Sanksi Pelanggaran Pasal 113
Undang-undang No. 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta
1. Setiap Orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf i untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000 (seratus juta rupiah).
2. Setiap Orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).
3. Setiap Orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).
4. Setiap Orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pidana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).
ANALISIS PERFORMA CONTROLLER
(Pada Sistem Pengendalian Level Naphta Splitter dengan PID dan Fuzzy Logic)
Astrie Kusuma Dewi Liya Amaniya Saniyah Chalidia Nurin Hamdani Asepta Surya Wardhana
ANALISIS PERFORMA CONTROLLER
(Pada Sistem Pengendalian Level Naphta Splitter dengan PID dan Fuzzy Logic)
Diterbitkan pertama kali oleh CV Amerta Media Hak cipta dilindungi oleh undang-undang All Rights Reserved
Hak penerbitan pada Penerbit Amerta Media
Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa seizin tertulis dari Penerbit
Anggota IKAPI Cetakan Pertama: Mei 2022
15,5 cm x 23 cm ISBN: 978-623-419-112-7
Penulis:
Astrie Kusuma Dewi || Liya Amaniya Saniyah Chalidia Nurin Hamdani || Asepta Surya Wardhana
Editor:
Dimas Rahman Rizqian Desain Cover:
Adji Azizurrachman Tata Letak:
Ladifa Nanda Diterbitkan Oleh:
CV. Amerta Media NIB. 0220002381476
Jl. Raya Sidakangen, RT 001 RW 003, Kel, Kebanggan, Kec. Sumbang, Purwokerto, Banyumas 53183, Jawa Tengah. Telp. 081-356-3333-24
Email: mediaamerta@gmail.com Website: amertamedia.co.id Whatsapp : 081-356-3333-24
Isi di luar tanggung jawab penerbit Amerta Media
Analisis Performa Controller || 5
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, buku ini dapat diselesaikan. Buku ini merupakan hasil catatan dan penelitian penulis terkait dengan fuzzy logic control dan PID, sehingga bisa digunakan sebagai petunjuk praktis dan dasar penelitian di bidang tersebut.
Pada kesempatan kali ini saya menyampaikan terima kasih kepada orang-orang terkasih dan semua pihak yang telah mendukung terselesaikannya buku ini. Bapak dan ibu tercinta yang senantiasa memberikan doa terbaiknya. Keluarga tercinta yang telah dengan setia dan sabar terus mendampingi, memberikan doa dan semangat.
Rekan-rekan di kampus tercinta, PEM Akamigas, dan semua pihak yang telah memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan buku ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna sehingga penulis berharap saran dan kritik serta pengembangan dari pembaca dan semua pihak yang berminat dan berkepentingan.
Dengan saran dan pengembangan dari pembaca, diharapkan dapat menyempurnakan buku ini. Akhir kata, penulis berharap agar buku ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca.
Cepu, April 2022 Penulis
6 || Analisis Performa Controller
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
TENTANG BUKU ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I Pendahuluan... 1
BAB II Naphta Splitter dan Dasar Pengendalian Proses ... 7
BAB III Fuzzy Logic Control dan Analisis Stabilitas Nyquist ... 21
BAB IV Requirement Analysis dan Metodologi Penelitian ... 31
BAB V Alat dan Bahan untuk Real Plant Model & Prototype ... 37
BAB VI Perancangan dan Implementasi Sistem ... 51
BAB VII
Analisis Performa Controller || 7 Hasil Implementasi pada Real Plant Model,
Prototype dan Software ... 61
BAB VIII Pengujian pada Plant Model dan Prototype Model dengan Ketiga Jenis Kontroler ... 97
BAB IX Analisis Data dan Evaluasi Real Plant Model dan Prototype Model... 113
BAB X Penutup ... 117
DAFTAR PUSTAKA ... 119
INDEKS ... 122
PROFIL PENULIS ... 123
8 || Analisis Performa Controller
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Perbandingan PID control dengan Fuzzy logic .... 3
Gambar 1.2 Respon Transient dari PID dan Fuzzy Controller ... 4
Gambar 2.1 Mekanisme Proses pada Naptha Splitter Column ... 8
Gambar 2.2 Karakteristik Inherent Aliran Control Valve ... 11
Gambar 2.3 Sistem Pengendalian Level dan Pipanya ... 13
Gambar 2.4 Skema Pressure Drop Control Valve pada Jalur Pipa ... 14
Gambar 2.5 Skema Instrumentasi pada Control Valve... 15
Gambar 2.6 Elemen-elemen Sistem Kontrol Closed-Loop ... 19
Gambar 2.7 Rangkaian Kontrol Umpan Balik (feedback) ... 20
Gambar 3.1 Konfigurasi dasar proses fuzzy ... 22
Gambar 3.2 Representasi kurva segitiga ... 24
Gambar 3.3 Diagram Blok Struktur Kontrol IMC ... 26
Gambar 3.4 Douglas contour dan plot ... 28
Gambar 3.5 Nyquist contour dan plot ... 28
Gambar 3.6 Blok Diagram Open loop dan Close loop ... 29
Gambar 3.7 Nyquist pada kondisi stabil dan tidak stabil ... 30
Gambar 4.1 Diagram Alir Penelitian Dengan PID Control ... 33
Gambar 4.2 Diagram Alir Penelitian Dengan Fuzzy Control ... 34
Gambar 5.1 Naphta Splitter ... 38
Gambar 5.2 Level Transmitter ... 39
Gambar 5.4 I/P Transducer ... 40
Gambar 5.5 Control Valve ... 41
Gambar 5.6 Logo MatLab ... 42
Gambar 5.7 Logo Visual Studio 2010 ... 43
Gambar 5.8 Sensor Ultrasonik HC-SRF05 ... 44
Gambar 5.9 Arduino Uno ... 45
Analisis Performa Controller || 9
Gambar 5.10 Funduino Shield Driver ... 46
Gambar 5.11 Servo Digital MG996R ... 47
Gambar 5.12 Sinyal PWM ... 48
Gambar 5.13 Duty Cycle dan Nilai PWM ... 49
Gambar 5.14 Sinyal PWM Untuk Kontrol Servo ... 49
Gambar 5.15 Ball Valve Blitz ... 50
Gambar 6.1 Grafik fungsi keanggotaan variable input (a) error dan (b) delta error ... 52
Gambar 6.2 Rule base pada MatLab ... 53
Gambar 6.3 Desain wiring prototype ... 55
Gambar 6.4 Diagram Alat ... 56
Gambar 6.5 Rancangan Prototype ... 57
Gambar 7.1 P&ID Real Plant Model ... 62
Gambar 7.2 Blok Diagram Real Plant Model ... 63
Gambar 7.3 Stroke Speed Valve ... 66
Gambar 7.4 Blok Diagram Fuzzy Logic Real Plant Model ... 69
Gambar 7.5 Membership Function ... 70
Gambar 7.6 Membership Function Delta Error ... 72
Gambar 7.7 MatLab: Rule Base Viewer ... 73
Gambar 7.8 Gambar Aktual Prototype ... 78
Gambar 7.9 P&ID Prototype Model... 79
Gambar 7.10 Blok Diagram Prototype Model ... 80
Gambar 7.11 Grafik Uji Bumptest ... 81
Gambar 7.12 Hasil Estimasi Transfer Function ... 82
Gambar 7.13 Blok Diagram Fuzzy Prototype Model... 83
Gambar 7.14 Membership Function error ... 84
Gambar 7.15 Membership Function Delta Error ... 85
Gambar 7.16 Rule Base Viewer ... 86
Gambar 7.17 Tampilan Utama Interface ... 94
Gambar 8.1 Blok Diagram pada Simulink MatLab ... 97
Gambar 8.2. Grafik Response Transient ... 98
Gambar 8.3 Blok Diagram sistem pengendalian level naphta splitter ... 99
Gambar 8.4 Letak Pole and zero persamaan open loop ... 100
Gambar 8.5 Nyquist Plot ... 101
Gambar 8.6 Blok Diagram Fuzzy Real Plant Model ... 101
Gambar 8.7 Response Transient Fuzzy Logic Controller ... 102
Gambar 8.8 Simulink dengan PID Prototype ... 103
Gambar 8.9 Response Transient PID_Prorotype ... 103
10 || Analisis Performa Controller
Gambar 8.10 Blok Diagram sistem pengendalian
level naphta splitter ... 104
Gambar 8.11 Letak Pole and zero persamaan open loop ... 105
Gambar 8.12 Nyquist Plot ... 106
Gambar 8.13 Blok Diagram Fuzzy Prototype Model... 106
Gambar 8.14 Grafik Response Transient ... 107
Gambar 8.15 Grafik Respon saat Set Point dinaikkan pada PID Aktual... 108
Gambar 8.16 Grafik Respon saat Set Point Dinaikkan pada PID Desain ... 108
Gambar 8.17 Grafik Respon saat Set Point dinaikkan pada Fuzzy Logic ... 109
Gambar 8.18 Grafik Respon saat Terjadi Disturbance pada PID Aktual... 110
Gambar 8.19 Grafik Respon saat Terjadi Disturbance pada PID Desain ... 110
Gambar 8.20 Grafik Respon saat Terjadi Disturbance pada Fuzzy Logic ... 111
Analisis Performa Controller || 11
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Respon Sistem ... 4
Tabel 5.1 Spesifikasi Kolom Naphta Splitter ... 38
Tabel 5.2 Spesifikasi Level Transmitter ... 39
Tabel 5.3 Spesifikasi Level Controller ... 40
Tabel 5.4 Spesifikasi I/P Transducer ... 41
Tabel 5.5 Spesifikasi Control Valve ... 41
Tabel 5.6 Spesifikasi Software MatLab ... 42
Tabel 5.7 Spesifikasi Sensor ... 44
Tabel 5.8 Spesifikasi Arduino Uno ... 45
Tabel 5.9 Spesifikasi Funduino Nano 328P ... 46
Tabel 5.10 Spesifikasi Servo ... 47
Tabel 6.1 Rule base Fuzzy Logic Controller ... 54
Tabel 6.2 Keterangan Pin Komponen ... 55
Tabel 7.1 Data Level Indicator Controller ... 64
Tabel 7.2 Data Operasi Level Control Valve ... 65
Tabel 7.5 Membership Fuction Error Plant ... 70
Tabel 7.6 Membership Fuction Delta Error plant ... 71
Tabel 7.7 Derajat Keanggotaan Input ... 73
Tabel 7.8 Membership Fuction Error Prototype... 84
Tabel 7.9 Membership Fuction Delta Error Prototype ... 85
Tabel 7.10 Derajat Keanggotaan Input ... 87
Tabel 9.1 Spesifikasi Response Transient pada Simulink ... 113
Tabel 9.2 Spesifikasi Response Transient pada Simulink ... 114
Tabel 9.3 Spesifikasi Response Transient pada Prototype ... 115