9._fbc

7/25/2019 9._FBC

1/14

Okta Bani, ST, MT

Departemen Teknik Kimia

Universitas Sumatera Utara

1

Pengenalan Pengendali Umpan

BalikOkta Bani, ST, MT

Departemen Teknik KimiaUSU

Mempelajari konsep dan komponen sistem pengendali

umpan balik

Tujuan

EkspektasiMahasiswa mampu merancang komponen dasar suatu

sistem pengendali umpan balik untuk suatu proses dan

memahami respon dinamik tiap komponen sistem

7/25/2019 9._FBC

2/14

Okta Bani, ST, MT



2

Cara kerja dan perancangan sistem pengendali umpan

balik

Pemodelan tiap komponen sistem pengendali umpan

balik

Outline

Pendahuluan (1)

7/25/2019 9._FBC

3/14

Okta Bani, ST, MT



3

Merupakan sistem yang paling umum

Konsep (loop tertutup):

Pendahuluan (2)

Proses

Alat ukur

Pengendali

Alat

kendali

akhir

m

SP +

7/25/2019 9._FBC

4/14

Okta Bani, ST, MT



4

1. Mengukur nilai keluaran

2. Bandingkan dengan nilai yang diinginkan

3. Nilai penyimpangan dikirim ke pengendali utama

4. Pengendali mengubah nilai variabel yang dimanipulasi

Konsep Pengendalian Umpan BalikTahapan

Konsep Pengendalian Umpan BalikContoh (1)

Aliran Tekanan

7/25/2019 9._FBC

5/14

Okta Bani, ST, MT



5

Konsep Pengendalian Umpan BalikContoh (2)

Komposisi

Suhu

Untuk penyederhanaan, seringkali diagram mekanisme

pengendali diganti dengan lingkaran/kotak dengan

singkatan:

1. FC untuk pengendali aliran

2. PC, LC, TC, dan CC untuk pengendali tekanan, tinggi

cairan, suhu, dan komposisi

3. FT, PT, LT, TT, dan CT untuk pengukur dan transmisi

aliran, tekanan, tinggi cairan, suhu, dan komposisi

Konsep Pengendalian Umpan BalikCatatan

7/25/2019 9._FBC

6/14

Okta Bani, ST, MT



6

Konsep Pengendalian Umpan BalikContoh dengan Penyederhanaan

Komponen perangkat keras dasar rangkaian pengendali

umpan balik dapat dilihat dalam gambar di atas. Tiap

komponen dapat diwakili dengan fungsi transfer. Akan

tetapi, terdapat satu komponen yang tidak muncul pada

gambar di atas.

Diskusi: Komponen yang Hilang

7/25/2019 9._FBC

7/14

Okta Bani, ST, MT



7

1. Pengendali proporsional (P)

2. Pengendali proporsional-integral (PI)

3. Pengendali proporsional-integral-derivative (PID)

Tipe-tipe Pengendali Umpan Balik

oRespon sebanding dengan penyimpangan:

= +o

Nilai Kcdiwakili oleh proportional band (PB):

oFungsi transfernya:

Tipe-tipe Pengendali Umpan BalikPengendali Proporsional

7/25/2019 9._FBC

8/14

Okta Bani, ST, MT



8

oRespon:

= + +oNilai Idisebutreset time(dalam menit), dengan rentang

0,1 50 menit

oKadang Idikalibrasi sebagai 1/Idan disebut reset rate(dalam ulangan per menit)

oFungsi transfernya:

Tipe-tipe Pengendali Umpan BalikPengendali Proporsional-Integral (1)

oHasil respon step:

Tipe-tipe Pengendali Umpan BalikPengendali Proporsional-Integral (2)

7/25/2019 9._FBC

9/14

Okta Bani, ST, MT



9

oRespon:

oPengendali derivative disebut juga pengendali

antisipativeoFungsi transfernya:

Tipe-tipe Pengendali Umpan BalikPengendali Proporsional-Integral-Derivative

oRespon terhadap penyimpangan tetap tidak nol tidak

menghasilkan pengendalian karenad/dt= 0

o

Respon tidak tetap dengan penyimpangan hampir nol,dapat menghasilkan perhitungan turunan yang besar

Tipe-tipe Pengendali Umpan BalikKelemahan Pengendali Derivative

7/25/2019 9._FBC

10/14

Okta Bani, ST, MT



10

oLaju alir umumnya diperoleh dengan mengukur gradien

tekanan berdasarkan persamaan Bernoulli:

Alat Ukur: Laju Alir

oDipasang bersama alat ukur laju alir untuk mengukurlaju alir.

oAlat populer untuk mengukur tekanan adalah variable

capacitance differential pressure transducer

oBerdasarkan neraca gaya diperoleh model orde dua:

*Penurunan model dapat dilihat di buku Stephanopoulos,Appendiks 11A

Alat Ukur: Tekanan

7/25/2019 9._FBC

11/14

Okta Bani, ST, MT



11

oYang paling umum:

termokopel, termometer

tahanan, dan termistor

oDapat dimodelkan sebagai

sistem orde satu (A):

Alat Ukur: Suhu (1)

oAtau orde dua (B):

Alat Ukur: Suhu (2)

7/25/2019 9._FBC

12/14

Okta Bani, ST, MT



12

oCiri utama: keterlambatan respon yang besar (tidak

efektif)

oCiri lain: susah dikalibrasi, mudah rusak, dan biaya

tinggi

Alat Ukur: Komposisi

oAda 2 jenis: pneumatik dan elektrik

oPerilaku dinamik saluran transmisi pneumatik dapat

diabaikan, kecuali jika perubahan proses terlalu cepatatau saluran transmisi terlalu jauh maka dapat

dimodelkan menjadi:

Saluran Transmisi

7/25/2019 9._FBC

13/14

Okta Bani, ST, MT



13

oUmumnya kerangan pneumatik

oMemiliki respon orde dua

oKarena respon yang cepat, dinamika orde dua dapat

diabaikan dan hanya tersisa konstanta pembesaranoLaju alir untuk cairannonflashing:

oK = konstanta kerangan dan f(x) = kurva karakteristik

aliran

Alat Kendali Akhir

7/25/2019 9._FBC

14/14

Okta Bani, ST, MT



14

Rancanglah rangkaian pengendalian untuk penukar panas

berikut. Tujuan pengendalian adalah untuk

mempertahankan suhu keluar aliran dingin pada harga set

point.

Latihan

9._fbc

Documents