SISTEM KENDALI INDUSTRI (INDUSTRIAL CONTROL SYSTEM)

Transkripsi

1 TI [2 SKS] OTOMASI INDUSTRI MINGGU KE-8 SISTEM KENDALI INDUSTRI (INDUSTRIAL CONTROL SYSTEM) disusun oleh: Mokh. Suef Yudha Prasetyawan Maria Anityasari Jurusan Teknik Industri 1

2 OUTLINE PERTEMUAN INI Industri Proses vs Industri Manufaktur Diskrit Continuous Control System Discrete Control System Jurusan Teknik Industri 2

3 DEFINISI INDUSTRIAL CONTROL SYSTEM Pengaturan otomatis dari unit yang beroperasi dan berbagai perlengkapan yang terkait yang bekerja selaras dengan integrasi dan koordinasi unit operasi ke dalam sistem produksi yang lebih besar Unit operasi Umumnya mengacu pada sebuah operasi/proses manufaktur Dapat juga berlaku bagi material handling dan perlengkapan lainnya Jurusan Teknik Industri 3

4 INDUSTRI PROSES DAN INDUSTRI MANUFAKTUR DISKRIT Industri Proses Operasi produksi dilakukan terhadap sejumlah volume material Material: liquids, gases, powders, dan lain-lain Industri Manufaktur Diskrit Operasi produksi dilakukan terhadap sejumlah unit/satuan material Part, unit produk Jurusan Teknik Industri 4

5 DEFINISI VARIABLE DAN PARAMETER Variabel output dari proses Parameter input terhadap proses Variabel kontinu dan parameter tidak pernah ter-interupsi selama waktu berlangsung Dapat dianggap analog dapat mengambil semua nilai pada range yang ditetapkan Tidak terbatas pada set nilai diskrit Variabel diskrit dan parameter hanya dapat mengambil nilai tertentu dalam range yang ditetapkan Jurusan Teknik Industri 5

6 VARIABEL DAN PARAMETER DISKRIT Kategori: Biner dapat menangkap dua jenis nilai ON atau OFF, 1 atau 0, dan sebagainya Diskrit selain biner dapat menangkap lebih dari dua jenis nilai tetapi dalam jumlah atau batasan tertentu (bukan infinite) Pulse data serangkaian pulses yang dapat dihitung Jurusan Teknik Industri 6

7 VARIABEL DAN PARAMETER DISKRIT VS KONTINU Jurusan Teknik Industri 7

8 JENIS JENIS KENDALI Sejalan dengan 2 jenis variabel dan parameter, maka jenis kendali juga dibagi menjadi 2 tipe: Continuous control variabel dan parameter bersifat continuous dan analog Discrete control variabel dan parameter umumnya bersifat diskrit/diskrit biner Jurusan Teknik Industri 8

9 CONTINUOUS CONTROL Tujuan utamanya adalah menjaga sebuah nilai dari variabel output tetap pada level yang diharapkan Parameter dan variabel umumnya bersifat kontinu Mirip dengan operasi dari sebuah feedback control system Sebagian besar continuous industrial processes memiliki banyak (multiple) feedback loops Contoh proses kontinu: Kendali output dari reaksi kimia yang tergantung pada temperatur, tekanan dan lain-lain Kendali dari posisi mata pahat terhadap benda kerja dalam sebuah mesin CNC Jurusan Teknik Industri 9

10 JENIS-JENIS KENDALI PROSES KONTINU Regulatory control Feedforward control Steady-State optimization Adaptive control Jurusan Teknik Industri 10

11 REGULATORY CONTROL Tujuan menjaga performa proses dalam level tertentu atau dalam toleransi tertentu Sesuai apabila performa terkait dengan sebuah ukuran kualitas Ukuran performa terkadang dihitung berdasarkan beberapa variabel oitput Ukuran performa ini disebut sebagai Index of performance (IP) Permasalahan yang terjadi adalah error harus terjadi untuk inisiasi tindakan terhadap proses Jurusan Teknik Industri 11

12 REGULATORY CONTROL Jurusan Teknik Industri 12

13 FEEDFORWARD CONTROL Tujuan mengantisipasi dampak dari gangguan (disturbances) yang akan mengganggu proses dengan cara mendeteksi (sensing) dan melakukan tindakan kompensasi sebelum berdampak pada proses Model matematis dapat digunakan untuk menggambarkan dampak gangguan terhadap proses Kompensasi penuh terhadap gangguan sulit dilakukan karena gangguan bervariasi sulit ditangkap dengan model matematis Umumnya dikombinasikan dengan regulatory control Regulatory control dan feedforward control lebih terkait dengan industri proses Jurusan Teknik Industri 13

14 FEEDFORWARD CONTROL BESERTA FEEDBACK CONTROL Jurusan Teknik Industri 14

15 OPTIMISASI STEADY-STATE Klasifikasi teknik optimasi dalam proses yang ada terkait dengan karakteristik berikut: 1. Well-defined index of performance (IP) 2. Hubungan yang diketahui antara variabel proses dan IP 3. Parameter sistem memberikan nilai yang dapat dihitung secara matemates untuk mengoptimalkan IP Termasuk dalam Open-loop system Teknik optimasi mencakup kalkulus diferensial, program matematis, dan lain-lain Jurusan Teknik Industri 15

16 STEADY STATE (OPEN-LOOP) OPTIMAL CONTROL Jurusan Teknik Industri 16

17 ADAPTIVE CONTROL Optimasi steady-state merupakan open-loop, maka tidak dapat memberikan kompensasi/mengatasi gangguan Adaptive control merupakan bentuk self- correcting dari kendali optimal yang mencakup juga feedback control Mengukur variabel proses yang terkait selama operasi (feedback control) Menggunakan algoritma pengendali yang berupaya mengoptimalkan index of performance tertentu (optimal control) Jurusan Teknik Industri 17

18 ADAPTIVE CONTROL DALAM LINGKUNGAN TIME-VARYING Kondisi lingkungan berubah sepanjang waktu dan an perubahan tersebut dapat berdampak pada performa sistem Contoh: Pesawat supersonic beroperasi berbeda dalam penerbangan subsonic daripada penerbangan supersonic -nya Jika algoritma kendali bersifat fixed, sistem akan menunjukkan performa yang berbeda antara sutu kondisi lingkungan tertentu dengan kondisi lainnya Sebuah sistem adaptive control dirancang untuk melakukan kompensasi terhadap perubahan lingkungan dengan mengganti/merubah beberapa aspek algoritma kendali-nya untuk mencapai performa optimal Jurusan Teknik Industri 18

19 TIGA FUNGSI DALAM ADAPTIVE CONTROL 1. Fungsi identifikasi nilai terkini dari IP ditentukan berdasarkan hasil pengukuran dari variabel proses 2. Fungsi keputusan memutuskan perubahan apa yang diperlukan untuk memperbaiki performa sistem Perubahan satu atau lebih parameter input Perubahan beberapa fungsi internal dalam pengendali (controller) 3. Fungsi modifikasi implementasi dari fungsi keputusan Fokus terhadap perubahan fisik (hardware daripada software) Jurusan Teknik Industri 19

20 ADAPTIVE CONTROL SYSTEM Jurusan Teknik Industri 20

21 DISCRETE CONTROL SYSTEMS Parameter dan variabel proses bersifat diskrit Parameter dan variabel proses berubah pada batasan diskrit dari waktu (discrete moments in time) Perubahan didefinisikan sebelumnya oleh instruksi program Perubahan akan dijalankan dengan salah satu dari 2 alasan berikut: 1. Kondisi sistem telah berubah (event-driven) 2. Periode waktu tertentu telah tercapai (time driven) Jurusan Teknik Industri 21

22 EVENT-DRIVEN CHANGES Dieksekusi oleh controller sebagai respon terhadap kejadian yang telah merubah kondisi dari sebuah sistem Contoh: Robot mengangkut sebuah benda kerja ke dalam fixture, an part dideteksi oleh limit switch yang terdapat pada fixture Berkurangnya jumlah bijih plastik dalam hopper dari mesin injection molding memicu low-level switch, yang membuka valve untuk mengisi hopper dengan tambahan plastik Menghitung part yang bergerak di sepanjang konveyor melalui sebuah sensor optik Jurusan Teknik Industri 22

23 TIME-DRIVEN EVENTS Dieksekusi oleh controller baik pada titik waktu tertentu ataupun dalam periode waktu yang telah terlewati (mencapai batas waktu) Contoh: Shop clock dari sebuah pabrik membunyikan bel pada waktu tertentu untuk menunjukan waktu mulai dari sebuah shift, istrirahat dan waktu berhenti, serta berakhirnya suatu shift Operasi perlakukan panas harus dilakukan dalam (selama) kurun waktu tertentu Dalam mesin cuci, siklus agitasi (perputaran) diset untuk beroperasi selama waktu tertentu Khusus pengisian tabung cuci dengan air menggunakan eventdriven Jurusan Teknik Industri 23

24 DUA JENIS DISCRETE CONTROL 1. Combinational logic control mengendalikan eksekusi dari event-driven changes Juga disebut logic control (ingat logic gates) Outou dari suatu waktu tertentu tergantung pada nilai input Parameter dan variabel yang digunakan adalah 0 atau 1 (OFF atau ON) 2. Sequential control mengendalikan eksekusi dari time-driven changes Menggunakan alat pengukur waktu internal untuk menentukan kapan inisiasi perubahan terhadap variabel output dilakukan Jurusan Teknik Industri 24

25 SUDAH MENGERTIKAH ANDA? REVIEW QUESTIONS Apa perbedaan dari industri proses dan industri manufaktur diskrit? Sebutkan jenis-jenis industrial continuous control dan bagaimana cara kerja masing- masing! Apa perbedaan antara time driven change dan event driven change dari discrete industrial control? ***AKHIR DARI MATERI PERTEMUAN 8*** Jurusan Teknik Industri 25