KONTROL LEVEL PADA PLANT CE33 BERBASIS PI
Proposal Tugas Akhir
Oleh:
Rohma Agustiani (3232211027)
Program Studi Teknik Instrumentasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam
2023
i
Lembar Pengesahan
Proposal Tugas Akhir disusun untuk digunakan sebagai rencana kerja pada
pelaksanaan tugas akhir di
Politeknik Negeri Batam
Oleh:
Rohma Agustiani (3232211027)
Tanggal Sidang: DD MM, YYYY
Disetujui oleh :
1. Nama Penguji 1 NIK:
1. Nama
Pembimbing 1 NIK:
2. Nama Penguji 2 NIK:
2. Nama
Pembimbing 2 NIK:
i
Daftar Isi
Lembar Pengesahan ... i
Daftar Isi ... ii
Daftar Gambar ... iii
Daftar Tabel ... iii
Bab 1. Pendahuluan ... . . 1
1.1. Latar Belakang ... ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... ... 1
1.3. Tujuan ... ... 1
1.4. Manfaat ... ... 1
1.5. Batasan ... ... 1
1.6. Work Breakdown Structure ... ... 2
Bab 2. Tinjauan Pustaka ... . . 2
2.1. Plant CE33 Elektronic Prosess Control ... ... 2
2.1.1 sensor pressure transmitter ... ... 2
2.1.2 Sensor level transmitter ... ... 3
2.2. PI (PROPOTIONAL – INTEGRAL) ... ... 3
2.3. NI LabView ... ... 4
2.3.1 (Datalogging and Supervisory Control Module LabView) ... 5
2.4. Sistem Kontrol ... ... 5
Bab 3. Metode Pelaksanaan ... . . 6
3.1. Perancangan ... ... 6
3.2. Perancangan Sistem LabVIEW ... ... 6
Bab 4. Jadwal Pelaksanaan ... . . 7
4.1. Anggaran Biaya ... ... 7
4.2. Jadwal Pelaksanaan ... ... 7
Daftar Pustaka ... 8
Daftar Gambar
Gambar 1 Plant CE33 Elektronik Proses Kontrol ...2
Gambar 2 sensor pressure transmitter ...3
Gambar 3 sensor level transmitter ...3
Gambar 4 labVIEW ...4
Gambar 5 output pengontrolan PI untuk input langkah ...5
Gambar 6 Flowchart Kegiatan ...6
Daftar Tabel
Tabel 1 Work Breakdown Structure WBS ...2 Tabel 2 Anggaran Biaya ...7 Tabel 3 Jadwal Kegiatan ...7
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dalam proses pembelajaran pada program studi teknik instrumentasi mengenai sistem kendali berbasis PID di dalam proses pembelajaran tersebut tidak hanya secara teoristis tapi dilakukan secara pratikum, kondisi pratikum yang ada saat ini lebih ke pratikum dengan menggunakan simulasi software, hal ini dikarenakan perangkat simulasi hardware yang ada saat ini sudah tidak dapat di oprasikan lagi secara optimal dikarenakan ada beberapa prangkat yang sudah tidak dapat digunakan lagi, maka diperlukan satu penelitian untuk mengaktifkan kembali modul perangkat simulasi kontrol proses dengan metode terbaru sehingga dapat mendukung proses pembelajaran tersebut.
Beberapa penelitian yang terkait dengan simulasi hadware atau prototype dari proses yang ada di industri telah ada di lakukan, prototype tadi dapat digunakan dalam proses pembelajaran. Sebelumnya sudah ada penelitian pada plant CE33 elektronika proses control dengan judul analisa pressure dan level pada Plant CE33 elektronika proses control berbasis PID (Andi hartanto,2020) Pada penelitian tersebut peneliti melakukan proses pengukuran, pembacaan, dan analisa pada Plant CE33 Elektronik proses control.jalur rangkaian penelitian ini diantaranya melewati motor servo lalu kemudian sensor level. Peneliti menggunakan kontrol PID dengan trial dan error tuning untuk mendapatkan proses variabel mencapai setpoint dengan hasil yang baik.
Berbeda dengan penelitian sebelumnnya, pada penelitian ini dilakukan pengembangan seperti mengganti servo motor valve menjadi stepper motor valve.
Stepper motor valve dan servo motor valve digunakan dalam sistem control, tetapi keduanya memiliki karakteristik yang berbeda.Tujuan pengembangan menggunakan stepper motor valve adalah memberikan posisi yang presisi dalam penempatan karena gerakannya yang langkah demi langkah. Stepper motor valve lebih efisiensi dibandingkan dengan servo motor dan ketahanan yang lebih kuat dibandingkan dengan servo motor valve.sistem control berbasis PID dengan perangkat labview,saat ini pengguna kendali sistem PID sangat banyak digunakan dalam dunia industri maka di dalam ini kami menerapakan proses control simulasi elektronik pada Plant CE33 .Dengan menggunakan metode kontrol PID menggunakan intrerface menggunakan labview.
1.2 Tujuan Khusus Riset
Tujuan riset ini adalah membuat modul ajar sederhana untuk mengetahui sistem kerja sensor level dengan metode Kontrol PID dengan menggunakan interface labview untuk pembacaan hasil data dengan baik
1.3 Manfaat Riset
5
Manfaat riset ini untuk mengetahui sistem kerja sensor yang ada di Pant CE33 elektronika proses kontrol dengan metode kontol PID dan dapat merancang interface menggunakan software Labview
6
1.4.1 Urgensi Riset
Urgensi dari riset ini adalah untuk mendapatkan kontrol PID yang tepat melalui motor stepper sehingga nilai proses variabel mencapai setpoint degan cepat dan stabil tanpa ada overshoot
1.5 Temuan yang di targetkan
Target yang di lakukan dari project ini adalah mendapatkan kontrol PID yang tepat sehingga nilai proses variabel mencapai setpoint degan cepat dan stabil tanpa ada overshooct
1.6 Kontribusi Riset
Harapan kontribusi dari penelitian ini adalah pengembangan dan penerapan stepper motor valve sebagai pengendali laju aliran yang dapat meningkatkan efisiensi serta ketahanan dari komponen yang digunakan dan peningkatan dalamkecepatan transisi,presisi,dan responsivitas sistem kontrol
1.7 Luaran Riset 1. Laporan kemajuan 2. Laporan akhir 3. Artikel ilmiah
4. Desain Paten sederhana
7
BAB II TINJUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Kontrol Level dan pressure
Pada tahun 2022 telah ada penelitian dengan judul “Desain Sistem control level cairan dengan metode PID berbasis PLC” oleh Ratna Ika Putri.
Pengontrolan level air atau cairan pada sebuah tangki merupakan salah satu persoalan kontrol yang menarik khususnya dalam hal pengembangan metode controller. Beragam metode kontroller telah digunakan untuk menyelesaikan persoalan ini, diantaranya dengan menggunakan kontrol PID. Dalam persoalan pengontrolan ini, aktuator yang digunakan umumnya berupa keran atau valve pompa, kontribusi dari penelitian ini adalah terkait dengan pengembangan sistem kontrol level air menggunakan kontrol PID yang diterapkan pada sebuah tangki dengan pipa terbuka dibagian bawahnya serta pemodelan sistem dengan memasukkan tangki lain sebagai sumber cairan. Pemilihan metode kontrol PID ini karena metode ini cukup populer digunakan di industri dimana struktur kontrollernya yang sederhana yang terdiri dari tiga bagian namun efektif untuk pengendalian sistem yang bersifat linear
Pada penelitian yang akan dilakukan sistem kontrol ini akan di rancang dengan metode PID. Kontrol PID akan digunakan untuk menentukan setpoint.
Untuk hasil kontrol PID yang tepat sehingga nilai proses variable mencapai setpoint dengan cepat dan stabil tanpa ada overshoot. Kontrol PID akan dirancang dan dibangun dengan menggunakan sensor pressure transmitter sebagai menggukur suatu tekanan gas maupun cairan dan pressure level transmitter sebagai menggukur level ketinggian fluida dan mengirimkan hasil penggukuran level ketinggian fluida tersebut ke kontroler untuk dibaca hasil dari masing- masing sensor.
2.2 Sistem Monitoring berbasis labview
Penelitian yang telah dilakukan dengan judul “Pengendalian volume tangki menggunakan LabVIEW dan arduino uno” oleh Ardilessi. Kontrol level digunakan untuk menjaga titik set level terhadap nilai yang diberikan sehingga mampu menerima nilai-nilai set point secara dinamis. Pada proses industri fluida salah satu permasalahan yang sering terjadi adalah kontrol Level Coupled Tank.
Pengontrolan sistem ketinggian dilakukan melalui LabView 2013. Boards Arduino UNO digunakan untuk mengolah data pada sensor flow dan sensor ketinggian Data yang diperoleh dari sensor ketinggian dan sensor flow digunakan untuk mengatur masukan dan keluaran tangki air agar ketinggian air sesuai dengan ketinggian yang diinginkan.
Pada penlitian yang akan dilakukan sistem monitoring ini akan di rancang dengan menggunakan Labview. Perangkat lunak komputer untuk pemrosesan dan viusualisasi data dalam bidang akuisisi data.Salah satu bahasa pemograman yang sering digunakan untuk memantau kondisi kerja tersebut ialah LabView. Berbeda dengan bahasa pemograman lainnya yang berbentuk teks untuk instruksi, LabView (Laboratory VirtualInstrument Engineering Workbench) menggunakan grafis untuk mempresentasikan suatu intruksi. Dengan LabView dapat mendesain virtual instruments dengan membuat grafik interface di layar komputer yang memungkinkan untuk mengoperasikan program instrument, mengontrol hardware, dan menganalisa data dan menampilkan hasil.data dari masing- masing senso
8
9
BAB III METODE RISET
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Politeknik Negeri Batam, kususnya di gedung Rtf lantai 1 pada ruangan D1,Durasi pelaksanaan penelitian ini berlangsung selama 6 bulan
3.2 Bahan dan alat
Berikut tabel yang berisi daftar bahan dan alat yang dibutuhkan dalam riset
No Alat dan bahan No Alat dan bahan
1 Sensor pressure transmiter Sensor suhu
2 Sensor level transmiter Tangki pemanas
3 Stepper motor NI6211
4 Tangki penyimpanan utama Panel kontrol
5 Tangki penerima 6 Kompresor
3.3Tahapan penelitian
Perlu adanya tahapan pelaksanaan agar penelitian ini dapat berjalan dengan semestinya ,Penelitian mengikuti langkah yang terstruktur, sesuai dengan flowchart, perancangan ini dimulai dengan studi literatur untuk mencari refrensi yang akan dilanjutkan dengan pemogramana
Jumlah Rp.
4.1. Jadwal Pelaksanaan
Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan
No Jenis Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5
1. Studi Literatur
2. Pengujian Sensor dan Algoritma 3. Perancangan dan Pengujian
Program
4. Pembuatan Mekanikal 5. Pembuatan Elektrikal
6. Pengujian dan Pengambilan Data 7. Pembuatan Laporan
Daftar Pustaka
