Pengertian Sistem Kontrol

Transkripsi

1 Materi #9 Pengertian Sistem Kontrol 2 Sistem kontrol adalah sistem pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam satu rangkuman harga (range) tertentu. Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian, atau sistem pengontrolan. Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari berbagai susunan komponen fisis ang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan prestasi ang diinginkan.

2 Tujuan Sistem Kontrol 3 Tujuan utama dari suatu sistem kontrol adalah untuk mendapatkan optimasi. Dimana hal ini dapat diperoleh berdasarkan fungsi dari pada sistem kontrol itu sendiri, aitu: Pengukuran (measurement), Pembandingan (comparison), Pencatatan dan perhitungan, dan Perbaikan (correction). Klasifikasi Sistem Kontrol 4 Secara umum sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Dengan operator (manual) dan otomatik. Jaringan tertutup (closed loop) dan jaringan terbuka (open loop). Kontinu (analog) dan diskontinu (digital, diskrit). Servo dan regulator. Menurut sumber penggerak: elektrik, peneumatik, hidrolik, dan mekanik. Pengontrolan secara elektris dan peneumatik atau kombinasina lebih banak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainna. al ini disebabkan beberapa kelebihan ang diberikanna aitu: Pemakaian daa ang lebih kecil, Kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh, Lebih mudah diperoleh dan responna lebih cepat, Dimensi peralatan dapat dibuat lebih kecil. 2

3 Konfigurasi Sistem Kontrol 5 Terdapat beberapa bagian, aitu: Elemen Sistem Kontrol Suatu sistem kontrol dapat dinatakan dengan diagram blok ang terdiri dari beberapa blok. v r + + e m c v b c u Variabel/Parameter Sistem Kontrol Berdasarkan jumlah elemen ang menusun suatu sistem kontrol, terdapat beberapa variabel/parameter Elemen Sistem Kontrol 6 Secara umum, elemen sebuah sistem kontrol jaringan tertutup terdiri dari : Elemen input acuan (reference input element, v); Elemen ini berfungsi sebagai pengkonversi/pengubah besaran ang diken-dalikan menjadi signal input acuan (r) sehingga dapat dipakai oleh sistem kontrol. Kontroler (controller, ); Elemen ini berfungsi untuk mempro-ses kesalahan (error, e) ang terjadi dan kemudian digunakan untuk pengendalikan proses. Proses (2); Elemen ini dapat berupa proses mekanis, elektris, hidrolis, peneumatis, maupun kombinasina. Elemen umpan balik (feed back element, ); Elemen ini berfungsi untuk mengukur output ang dikendalikan dan kemudian mengubahna menjadi signal umpan balik. 3

4 Variabel/Parameter Sistem Kontrol 7 Set point (v); Set point adalah parameter input ang disetel, ang nilaina sesuai dengan nilai variabel output ang diingin-kan. Input acuan (reference input, r); Signal aktual ang masuk ke dalam sistem kontrol, ang merupakan hasil konversi signal v oleh elemen v sehingga dapat dipakai oleh sistem kontrol. Output ang dikontrol (controlled output, c); Nilai aktual variabel output ang ditunjukkan oleh alat pencatat, ang harus dikendalikan oleh sistem kontrol agar sesuai dengan ni Variabel ang dimanipulasi (manipulated variabel, m); Signal ang keluar dari elemen kontroler dan berfungsi sebagai sig-nal pengontrol agar signal output ang dihasilkan sesuai dengan nilai ang diinginkan. Dalam hal ini belum diperhi-tungkan adana gangguan u. Signal umpan balik (feedback signal, b); Signal ang dirubah oleh elemen umpan balik ang merupakan fungsi dari signal output. Variabel/Parameter Sistem Kontrol 8 Kesalahan (error, e); Merupakan selisih antara signal acuan r dengan signal umpan balik b. Signal ini adalah signal ang dimasukkan ke dalam elemen kontroler dan dirubah menjadi signal m. Signal gangguan (disturbance, u); Merupakan signal tambahan ang tidak diinginkan. angguan ini disebabkan oleh perubahan beban sistem, misalna perubahan kondisi lingkungan, derau (noise), getaran, dan lain-lainna. Catatan: Dalam diagram, variabel/parameter dinatakan dengan huruf kecil, sedang elemen dinatakan dengan huruf besar. 4

5 ( Functions Fungsi Alih (Transfer 9 Fungsi alih untuk sistem linear atau komponen suatu sistem didefinisikan sebagai rasio output terhadap input. Fungsi alih untuk berbagai komponen sistem dapat digabungkan menjadi bentuk fungsi alih keseluruhan sistem. Metode ang bisa digunakan untuk menentukan fungsi alih sistem adalah aljabar diagram blok. Diagram blok 0 Elemen dasar suatu diagram blok adalah sebagai berikut:. Blok, menunjukkan komponen sistem ang diberikan dan berisi fungsi alih untuk komponen tersebut. (gambar ) 2. Titik penjumlahan (summing point), digunakan untuk menjumlahkan (gambar 2a) atau mengurangkan (gambar 2b) beberapa signal ang masuk. 3. Titik tinggal landas (takeoff point), menunjukkan bahwa variabel digunakan untuk lebih dari satu tempat. (gambar 3) 4. Tanda panah menunjukkan arah signal atau variabel. 5

6 ambar Diagram Blok 3 2a 2b Aljabar Diagram Blok 2 Cara ang mungkin untuk merubah suatu diagram blok ang rumit menjadi suatu blok tunggal ang berisi fungsi alih untuk keseluruhan sistem dari diagram blok. Proses untuk mengurangi diagram tersebut disebut Aljabar Diagram Blok. ( gambar Contoh: (lihat Signal ang masuk ke titik penjumlahan adalah signal input dan signal. 6

7 Aljabar Diagram Blok (Lanjutan) 3 Signal masuk tersebut dikalikan dengan fungsi alih untuk mendapatkan output sistem. Jadi diagram blok umpan balik di atas dapat dirubah menjadi diagram blok tunggal. Tahapan Mereduksi Diagram Blok 4 Dilakukan dengan menggunakan bentuk-bentuk ekuivalen diagram blok berikut ini: Operasi Bentuk asal Bentuk ekuivalen Operasi Bentuk asal Bentuk ekuivalen (a) (b) + (d) (e) (c) 7

8 Contoh # 5 Reduksi digram blok berikut ini menjadi diagram blok ekuivalen tunggal dan tentukan fungsi alih sistem tersebut! Penelesaian Contoh # (Cara ) () ( 2 34 ) 2 8

9 Penelesaian Contoh # (Cara ) (2) ( 2 34 ) 2 34 ( 2 34 ) 2 34 ( 2 )( 2 34 ) Penelesaian Contoh # (Cara 2) (2) 8 ( ) { ( + 2 )} { ( + 2 )} ( 2 )( 2 34 ) 9

10 Contoh #2 9 Diagram blok di bawah ini memiliki dua input dan 2. Tentukan respon sistem ang merupakan hasil dari dua input tersebut! 2 2 Penelesaian Contoh #2 (Cara ) 20 Pertama anggap 2 =0 dan 0, maka diagram blok ekuivalenna adalah: Kemudian anggap =0 dan 2 0, maka diagram blok ekuivalenna adalah:

11 Penelesaian Contoh #2 (Cara 2) () 2 - ( ( ( ( 2 2 { 2 + ( )}