UBP SUB UNIT PERAK.

Tujuan yang ingin dicapai dari tugas akhir ini adalah Merancang sistem pengendalian level dan interlock steam drum dengan dua elemen control di PT INDONESIA POWER UBP SUB UNIT PERAK.

Batasan permasalahan yang diperlukan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

Sifat sifat ( properties ) masing- masing

fluida adalah konstan.

Model proses yang digunakan didekati dengan persamaan matematika linier . Variable yang dikontrol adalah level dari

steam drum boiler.

Sistem pengendalian level dan interlock

steam drum menggunakan dua elemen

kontrol yaitu laju massa uap dan level steam drum.

2. Teori Penunjang 2.1 Steam drum

Steam drum adalah suatu alat pada boiler yang

berfungsi untuk menampung air dalam pembuatan uap, dimana temperaturnya cukup tinggi dan berupa campuran air serta uap.

Tujuan dari

drum level control

adalah menjaga

agar level drum (tinggi permukaan air dalam drum) tetap pada setpoint-nya walaupun terjadi perubahan beban ataupun gangguan/disturbance lainnya. Level drum yang terlalu rendah bisa menyebabkan terjadinya panas berlebih (overheated) pada boiler tubes sehingga tubes bisa menjadi rusak/bengkok/bocor. Sebaliknya level

(2)

P I D + ++ +_- E(s) R(s) FeedBack m(s)

drum yang terlalu tinggi akan menyebabkan pemisahan air dan steam dalam drum tidak sempurna sehingga kualitas steam yang dihasilkan kurang (banyak mengandung air/basah).Ada tiga alternative/jenis

drum

level control

, yaitu: 1)

Single element drum level

control

; 2)

Two-element drum level control

; 3)

Three-element drum level control

.

2.2 Algoritma Controller PID

Controller PID merupakan algoritma control

konvensional yang banyak digunakan dalam berbagai unit pengendalian proses karena mempunyai struktur yang relatif sederhana dan performansi yang baik pada daerah operasi yang luas.

Controller PID merupakan kombinasi dari 3

pengendali yaitu : Pengendali Proportional, Pengendali

Integral dan Pengendali Derivative yang disusun secara

paralel sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3. Ketiga jenis pengendali ini memberikan respon yang berbeda – beda pada proses orde satu, proses orde dua dan proses orde banyak. Ketiga jenis pengendali ini masing – masing mempunyai kelebihan dan kekurangan. Pengendali Proportional masih meninggalkan offset, hal ini disebabkan oleh sifat dasar pengendali proportional yang masih tetap membentuk error untuk menghasilkan

output. Oleh karena itu untuk menghilangkan offset

diperlukan pengendali lain yang dapat menghasilkan

output walaupun sudah tidak ada lagi input. Sifat unik

inilah yang hanya dimiliki oleh pengendali integral, tetapi kemampuan pengendali integral menghilangkan

offset tidak disertai dengan kemampuan bereaksi secara

cepat, kelemahan ini semakin nyata kalau pengendali tersebut digunakan untuk elemen proses temperatur. Untuk mempercepat kemampuan bereaksi maka diperlukan pengendali derivative, sehingga kekurangan yang ada pada pengendali integral dapat ditutupi. Jadi ketiga mode pengendali Proportional, Integral dan

Derivative masing – masing berguna untuk mempercepat

reaksi sistem, menghilangkan offset dan mendapatkan energi ekstra di saat – saat awal perubahan load.

Gambar 1 Diagram blok controller PID 2.3 Sistem Pengendalian Level pada Steam Drum

Variabel dinamik yang harus dicontrol pada Boiler

Steam Drum agar proses pemisahan dapat berlangsung

secara optimal adalah level fluida cair di dalam Steam

Drum. Level fluida yang terlalu tinggi akan

menyebabkan fluida gas (steam) yang dihasilkan akan mengandung uap air sehingga akan membahayakan proses berikutnya disamping itu juga akan menyebabkan

kerusakan pada pipa – pipa yang ada di dalam boiler. Sebaliknya bila level fluida terlalu rendah maka akan menghasilkan fluida gas (steam) yang terlalu kering sehingga steam yang dihasilkan tidak akan mampu memutar turbin secara maksimal.

2.4 Two element control

Pada strategi two element control digunakan dua

variable yaitu, level liquid dalam drum dan laju aliran

steam untuk menopang keseimbangan. Level diukur dan

error terhadap set point dikirim ke dalam penjumlahan

matematik sebagai satu dari dua variable proses. Variabel proses kedua adalah laju aliran steam yang diukur dan dijumlahkan ke dalam penjumlahan matematik dengan variable level. Hasil penjumlahan ini masuk ke dalam controller dan kemudian sinyal control mengaktuasikan bukaan feedwater control valve. Ketika laju aliran steam adalah dinamis, hasil dari penggunaan strategi ini adalah bahwa strategi ini dapat merasakan kenaikan atau penurunan permintaan load sebelum level

liquid dalam drum mulai untuk berubah. Strategi ini

kemudian menambah atau mengurangi keluaran dari penjumlahan matematik sesuai dengan kondisi yang ada untuk menstabilkan reaksi drum level controller pada

feedwater control valve. Ketika laju aliran steam

normalnya adalah variabel yang lebih besar, strategi ini dapat dengan mudah mengatasi kesalahan dari pengukuran level ketika ada perubahan permintaan.

(3)

3. Metodologi Penelitian

Adapun tahapan - tahapan dalam menyelesaikan penelitian ini adalah sebagai berikut:

Gambar 3 Metodologi Penelitian 3.1 Pengambilan data Plant dari Steam drum

Pada pengambilan data plant Steam drum didapatkan data berdasarkan karakteristik dari plant tersebut. Pada input Steam terdapat dua input yaitu Q1 laju air (water) dan Q2 adalah laju steam yang keluar dari steam drum. Pada output steam drum terdapat satu output yaitu yang berupa ketinggian level pada steam drum.Kemudian data spesifikasi dari steam drum seperti Panjang,diameter dan Volume dari steam drum.Data-data ini nantinya akan dipergunakan sebagai acuan untuk melakukan pemodelan dan merancang simulasi dari pengendalian level dan interlock Steam drum. 3.2 Diagram Blok Sistem

Diagram blok sistem untuk pengendalian level air pada Steam drum dapat ditunjukkan pada gambar seperti dibawah ini:

Gambar 4 Diagram blok sistem pengendalian level Steam Drum

3.3 Pemodelan Matematis Level Steam Drum

Pada dasarnya pengendalian level air pada steam

drum harus dijaga konstan pada ketinggian tertentu. Bila

ketinggian level air pada steam drum terlalu rendah (Low

Water) atau terlalu tinggi (High Water), maka sistem

akan mengalami kondisi trip, yaitu suatu kondisi yang memerlukan penghentian beroperasi sampai kondisi dari

level di steam drum bisa terjaga konstan mendekati set

point. Biasanya pada kondisi ini membutuhkan restart

ulang agar sistem bisa berjalan secara normal. Kondisi

high water sendiri sangat berbahaya bagi proses

selanjutnya, dimana masukan dari turbin yang berupa

steam akan bercampur dengan air yang berasal dari

steam drum yang berada dalam kondisi high water.

Sehingga akan mengakibatkan korosi dan bahkan kerusakan pada steam turbin. Sedangkan kondisi low

water juga sangat berbahaya bagi steam drum sendiri,

karena dalam kondisi kekurangan air steam drum akan mempunyai pressure yang lebih kecil dari pada pressure normalnya.

Dibawah ini adalah gambar dari pengendalian

level pada steam drum :

Gambar 5 Sistem pengendalian level pada steam drum Dimana : q1 : Flow Air masuk (Kg/s)

q2 : Flow Steam Keluar (Kg/s) h(t) : Ketinggian air (meter) LT : Level Transmiter LC : Level Controller FC : Flow Controller FT : Flow Steam transmitter

Pemodelan matematis dari system pengendalian level adalah sebagai berikut :

)

(

)

(

)

(

2 1

t

q

t

q

dt

t

dm

v w ( 3.1 )

Dimana : dm : perubahan massa air (m3₎ dt : perubahan waktu (sekon) ρw : massa jenis air (kg/m3) ρv : massa jenis uap air (kg/m3) q1 : Flow Air masuk (Kg/s) q2 : Flow Steam Keluar (Kg/s)

(4)

Jika

m

V

w dan

dV

w

LdA

maka persamaan (3.1) akan menjadi :

)

(

)

(

)

(

2 1

t

q

t

q

dt

t

LdA

v w w

(3.2)

Dimana : A : luasan steam drum (m2₎ L :perubahan ketinggian permukaan air (m)

Untuk luasan dinding samping Steamdrum, maka digunakan hubungan pendekatan antara luas berdasaran lingkaran dengan bentuk persegi dan dari hasil perhitungan diperoleh : dA = 0.82 Ddh.

)

(

)

(

82 .

0 q

1

t

q

2

t

dt

dh

LD

_w _v w (3.3)

Sedangkan persamaan untuk aliran air yang masuk melalui control valve adalah sebagai berikut :

G v

S

t

P

t

f

C

t

q

₁

(

)

(

)

(

)

(3.4)

Dimana :q1(t) : laju aliran air yang masuk melalui

control valve (m3/s)

Cv : koefisien control valve

P : pressure drop yang melalui control

valve

SG : spesific gravity fluida

Sedangkan pressure drop pada control valve diperoleh dengan persamaan :

2

1

gh

P

w (3.5)

Dimana :P1 : pressure dalam HP drum (kg/m2) P2 : pressure sebelum melewati control

valve(kg/m2)

w : massa jenis air (kg/m3) g : percepatan gravitasi (m/s2₎

h : tinggi permukaan air dalam drum (m) Jika persamaan (3.5) disubsitusikan ke dalam persamaan (3.4) maka diperoleh :

G w v

S

P

t

gh

t

P

t

f

C

t

q

₁

(

)

(

)

1

(

)

(

)

2 (3.6)

Persamaan (3.6) disubstitusikan ke dalam persamaan (3.3), maka akan menghasilkan persamaan sebagai berikut :

)

(

)

(

)

(

)

(

82 .0

1 2

q

2

t

S

P

t

gh

t

P

t

f

C

dt

dA

LD

v G w v w w

(3.7)

Agar dapat menyelesaikan persamaan (3.7) maka persamaan (3.7) harus dilenearisasi terlebih dahulu dengan menggunakan persamaan deret Taylor, dimana komponen yang tidak linear akan dilinerisasikan terhadap f dan p pada kondisi tunak (steady

__ ) , ( 1 __ ) , ( 1 __ 1 1

p

q

f

q

p f p f (3.8) Dimana q1 adalah fungsi non linear dari variabel fungsi non linear dari variabel proses f (flow yang melalui control valve) dan p (perbedaan pressure antara drum dan control valve) atau dapat ditulis sebagai q (f, p) sehingga bila diturunkan terhadap f dan p menjadi sebagai berikut :

)

(

)2

1 (

2 )

(

1

1 _P

_wgh

_P

/12

_p

SG

f

Cv

f

SG

p

Cv

q

(3.9

Dimana :

p

: kondisi tunak dari p

f

: kondisi tunak dari

f

Dalam kondisi tunak tidak terjadi perubahan massa

sehingga

0 dt

dm

, maka persamaan kesetimbangan menjadi :

)

(

)

(

0

w

q

1

t

v

q

2

t

)

(

)

(

2 1

t

q

t

q

_v w (3.10) Dengan memisalkan : G

S

p

Cv

K

1

₂ ₁ ₁

2 S

P

gh

P

f

C

K

_w G v

)

(

K

LD

w 2

82 .

0 g

K

A

w 2 1 1

g

K

A

w w v 2 2

Hasil akhir dari pemodelan sistem pengendalian level adalah :

(5)

(

)

1 )

(

1 )

(

1 1 2

Q

2

s

A

(3.16)

Dimana : C : kapasitansi tangki

q

t

RT

MP

t

q

dt

t

dP

C

w

(3.18)

Untuk dapat menyelesaikan persamaan (3.18) maka harus dilinierisasikan sehingga didapat persamaan berikut :

))

(

)

(

)

(

)

(

2 2 1

P

q

t

q

P

t

RT

M

t

q

dt

t

dP

C

w (3.19) misal :

RT

M

K

, maka :

)

(

)

(

)

(

)

(

2 1 2

P

t

q

t

K

P

q

t

q

K

dt

t

dP

C

_w (3.20)

Maka jika persamaan (3.20) ditransformasi Laplace akan didapat :

)

(

)

(

)

(

)

(

s

k

Q

2

P

s

Q

1

s

K

P

Q

s

Q

k

Cs

P

K

s

Q

k

Cs

s

P

w _(3.22)

3.4 Sensor dan transmitter level

Jenis transmitter yang digunakan adalah

differential pressure transmitter. Transmitter ini bekerja

dalam range 0-220 mm (0,7 meter) dan keluarannya adalah sinyal listrik dengan range 4-20 mA,dan dari hasil kalibrasi,Transmitter ini memiliki time konstan sebesar 0,2 detik. Gain dari transmitter ini adalah :

) ( ) ( meter masukan Span mA keluaran Span GL (3.23) Dengan memasukkan data dari transmitter level maka didapat : meter mA meter mA GL ₍₀_,₇₎ 22,85 ) 4 20 ( (3.24)

Sedangkan untuk mendapatkan fungsi transfer dari transmitter level ini digunakan persamaan :

1 ) ( ) ( ) ( s T G s I s L c L L L (3.25) dimana : GL : gain transmitter

Tc : time constant transmitter

Time constant dari transmitter adalah 0,2 detik, maka

fungsi transfer transmitter level adalah : 1 2 . 0 85 , 22 ) ( ) ( s s I s L L L (3.26)

3.5 Flow Steam transmitter

Jenis sensor yang digunakan untuk mengukur laju massa uap yang keluar dari steam drum PLTU PT. Indonesia Power sub unit Perak adalah differential

transmitter. Jenis ini memanfaatkan perbedaan tekanan

untuk menghitung laju massa uap keluaran dari steam

drum. Range pengukuran yang mampu dilakukan adalah

0 – 800 ton/jam (222,22 kg/detik) sedangkan keluarannya berupa arus sebesar 4-20 mA. Data ini diambil dari hasil kalibrasi. Transmitter . Time konstan yang di peroleh dari hasil kalibrasi adalah sebesar 0,2 detik.

Nilai gain transmitter :

det / 072 , 0 22 , 222 4 20 kg mA G_V (3.27) sehingga pemodelannya : 1 2 , 0 072 , 0 ) ( ) ( s s L s I _(3.28)

3.6 Elemen Pengendali Akhir

Elemen pengendali akhir merupakan bagian akhir sistem pengendalian yang berfungsi mengubah variabel yang dimanipulasi sehingga diperoleh kondisi yang dikehendaki. Ada bermacam-macam elemen pengendali akhir, dalam plant ini elemen pengendali akhir berupa control valve.Adapun yang harus diketahui dalam menentukan control valve adalah :

Karakteristik control valve Gain control valve

Rangeability Fungsi transfer

Fungsi tranfer dari control valve dapat dinyatakan dalam orde satu sebagai berikut :

1 s

T

K

G

cv CV cv (3.29)

dimana :Kcv : gain control valve

Tcv : time constant control valve

masukan

tekanan

perubahan

maksimum

aliran

laju

K

CV (3.30)

Dari penelitian di lapangan diperoleh data sebagai berikut :

(6)

 Aliran maksimum : 182 t/h (50.55 kg/s)  Aliran minimum : 46 t/h (34.16 kg/s) Sehingga

s

m

kg

s

kg

K

CV

5 .

46 /

/

)

0

3 (

/

)

16 .

34

55 .

50 (

2 2 (3.31)

Gain transduser (I/P) diperoleh dengan persamaan :

) ( ) / ( 2 mA input Span m kg output Span GT (3.32) ) /( 1875 . 0 ) 4 20 ( / ) 0 3 ( 2 _kg _m2_mA mA m kg G_T (3.33)

Maka Gain total dari control valve diperoleh dengan persamaan : CV T V G K K . s cm mA cm kg KV 2 2_. 5.46 1875 . 0 mA s kg K_V . 024 . 1 (3.34)

Konstanta waktu dari control valve diperoleh berdasarkan waktu stroke, perubahan fraksional terhadap bukaan valve dan perbandingan konstanta waktu pada

stroking time valve yang mempunyai hubungan sebagai

berikut :

)

(

V

R

T

_CV _V (3.35) Dimana :

TCV : konstanta waktu (time constant) control valve. TV : time stroke skala penuh (8 detik untuk level dan 6

detik untuk pressure).

V : fraksi perubahan posisi control valve.

R : Perbandingan konstanta pada stroking time valve (untuk diafragma adalah 0,03 dan untuk piston adalah 0,3).

Dari persamaan diatas dan dengan memasukkan data plant yang ada, maka didapat time constant control valve sebesar 11.13 detik untuk sistem pengendalian level .Maka dengan memasukkan data-data diatas didapat fungsi transfer dari control valve :

Untuk sistem pengendalian level

1

13 .

11

024 .

1 s

G

_CV (3.36)

4. Pengujian dan analisa hasil simulasi 4.1 Simulasi Open Loop Proses

Uji open loop proses ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik proses pada kondisi loop terbuka,berikut adalah simulasi open loop Control valve,

Grafik 1 Respon open loop control valve dengan Sinyal 4 mA

Grafik 2 Respon open loop control valve dengan Sinyal 20 mA.

4.2 Simulasi Open loop hubungan Level dalam Steam drum

Dari gambar simulasi open loop diatas dapat dinyatakan bahwa ketika level dari steam drum mengalami kenaikan,maka pressure dalam steam drum juga mengalami kenaikan . Begitu juga apabila level dalam steam drum mengalami penurunan ,maka pressure dalam steam drum mengalami penurunan .berikut adalah hasil respon uji open loop hubungan level dan pressure di dalam steam drum :

Grafik 3 Respon level pada uji Open loop hubungan Level dan Pressure dalam Steam drum

(7)

Grafik 4 Respon pressure pada uji Open loop hubungan Level dan Pressure dalam Steam drum

4.3 Tuning Nilai Kp,Ti dan Td

Metode ziegler-nichols.

Nilai kestabilan sistem menggunakan

metode routh hourwitz. Didapatkan nilai KP kritis

sistem (Kcr) adalah 36,2. Periode (Pcr) adalah 2,21

detik. Setelah itu, berdasarkan tabel 2.1 maka

diperoleh nilai parameter PID metode

ziegler-nichols sebagai berikut:

Kp = 0,6.(36,2)=21,72 Ti = (2,21).0,5=1,105 Td = (2,21).0,125=0,27625

4.4 Respon sistem pengendalian level dan interlock steam drum

Diberikan masukan berupa sinyal step dengan

set point sebesar 0,7 meter , dan 0,9 meter . Set point ini

merupakan set point yang sesuai dengan kondisi operasi normal yang ada di lapangan.

Gambar 5 Desain sistem pengendalian level dan

interlock steam drum

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

(8)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

Grafik 7 Respon sistem ( 0,9 meter )

Pada masukan sinyal step ini dengan set point sebesar 0,7 meter , dan 0,9 meter . respon dari sistem menunjukkan respon stabil. Untuk metode ziegler-nichols didapatkan bahwa responnya lebih cepat stabil dengan settling time :147 s,akan tetapi untuk maksimum overshootnya yaitu sebesar :28,6%.kemudian untuk rise time ( Tr ) :10 s, Peak time (Tp) :45 s,dan delay time :27s.

4.5Pengujian melalui masukan tracking set point Pada pengujian melalui masukan tracking set point ini dilakukan dengan 2 cara yaitu yang pertama

Set point diubah sebanyak tiga kali dengan nilai sebagai

berikut 0,7 meter, 0,8 meter dan 0,9 meter. Kemudian yang kedua Set point diubah sebanyak tiga kali dengan nilai sebagai berikut 0,7 meter,0,6 meter dan 0,4 meter. Tabel 1 uji tracking set point (0,7 meter, 0,8 meter dan

0,9 meter) Sp(meter) Ts (s) Tr (s) Tp (s) Td (s) Mp (%) 0,7 147 10 45 27 28,6 0,8 134 5 20 8 3,75 0,9 107 5 19 7 3,75 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

Grafik 8 Pengujian respon tracking set point sistem dengan set point 0,7 meter ,0,8 meter dan 0,9 meter.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

Grafik 9 Pengujian respon tracking set point sistem dengan set point 0,7 meter ,0,6 meter dan 0,4 meter.

Berikut adalah hasil uji tracking set point Untuk metode Ziegler-Nichols.Dengan set point 0,7 meter, 0,8 meter dan 0,9 meter .

Tabel 2 uji tracking set point (0,7 meter , 0,6 meter dan 0,5 meter) Sp(meter) Ts _(s) _(s)Tr Tp (s) Td (s) _(%)Mp 0,7 147 10 45 27 28,6 0,6 101 5 20 8 3,75 0,4 133 5 19 7 25 4.6 Uji Noise

Pada pengujian ini terjadi karena ada noise pada pengukuran yaitu berupa kesalahan pengukuran pada transmitter. Kesalahan pengukuran dapat diberikan berupa sinyal random dengan error sebesar 1%.

(9)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

Grafik 4.10 Respon uji Noise sistem Dari hasil uji noise pada metode Ziegler-nichols didapatkan bahwa sistem memiliki error steady state 5%. 4.7 Pengujian interlock Sistem

Pada sub bab sebelumnya sudah diketahui respon sistem hasil desain. Untuk melengkapi informasi sistem hasil desain maka pada sub bab ini akan dilakukan pengujian terhadap interlock sistem tersebut.yaitu dengan cara memberikan gangguan terhadap level steam drum,dengan memperbesar laju aliran air yang masuk ke dalam steam drum sehingga melebihi dari set point sistem interlock.Berikut di bawah ini adalah hasil respon dari pengujian sistem interlock.

0 100 200 300 400 500 600 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Waktu ( detik ) L e v e l ( m e te r ) Set point Ziegler-nichols

Grafik 4.11 Respon sistem interlock 5. Kesimpulan

Dari hasil simulasi dan analisa data pada penelitian Tugas Akhir ini, dapat disimpulkan sebagai berikut :

Telah dilakukan perancangan sistem pengendalian level dan interlock steam drum dengan dua elemen kontrol di PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan perak.

Semakin tinggi level dari Steam drum maka semakin tinggi pula tekanan yang terdapat di dalam Steam drum.

Sistem interlock akan berjalan ketika ketinggian ( level ) air di dalam steam drum naik melebihi set point dari sistem interlock yaitu 1,3 meter. Pada metode ziegler-nichols dengan nilai Kp:21,72,Ti:1,105,danTd:0,27625 didapatkan bahwa respon sistem stabil dengan settling time :147 s,maksimum overshootnya yaitu sebesar :28,6%, rise time ( Tr ) :10 s, Peak time (Tp) :45 s,dan delay time : 27 s.

DAFTAR PUSTAKA

[1]Gunterus, Frans. 1994. Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses, Elex Media Komputindo, Jakarta.

[2]Incropera, Frank P. 1996. Fundamentals of Heat and Mass Transfer: Fourth Edition, John Willy & Sons, Inc,USA.

[3]

Marlin,

T.E.

1995

ProcessControl;

DesignProcess and Control System for Dynamic

Performance.

New York : McGraw-Hill Company.

[4] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik

I

’’, Prentice Hall Inc, 1996.

[5] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik

II

’’, Prentice Hall Inc, 1996.

[6] Muamar, Awal. 2009.Perancangan sistem control level dan pressure pada boiler di workshop instrumentasi berbasis DCS CENTUM CS3000 YOKOGAWA : ITS

(10)