Simulasi Sistem Pengendalian on-Off

(1)

input

e1

e2

u2

u1

0

0 output

output

waktu

O O u u t t p p u u t t p p r r o o s s _e_e s s

Simulasi Sistem

Simulasi Sistem Pengendalian

Pengendalian

Menggunakan Pengendali On-Off

A. A. TUJUAN

TUJUAN PERCOBAAN:

PERCOBAAN:

•

Mengetahui perilaku proses apabila digunakan pengendali On-Off

B.

B. D

D

ASAR TEOR:

Pengendali On-Off:

•

Pengendali

Pengendali On-Off

On-Off juga dikenal dengan nama

juga dikenal dengan nama

Two Position Controller Two Position Controller

karena output

pengendali hanya ada dua kemung

pengendali hanya ada dua kemungkinan keadaan saja, yaitu keadaan “

kinan keadaan saja, yaitu keadaan “On

On” atau keadaan

” atau keadaan

““Off

Off ”.

”.

•

Ciri khas dari aksi pengendalian dengan menggunakan pengendali On-Off adalah selalu

terjadi fluktuasi pada besaran yang akan dikendalikan.

•

Besarnya fluktuasi akibat aksi pengendali

Besarnya fluktuasi akibat aksi pengendali On-Off

On-Off dipengaruhi oleh besar-keilnya

dipengaruhi oleh besar-keilnya

dead-

dead-time

time

_dan

dead-band dead-band

_{yang terdapat pada proses!sistem ataupun adanya}

dead-band dead-band

_yang

sengaja diberikan pada pengendali

sengaja diberikan pada pengendali On-Off

On-Off itu sendiri.

itu sendiri.

•

"ubungan input-output pengendali On-Off#

Pada saat input pengendali berubah dari negatif menuju positif#

u$t% & u

''

jika input ( e

))

u$t% & u

))

jika input * e

))

Pada saat input pengendali berubah dari positif menuju negatif#

u$t% & u

))

jika input + e

''

u$t% & u

''

jika input  e

''

C.

(2)

Perobaan dilakukan dengan menggunakan softare /M01/23 dari M4514B. Berikut

adalah langkah langkah perobaan untuk sistem pengendali On-Off #

•

Bukalah file simulasi sistem pengendalian proses dengan menggunakan

oftare imulink-Matlab untuk pengendali On-Off $tanyakan pada /nstruktur

nama file-nya%.

•

4mati semua parameter yang ada, atatlah semua data yang ada.

•

Pastikan Manual S%it"& Dead-Band berada pada posisi ke atas dan Manual

S%it"& Dead-Time berada pada posisi ke $a%a&.

•

6alankan program simulasinya dengan menekan tombol Sta!t pada file

simulasi yang ada. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku

output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan

perioda osilasi dalam kondisi steady state.

•

0bahlah parameter

dead-time

proses tersebut menjadi setenga&n'a. 6alankan

program simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku

output proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan

perioda osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan

perioda osilasi pengendali on-off tersebut.

•

Pindahkan Manual S%it"& Dead-Band ke $a%a&. 6alankan program

simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output

proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda

osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda

osilasi pengendali on-off tersebut.

•

0bahlah parameter

dead-band

pada pengendali on-off tersebut menjadi

setenga&n'a. 6alankan program simulasinya. 4mati hasil pada simulasi

tersebut dan atatlah perilaku output proses!controlled variable yaitu fluktuasi

maksimum-minimum dan perioda osilasi dalam kondisi steady state

proses!controlled variable dan perioda osilasi pengendali on-off tersebut.

•

Pindahkan Manual S%it"& Dead-Time ke atas. 6alankan program

simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output

proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda

osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda

osilasi pengendali on-off tersebut.

•

Pindahkan Manual S%it"& Dead-Band ke atas. 6alankan program

simulasinya. 4mati hasil pada simulasi tersebut dan atatlah perilaku output

proses!controlled variable yaitu fluktuasi maksimum-minimum dan perioda

osilasi dalam kondisi steady state proses!controlled variable dan perioda

osilasi pengendali on-off tersebut.

On Off

2ilai etting

7 etpoint# 89 9, 9,89,9

(3)

7 On Off : dead band# dead band 9 9, 9, ', 9 $Output on & ', output off & 9% dead band ' 9.8, -9.8, ', 9

dead band ) ', -', ', 9

7 ;ead time# 9,' 9.', 9, '9)<, 9

9,) 9.), 9, '9)<, 9 7 Proses# self regulation orde-'# stati gain '99,

='99>, ='9 '>, auto

time onstant '9

Perobaan# dead band dead time posisi saklar

' On-Off dengan dead time 9 9,' baah

) On-Off dengan dead time 9 9,) baah

? On-Off dengan dead band ' 9 atas

< On-Off dengan dead band ) 9 atas

8

On-Off dengan dead band @ dead

time ' 9,' baah

A

On-Off dengan dead band @ dead

time ) 9,) baah

Pengamatan#

luktuasi proses $range proses%

# ma PD @ min PD kondisi steady state $mantap%

;uty yle pengendali # aktu on @ off kondisi steady state $mantap% Pembahasan#

a. 4nalisis pengaruh perubahan dead time terhadap fluktuasi proses @ duty yle pengendali $perobaan ' @ )% b

. 4nalisis pengaruh perubahan dead band terhadap fluktuasi proses @ duty yle pengendali $perobaan ? @ <% . Bandingkan hasil perobaan ' @ ? dengan perobaan 8

d

. Bandingkan hasil perobaan ) @ < dengan perobaan A

e. Buat kesimpulan berdasarkan hasil perobaan yang telah didapatkan

0ntuk et point 89

dead band

dead

time posisi saklar On Off Max Min PV Max PV Min

0 0,1 bawah 0,19 0,19 50,3 49,6 0,3 0,4 0 0, bawah 0,3! 0,4 50,9 49,1 0,9 0,9 1 0 atas 0,4 0, 50,49 49,5 0,49 0,4!  0 atas 0,4 0,4 51 49 1 1 1 0,1 bawah 0,41 0,3! 50,9 49, 0,9 0,!  0, bawah 0,! 0,!5 51,! 4!, 1,! 1,!

0ntuk set point )8

dead band

dead

0 0,1 bawah 0,41 0,1 5,! 4,55 0,! 0,45 0 0, bawah 0,"9 0,6 6,5 4,53 1,5 0,4" 1 0 atas 0,40 0,135 5,6 4,5 0,6 0,4!  0 atas 0,"9 0,5 5,9 4,1 0,9 0,9 1 0,1 bawah 0,"" 0,6 6,3 4,6 1,3 0,"4  0, bawah 1,51 0,55 ",43 3,51 ,43 1,49

(4)

Pem$a&asan

a. 0ntuk et point 89 maupun )8 pada perobaan ' dan )

Perobaan ' $set point 89%

Perobaan ) $set point 89%

(5)

0ntuk nilai fluktuasi proses maupun nilai duty yle, pada set point 89 ketika dead ti me 9,'

$perobaan '% nilai fluktuasi proses bernilai 9,? dan 9,<. 4kan tetapi, ketika dead time 9,) maka nilai fluktuasi prosesnya ikut naik juga , hampir ? kali dari perobaan ' yaitu 9,E. 3arena memiliki jeda aktu yang relatif lebih lama dari perobaan ', maka akan mengakibatkan nilai duty yle maupun fluktuasi prosesnya ikut naik juga $nilai duty yle perobaan ' & 9,'E dan nilai duty yle perobaan ) & 9,?F%. Besar keilnya fluktuasi proses ditentukan oleh titik dimana ontroller “on dan titik dimana ontroller “off”.

b. 0ntuk perobaan ? dan < pada set point )8 maupun 89

Perobaan ? $set point 89% Perobaan < $set point 89%

Peroban ? $set point )8% Perobaan < $set point )8%

0ntuk pengaruh perubahan dead band terhadap fluktuasi proses dan duty yle, perobaan ? dan < pada set point 89 untuk nilai fluktuasi prosesnya enderung tetap $ nilai fluktuasi proses perobaan ? & 9,< dan 9,?E dan nilai fluktuasi proses perobaan < & 9,< dan 9,<%. edangkan pada

set point )8, nilai fluktuasi proses mengalami kenaikan $ untuk perobaan ? & 9,<9) dan 9,'?8 dan perobaan < & 9,GE dan 9,)8%. /ni dikarenakan untuk set point )8 , proses sithnya terlalu besar!lebar. 0ntuk nilai duty yle nya, pada set point 89 mengalami kenaikan ) kalinya $ untuk perobaan ? & 9,<E dan 9,<F dan perobaan < & ' dan '%. 4kan tetapi pada set point )8 enderung

tetap, kenaikan juga tidak terlalu besar $perobaan ? & )<,< dan )8,<F dan perobaan < & )<,' dan )8,E%. 3arena sesuai pengertian dead band adalah range antara batasan input dengan Hariasi dalam input yang menghasilkan perubahan output kurang lebih '9I daripada yang diharapkan.

(6)

. Perbandingan antara perobaan ' dan ? dengan perobaan 8

dead band

dead

0 0,1 bawah 0,19 0,19 50,3 49,6 0,3 0,4

1 0 #tas 0,4 0,39 50,49 49,5 0,49 0,4!

1 0,1 bawah 0,41 0,3! 50,9 49, 0,9 0,!

et point 89

0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,'E:9,<% ! 9,<' & ',<? untuk “on” $9,'E:9,?E%!9,?F & ',8) untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya #

$9,?:9,<E%!9,E & 9,FG untuk PD Ma $9,<:9,<F%!9,F & ',98 untuk PD Min

dead band

dead

0 0,1 bawah 0,41 0,1 5,! 4,55 0,! 0,45

1 0 atas 0,40 0,135 5,6 4,5 0,6 0,4!

1 0,1 bawah 0,"" 0,6 6,3 4,6 1,3 0,"4

et point )8

0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,<':9,<9)%!9,GG & ',98 untuk “on” $9'):9,'?8%!9,)A% & 9,EF untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya #

$9,F:9,A%!',)? & ','? untuk PD Ma $9,<8:9,<F%!9,G< & ',)8 untuk PD Min

d. "asil perobaan ) dan < dengan perobaan A

dead band

dead

0 0, bawah 0,3! 0,4 50,9 49,1 0,9 0,9

 0 atas 0,4 0,4 51 49 1 1

 0, bawah 0,! 0,!5 51,! 4!, 1,! 1,!

et point 89

0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,?F:9,<%!9,F & 9,EG untuk “on” $9,<:9,<%!9,F8 & 9,E< untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya #

$9,E:'%!',F & ',98 untuk PD Ma $9,E:'%!',F & ',98 untuk PD Min

dead band

dead

0 0, bawah 0,"9 0,6 6,5 4,53 1,5 0,4"

 0 atas 0,"9 0,5 5,9 4,1 0,9 0,9

 0, bawah 1,51 0,55 ",43 3,51 ,43 1,49

et point )8

0ntuk nilai fluktuasi prosesnya # $9,GE:9,GE%!',8' & ',9< untuk “on” $9,)A:9,)8%!9,88 & 9,E) untuk “off” 0ntuk nilai duty ylenya #

(7)

$9,<G:9,E%!',<E & 9,E' untuk PD Min e. 3esimpulan

'. 0ntuk pengendalian On-Off hanya bekerja pada dua posisi, yaitu posisi “on” atau posisi “off”

). luktuasi proses ditentukan oleh titik dimana ontroller “on dan titik dimana ontroller “off”

?. Pada perobaan ini dilakukan pada dua set point yang berbeda, yaitu set point 89 dan set point )8

<. Pengendalian On-Off digunakan pada proses yang tidak bisa mentolerir fluktuasi proses pada batas-batas kerja pengendalian On-Off

8. 0ntuk perbandingan perobaan ' dan ? terhadap 8, hampir mendekati ' A. 0ntuk perbandingan perobaan ) dan < terhadap A, hampir mendekati '