PERANCANGAN SISTEM KENDALI SUHU PADA PLANT PEMANAS MENGGUNAKAN PID CONTROLLER DAN
FUZZY CONTROL
SKRIPSI
Disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik (S.T.)
Disusun oleh:
SHINTA NUR FADILLAH NPM. 3332160086
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
2023
ii
LEMBAR PENYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Dengan ini saya sebagai penulis Skripsi berikut:
Judul : Perancangan Sistem Kendali Suhu pada Plant Pemanas Menggunakan PID Controller dan Fuzzy Control Nama Mahasiswa : Shinta Nur Fadillah
NIM : 3332160086
Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Elektro
menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Skripsi di atas adalah benar-benar hasil karya asli saya dan tidak memuat hasil karya orang lain, kecuali dinyatakan melalui rujukan yang benar dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila di kemudian hari ditemukan hal-hal yang menunjukkan bahwa sebagian atau seluruh karya ini bukan karya saya, maka saya bersedia dituntut melalui hukum yang berlaku. Saya juga bersedia menanggung segala akibat hukum yang timbul dari pernyataan yang secara sadar dan sengaja saya nyatakan melalui lembar ini.
Cilegon, 02 Januari 2023
Shinta Nur Fadillah NPM. 3332160086
iii LEMBAR PENGESAHAN
Dengan ini ditetapkan bahwa Skripsi berikut:
Judul : Perancangan Sistem Kendali Suhu pada Plant Pemanas Menggunakan PID Controller dan Fuzzy Control Nama Mahasiswa : Shinta Nur Fadillah
NIM : 3332160086
Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Elektro
Telah diuji dan dipertahankan pada tanggal 02 Januari 2023 melalui Sidang Skripsi di Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Cilegon dan dinyatakan LULUS.
Dewan Penguji
Tanda Tangan
Pembimbing I : Heri Haryanto, S.T., M.T. ...
Pembimbing II : Dr. Siswo Wardoyo, M.Eng. ...
Penguji I : Dr. Alimuddin, S.T., M.M., M.T. ...
Penguji II : Cakra Adipura Wicaksana, S.T., M.T. ...
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Dr. Romi Wiryadinata, M.Eng.
NIP. 198307032009121006
iv PRAKATA
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, karena atas pertolongan dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan sempurna. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:
(1) Orang tua dan saudara saya yang telah memberikan bantuan dukungan, baik secara materil maupun doa tiada henti;
(2) Dr. Romi Wiryadinata, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Elektro,
(3) Heri Haryanto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing 1 yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini,
(4) Dr. Siswo Wardoyo, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing 2 yang juga telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini,
(5) Ir. Ri Munarto, M.Eng., selaku kepala Laboratorium Jurusan Teknik Elektro yang telah memperbolehkan saya untuk mengerjakan skripsi di Laboratorium Kendali,
(6) Teman-teman Jurusan Teknik Elektro 2016,
(7) Teman-teman baik dari mahasiswa/i Teknik Elektro UNTIRTA maupun non mahasiswa/i Teknik Elektro UNTIRTA, serta tetangga yang juga telah mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata, saya berharap kepada Allah Yang maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah banyak membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu ke depannya.
Cilegon, 14 Januari 2023
Penulis
v Universitas Sultan Ageng Tirtayasa ABSTRAK
Shinta Nur Fadillah Teknik Elektro
Perancangan Sistem Kendali Suhu pada Plant Pemanas Menggunakan PID Controller dan Fuzzy Control
Sistem kendali suhu merupakan sistem tidak linier dikarenakan sistem kendali suhu memiliki waktu tunda, inersia thermal yang tinggi, variasi parameter sistem, gangguan, dan sistem multivariabel. Beberapa kendali yang umum digunakan saat ini adalah pengendali PID dan kendali Fuzzy dengan kelebihan dan kelemahan yang dimiliki terhadap sistem yang tidak linier. Sistem kendali suhu dirancang dengan Labview bertujuan untuk meredam sistem berosilasi dan mengurangi nilai overshoot pada pengendali PID serta mempercepat settling time pada kendali Fuzzy.
Kinerja pengendali PID dan kendali Fuzzy terhadap sistem kendali suhu yang telah dirancang dibandingkan saat sistem diberikan set point sebesar 70°C. Hasil kendali suhu menggunakan pengendali PID dengan tipe PID dapat sedikit meredam osilasi pada sistem dengan delay time, rise time, dan peak time lebih cepat dibandingkan kendali Fuzzy, yaitu 209 s, 292 s, dan 427 s. Adapun persentase maksimum overshoot pengendali PID tipe PID lebih besar dibandingkan kendali Fuzzy, yaitu 24,28%. Sementara itu, kendali Fuzzy memiliki settling time lebih cepat dibandingkan pengendali PID, yaitu 999 s.
Kata Kunci:
Sistem kendali suhu, pengendali PID, kendali Fuzzy, Labview
vi Universitas Sultan Ageng Tirtayasa ABSTRACT
Shinta Nur Fadillah Electrical Engineering
Design of Temperature Control System in a Heating Plant Using PID Controller and Fuzzy Control
The temperature control system is a non-linear system because the temperature control system has a delay time, high thermal inertia, parameter variation systems, disturbances, and multivariable systems. Some of the controllers that commonly used are PID controller and Fuzzy control with their strength and weakness for non linier system. Temperature control system designed with Labview for damp the oscillating system and reduce the overshoot on PID controller and speed up the settling time on Fuzzy control. Performance of PID controller and Fuzzy control against temperature control system that has been designed are compared when the system given set point at 70°C. The results of temperature control using PID controller with PID type can slightly dampen oscillation in system with delay time, rise time, and peak time faster than Fuzzy control, i.e. 209 s, 292 s, dan 427 s. The maximum percentage of overshoot of PID controller with PID type is greater than Fuzzy control, i.e. 24,28%. Meanwhile, Fuzzy control has a faster settling time than PID controller, i.e. 999 s.
Keywords:
Temperature control system, PID controller, Fuzzy control, Labview
vii Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... i
LEMBAR PENYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
PRAKATA ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.4. Manfaat Penelitian ... 4
1.5. Batasan Masalah ... 4
1.6. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Sistem Kendali ... 6
2.2. Spesifikasi Respon Transien ... 7
2.3. Error Steady State ... 8
2.4. Pengendali PID ... 9
2.4.1.Karakteristik Pengendali PID ... 10
2.4.2.Metode Penalaan Pengendali PID ... 10
2.5. Fuzzy Logic Control ... 13
2.5.1.Fuzzy Logic ... 13
2.5.2.Fuzzy Control System ... 14
2.6. Pengendali Tegangan AC Satu Fasa ... 15
2.6.1.Operasi Dasar ... 15
2.6.2.Pengendali Satu Fasa dengan Beban Resistif ... 16
2.6.3.IC TCA 785 sebagai Pengendali Tegangan AC ... 17
viii Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
2.7. Penguat Transistor ... 17
2.8. Akuisisi Data ... 18
2.9. Termokopel Tipe K ... 19
2.10. Low Pass Filter ... 20
2.11. Kalibrasi Sensor ... 20
2.12. Kajian Pustaka ... 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 23
3.1. Metodologi Penelitian ... 23
3.2. Instrumen Penelitian ... 23
3.3. Perancangan Sistem Kendali Suhu ... 24
3.4. Perancangan Perangkat Keras ... 25
3.4.1.Penggunaan Terminal NI USB 6008 ... 26
3.4.2.Rangkaian Driver Pemanas ... 27
3.4.3.Rangkaian Penguat Transistor ... 28
3.4.4.Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 28
3.5. Perancangan Program pada Labview ... 29
3.5.1.Low Pass Filter... 30
3.5.2.Kalibrasi Termokopel ... 30
3.5.3.Pengendali PID ... 31
3.5.4.Kendali Fuzzy ... 32
3.6. Pengambilan Data ... 34
3.7. Tempat dan Waktu Penelitian ... 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 35
4.1. Pengujian Rangkaian Driver Pemanas... 35
4.2. Pengujian Plant Pemanas ... 36
4.3. Pengujian Rangkaian Penguat Transistor ... 37
4.4. Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 38
4.5. Pengujian Low Pass Filter ... 38
4.6. Pengujian Kalibrasi Sensor Termokopel ... 39
4.7. Pengujian Pengendali PID pada Rancangan Sistem ... 40
4.7.1.Penalaan Pengendali PID ... 41
4.7.2.Pengujian Tipe Kendali P ... 42
ix Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
4.7.3.Pengujian Tipe Kendali PI... 43
4.7.4.Pengujian Tipe Kendali PID ... 45
4.8. Pengujian Kendali Fuzzy pada Rancangan Sistem ... 46
4.9. Pembahasan Hasil Respon Sistem Menggunakan Kendali ... 47
BAB V PENUTUP ... 49
5.1. Kesimpulan ... 49
5.2. Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 51 LAMPIRAN
Lampiran A Hasil Perancangan Sistem Kendali Suhu ... A-1 Lampiran B Dokumentasi Pengujian ... B-1 Lampiran C Diagram Pulsa IC TCA 785 ... C-1 Lampiran D Front Panel Labview ... D-1 Lampiran E Program Labview ... E-1 Lampiran F Domain Range Himpunan Variabel dan Fungsi Keanggotaan F-1 Lampiran G Hasil Pengujian Plant Pemanas ... G-1 Lampiran H Penalaan PID ... H-1 Lampiran I Hasil Pengujian Kendali ... I-1 Lampiran J Output Kendali Sistem ... J-1 Lampiran K Klasifikasi Tipe Sistem ... K-1
x Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram blok sistem kalang terbuka ... 6
Gambar 2.2 Diagram blok sistem kalang tertutup ... 7
Gambar 2.3 Respon tangga satuan dengan parameter td, tr, tp, Mp, dan ts ... 7
Gambar 2.4 Sistem kendali umpan balik kesatuan ... 8
Gambar 2.5 Respon sistem dengan input step terhadap plant ... 11
Gambar 2.6 Kurva respon sistem bentuk S dengan L dan T ... 11
Gambar 2.7 Sistem kalang tertutup dengan 𝐾𝑝 ... 12
Gambar 2.8 Osilasi terus menerus secara kontinu dengan periode 𝑃𝑐𝑟 ... 12
Gambar 2.9 Desain sistem kendali Fuzzy ... 14
Gambar 2.10 Pengendali tegangan AC satu fasa dengan beban resistif ... 15
Gambar 2.11 Bentuk gelombang kendali tegangan AC ... 16
Gambar 2.12 Karakteristik pengendali tegangan AC satu fasa beban resistif ... 17
Gambar 2.13 Rangkaian bias pembagi tegangan ... 18
Gambar 2.14 Proses akuisisi data ... 18
Gambar 2.15 Sistem pengukuran suhu dengan termokopel ... 19
Gambar 2.16 Rangkaian pasif RC low pass filter ... 20
Gambar 3.1 Diagram blok perancangan sistem kendali suhu ... 24
Gambar 3.2 Perancangan perangkat keras sistem kendali suhu ... 25
Gambar 3.3 Perancangan penggunaan terminal NI USB 6008 ... 27
Gambar 3.4 Rangkaian driver pemanas ... 27
Gambar 3.5 Rangkaian penguat transistor ... 28
Gambar 3.6 Rangkaian pengkondisi sinyal termokopel ... 29
Gambar 3.7 Perancangan program pada Labview ... 30
Gambar 3.8 Perancangan kalibrasi termokopel ... 30
Gambar 3.9 Perancangan sistem kalang terbuka... 31
Gambar 3.10 Perancangan pengendali PID ... 31
Gambar 3.11 Perancangan kendali Fuzzy ... 33
Gambar 4.1 Sinyal-sinyal pengujian rangkaian driver pemanas ... 35
Gambar 4.2 Input tegangan vs sudut penyulutan ... 36
Gambar 4.3 Input tegangan vs tegangan beban ... 36
xi Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Gambar 4.4 Input tegangan vs suhu ... 37
Gambar 4.5 Output tegangan terukur pada Labview ... 38
Gambar 4.6 Pengujian low pass filter ... 39
Gambar 4.7 Respon sistem kalang terbuka pada plant pemanas ... 40
Gambar 4.8 Pengujian kalibrasi sensor termokopel ... 40
Gambar 4.9 Pengujian PID tipe P untuk metode pertama Ziegler-Nichols ... 42
Gambar 4.10 Pengujian PID tipe P untuk metode kedua Ziegler-Nichols ... 43
Gambar 4.11 Pengujian tipe kendali PI untuk metode pertama Ziegler-Nichols . 44 Gambar 4.12 Pengujian tipe kendali PI untuk metode kedua Ziegler-Nichols ... 44
Gambar 4.13 Pengujian tipe kendali PID untuk metode pertama Ziegler-Nichols45 Gambar 4.14 Pengujian tipe kendali PID untuk metode kedua Ziegler-Nichols .. 45
Gambar 4.15 Pengujian kendali Fuzzy dengan rule base 5x5 ... 47
xii Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kesalahan keadaan tunak dalam bentuk penguatan K ... 9
Tabel 2.2 Aturan penalaan PID dengan metode pertama Ziegler-Nichols ... 11
Tabel 2.3 Aturan penalaan PID dengan metode kedua Ziegler-Nichols ... 13
Tabel 3.1 Spesifikasi heater cup ...26
Tabel 3.2 Rule base 5x5 ... 33
Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian penguat transistor ...37
Tabel 4.2 Nilai 𝐾𝑝, 𝑇𝑖, dan 𝑇𝑑 menggunakan metode pertama Ziegler-Nichols ... 41
Tabel 4.3 Nilai 𝐾𝑝, 𝑇𝑖, dan 𝑇𝑑 menggunakan metode kedua Ziegler-Nichols ... 42
Tabel 4.4 Hasil respon sistem dengan metode pertama Ziegler-Nichols ... 47
Tabel 4.5 Hasil respon sistem dengan metode kedua Ziegler-Nichols ... 48
Tabel 4.6 Hasil respon sistem dengan kendali Fuzzy ... 48
1 Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Suhu merupakan salah satu parameter penting yang dikendalikan dalam industri, dikarenakan secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan [1]. Kendali suhu pada bidang industri dapat diaplikasikan pada boiler, thermal analyzer, industri keramik, metalurgi, dan industri susu. Selain bidang industri, pengendalian suhu juga dapat diaplikasikan pada green house [2] [3] [4] [5].
Salah satu aplikasi pengendalian suhu pada industri adalah boiler. Boiler dipanaskan hingga ribuan derajat celcius, sehingga peletakan sensor harus jauh dari sumber panas agar sensor tidak meleleh [2]. Selain itu, sistem pemanas pada industri keramik dan metalurgi yang memiliki sistem pemanasan suhu hingga 900°C menyebabkan sensor tidak dapat diletakkan pada sumber panas juga. Hal tersebut menyebabkan proses distribusi panas dari sumber panas ke sensor memiliki waktu tunda [2]. Pengendalian suhu pada plant power khususnya pada plant uap juga memiliki waktu tunda dan inersia yang besar [2]. Aplikasi pengendalian suhu lainnya yaitu industri susu khususnya pada plant pasteurisasi susu, memiliki variasi parameter sistem, sistem nonlinier yang melekat pada sistem, dan perubahan kondisi operasi selama pemrosesan [3].
Berdasarkan contoh-contoh aplikasi pengendalian suhu yang telah disebutkan, sistem kendali suhu memiliki waktu tunda, inersia thermal yang tinggi, variasi parameter sistem, dan gangguan. Selain itu, juga memiliki parameter yang multivariabel [6]. Hal ini menyebabkan sistem kendali suhu digolongkan ke dalam sistem yang tidak linier. Ketidaklinieran ini disebabkan adanya waktu tunda, inersia, variasi waktu, time lag, dan ketidakpastian [2].
PID controller (pengendali PID) merupakan salah satu jenis pengendali yang telah banyak digunakan di bidang industri. Diperkirakan lebih dari 95% pengendali PID digunakan dalam proses kendali di industri [7] [8]. Survei terbaru yang dipublikasikan pada tahun 2017 menunjukkan penggunaan kendali PID masih tinggi dibandingkan dengan teknik kendali lanjut yang telah dipelajari secara luas,
2
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
seperti kendali kokoh, kendali optimal, dan kendali cerdas [9]. Alasan pengendali PID banyak digunakan di industri dikarenakan memiliki struktur yang sederhana, mudah untuk melakukan penalaan parameter, serta penggunaannya sudah dari sekitar tahun 1930-an jauh sebelum era digital berkembang [10].
Pengendali PID telah dikenal kegunaannya dalam memberikan kendali yang memuaskan pada bidang sistem proses kendali, walaupun dalam beberapa situasi pengendali PID tidak menghasilkan akhir kendali yang memuaskan [11]. Salah satu situasi kinerja pengendali PID tidak menghasilkan akhir kendali yang memuaskan adalah saat menghadapi sistem non linier [2]. Pengendali PID biasanya membutuhkan pemodelan matematis untuk mendesain kendali. Jika pemodelan matematis kurang akurat, maka akan menurunkan kinerja kendali, terutama untuk sistem non linier dan sistem kendali yang kompleks [1].
Fuzzy control (kendali Fuzzy) merupakan salah satu metode kendali sistem yang saat ini banyak digunakan di beberapa bidang ilmu, di antaranya bidang teknik elektro, manajemen, ilmu komputer, biologi, agrikultural, dan industri perumahan serta minimarket [12] [13]. Kendali Fuzzy tidak memerlukan model matematis dari sistem yang akan dikendalikan dalam perancangannya dan bisa bekerja dalam kondisi dengan input yang kurang tepat [14]. Kendali Fuzzy memiliki empat komponen utama dalam proses perancangannya, yaitu rule base, fuzzifikasi, inferensi, dan defuzzifikasi [15].
Salah satu aplikasi kendali Fuzzy yaitu sistem kendali suhu. Kendali Fuzzy dapat mengatasi masalah dari sistem kendali suhu yang non linier dikarenakan kendali Fuzzy dapat meniru cara berpikir manusia dan merealisasikannya. Kendali Fuzzy biasanya mengimplementasikan strategi kendali yang berasal dari aturan linguistik, yang diterjemahkan ke dalam bentuk matematis melalui konsep dari aturan Fuzzy dan logika Fuzzy [1]. Hasilnya, diperoleh sistem yang memiliki ketahanan dan stabilitas yang kuat [6].
Penelitian mengenai sistem kendali suhu menggunakan metode pengendali PID dan kendali Fuzzy telah dilakukan oleh Rendra Dwi Firmansyah dkk. Hasil penelitian yang diperoleh yaitu untuk pengendali PID masih memiliki overshoot dan berosilasi [2]. Sementara itu, kendali Fuzzy rule base 5x5 tidak mengalami overshoot dan tidak berosilasi, akan tetapi masih memiliki settling time yang lama
3
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
[2]. Penelitian yang telah dilakukan oleh Cao Weibin dan Meng Qingjian menghasilkan sistem mengalami overshoot jika menggunakan pengendali PID dan sistem tidak mengalami overshoot jika menggunakan kendali Fuzzy [6].
Berdasarkan uraian yang telah dijabarkan pada latar belakang, maka pada penelitian ini akan dirancang sistem kendali suhu pada plant pemanas menggunakan kendali PID dan Fuzzy. Sistem kendali suhu yang dirancang diharapkan dapat meredam sistem yang berosilasi dan mengurangi nilai overshoot pada pengendali PID, serta mampu mempercepat settling time pada kendali Fuzzy.
Selain itu, respon sistem dari kedua kendali tersebut akan dibandingkan kinerjanya.
Labview digunakan untuk mengendalikan sistem kendali suhu dan menampilkan respon sistem.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijabarkan, maka rumusan masalah untuk penelitian ini meliputi:
1. Bagaimana merancang sistem kendali suhu pada plant pemanas menggunakan pengendali PID dan kendali Fuzzy di Labview?
2. Bagaimana meredam sistem yang berosilasi dan mengurangi nilai overshoot pada pengendali PID dan mempercepat settling time pada kendali Fuzzy terhadap sistem kendali suhu yang telah dirancang?
3. Bagaimana membandingkan hasil kinerja kendali PID dan Fuzzy pada sistem kendali suhu yang telah dirancang?
1.3. Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang masalah dan rumusan masalah yang telah dijabarkan, maka tujuan penelitian yang ingin dicapai di antaranya yaitu:
1. Merancang sistem kendali suhu pada plant pemanas menggunakan pengendali PID dan kendali Fuzzy di Labview.
2. Unjuk kerja sistem kendali suhu yang telah dirancang dapat meredam sistem yang berosilasi dan mengurangi nilai overshoot pada pengendali PID dan mempercepat settling time pada kendali Fuzzy.
3. Membandingkan hasil kinerja pengendali PID dan kendali Fuzzy pada sistem kendali suhu yang telah dirancang.
4
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini yaitu diharapkan dapat mempermudah dalam menganalisis karakteristik kendali PID dan Fuzzy pada sistem kendali suhu. Selain itu, diharapkan dapat menjadi referensi dalam melakukan riset mengenai sistem kendali suhu kedepannya. Terakhir, diharapkan dapat digunakan untuk menunjang praktikum di laboratorium kendali.
1.5. Batasan Masalah
Batasan masalah yang terdapat pada penelitian ini diuraikan sebagai berikut:
1. Proses kendali hanya melingkupi sistem kendali suhu yang dirancang.
2. Metode penalaan yang digunakan pada pengendali PID yaitu metode pertama Ziegler-Nichols dan metode kedua Ziegler-Nichols.
3. Rule base yang digunakan pada kendali Fuzzy yaitu 5x5.
4. Hanya menggunakan input unit step pada sistem kendali.
5. Tidak membahas kestabilan sistem secara rinci.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada penelitian ini terbagi menjadi 5 bab, dijelaskan secara singkat sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan mengenai latar belakang masalah pada penelitian ini, rumusan masalah yang terdapat pada penelitian ini, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah yang membatasi pembahasan pada penelitian ini, serta sistematika penulisan laporan penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas mengenai teori-teori yang dibutuhkan pada penelitian ini, di antaranya yaitu sistem kendali, spesifikasi respon transien, error steady state berdasarkan tipe sistem, pengendali PID, kendali Fuzzy, pengendali tegangan AC satu fasa, penguat transistor, akuisisi data, termokopel tipe K, low pass filter, kalibrasi sensor, dan kajian pustaka.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas mengenai metodologi penelitian dan instrumen yang digunakan pada penelitian ini. Selanjutnya, bab ini juga membahas mengenai
5
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
perancangan sistem kendali suhu, baik perancangan perangkat keras maupun perancangan program pada Labview. Selain itu, bab ini juga membahas mengenai pengambilan data penelitian yang telah dilakukan serta membahas tempat dan waktu penelitian yang telah dilakukan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan mengenai pengujian rangkaian driver pemanas yang telah dirancang, pengujian plant pemanas, pengujian rangkaian penguat transistor yang telah dirancang, pengujian rangkaian pengkondisi sinyal, pengujian program low pass filter, pengujian program kalibrasi sensor termokopel, serta pengujian pengendali PID dan kendali Fuzzy pada sistem yang telah dirancang dengan Labview. Selain itu, bab ini juga membandingkan hasil respon kendali dari pengendali PID dan kendali Fuzzy.
BAB V PENUTUP
Bab ini membahas mengenai kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan secara singkat, padat, dan jelas. Selain itu, bab ini juga membahas mengenai saran- saran untuk penelitian yang akan datang.
51 Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
DAFTAR PUSTAKA
[1] Saini, S. dan S. Rani, “Temperature Control Using Intelligent Techniques,”
Advanced Computing & Communication Technologies, pp. 138-145, 2012.
[2] Firmansyah, R. D., O. Wahyunggoro dan A. I. Cahyadi, “Sistem Kendali Suhu menggunakan PID Ziegler-Nichols dan Fuzzy Logic,” The 7th Conference on Information Technology and Electrical Engineering, Yogyakarta, 2015.
[3] Adegbola, O., E. Ojo, D. Aborisade dan P. Adewuyi, “An Optimization Approach for Energy Minimization and Temperature Control of Milk Pasteurization Plant,” International Journal of Electrical Engineering and Technology, vol. 13, no. 9, pp. 1-14, 2022.
[4] Revathi, S. dan N. Sivakumaran, “Fuzzy Based Temperature Control of Greenhouse,” International Federation of Automatic Control, vol. 49, no. 1, pp. 549-554, 2016.
[5] Wei, F., “The PLC-based Industrial Temperature Control System: Design and Implementation,” MATEC Web of Conferences, Zhengzhou, 2017.
[6] Weibin, C. dan M. Qingjian, “Based on PLC Temperature PID-Fuzzy Control System and Simulation,” International Conference on Information, Networking, and Automation (ICINA), vol. 2, pp. 417-421, 2010.
[7] Åström, K. J. dan T. Hägglund, PID Controller: Theory, Design, and Tuning, United State: Instrument Society of America, 1995.
[8] Firdausyah, M. J. D., P. W. Rusimamto, B. Suprianto dan Endryansyah,
“Sistem Pengendali Suhu Air Nutrisi pada Hidroponik NFT Berbasis PID Controller,” Jurnal Teknik Elektro, vol. 11, no. 1, pp. 117-125, 2022.
[9] Zhang, J. dan L. Guo, “Theory and Design of PID Controller for Nonlinear Uncertain Systems,” IEEE Control Systems Letters, vol. 3, no. 3, pp. 643-648, 2019.
[10] Setiawan, I., Kontrol PID untuk Proses Industri, Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2008.
52
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
[11] Ogata, K., Modern Control Engineering, New Jersey: Prentice Hall, 2010.
[12] Alimuddin, R. Arafiyah, D. M. Subrata dan N. Huda, “Development and Performance of a Fuzzy Logic Control System for Temperature and Carbon Dioxide for Red Chili Cultivation in an Aeroponic Greenhouse System,”
International Journal on Advanced Science Engineering Information Technology (IJASET), vol. 10, no. 06, pp. 2355-2361, 2020.
[13] Soehartono, A. I. dan B. Suprianto, “Sistem Kontrol Mini Lift Barang Menggunakan Fuzzy Logic Controller Sebagai Pengendali Kecepatan Motor DC Berbasis Labview,” Jurnal Teknik Elektro, vol. 09, no. 01, pp. 203-211, 2020.
[14] Afrian, V. dan S. Riyadi, “Comparison of Different Rule Base Matrix in Fuzzy Logic Controller,” The 8th Engineering International Conference, Indonesia, 2019.
[15] Wahab, F., A. Sumardiono, A. R. A. Tahtawi dan A. F. A. Mulayari, “Desain dan Purwarupa Fuzzy Logic Control untuk Pengendalian Suhu Ruangan,”
Jurnal Teknologi Rekayasa (JTERA), vol. II, no. 1, pp. 1-8, 2017.
[16] Allu, N. dan A. Toding, Sistem Kendali (Teori dan Contoh Soal Dilengkapi dengan Penyelesaian Menggunakan Matlab), Sleman: Deepublish, 2018.
[17] Leksono, E., Teknik Kontrol Automatik, Jakarta: Erlangga, 1995.
[18] Smuth, J., Process Control for Practitioners, OptiControls Inc, 2011.
[19] Hooda, D. dan V. Raich, Fuzzy Logic Models and Fuzzy Control, Oxford:
ALPHA SCIENCE INTERNATIONAL LTD., 2017.
[20] Yulmaini, Logika Fuzzy: Studi Kasus & Penyelesaian menggunakan Microsoft Excel dan Matlab, Yogyakarta: Penerbit ANDI, 2018.
[21] Hart, D. W., Power Electronics, New York: Mc-Graw-Hill, 2011.
[22] Anonim, Phase Control IC TCA 785, Siemens.
[23] Surjono, H. D., Elektronika : Teori dan Penerapan, Jember: Penerbit Cerdas Ulet Kreatif, 2007.
[24] Mismail, B., Dasar Teknik Elektro: Sistem Tenaga dan Telekomunikasi, Malang: Universitas Brawijaya Press, 2011.
53
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
[25] Sutarya, D., “Analisis Unjuk Kerrja Thermocouple W3Re25 pada Suhu Penyinteran 1500 C,” vol. 1, no. 1, pp. 16-24, 2008.
[26] Anonim, “Type K Thermocouple,” REOTEMP Instrument Corporation, 2011. [Online]. Tersedia di: https://www.thermocoupleinfo.com/type-k- thermocouple.htm. [Diakses 15 November 2020].
[27] Anonim, Manual on The Use of Thermocouples in Temperature Measurement, ASTM International.
[28] Silva, C. W. d., Sensors and Actuators Control Systems Instrumentation, Boca Raton: CRC Press, 2007.
[29] Hadi, A., Kalibrasi & Uji Kinerja Peralatan Ukur Laboratorium Air, Bogor:
IPB Press, 2022.
[30] Riyadi, S., Be Smart Matematika, Bandung: Grafindo Media Pratama, 2008.
[31] Kurniawan, A. dan B. Suprianto, “Rancang Bangun Sistem Pengendalian Suhu pada Inkubator Bayi Berbasis PID dan Labview 2014,” Jurusan Teknik Elektro, vol. 7, no. 3, pp. 225-232, 2018.
[32] Agustian, I., D. S. Prakoso, R. Faurina dan N. Daratha, “Sistem Kendali Suhu Mesin Tetas Telur Ayam Buras Menggunakan Kontroler PID dengan Metode Tuning Ziegler Nichols Open Loop Step Response,” Jurnal Amplifier, vol.
12, no. 1, pp. 1-5, 2022.
[33] Devendiranath. K, S. Othman, N. Sunar, H. H.B, A. Ismail, M. Ayob, M. M.
Azmi dan M. Hashim, “Position Tracking Performance with Fine Tune Ziegler-Nichols PID Controller for Electro-Hydraulic Actuator in Aerospace Vehicle Model,” International Conference on Man Machine System, pp. 1-8, 2021.
[34] Athoillah, M. N., M. S. Zuhrie, P. W. Rusimamto, dan N. Kholis, “Rancang Bangun PID Controller dengan Tuning Ziegler Nichols untuk Pengendalian Posisi Sudut Motor DC,” Jurnal Teknik ELektro, vol. 10, no. 02, pp. 537-545, 2021.
[35] Kurniawan, H., Pengantar Praktis Penyusunan Instrumen Penelitian, Sleman: Deepublish, 2021.
