1. PROSES KONTROL
Oleh :
Pamor Gunoto, MT
TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS RIAU KEPULAUAN
BATAM

2. PROSES
• Adalah operasi yang dilakukan untuk merubah input
menjadi output dengan menggunakan energi tertentu
Input : Air dingin
Output : Air panas
Energi : Steam

3. KONTROL
• Adalah proses yang mengontrol Final Control Element (FCE) untuk
merubah Variabel Manipulasi (MV) untuk menjaga Variabel Proses
(PV) pada set point yang diinginkan

4. Proses Kontrol

5. Proses Kontrol

6. • Variabel yang dikendalikan
Variabel aktual yang selalu dipantau dan dijaga pada nilai
tertentu yang diinginkan dalam proses
• Variabel yang diukur
Kondisi dari variabel yg dikendalikan (controlled variable)
pada saat tertentu dalam pengukuran
• Sensor
Alat ukur variabel yg dikendalikan yang menghasilkan sinyal
output sebagai indikasi status
Komponen Diagram Blok

7. • Sinyal Feedback
Output dari measurement device
• Set point
Nilai dari controlled variable yang diinginkan
• Error Detection
Perbandingan antara set point dengan sinyal
feedback dan menghasilkan sinyal output sesuai
dengan perbedaan tersebut
• Sinyal Error
Output dari error detector
Komponen Diagram Blok

8. • Kontroler
Menerima error sebagai input dan menghasilkan sinyal
kontrol untuk melakukan proses terhadap controlled variable
sehingga menjadi sama dengan set point
• Aktuator
Alat yang secara fisik melakukan proses sesuai instruksi
kontroler dengan menggunakan sumber energi
• Variabel yang dimanipulasi
Besaran fisik yang merupakan hasil dari kerja aktuator
Komponen Diagram Blok

9. • Plant/Proses
Proses tertentu yang dikontrol oleh sistem
• Disturbance/gangguan
Faktor pengganggu yang menyebabkan perubahan pada
variabel
Komponen Diagram Blok

10. Proses Kontrol

11. Keterangan Istilah
• Manipulasi Variabel (MV)
Variabel yang diberikan kepada proses
• Final Control Elemen (FCE)
Alat yang digunakan untuk merubah MV
• Controlled Output (CO)
Sinyal dari kontroler untuk FCE
• Variabel Proses (PV)
Output proses yang merespon perubahan MV
• Set Point (SP)
Nilai yang digunakan untuk menjaga nilai PV

12. Keterangan Istilah
• Bukaan valve akan mempengaruhi tekanan uap panas
(MV) yang mempengaruhi temperatur (PV)
Controller
SP

13. Contoh Plant
Dengan membuka valve akan mengalirkan steam sehingga
meningkatkan temperatur air dan sebaliknya

14. Kontrol Proses
• Output dikontrol dengan perbedaan yang
terjadi antara variabel proses dengan set point
• Disebut juga dengan Feedback Kontrol atau
output yang terkontrol
• Keluaran kontroler merupakan fungsi dari
error
• Error adalah selisih antara Set Point (SP) dan
Variabel Proses (PV).

15. Mode Kontrol
1. Mode Manual
• Dimana operator akan mengatur keluaran pada Final
Control Element (FCE) untuk menjaga Set Point
supaya tetap

16. 2. Mode On-Off
• Kontrol On-Off memberikan ke kontroler (FCE) output
dengan On-Off.
• Dan Element kontroler On-Off

17. Set Point On-Off
• Pada Heat Exchanger, jika thermostat di set pada 110o F dan
deadband 20o F, maka steam valve akan ON pada 100o F
dan akan OFF pada 120o F
110o F
100o F
120o F

18. 3. Mode PID
• Memberikan renspon pada error dengan output kontroler
pada modulasi 0% sampai 100%
• Kontrol FCE pada range yang bervariasi (command value)

19. Mode PID
• Kontrol waktu proporsional (Time Proportional Control)
adalah merupakan bagian dari Mode PID yang akan
memodulasi on-off pada FCE yang mempunyai kondisi ON-
OFF
•Pada saat PID 100%
maka sinyal pada FCE akan
10 detik ON dan akan
berulang
•Pada saat PID 70% maka
sinyal pada FCE akan 7
detik ON dan 3 detiki OFF
dan akan berulang

20. Elemen Kontrol
• Ada 4 macam Elemen Kontrol
1. Proses
2. Sensor : untuk mengukur Variabel Proses (PV)
3. Final Control Elemen (FCE) : untuk merubah
Manipulasi Variabel (MV)
4. Kontroler

21. Elemen Kontrol

22. Elemen Kontrol
• Proses adalah suatu bentuk fisik yang berisi
karakteristik yang akan dirubah
• Sensor adalah mengukur nilai output proses (PV)
• Final Control Elemen (FCE) adalah alat atau
equipment yang digunakan untuk memanipulasi
sumber perubahan.
FCE menerima perintah dari kontroler.
• Kontroler adalah pemberi perintah ke FCE.
Kontroler dapat berupa operator, saklar, PLC/DCS,
dll

23. Karakteristik Proses
• Dimodelkan dengan menggunakan model
matematik
• Menggunakan persamaan differensial
• Orde proses dinyatakan pangkat paling tinggi dari
persamaan differensial
• Orde proses akan menggambarkan bagaimana
proses akan merespon aksi kontrol
• Biasanya menggunakan fungsi step sebagai alat uji
respon proses

24. Kurva Reaksi
• Adalah Grafik pada output kontroler dan Variabel
Proses dengan acuan waktu
• Kurva reaksi untuk mengetahui suatu Variabel Proses
saat stabil terhadap perubahan Variabel Proses

25. Proses Orde Pertama
(first order)
• Mempunyai respon eksponensial terhadap fungsi step
• Mempunyai 3 parameter yaitu :
1. Dead time
2. Time constant
3. Gain PV merespon 5% pada CO

26. Dead Time
• Adalah periode waktu antara perubahan CO dengan perubahan
PV yang diukur
• Sering terjadi pada sistem trasportasi material (conveyer belt,
waktu kompresi dll)
• Dead time akan menentukan bagaimana ketatnya “tightly”
proses dapat dituning dan stabil
CO telah
berubah saat
to = 35 s dan
baru t1=42 s
PV berubah
juga
Dead time = t1 – t0 = 42 -35 = 7 s

27. Dead Time
• Dianggap oleh kontroler sebagai fungsi time
konstan sensor, FCE dan proses

28. Time Konstan Proses
• Adalah waktu yang diperlukan untuk PV untuk mendekati 63,2 % dari
kondisi steady state fungsi step proses orde pertama
• Untuk menghitung time konstan dengan melihat PV sebesar 63,2 %
dari harga fungsi step stabil atau nilai PV akhir

29. Time Konstan Proses
PV telah stabil pada 110 F untuk menuju fungsi step CO, setelah fungsi step PV stabil
pada 120 F maka perubahan pada PV adalah :
Harga PV setelah siklus time konstan
Waktu yang diperlukan PV dari mulai berubah 110 F ke kondisi setelah 116,32 F
adalah :

30. Time Konstan Proses
• Time konstan proses sering disebut juga proses lag
• Dianggap oleh kontroler sebagai fungsi time konstan
sensor, FCE dan proses

31. Aksi Proses
• Adalah perubahan variabel proses (PV) terhadap
perubahan controlled output (CO)
• Aksi proses berhubungan dengan tanda dari
proses gain
• Bila proses gain positif maka aksi gain adalah gain
langsung (direct gain) dan apabila gain negatif
maka aksi gain adalah gain kebalikan (reverse
gain)
• Contoh :
Pada sistem Hot Water, bila control valve
membuka 10% dari kondisi awal dan temperature
meningkat 200 F, maka proses gain adalah 200
F/10% atau 20 F/%

32. Aksi Proses
• Aksi proses langsung (direct) adalah PV akan meningkat
dengan meningkatnya CO
• Aksi proses terbalik (reverse) adalah PV akan menurun
dengan meningkatnya CO
• Aksi kontroler harus kebalikan terhadap proses, maka
apabila diletakkan direct kontroler pada proses langsung
maka kondisi yang semakin jauh pada nilai PV
PV CO

33. Aksi Proses
• Feedback Kontrol
TT
Controller
steam
Heat exchanger
Final
control
element
Sensor
(Temperature
Transmitter)
output

34. Aksi Proses
• Feedfoward Kontrol
TTController
steam
Heat exchanger
Final
control
element
Sensor
(Temperature
Transmitter)
input

35. Orde Proses
• Proses dengan sistem orde yang lebih tinggi akan menunjukkan
gejala osilasi pada respon waktu fungsi step
• Ada tiga posisi pada proses yang berosilasi
1. Over damped (Redaman Lebih)
2. Under damped (Redaman Kurang)
3. Critical damped (Redaman Kritis)

36. Overdamped Respon
• Over damped respon akan menunjukkan gejala yang
lebih lambat pada kodisi awal respons (initial respon)
pada orde proses yang lebih tinggi dari pada orde proses
yang lebih rendah

37. Over damped Respon
• Efek lambatnya initial respon pada orde proses tinggi akan
mempengaruhi lambatnya tuning kontroler (lebih sulit untuk tuningnya)
• Tidak ada nilai tuning yang akan menghilangkan osilasi pada orde
proses tinggi

38. Critical Respon
• Tidak ada osilasi, tetapi ada overshoot sedikit pada saat
menuju kondisi stady state

39. SEMOGA BERMANFAAT