Institut Teknologi Sepuluh Nopember PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN TEKANAN DAN FLOW UNTUK KEBUTUHAN REFUELING SYSTEM PADA DPPU JUANDA SURABAYA

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN TEKANAN DAN FLOW UNTUK KEBUTUHAN REFUELING SYSTEM PADA DPPU JUANDA SURABAYA Oleh : ITS Institut Teknologi Sepuluh Nopember Arya Dwi Prayoga Pembimbing : Fitri Adi Iskandarianto, ST. MT. Ir. Ya umar, MT Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2012

2 Pendahuluan Penerimaan DPPU (Depo Pengisian Pesawat Udara) Penimbunan Pengisian DCS Overflow, Pump Trip, Valve Trip Kontrol PI

3 Tujuan Merancang sebuah sistem pengendalian tekanan dan laju aliran untuk mengurangi terjadinya overflow pada refuelling system di DPPU Juanda-Surabaya.

4 Batasan Masalah Plant yang dianalisa adalah unit fuel pump system. Control Valve yang digunakan sebagai elemen akhir pengendali tekanan adalah PCV 211, sedangkan untuk elemen akhir untuk pengendali laju aliran adalah FCV102. Logika yang dipakai untuk memberikan perintah pada pompa adalah Logic Solver. Sistem pengendalian yang dirancang tidak saling berpengaruh satu sama lain (independen). Metode tuning yang dilakukan adalah Ziegler- Nichols, Cohen-Coon dan Chien-Hrones-Reswick.

5 Tinjauan Pustaka [1] Adhitya, Swasta, Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengisian Avtur Pada Header Line Dppu Ngurah Rai Denpasar-Bali, Jurusan Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (2011). Tugas akhir [2] Gunterus, Frans, Falsafah Dasar : Sistem Pengendalian Proses, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo (1994). [3] Dingyu Xue, YangQuan Chen, and Atherthon, P. Derek, Linear Feedback Control, Society for Industrial and Applied Mathematics (2007).

6 mulai Pengkajian terhadap sistem distribusi bahan bakar di DPPU Juanda Studi pustaka mengenai metode pengkajian dan perancangan Pengamatan mengenai P&ID dan kinerja komponen dari sistem refueling di DPPU Juanda Perancangan dan pembuatan simulasi logika kerja dan timing pompa Simulasi model logic solver 1 Flow Chart Penelitian 1 Perancangan pengendalian tekanan dan laju aliran Pembuatan model simulasi pengendalian tekanan dan laju aliran Simulasi model dengan menggunakan metode tuning Analisa data hasil simulasi Rekomendasi Selesai

7 Plant Fuel Pump System

8 Logic Solver for Pump Activation Laju Aliran Permintaan (m3/h) Jumlah Pompa 0< f <=150 1 pompa nyala 150< f <=300 2 pompa nyala 300< f <=450 3 pompa nyala 450< f <=600 4 pompa nyala 600< f <=750 5 pompa nyala

9 Model Simulasi

10 Hasil Simulasi Logika Pompa Input Response Output Response

11 Pemodelan Sistem Pengendalian Tekanan dan Flow Presure Transmitter Flow Transmitter

12

13 Metode Tuning FOPDT (First Order Plus Dead Time) Tuning Formula diperoleh ketika pemodelan dari plant menggunakan FOPDT. Pada real-time sistem kontrol, berbagai macam model plant dapat didekati dengan model seperti berikut K = Gain Ultimate L = Dead Time T = Time Constant G (s) = Transfer Function Open - Loop

14 Fungsi Transfer open-loop Flow Control Open-Loop Pressure Control Open-Loop

15 Ziegler-Nichols ɑ = k.l / T Metode yang lebih sering dan populer digunakan, karena sifatnya yang praktis. Disebut juga dengan metode Kurva Reaksi

16 Cohen-Coon ɑ = k.l / T τ = L / ( L + T ) Merupakan perbaikan dari metode osilasi Ziegler- Nichols

17 Chien-Hrones-Reswick ɑ = k.l / T Memiliki kesamaan dengan metode Ziegler-Nichols, hanya saja pada metode ini menggunakan nilai Time Constant pada model plant.

18 Analisa Grafik terhadap terjadinya overflow τ s = 35 s τ s = 250 s Settling time besar = Respon lama

19 Respon Sistem Hasil Tuning PI (Z-N) Kp = 0, Ti = 0,4365 Kp = 1,047 Ti = 0,2106

20 Respon Sistem Hasil Tuning PI (C-C) Kp = 0, Ti = 0,3383 Kp = 1,15 Ti = 0,189

21 Respon Sistem Hasil Tuning PI (C-H-R) Kp = 0, Ti = 0,86244 Kp = 0,407 Ti = 0,7824

22 Perbandingan hasil respon output for Pressure Control System Existing Ziegler- Nichols Cohen- Coon Chien- Hrones- Reswick Maksimum Overshoot (%) Settling Time (s) Error Steady State (%)

23 for Flow Control System Existing Ziegler- Nichols Cohen- Coon Chien- Hrones- Reswick Maksimum Overshoot (%) Settling Time (s) Error Steady State (%)

24 Kesimpulan Logic Solver dapat digunakan untuk menentukan jumlah pompa yang aktif sesuai dengan permintaan pengisian bahan bakar. Untuk hasil tuning diperoleh nilai parameter kontrol Pada pengendalian tekanan Metode Ziegler-Nichols : Kp = 0, ; Ti = 0,4365 Metode Cohen-Coon : Kp = 0, ; Ti = 0,3383 Metode Chien-Hrones-Reswick : Kp = 0, ; Ti = 0,86244 Pada pengendalian flow Metode Ziegler-Nichols : Kp = 1,047 ; Ti = 0,2106 Metode Cohen-Coon : Kp = 1,15 ; Ti = 0,189 Metode Chien-Hrones-Reswick : Kp = 0,407 ; Ti = 0,7824

25 Kesimpulan Untuk hasil tuning diperoleh nilai respon dari sistem Pada pengendalian tekanan Metode Ziegler-Nichols : Ms = 64,45 % ; τ s = 40 s ; Ess = 0,009 % Metode Cohen-Coon : Ms = 47,27 % ; τ s = 30 s ; Ess = 0,009 % Metode Chien-Hrones-Reswick : Ms = 129 % ; τ s = 80 s ; Ess = 0,363 % Pada pengendalian flow Metode Ziegler-Nichols : Ms = 0 % ; τ s = 210 s ; Ess = 0,0013 % Metode Cohen-Coon : Ms = 0 % ; τ s = 220 s ; Ess = 0,03 % Metode Chien-Hrones-Reswick : Ms = 0 % ; τ s = 50 s ; Ess = 0,0067 % Pada pengendalian tekanan diperoleh respon yang cepat dengan menggunakan metode Cohen-coon dan pada pengendalian flow diperoleh respon yang cepat dengan menggunakan metode Chien-Hrones-Reswick.

26 Terima Kasih