laporan pi

LAPORAN PRAKTIKUMSISTEM KONTROLPengendali P I

Disusun olehReza Mustofa141724025

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIKJURUSAN TEKNIK ENERGIPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015BAB 1

1.1. TUJUAN

A. Mengtahui karakteristik proses mengggunakan pengendali P - I

1.2. DASAR TEORI Penambahan fungsi aksi integral pada pengendali proporsional adalah menghilangkanoffsetdengan tetap mempertahankan respons. Pada pengendali proporsional-integral sistem pengendali cenderung mudah osilasi, sehingga PB perlu lebih besar.Aksi integral merespons besar dan lamanyaerror. Aksi integral dapat dinyatakan dalam menit per-pengulangan (= waktu integral) atau pengulangan per-menit (konstanta integral). Respon loop terbuka pengendali proporsional integral (PI) Catatan:Waktu integral tidak boleh lebih kecil disbanding waktu mati proses sebab valve akan mencapai batas sebelum pengukuran (PV) dapat dibawa kembali kesetpoint.Ketika aksi integral diterapkan pada sistem pengendalian yang memilikierrordalam waktu yang lama, misalnya proses batch, maka aksi integral akan mengemudikan sinyal kendali kea rah keluaran maksimum menghasilkanintegral resr wind-upatrau ke arah minimum (integral reset wind-down).Pengontrol Integral berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki kesalahan keadaan mantap nol (Error Steady State = 0 ). Jika sebuah pengontrol tidak memiliki unsur integrator, pengontrol proporsional tidak mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan keadaan mantapnya nol.Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t)=[]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan di atas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u=Kd.[ e/ t] Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde systemKeluaran pengontrol ini merupakan hasil penjumlahan yang terus menerus dari perubahan masukannya. Jika sinyal kesalahan tidak mengalami perubahan, maka keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan. Sinyal keluaran pengontrol integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh kurva kesalahan / error.Ciri-ciri pengontrol integral :1. Keluaran pengontrol integral membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga pengontrol integral cenderung memperlambat respon.2. Ketika sinyal kesalahan berharga nil, keluaran pengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.3. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukkan kenaikan atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai Ki.4. Konstanta integral Ki yang berharga besar akan mempercepat hilangnya offset. Tetapi semakin besar nilai konstanta Ki akan mengakibatkan peningkatan osilasi dari sinyal keluaran pengontrol.5. Pengendali integral tidak dapat berdiri sendiri, untuk itu penggunaannya bersamaan dengan pengendali proportional. Pengendali PI memiliki sifat gabungan antara pengendali proprtional (respon cepat) dan pengendali integral (menghilangkan offset). Pengendali PI banyak digunakan di dalam suatu system pengendalian proses.

Hubungan input-output pengendali PI:u(t) = (100/PB)[e(t) + (1/TI) e(t).dt]

BAB 2

2.1. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Bukalah file simulasi sistem pengendalian proses dengan menggunakan2. Software Simulink-Matlab untuk pengendali PI (tanyakan pada Instruktur nama file-nya).3. Posisikan semua switch seperti pada gambar di bawah.4. Pastikan Load (in) dan Load (out) = 05. Amati semua parameter yang ada, catatlah semua data yang ada.6. Jalankan program simulasinya dengan menekan tombol Start pada file7. simulasi yang ada. Amati semua hasil pengukuran pada simulasi tersebut dan catatlah pada lembar kerja anda.8. Ubahlah set-pointnya menjadi lebih besar dari semula. Jalankan program simulasinya dan catatlah hasil-hasilnya.9. Ubahlah set-pointnya menjadi lebih kecil dari semula. Jalankan program simulasinya dan catatlah hasil-hasilnya.10. Ubahlah gain pengendali menjadi setengah kali semula. Jalankan program simulasinya dan catatlah hasil-hasilnya.11. Kembalikan nilai gain pengendali menjadi seperti semula. Ubahlah besarnya reset time pengendali menjadi dua kali semula. Jalankan program simulasinya dan catatlah hasil-hasilnya.

Gambar 2.1. Rangkaian simulasi pengendali P - I

Lakukan simulasi dengan konfigurasi seperti tabel berikutPercobaan:SetpointLoad inLoad outDead timeKPKI

1P, tanpa load50000.50.10

2PI, tanpa load50000.50.10.1

3Pengaruh perubahan KP50000.50.080.1

4Pengaruh perubahan KP50000.50.120.1

5Pengaruh perubahan KI50000.50.10.075

6Pengaruh perubahan KI50000.50.10.15

7Pengaruh pemberian load in500.100.50.10.1

8Pengaruh pemberian load out50050.50.10.1

9Pengaruh perubahan setpoint25000.50.10.1

Tabel 2.1. Konfigurasi simulasi pengendali P - I1. Amati perubahan pada proses karena pengaruh pengendali P I, pemberian load dan perubahan setpoint.2.2. HASIL PERCOBAANnooffsetmax overshootunder shootamplitudo decayrise timesettling time

19,1

204,16%0,22%0,961,873,03

300,10%0,02%3,552,7

4011,88%1,35%1,462,86

50,081,94%2,23%1,985,11

608,66%0%1,757,63

70,04

80,02

90

Tabel 2.2 Hasil simulasi pengendali P I

1. Hasil simulasi percobaan 1

Set Point, Process Variable, Error, Manipulated Variable Gambar2.2 Hasil simulasi percobaan 1


Set Point, Process Variable, Error, Manipulated Variable Gambar 2.3 Hasil simulasi percobaan 2




Set Point, Process Variable, Error, Manipulated Variable Gambar 2.5 Hasil simulasi percobaan 5. Hasil simulasi percobaan 5

Set Point, Process Variable, Error, Manipulated VariableGambar 2.6 Hasil simulasi percobaan 5


Set Point, Process Variable, Error, Manipulated VariableGambar 2.7 Hasil simulasi percobaan 6







2.3. ANALISIS

A. Fungsi utama parameter KI pada pengendali PI ( perbandingan percobaan 1 & 2)PercobaanKIOffset

109.1

20,10.00

Tabel 2.3 Perbandingan offset pengaruh KI

Dari data percobaan di atas didapatkan hasil fungsi utama parameter KI pada pengendali PI adalah untuk menghilangkan offset pada proses yang diesbabkan oleh pengendali proportional.

B. Pengaruh perubahan nilai Kp terhadap besarnya nilai max overshoot, undershoot, rise time dan settling time proses (bandingkan hasil percobaan 2, 3, 4)PercobaanKpMax. OvershootMax. UndershootAmplitude DecayRise TimeSettling Time

20.14.16%0,22%0.961.873.03

30.080.10%0,02%3.552.70

40.1211.88%1.35%1.462.86

Tabel 2.4 Perbandingan berbagai properties pengaruh nilai Kp dan bias

Nilai Kp berbanding lurus dengan nilai max overshoot, undershoot dan settling time. Semakin besar nilai Kp maka semakin besar juga nilai max overshoot, undershoot dan settling time, begitu juga sebaliknya. Nilai Kp berbanding terbalik dengan rise time, semakin besar nilai Kp semakin kecil rise time dan sebaliknya.

C. Pengaruh perubahan nilai Ki terhadap besarnya nilai max overshoot, undershoot, rise time dan settling time proses (bandingkan hasil percobaan 2, 5, 6)PercobaanKIMax. OvershootMax. UndershootAmplitude DecayRise TimeSettling Time

20.14.16%0,22%0.961.873.03

50.0751.94%2.23%1.985.11

60.158.66%0%1.757.63

Tabel 2.5 Perbandingan berbagai properties pengaruh nilai KI

Dari data percobaan di atas didapatkan hasil semakin besar nilai Ki maka semakin besar nilai overshoot dan settling timenya. Sedangkan semakin besarnya nilai Ki maka nilai undershoot dan rise timenya semakin kecil.

D. Pengaruh perubahan load proses (load in dan/atau load out) terhadap offset (bandingkan percobaan 2, 7, 8)

PercobaanKIKpLoad InLoad OutOffset

20.10.1000.00

70.10.10.100.01

80.10.1050.00

Tabel 2.6 Perbandingan offset pengaruh load

Dari data percobaan di atas didapatkan hasil dengan adanya nilai Ki maka load proses ( load in dan load out ) tidak berpengaruh terhadap offset.

E. Pengaruh perubahan set point terhadap offset (bandingkan percobaan 2 & 9)

PercobaanSet PointKIKpOffset

2500.10.10.00

9250.10.10.00

Tabel 2.7 Perbandingan offset pengaruh setpoint

Dari data percobaan di atas didapatkan hasil dengan adanya nilai Ki maka perubahan set point tidak berpengaruh terhadap offset.

F. Sifat-sifat pengendali PI secara umumPengendali PI memiliki sifat gabungan antara pengendali P (respon cepat) dan pengendali I (menghilangkan offset). Pengendali PI banyak digunakan di dalam suatu system pengendalian proses.

G. Keunggulan pengendali PI dibandingkan dengan pengendali P-OnlyKeunggulan pengendalian PI ialah memiliki respon yang cepat dan tidak menghasilkan nilai offset dan pengendalian PI merupakan gabungan antara pengendali propotional dan integral (PI).

BAB III3.1. KESIMPULAN

Pengendali PI memiliki sifat gabungan antara pengendali P (respon cepat) dan pengendali I (menghilangkan offset). Pengendali PI banyak digunakan di dalam suatu system pengendalian proses. Parameter KI berfungsi menghilangkan offset pada proses yang diesbabkan oleh pengendali proportional.

3.2. DAFTAR PUSTAKA

http://serbamurni.blogspot.com/2013/12/laoran-praktikum-pengendalian-level.html, 07.23 13 Oktober 2015

http://putraekapermana.wordpress.com/2013/11/21/pid/, 10.47 13 Oktober 2015

laporan pi

Documents