BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Industri dalam arti sempit adalah suatu kelompok usaha yang menghasilkan produk yang serupa atau sejenis. Sedangkan produk adalah barang atau jasa yang ditawarkan oleh suatu usaha. Sementara dalam arti luas, industri adalah suatu bidang yang bersifat komersial yang menggunakan keterampilan kerja serta teknologi untuk menghasilkan suatu produk dengan tujuan mendapatkan keuntungan. Sejarah industri berawal dari pekerjaan tukang atau juru. Setelah era mata pencaharian hidup dengan cara berpindah-pindah sebagai pemetik hasil bumi, pemburu, dan nelayan di zaman purba, manusia pada akhirnya tinggal menetap. Selain itu mereka membangun rumah dan mengolah tanah dengan bertani, berkebun dan beternak. Lambat laun, kebutuhan mereka semakin berkembang. Sebagai contoh, mereka telah membutuhkan alat pemetik hasil bumi, alat berburu, alat menangkap ikan, alat bertani, alat berkebun, alat menambang, bahkan alat untuk berperang serta alat-alat rumah tangga untuk melangsungkan kehidupan. Maka mulai berkembanglah kerajinan, pertukangan, dan upaya-upaya sejenisnya yang menghasilkan barangbarang kebutuhan dalam skala kecil. Untuk menjadi pengrajin dan tukang yang baik, diadakan pola pendidikan magang, dan lain-lain dari mereka yang telah ahli. Inilai yang menjadi cikal bakal munculnya industri. Kemajuan pesat terjadi pada pertambangan besi dan baja pada abad pertengahan. Selanjutnya pertambangan bahan bakar seperti batubara, minyak bumi, dan gas mengalami kemajuan pesat pula. Kedua hal itu memacu kemajuan teknologi permesinan. Dimulai dengan penemuan mesin uap yang selanjutnya membuka jalan pada pembuatan dan perdagangan barang secara besar-besaranpada akhir abad 18 dan awal abad 19. Pada mulanya muncul pabrik-pabrik tekstil di Eropa, tepatnya di kota Lille dan Manchester. Kemudian pabrik kereta api, lalu disusul 1
dengan pabrik baja, galangan kapal, pabrik mobil di Detroit (Amerika) dan pabrik-pabrik lainnya. Dengan perkembangan yang pesat ini, terjadilah revolusi industri, yaitu upaya pemenuhan kebutuhan melalui industrialisasi. Saat ini, keberadaan industri proses kimia mendominasi industri-industri yang ada di dunia. Hal ini dikarenakan industri proses kimia memiliki banyak industri turunan. Sebagai contoh industri petrokimia, industri minyak dan gas, industri makanan dan minuman, industri kebutuhan rumah tangga, industri peternakan, industri pertanian, dan lain-lain[1]. Dalam dunia industri dewasa ini, semakin banyak tuntutan yang diajukan untuk menyelesaikan sebuah permasalahan dalam waktu singkat. Oleh karena itu, semakin banyak pula inovasi yang harus dilakukan untuk melakukan terobosan-terobosan sehingga berbagai tuntutan tersebut dapat diselesaikan dengan waktu yang lebih cepat serta pelaksanaan yang lebih tepat. Adapun salah satu terobosan yang sedang ramai diteliti adalah sistem yang memiliki kemampuan otomasi, yakni sistem dengan program tersendiri dan berfungsi secara otomatis tanpa campur tangan manusia dalam pengoperasiannya. Lebih jauh lagi, kemampuan otomasi menjadi hal mendasar dalam berbagai keperluan di bidang keteknikan dan sains. Kemampuan otomasi ini sangat dipengaruhi oleh kendali otomatis. Peran kendali otomatis ini sangatlah penting, sehingga menjadi bagian yang tak terpisahkan dari sistem otomotif, sistem robotik, sistem manufaktur modern, dan berbagai operasi industri yang melibatkan pengendalian suhu, tekanan, aliran, ketinggian permukaan, dan lain-lain[2]. Salah satu aplikasi kemampuan otomasi pada dunia industri yaitu pada pengendalian proses. Pengendalian prosesadalah disiplin rekayasa yang melibatkan mekanismedan algoritma untuk mengendalikan keluaran dari suatu proses sesuai dengan hasil yang diinginkan. Pengendalian proses banyak sekali digunakan pada industri untuk menjaga konsistensi produksi produk secara massal. LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) adalah perangkat lunak komputer yang digunakan untuk pemrosesan dan visualisasi data dalam bidang akuisisi 2
data, kendali instrumentasi serta otomasi industri. Pertama kali, LabVIEW dikembangkan oleh perusahaan yang bernama National Instruments. Secara lebih mendalam, LabVIEW merupakan suatu bahasa pemrograman yang menggunakan berbagai macam iconyang merepresentasikan suatu instruksi. Jika bahasa pemrograman text based mengeksekusi instruksi sesuai dengan urutan yang ditulis, LabVIEW menggunakan metode dataflow programming, dimana alur data melalui berbagai icon akan menentukan urutan eksekusi dari setiap instruksi. Dalam LabVIEW, dikenal istilah VI. VI adalah program yang menyerupai instrumen yang sesungguhnya[3]. Penggunaan LabVIEW ini umum digunakan untuk melakukan simulasi proses dalam bidang industri. Dalam hal ini, penelitian yang kami lakukan menggunakan software LabVIEW untuk pengendalian proses industri, yaitu mengatur ketinggian air pada sebuah wadah/tangki. 1.2. Rumusan Masalah Secara singkat, rumusan masalah merupakan daftar pekerjaan yang akan dilakukan dalam penyusunan tugas akhir ini. Dalam hal ini, terdapat beberapa tantangan dan rumusan masalah yang akan dipecahkan. Rumusan masalah ini disusun dalam bentuk poin-poin agar lebih mudah dipahami serta dipantau perkembangannya dalam proses penyelesaian masalah-masalah tersebut di lapangan. Adapun rumusan masalah yang ingin diteliti atau dipecahkan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a) Merancang aturan kendali ketinggian permukaan air pada tangki b) Mengimplementasikan aturan kendali ketinggian permukaan air pada tangki c) Melakukan simulasi pengaplikasian pengendali dengan software LabVIEW sebagai bahan evaluasi performance sistem d) Melakukan penalaan (tuning) untuk menentukan aturan pengendali PID terbaik sesuai dengan target yang diinginkan 3
1.3. Batasan Penelitian Batasan penelitian akan memberikan informasi mengenai titik fokus pekerjaan yang dilakukan serta sejauh mana pekerjaan tersebut dilakukan. Adapun batasan penelitian ini mencakup beberapa hal berikut : a) Merancang aturan kendali ketinggian permukaan air pada tangki dengan pengendali PID menggunakan software LabVIEW untuk membuat program serta perangkat NI myrio sebagai hardware pengendali b) Pada penelitian ini, pengendalian variabel hanya dibatasi pada variabel level(ketinggian permukaan air) saja c) Tidak menggunakan proses identifikasi sistem d) Upaya mencapai stabilitas sistem ditempuh dengan melakukan tuning, kemudian menguji coba kombinasi pengendali yang didapatkan 1.4. Tujuan Penelitian Dalam penelitian ini tentunya ada tujuan yanga ingin dicapai. Tujuan ini perlu didefinisikan sejak awal sehingga arah penelitian nantinya akan jelas. Beberapa tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah: a) Melengkapi syarat dalam menyelesaikan studi sarjana di Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Universitas Gadjah Mada b) Memperoleh pengalaman dalam mengaplikasikan pengetahuan yang didapat di bangku kuliah c) Mampu merancang sistem kendali pada instrumentasi industri d) Mampu melakukan analisis kondisi lapangan akan kebutuhan kontrol proses dan menentukan sistem terbaik yang akan diaplikasikan 4
1.5. Manfaat Penelitian Tentunya manfaat yang didapat tidak dapat dijabarkan satu demi satu. Namun, berikut akan dituliskan beberapa manfaat yang benar-benar dapat dirasakan dengan adanya penelitian ini, yaitu: a) Memperoleh pengetahuan tentang kontrol proses pada instrumentasi industri b) Memperoleh pengetahuan mengenai metode pengendalian yang handal terhadap ketinggian permukaan air pada tangki c) Memperoleh bekal dalam memasuki dunia industri setelah menyelesaikan studi sarjana, khususnya di bidang instrumentasi dan kendali pada industri d) Membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut mengenai bidang kontrol proses 1.6. Sistematika Penelitian Sistematika penelitian ini akan memberikan informasi mengenai isi secara umum dari tiaptiap bab pada tugas akhir ini. Adapun sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a) Bab I Bab I berisi tentang pendahuluan. Rincian isinya yaitu berupa latar belakang, rumusan masalah, batasan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. b) Bab II Bab II berisi tentang dasar teori. Secara lebih terperinci,bab II berisi penjelasan mengenai software dan hardware yang dipakai dari segi fungsi-fungsi dasarnya, spesifikasinya, cara penggunaannya, dll. Disamping itu, dipaparkan juga penjelasan mengenai pengendali yang digunakan serta metode penalaan (tuning) pada pengendali. 5
c) Bab III Bab III berisi tentang metode penelitian. Pada bab ini akan dijelaskan metode serta tahapan-tahapan yang dilakukan selama penelitian. d) BabIV Bab IV berisi tentang hasil dan pembahasan. Pada bab ini akan dilakukan pembahasan serta analisis mengenai hal yang diperoleh dalam proses simulasi. Tujuannya yaitu untuk mengetahui apakah penelitian tersebut sudah sesuai dengan target atau belum, serta menjadi bahan evaluasi untuk ke depannya. e) Bab V Bab V berisi kesimpulan dan saran. Kesimpulan dan saran ini nantinya dapat dimanfaatkan untuk pengembangan penelitian yang dilakukan baik dari segi praktik maupun teori. 6