TUGAS AKHIR KAJIAN TEOKITIS SISTEM PBNDINGINAN UDANG WINDU DBNGAN KONTKOLBK PKOPOKSIONAL INTEGRAL DIFERENSIAL. Scanned by CamScanner

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

TUGAS

AKHIR

KAJIAN TEOKITIS

SISTEM PBNDINGINAN UDANG WINDU

DBNGAN KONTKOLBK

PKOPOKSIONAL INTEGRAL DIFERENSIAL

Oleh:

YENY PUSVYTA

03953150058

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS SRIWIJA YA

·

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

..

TUGASAKHIR

·

oreh

YENY PUSVYTA

03953150058

Diperiksa dan disetujui oleh:

Dosen Pembimbing

I,

<

~~,__

DJl

S-NlP.131 416 216 Dosen pembimbing D, r

-AGENDA NO DITERIMA TGL PARAF

NAMA

:I\

r,UtA/T1t[

t>1,,

=

1r-1-oi-:

l

UNIVERSITAS SRIWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN TUGASAKHIR

: YENY PUSVYTA

NIM :03953150058

MATA KULIAH : SISTEM KENDALi

SPESIFIKASI : Kajian Teoritis Sistem Pendinginan Udang Windu Dengan Kontroler Proporsional Integral Diferensial Diberikan tanggal : Desember 2000

Selesai tanggal : Desember 2001

lnderalay&.t Desember 2001

Djperiksa dan disetujui oleh:

Mengetnbui,

I~~tua jurusan teknik mesin Dosen Pembimbing I,

c

_»B.k=~

~ ~ - -

_·

NIP.131 416 216 Dosen pembimbing Il, ~

.

~ S , M o h m n i

NIP. 132 231 463

i

RINGKASAN

Agar

nilai

jual lebih

tinggi,

udang

windu

perlu diberi perlakuan khusus .. Perlakuan itu membutuhkan suatu kondisi yang benar-benar stabil, dengan terlebih dahulu memasukan udang ke dalam media air. Lalu suhu sistem diturunkan

perlaban-lahan dan dijaga tetap 15 derajat celcius.

Untuk. itu, diperlukan sistem kontrol yang

merupa.kan hubungan

komponen-komponen yang membentuk konfigurasi sistem, yang bertujuan mengendalikan keluaran dengan berbagai masukan tertentu melalui unsur-unsur sistem tersebut.

Sistem pendinginan udang windu

ini

menggunakan sistem pengontrolan simpal tertutup, yang dapat memberikan umpan batik pada mas11katt. Kontroler Proporsional Intergral Diferen.sial (PID) pada sistem pendinginan tertutup ini memungkinkan

untuk

mengevaluasi keluaran clan memperbaiki

kesalahan

pada saat keluaran tidak sesuai dengan set point yang telah ditetapkan.

Agar kondisi sistem tetap stabil, perlu dilakukan pembuktian. Ini dilakukan dengan melakukan pengkajian secara teoritis dengan terlebih dahulu mendefinisikan sistem tersebut dan membuat model matematikanya. Kemudian dibuat fungsi alih

yang didapatkan dengan menggunakan transfonriasi Laplace. Kestabilan sistem diuji

dengan pengujian kestabilan Routh, lalu menggunakan met~e coba-coba pada penetapan konstanta proporsional, integral dan diferen.sial untuk mendapatkan diagram yang menunjukkan hasil yang lebih optimal.

KATA PENGANTAR

Alhamduli/lah, dengan penuh syukur pada

Allah

swr

atas segala anugrah yang telah di berikan-Nya sehingga dengan segala keterbatasan yang ada pada

penulis, slaipsi

ini

dapat diselesaikan.

Skripsi

yang

berjudul

"Kajian Teoritis Sistem Pendinginan Udang Windu

Dengan kontroler PID

"

ini

disusun untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan

pendidikan

di

Fak:ultas Teknik. Jurusan Teknik mesill Universitas Sriwijaya.

Penulisan ini dirnaksudkan untuk mempelajari lebih dalam bidang ilmu sistem ken.dali yaitu sistem kendali dengan kontroler PID.

Selama penyusunan skripsi ini telah banyak

kemajuan

yang telah didapatkan

penulis

.

Hal ini tidak terlepas

dari

bantuan clan

dulrnagan

berbagai

pihak.

Oleh karena

itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima

kasih

yang sebesar-besamya kepada :

1. Dr. Ir. Hasan Basri, selaku pembimbing I sekaligus Pembantu Dekan

ill

Universitas Sriwijaya.

2. Dipl. Ing. Ir. Amrifan Saladin Mohruni, selaku pembimbing II yang telah banyak

memberikan masukan dalam penyelesaian skripsi ini.

3. Keluarga~ Mama, Papa, Ancha, Yu~ yang telah mendukung

clan

memotivasi

dengan cara mereka tersendiri.

4. Para dosen yang berdedikasi tinggi. dan ikhlas membimbing

clan

memberikan

ilmunya.

5. Yuk Dian, Bonsen, Danil,

Kak

Hamdani,

clan

seluruh teman-teman

di

PPM.

6. Semua pihak yang telah membantu penulis, baik secara langsung maupun tidak:

Iangsung

yang

tidak dapat disebutkan satu persatu

.

Palembang,

Tamm

2001

Penulis

DAFrARISI RINGKASAN

_·

_···

_··

..

·

·

····

..

···

···

·

·

...

.

...

...

..

.

.

...

.

..

...

.

...

.

..

...

....

.

...

.

.

.

..

.

.

.

.

.

KATAPENGANTAR

_·

_···

_··

_···

_··

_···

_··

_···

_·

_··

_··

_···

. DAFTARISI

_....

.

...

,

...

.

...

..

..

.

...

.

..

...

...

...

.

iii

iv

V

DAFT

AR TABEL

...

.

....

...

...

.

...

.

...

VJI

DAFTAR GAMBAR

_·

_··

····

··

···

...

...

.

...

.

...

...

...

..

...

..

..

...

.

...

.

..

.

.

.

viii

BAB I

PENDAI-IULUAN

...

...

....

...

...

1-1

1.1. Latar belakang ...

1-2

I.2. Tujuan dan Manfaat Penulisan .... ... ... 1-2 I.3. Pembatasan Masalah ...

1-2

1.4. Metoda Pembahasan ... I-2

BAB II TINJAUAN UMlJM ... II-I

TI. I

.

Sistem Kendali ... ,... II-1 II.2.

Model

Matematika .. .. . ... .... ... ... ... ... ...

Il-4

II.3. Transformasi Laplace ... II-5 II.4. Transformasi Laplac_e Balik ... II-6 II.S. Diagram Blok ... :... Il-8 II.6. Grafik Aliran Sinyal .. ... ... . . .. . ... ... .... ... ... ... ... II-9

BAB III PROPORSIONAL INTEGRAL DIFERENSIAL ... III-1

III.

I. Aksi Kontrol Proporsional . ... . . .. . .. . . .. . .. .... ... ... .. . .. . ... ... . ... .. . III-I III.2. Aksi Kontrol Integral .... .... ... ... ... III-I III.3. Aksi Kontrol Proporsional Plus Integral ... ID-2 III.4. Aksi Kontrol Proporsional Plus Tunman ... III-3

111.5. Aksi Kontrol Proporsional Plus Turunan Plus Integral ... ID-4

BAB IV PEMBAHASAN

IV.1. Kondisi Objektif ... IV-1 IV.2. Model Matematika ... ... ... .... ... ... ... IV-2

IV.3. Analisis Kesalahan Keadaan

Tunak ...

IV-5

IV.4. Kestabilan Routh ... IV-8 IV.5. Diagram Bode ... IV-9

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1 V.1. Kesimpulan... V-1

V.2. Saran ... V-1 DAFT AR. PUST J,;K..A ···•·"··· .. ··· ... lX LAMPIRAN ... X

DAFfAR TABEL

Tabet

4.1

.

Harga besaran Log dan Fase

IT(s )[

,,ii

Halaman

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2. 1. Komponen Dasar Si stem Kendali ... .

2.2. Diagram Blok Sistem Kendali Simpal Terbuka ... .

2.3. Diagram Blok Sistem Kendali Simpal Tertutup ... .. 2.4. Sistem Kendali Linear ... .

2.5. Elemem Diagram Blok ... . 2.6. Grafik Aliran Sinyal ... .

3 .1. Diagram Blok Kontroler Proporsional ... .

3 .2. Diagram Blok Kontroler Integral ... ..

3.3. (a). Diagram Blok Proporsional Plus Integral ... .. (b). Diagram Masukan Tangga Satuan ... .

(c). Diagram Keluaran Kontroler ... .. 3.4. (a). Diagram Blok Proporsional Plus Turunan ... ..

(b). Diagram Masukan Ramp Satuan ... . (c). Diagram Keluaran Kontroler ... .. 3.5. (a). Diagram Blok Proporsional Plus Turunan Plus Integral ... .

(b ). Diagram Masukan Ramp Satuan ... . (c). Diagram Keluaran Kontroler ... .. 4.1. Proses Perpindahan Panas Pada Bak Pemingsanan ... . 4.2. Bagan Sistem Pendinginan Pada Bak Pemingsanan Udang Windu ... . 4.3. Bagan Sistem Penyerapan Panas Pada Koil Pendingin ... . 4.4. Diagram Blok sistem Pendinginan pada Bak Pemingsanan

Udang Windu ... .. 4.5. Diagram Blok Tertutup Sistem Pendinginan Pada Bak

Pemingsanan Udang Windu Dengan Kornpensator PIO ... .

4.6. Diagram Bode IT(s)I ... .

,,; ii II-1 II-2 II-3 11-4 11-9 II-IO ID-I ID-2 III-3 III-3 III-3 III-4 III-4 III-4 III-5 III-5 III-5 IV-2 IV-3 IV-3 IV-5 IV-5 IV-11

Ll. Latar

belakang

BAB 1

PENDAHULUAN

Peningkatan jumlah pengan . semng dengan peniogkatao kebutuhan penduduknya. Berangkat dari kebutuhan alcan pangan yang berkualitas gizi yang

baik, maka

diperlukan

penanganan

yang cukup

serius.

Mengingat Iarnanya penyimpanan, jarak dan waktu tempuh untuk menjangkau tempat - tempat tertentu cukup

untuk

membuat baban-bahan

pangan

tersebut menurun

kualitasnya sehingga menurunkan nilai ekonomisnya.

Ini menuntut tata cara

perlakuan

yang tepat dalam.

transportasiny3y

deogan

mengetahui kondisi optimalnya sehingga dapat dilakukan secara

aman

dan efisien

meskipun resiko. mortalitasnya lebih besar. Sistem kering adalah suatu pilihan, dengan cara mentransportasikan udang yang dikondisikan perubahan fisiologisnya dari keadaan aktif menjadi pingsan

meWui

proses pembiusan

atau

pemingsanan dengan menggunakan suhu yang rendah, sehingga ketahanan hidup diluar media air tinggi karena tingkat metabolisme dan respirasinya rendah.

Dengan teknologi komputer dapat dilakukan pengendalian suhu

secara

digital yang memungkinkan penanganan yang jauh lebih teliti dibandingk.an dengan menggunakan operator. Ini dihubungkan dengan

peripheral

(peralatan) luar serta interface sebagai jembatan yang mengantur

komunikasi dua arah

antara komputer dengan peralatan tersebut.

Sistem PID

(Proporsional Integral Diferensial)

adalab salah satu metode pengontrolan

yang

dapat diterapkan disamping

On-Off

dan pengontrolan dengan logila fuzzy. Dengan peralatan

yang

menggunakan sistem PID

diharapkan

akan dapat

terjangkau

oleh pengusaha skala kecil, walaupun tidak terlalu adaptif dibandingkan

dengan

logik.afuzzy

. .

I

1-2

_;:,•

.

.

\

L2. Tujuan d~ ... manfaat penulisan

H,.

'!.

,

~

~

.

•.

~

--

-·

-

~

-

-

-

·

.,_

.~

Tujuan penulisan ini adaJah untuk mengkaji secara teoritis sistem kontrol

Proporsionai Integral Diferensial (PID) sehingga dapat bermanfaat dalam

mendukung pengembangan-pengembangan serta aplikasi dilapangan.

1.3. Pembatasan masalab

Dalam tugas

akhir

in~

penulis membatasi

masalah

pada pengkajian

teoritis

pengontrolan suhu pada pemingsanan udang

windu

dengan beberapa asumsi

:

1. Suhu

air clan

suhu udang sama

2

.

Suhu air dalam bak pemingsanan sama di setiap titik

3.

Kapasitas panas sitem adalah kapasitas panas air

4.

Kapasitas panas tetap pada setiap suhu

L4. Metoda Pembabasan

Pembahasan dilakukan

dengan

mengacu pada data sekunder tentang alat

pengontrol udang windu, untuk kemudian dilakukan kajian teoritisnya

de11gan

s~~

li~~~n+r-

. .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

.

.

.

. .

.

.

.

. _

_.

. .

.

. .

.

. . . . . .

.

. -.

·

.

:

. . . .. : ... -: ... -

-:

. . : .. .

. . -. .

DAFTAR PUSTAKA

1. Ardiansyah, "Desain Sistem Kontrol Suliu Untuk Pemi.ngsanan Udang Windu Secara Bertahap Dengan Logika Fuzzy", Skripsi, Jurusan Teknik Pertanian,

Institut Pertanian Bogor, 2000,

2. Dorf, Richard C, "Modern Control System". Sixth edition, University of California , 1992.

3. Chesmond, C.J, "Basic Control System Tech,w/ogy". Edward Arnold, a division ofhodder & Stoughton Ltd, Great Britain, 1990.

4. De Silva, Clarence W, "Control Sensors and Actuators", Prentice-Hall,Inc, New Jersey, USA, 1989.

5. Dossat, Roy.J, "Principles of Refigeratoin", Third Edition, Pentice Hall,Inc, New Jersey, 1991

6. Gerard, Voland, "Control System Modeling and Analysis", Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1990.

7. Holman, J.P, "Perpindahan Kalor", Edisi keenam, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1993

8. Kuo, Benjamin C, "Teknik kontrol Otomati./c', PT Prehallindo Jakarta, Seventh Edition, Edisi Bahasa Indonesia Jilid I, 1998.

9. Ogata, Kasuhitko,"Teknik Kontrol Otomati/c', Penerbit Erlangga. Jilid I dan II,

1997

10. Philips, Charles L, Harbor, Royce_ D, "Fe~tfback Control System" , Prentice Hall.Inc, New Jersey, USA, Second edition, 1991.