1
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab pendahuluan ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, serta sistematika penelitian yang akan dilakukan.
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sekarang ini, air tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Air merupakan sumber kehidupan seluruh makhluk hidup di bumi, baik dalam rumah tangga atau bidang industri. Dalam suatu bidang industri, air akan mempengaruhi beberapa aspek yang meliputi ekonomi, sosial, serta kesehatan lingkungan didalam masyarakat (Harahap & Fakhrudin, 2018), tetapi pada saat ini kesadaran manusia untuk menjaga kebersihan air sangat kurang, sehingga untuk mendapatkan air yang bersih, dan juga sesuai standar tertentu saat ini terbilang mahal.
Oleh karena itu, perlu digunakannya sistem untuk mengelolah air yang kurang bagus agar mendapatkan air yang lebih baik, yaitu water treatment plant.
Water treatment plant (WTP) merupakan sistem atau sarana yang berfungsi untuk mengolah air dari kualitas air yang diinginkan sesuai standar mutu atau siap untuk dikonsumsi (Harahap & Fakhrudin, 2018). Water treatment plant pada dunia industri biasanya digunakan untuk mengolah air dari sumur (deep weel) untuk dijadikan air yang bersih sehingga dapat di konsumsi, dan juga dapat digunakan untuk produksi, chiller ataupun cooling water . Pada dunia industri water treatment plant terdapat beberapa proses hingga mendapatkan air yang bersih, air yang bersih ini akan ditampung pada tangki penyimpanan akhir yang tujuannya untuk digunakan sebagai bahan produksi diperusahaan. Pada dunia industri, dimana ada beberapa masalah yang sering terjadi yaitu ketika level ketinggian air pada suatu tangki tidak diketahui, sehingga pada saat tidak ada pengawasan tangki pengisian air memungkinkan terjadi
2 proses meluapnya air atau kosongnya tangki. Oleh karena itu, sistem pengendalian merupakan salah satu hal yang harusnya diperhatikan agar pengaturan level air dapat sesuai dengan set point yang dinginkan dalam waktu yang cepat dan dapat menjaga tangki air pada level yang telah di tentukan meski valve pada tangki terbuka (Muizz, 2019).
Didalam dunia industri selalu terdapat proses kendali yang merupakan kegiatan harian. Salah satu jenis pengendalian dalam bidang industri yang sangat populer adalah PID (Proposional, Integral, Derative) controller. Kendali PID merupakan salah satu metode kendali yang sangat umum digunakan di bidang industri karena mempunyai nilai presisi yang cukup tinggi, mudah untuk diaplikasikan, dan memiliki biaya yang rendah (Simanullang, 2017).
Pemodelan kendali pada plant dengan pemodelan matematika tidak mudah, maka dikembangkan metode eksperimental, salah satunya yaitu metode tuning Cohen- Coon. Pada metode tuning Cohen-Coon mampu memberikan nilai overshoot yang minimal dari pada metode Zieger-Nichols (Suharti & Sa’diyah, 2019).
Beberapa penelitian yang telah dilakukan adalah membahas mengenai pengendalian water pump untuk mengatur tinggi level air dengan algoritma PID pada plant water treatment, dimana pada penelitian ini di simpulkan bahwa penggunaan PID dapat membuat pengisian air ditangki menjadi lebih cepat (Fahmi, 2019). Selanjutnya pengujian mengenai sistem PID pengendali level ketinggian air, dimana penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kendali PID dapat mengatur level air (Simanullang, 2017).
Penelitian selanjutnya yaitu aplikasi tuning metode Cohen-Coon pada pengendaian pH di tangki netralisasi pengolahan limbah, pada penelitian ini hasil step test untuk mendapatkan fungsi hantar menunjukkan bahwa sistem pengendali memiliki waktu keterlambatan yang lebih besar (Suharti & Sa’diyah, 2019).
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa metode pengendalian air dengan PID controller dapat melakukan pengendalian level air.
Sehingga pada tugas akhir ini penulis bertujuan untuk melakukan analisis level ketinggian air dengan PID controller menggunakan metode tuning Cohen-Coon.
3
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah yang dibahas pada tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana merancang pemodelan sistem pengendali level ketinggian air pada tangki penyimpanan water treatment plant.
2. Bagaimana merancang dan menentukan parameter sistem kendali PID controller agar dapat mengatur level ketinggian air pada set point yang telah ditentukan dengan metode tuning Zieger-Nichols.
3. Bagaimana merancang dan menentukan parameter sistem kendali PID controller agar dapat mengatur level ketinggian air pada set point yang telah ditentukan dengan metode tuning Cohen-Coon.
4. Bagaimana perbandingan respon sistem terkait rise time, maximum overshoot, dan error steady state sebelum dan sesudah digunakan kendali PID controller dengan metode tuning Zieger-Nichols dan metode tuning Cohen-Coon.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian dari tugas akhir ini adalah:
1. Untuk merancang pemodelan sistem pengendali level ketinggian air pada tangki penyimpanan water treatment plant.
2. Untuk merancang sistem kendali PID controller untuk mengatur level ketinggian air dengan metode tuning Zieger-Nichols.
3. Untuk merancang sistem kendali PID controller untuk mengatur level ketinggian air dengan metode tuning Cohen-Coon.
4. Untuk membandingkan respon sistem yang terkait yaitu rise time, maximum overshoot, settling time dan error stady state pada saat digunakan kendali PID controller dengan metode tuning Zieger-Nichols dan metode tuning Cohen- Coon.
4
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang ditetapkan pada pada pengerjaan tugas akhir ini adalah:
1. Metode kendali yang digunakan adalah metode kendali PID controller.
2. Penetuan paramater kendali PID adalah menggunakan metode Cohen Coon.
3. Pemodelan sistem dari tangki Water Treatment Plant (WTP) menggunakan model matematika dengan pendekatan tangki berbentuk tabung dengan membentuk laju aliran yang masuk ke Water Treatment Plant (WTP).
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian pada tugas akhir ini adalah:
1. Sebagai acuan perancangan sistem dalam penentuan parameter PID controller dalam pengendaian level ketinggian air pada perusahaan yang memiliki sistem tangki air.
2. Sebagai refrensi pada penelitian lebih lanjut dalam mengembangkan sistem pengendalian level ketinggian air pada tangki Water Treatement Plant.
1.6 Kerangka Penelitian
Pada penelitian ini menggunakan kerangka pemikiran sehingga dapat memberikan gambaran bagi pembaca tentang penelitian tugas akhir yang dikerjakan.
Kerangka pemikiran pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.1
5 Gambar 1. 1 Kerangka Pemikiran Penelitian
