Laporan Praktikum Teknik Instrumentasi dan Kendali. Permodelan Sistem

Transkripsi

1 Laporan Praktikum Teknik Intrumentai dan Kendali Permodelan Sitem iuun Oleh : Nama :. Yudi Irwanto Intan Nafiah Prodi : Elektronika Intrumentai SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BAAN TENAGA NUKIR NASIONAL YOGYAKARTA 0

2 Laporan Praktikum Teknik Intrumentai dan Kendali Permodelan Sitem I. Tujuan :. Mahaiwa mampu membuat permodelan ytem.. Mahaiwa mampu membuat fungi alih permodelan item. 3. Mahaiwa mampu menganalia diagram tep dengan menggunakan Labview. II. aar Teori LabVIEW adalah alah atu bahaa pemograman komputer grafik yang menggunakan iconicon ebagai pengganti tek dalam membuat aplikai.program ini adalah alah atu produk keluaran National Intrument. Memang belum begitu banyak yang mengenal LabVIEW, eperti halnya aya yang mengenal LabVIEW aat praktikum Sitem Kendali. Berbeda dengan pemograman berbai tek dimana intruki-intruki menentukan ekekui program, LabVIEW merupakan pemograman aliran data dimana aliran data menentukan ekekui dari program. Program LabVIEW diebut dengan Virtual Intrumen VI karena beberapa tampilan dan operai pada program LabVIEW menyerupai uatu intrument eperti oilokop dan multimeter. Setiap VI menggunakan fungi-fungi yang memanipulai input dari uer interface atau umber lain dan menampilkan informai terebut atau memindahkan informai terebut ke file/ komputer lain. Software LabVIEW terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :. front panel front panel adalah bagian window yang berlatar belakang abu-abu erta mengandung control dan indikator. front panel digunakan untuk membangun ebuah VI, menjalankan program dan mendebug program.. Blok diagram dari Vi Blok diagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berii ource code yang dibuat dan berfungi ebagai intruki untuk front panel. 3. ontrol dan Function Pallete digunakan untuk membangun ebuah Vi. a. ontrol Pallete ontrol Pallete merupakan tempat beberapa control dan indikator pada front panel, control pallete hanya teredia di front panel, untuk menampilkan control pallete dapat dilakukan dengan mengkilk window >> how control pallete atau klik kanan pada front panel. b. Function Pallete Function Pallete di gunakan untuk membangun ebuah blok diagram, function pallete hanya teredia pada blok diagram, untuk menampilkannya dapat dilakukan dengan mengklik window >> how control pallete atau klik kanan pada lembar kerja blok diagram.

3 Analia item menggunakan Labview Fungi tranfer merupakan uatu raio polinomial, jadi kita dapat melakukan analia fungi tranfer menggunakan Labview dalam menyeleaikan perhitungan polinomial. Perlu diingat bahwa fungi tranfer berarti numerator dan denominator polinomial haru ditunjukkan ecara peifik. Pada Labview polinomial ditunjukkan oleh vektor bari yang terdiri dari koefiian polinomial. ontoh: P = alam vektor bari dapat dituli [3 3 ] eperti yang ditunjukkan pada Gambar. Berdaarkan Gambar kita dapat menghitung nilai root dari uatu polinomial menggunakan fungi Polynomial Root.vi dan kita bia menyuun polinomial dari root menggunakan fungi reate Polynomial From Root.vi. Gambar. Penulian polinomial P = dan menghitung root dari P=0. Karakteritik Repon Sitem Orde Satu Fungi alih item orde atu dinyatakan ebagai berikut: imana : K = Gain Overall τ = Kontanta Waktu

4 Untuk maukan inyal unit tep,, tranformai Laplace dari inyal maukan. Maka, repon keluaran item orde atu dengan maukkan inyal tep dalam kawaan adalah engan menggunakan inveri tranformai Laplace diperoleh repon dalam kawaan waktu yang dinyatakan dalam peramaan berikut: Kurva repon orde atu untuk maukan inyal unit tep ditunjukkan oleh Gambar berikut. Gambar. Repon Orde Satu Terhadap Maukan Unit Step. Ketika diberi maukan unit tep, keluaran item ct mula-mula adalah nol dan teru naik hingga mencapai nilai K. alah atu karakteritik item orde atu adalah ketika nilai t = τ, yaitu ketika nilai keluaran mencapai 63,% dari nilai akhirnya.

5 Karakteritik Repon Sitem Orde ua Peramaan umum item orde dua dinyatakan oleh peramaan berikut imana: Bentuk umum kurva repon orde dua untuk maukan inyal unit tep ditunjukkan oleh Gambar berikut: Gambar 3. Repon Orde ua Terhadap Maukan Unit Step ari grafik di ata diketahui karakteritik keluaran item orde dua terhadap maukan unit tep, yaitu:. Waktu tunda delay time, t d Ukuran waktu yang menyatakan faktor keterlambatan repon output terhadap input, diukur mulai t = 0 /d repon mencapai 50% dari repon teady tate. Peramaan berikut menyatakan bearnya waktu tunda dari repon orde dua.

6 . Waktu naik rie time, t r Waktu naik adalah ukuran waktu yang di ukur mulai dari repon t= 0 ampai dengan repon memotong umbu teady tate yang pertama. Bearnya nilai waktu naik dinyatakan pada peramaan berikut: 3. Waktu puncak peak time, t p Waktu puncak adalah waktu yang diperlukan repon mulai dari t=0 hingga mencapai puncak pertama overhoot. Waktu puncak dinyatakan pada peramaan berikut: 4. Overhoot makimum, Mp Nilai reltif yang menyatakan perbandingan antara nilai makimum repon overhoot yang melampaui nilai teady tate dibanding dengan nilai teady tate. 5. Waktu tunak ettling time, t Waktu tunak adalah ukuran waktu yang menyatakan repon telah mauk ±5%, atau ±%,atau ±0.5% dari keadaan teady tate, dinyatakan dalam peramaan berikut: Orde V Orde: Gambar 4. Perentae harga T

7 Gambar 5. iagram tep III. IV. Alat dan Bahan a. Peronal Komputer b. Software Labview c. Modul Praktikum Hail dan Pembahaan Pada percobaan ini, praktikan diberi kebebaan untuk memilih Plant atau pemodelan ytem yang akan dianalia ketabilannya menggunakan Labview. Adapun Plant yang dipilih oleh praktikan ialah Plant Proe Kimia. Berikut adalah Pemodelan itemnya: Plant ini menjelakan proe kimia yang terdiri dari item tangki yang mencampurkan cairan A dan B untuk menghailkan cairan. Adapun cairan A dipanakan oleh uap di tangki, kemudian dialirkan ke tangki dan terjadilah pencampuran dengan cairan B menghailkan cairan. Jadi plant ini ingin mengontrol keluaran airan c dengan uhu yang diinginkan adalah 65.

8 Variabel yang perlu diketahui adalah rerata maa team, yakni m kg/menit dan juga keluaran uhu T. Untuk mencarinya, dicari kondii keeimbangan antara Q yang mauk ke Tangki dan Q yang keluar dari tangki., dimana: Q yang mauk tangki : Q=m x c x delta T, maka Q= m x x x 5. engan 550 kcal/kg adalah uhu latennya. Q yang keluar tangki : Q=m x c x delta T, maka Q =0+m x x T. Q=Q =550m + 500=0T + mt. engan 500 diperoleh dari 0kg/menit x 5 engan cara yang ama untuk tangki, diperoleh Q=Q adalah 0T + mt + 5 x x 45 = 0 + m + 5 x x 65. Sehingga diperoleh T=9 dan m=, 3 kg. ari plant terebut, maka akan dicari terlebih dahulu model matematika tangki dan tangki, dengan penjabaran ebagai berikut: Pemodelan matematika berupa peramaan diferenial tangki : imana: ct= fluktuai temperature cairan yang keluar dari Tangki. z t= fluktuai rerata aliran uap. d t= fluktuai uhu cairan A. ari peramaan differenial ini, lalu diubah ke peramaan laplace, eperti berikut: dc t zt 0d t 0c t dt Z Z 0 550Z 0 55/ Z Pemodelan matematika berupa peramaan diferenial tangki : imana: c t= fluktuai temperature cairan yang keluar dari Tangki. c t= fluktuai temperature cairan yang keluar dari Tangki. d t= fluktuai uhu cairan B.

9 ari peramaan differenial ini, lalu diubah ke peramaan laplace, eperti berikut: 0 3/ 0 4 / dc 350 t c t d t c dt t Peramaan laplace terebut dapat diederhanakan ebagai berikut: 5 Z : Actuator e : X elay time / 0 4 / : Tank / : Tank proce: Modelof - Y Z Z Z elay time diini mengekpreikan waktu fluktuai hail temperatur yang mengalir dibagian dalam pipa etelah melalui tangki B. Mengaumikan waktu delaynya ebear menit: Kemudian peramaan diferenial ini dirubah ke peramaan laplace, ehingga diperoleh hail delay Time eperti diata. Untuk actuator, digunakan untuk mengontrol aliran uap yang akan mauk ke tangki. Grafik ini menunjukkan hubungan antara fluktuai zt dari teady tate aliran uap,3 kg/menit dan fluktuai yt dari teady tate pengoperaian tekanan0,55kg/menit. Sehingga diperoleh:

10 Selanjutnya, dapat dibuat blok digramnya dengan menggunakan peramaan laplace diata erta dieuaikan dengan pemodelan itemnya. ari blok diagram terebut, dapat diajikan fungi tranfernya eperti berikut: X P Y 550 / e / 550 / Simplified Setelah memperoleh nilai fungi tranfernya, maka elanjutnya praktikan menganalia ketabilan dari fungi tranfer terebut menggunakan aplikai Labview. Adapun langkah-langkahnya adalah ebagai berikut:. Buka aplikai Labview.

11 . Setelah Labview terbuka pilih New/More/Other File/ Simulation ubytem. 3. Pada lembar imulation ubytem bagian blok diagram buatlah rangkaian eperti Gambar berikut. Fungi *.vi yang digunakan yaitu ontruct Tranfer Function Model.vi, raw Tranfer Function Equation.vi, dan Step Repone.vi. 4. Setelah dibuat rangkainnya, maka dibuka front panel, kemudian iikan panel-panel pada numerator dan denumerator euai nilai fungi tranfernya. Sehingga, dihailkan eperti berikut:

12 Kemudian, dari hail grafik reponenya, dapat dianalia eperti berikut ini: Sitem yang diimulaikan diata mempunyai fungi alih = 8, engan memaukkan maing-maing nilai pada bagian yang teredia, kemudian di Run, maka akan muncul grafik yang terlihat eperti gambar diata. Waktu naik rie time, yaitu waktu yang diperlukan repon untuk naik/tranien dari 0% hingga 90% hingga grafik mencapai keadaan teady tate. ari grafik terebut dapat diketahui bahwa ytem memiliki nilai rie time ebear 3,6 ekon. Sedangkan Waktu penetapan etting time yaitu waktu yang diperlukan kurva repon untuk mencapai dan menetap pada daerah pita tolerani antara % - 5% dari harga akhimya. Settling time yang diperoleh dari ytem ini ebear 4, ekon. Artinya, ytem ini ytem ini memiliki waktu merepon keadaan menuju nilai yang kita inginkan cukup lama. Karena, ytem yang baik adalah ytem yang memiliki repon time yang kecil, ehingga cepat merepon adanya maukan yang diberi.

13 Selanjutnya, dari grafik diata terlihat bahwa puncak amplitude dari ytem ini adalah 8,5 dengan overhoot ebear 0%. Artinya, ytem ini terdapat error teady tate yang angat bear, yakni mendekati amplitude 80. Adapaun ytem yang baik adalah ytem yang memiliki teady tate pada nilai dan tidak memiliki overhoot. V. Keimpulan. Pada praktikum ini, digunakan Plant Proe Kimia. ari grafik pada diagram tep, menunjukan nilai rie time ebear 3,6 ekon dan ettling time ebear 4, ekon. Artinya, ytem memilliki waktu yang cukup lama untuk merepon maukan menuju nilai yang diinginkan. 3. ari grafik pada diagram tep, menunjukan nilai oilai 0%, namun terdapat error teady tate yang cukup bear, yakni teady tate pada amplitude 8,5. VI. aftar Putaka tanggal 5 November November 0