* PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN BERTINGKAT PADA STEAM DRUM PT INDONESIA POWER UBP SUB UNIT PERAK-GRATI Oleh : eko wahyudanto (409.05.004) Pembmbng : Ir.Mochamad.Ilya HS NIP. 949099 97903 00
Latar Belakang *Level fluda car dalam team drum merupakan faktor domnan untuk mendapatkan team yang berkualta *Pada kond opera tertentu, epert malnya erng terjad gangguan pada proe yang berubah-ubah, parameter kendal n haru erng dtunng ulang. *Stem kendal PI merupakan algortma kendal yang dgunakan d PT.Indonea Power UBP Sub Unt Perak.
Permaalahan Bagamana Merancang Stem Pengendalan Bertngkat d PT. Indonea Power Ubp Sub Unt Perak-grat.
Tujuan Untuk Merancang Stem Pengendalan Bertngkat d PT. Indonea Power Ubp Sub Unt Perak-grat.
Bataan Maalah *Plant yang menjad objek peneltan adalah Steam Drum Boler d PT Indonea Power UBP Sub Unt Perak. *Data-data proe dambl dar control room pada kond opera normal *Varabel yang dkontrol adalah level dar team drum boler. *Anala yang dlakukan berupa anala tentang performan tem. *Software yang dgunakan adalah Matlab 7.
Alur Peneltan
P&ID Steam Drum
Dagram Blok
Pemodelan Plant Dengan menggunakan peramaan keetmbangan maa kontnuta,maka model matemat proe team drum adalah: laju _ perubahan laju _ maa laju _ maa maa _ dlm feed _ water team team_ drum nput output dvl dvv w v m w mv dt dt Fung level ar dalam team drum boler dapat dnyatakan dengan peramaan: dv L dh 0, 8 LD dt dt Sedangkan fung vapor dalam team drum boler dapat dnyatakan dengan peramaan: dv dt dv dt v v dv dt v d dt d dt ( V tot (3,3 3,3LDh 0,8LDh) 0,8LDh) d dt dmana: dv L w dt dv v v dt mw m v H = laju perubahan maa lqud dalam team drum = laju perubahan maa vapor dalam team drum = laju maa water nput = laju maa vapor output.0,8ld w v ( m 3,3LD ( m 96,39 58,7 ( m 4937,56 w m v w ) w m v m ) v )
Level Tranmtter 0 4 0,7.85mA / m I L.85 0,
Flow Tranmtter I F 0,6 0,
Control Valve =,3785 kg/ ma M G,78,0
Penentuan ulang nla Kp, T dan Td pada tem pengendalan PID Tga Elemen dengan metode Zegler-Nchol Pada econdary loop: PV ( ) SP( ) Kp Kp T T Td Td,78,0,78,0 0,6 0, 0,6 0, Unur T dan Td dhlangkan, maka peramaan menjad: PV ( ) SP( ) 0,04048 3 Kp,78 0,4448 Peramaan karaktertk: 0, 0, 3 0,04048 0,4448 0, 0, 04556Kp 0,04556Kp Metode Routh-Hurwtz untuk menentukan nla Kp krt atau Kcr. S 3 0, 0,04048 S S S 0 0,4448 0,04556Kp 0,089 0,08Kp 0,04556Kp Stem pengendalan epert pada Gambar dampng merupakan tem pengendalan cacade atau bertngkat. Dalam mendean tem cacade maka dlakukan tunng pada prmary loop atau mater dan pada econdary loop atau lave. Berdaarkan Tabel perhtungan metode Routh Hurwtzh Secondary Loop dapat dketahu nla Kcr. 0,04556Kp 0,04556Kp Kp,94 0 Sehngga ddapatkan 0<Kp<Kcr. Dengan kata lan nla Kp berada dantara 0 dan,94. Setelah mendapatkan nla Kcr untuk menentukan nla Kp, elanjutnya dlakukan tahapan berkutnya untuk menentukan nla T dan Td dengan melakukan perthungan mencar Pcr ebaga berkut : 0, x3,4 u,6 Pcr, 77 0,04048,6 Kp = 0,6x,94 =3,6 T = 0,5x,77=,385 Td = 0,5x,77=0,346 u
Penentuan ulang nla Kp, T dan Td pada tem pengendalan PID Tga Elemen dengan metode Zegler-Nchol etelah tu dlakukan penyederhanaan peramaan prmary loop dengan hanya memaukkan nla Kp dan menghlangkan nla T dan Td. Sehngga penentuan nla Kp krt (Kcr) dar tem dapat dlakukan. PV ( ) SP( ) 5 4 3,9,4 60, 95,03 3,4 Kp 4 3 0,058 3,6,78,9 0,6 5 4 3,9,4 60, 95,03 3,4 Kp 4 3 0,058 3,6,78,9 0,6 Peramaan Karaktertk :,67 893,5,67 893,5,85 0, 6 5 4 3 96, 6456,8 3690 900,59 3660,57Kp 6643,79 7,4 Kp 4943,7 543, 69Kp Penentuan nla parameter Kp dlakukan dengan metode Routh Hurwtzh. 6 96. 3690,6.0 4 +,.0 3 Kp 0,.04+3,6.03Kp 5 6456.8 4,9.0 3 +5,4.0 Kp 4 5 3,7.0 +,69.0 Kp35863.7+3546.8Kp 3,3.0 4 5 3,5.0 3,5.0 Kp 8 7 6,8.0 +8,8.0 Kp 7,9.0 Kp 4 3,9.0 3,6.0 Kp 3,8.0 37 40 43 44 3 44 3,6.0 Kp,8.0 Kp,8.0 Kp,6.0 Kp 5 3 7,6.0,69.0 Kp 3,3.0 Kp 4 45 5,6.04943,7+543,69Kp 4943,7+543,69Kp 0 0
Penentuan ulang nla Kp, T dan Td pada tem pengendalan PID Tga Elemen dengan metode Zegler-Nchol Berdaarkan Tabel perhtungan metode Routh Hurwtzh Prmary Loop dapat dketahu nla Kcr. 4943,7+ 543,69K p 543,69K p Kp 9,09 4943,7 0 Sehngga ddapatkan 0<Kp<Kcr. Dengan kata lan nla Kp berada dantara 0 dan 9,09. Setelah mendapatkan nla Kcr untuk menentukan nla Kp, elanjutnya dlakukan tahapan berkutnya untuk menentukan nla T dan Td dengan melakukan perthungan mencar Pcr ebaga berkut : 4850,69 6456,8,5 Pcr.3,4,5,5 Kp krt adalah bata ketablan dar uatu tem. Nla KP krt tem (Kcr) adalah 9,09 dengan perode (Pcr) dar tem yang berola aat nla Kcr dmaukkan adalah,5 detk. maka, berdaarkan tabel 3.3 maka dperoleh nla parameter PID ebaga berkut: Kp = 0,6x9,09=5,45 T =,5x0,5=,5 Td =,5x0,5=0,3 Untuk Prmary Loop atau LIC Dengan nla Kp=,73;T=,05 dan Td=0,6, edangkan Untuk Secondary Loop atau FIC Dengan nla Kp=4,5; T=0,9 dan Td=0,3.
Mode Kontrol PID
Grafk Repon Pada repon dar hal perancangan tem pengendalan level 3 elemen kontrol berba PID dengan metode Zegler-Nchol. Yang memlk krtera error tady tate 0,0 atau T %. Repon menunjukkan nla makum overhoot ebear 67,4%, dengan etlng tme ebear 56 detk, erta memlk peak tme ebear 3 detk.4. Grafk uj tep berba PID controller level(m) 0.8 0.6 0.4 Repon() Setpont() 0. 0 0 00 00 300 400 500 600 700 800 900 waktu()
Grafk Repon hal uj trackng et pont Untuk metode Zegler-Nchol.Dengan et pont 0, meter, 0,5 meter, 0,3 meter dan 0, meter. Dar grafk data terlhat bahwa repon hal rancangan tem pengendalan PID etelah duj dengan uj trackng et pont, repon mengkut kenakan dan penurunan et pont yang dberkan hanya terjad perbedaan pada etlng tme. Pada aat et pont dnakkan repon memlk etlng tme yang lebh lama dbandngkan dengan pada aat et pont dturunkan, tetap perbedaan etlng tme pada kenakkan dan penurunan tdak begtu gnfcant dengan range perbedaan antara 0-50 detk. Grafk uj trackng et pont berba PID controller 0.8 0.7 0.6 Repon Pengendalan PID 3 Elemen kontrol Uj trackng Set Pont Level() Set Pont() Tabel 4. uj trackng et pont (0,7 meter, 0,6 meter dan 0,5 meter) Sp(mete T () Tr () Tp () Td () r) 0, 47 0 45 7 0,5 0 5 0 8 0,3 33 5 9 7 0, 5 0 7 4 level(m) 0.5 0.4 0.3 0. 0. 0-0. 0 00 400 600 800 000 00 400 600 waktu()
Grafk Repon.4 Repon Uj Noe Stem. Level() Set Pont() Grafk uj noe pada pengukuran tranmtter level(m) 0.8 0.6 0.4 0. 0 0 00 400 600 800 000 00 waktu()
KESIMPULAN *Telah dlakukan perancangan ytem pengendalan 3 elemen control berba PID pada Steam Drum PT. Indonea Power UBP Sub Unt Perak Grat. *Dperolehnya tem kontrol baru berdaarkan hal rancangan kontrol PID 3 elemen berdaarkan metode Zegler-Nchol dperoleh nla Kp = 77,34; T = 0,9375 detk dan Td=0,38 *Repon yang dberkan oleh tem hal rancangan telah memenuh krtera yang ada epert ketablan, makmum overhot = 7,7% tme etlng = 9 detk. Stem telah lolo dalam beberapa pengujan epert uj repon maukan nyal tep trackng etpont, uj noe pengukuran.
Terma Kah
PERHITUNGAN PENDEKATAN LUASAN SISI SAMPING FLASH DRUM Lua Pendekatan S Sampng Feed Flah Drum Untuk memperoleh luaan ampng dar Flah Drum yang tertutup lqud maka ddekat dengan menggunakan pendekatan luaan kotak dengan peramaan : da = f D dh dmana : da = Lua permukaan ampng Flah Drum yang tertutup lqud. dh = Ketnggan lqud. D = Dameter Flah Drum. F = Koefen faktor korek dh D Luaan yang tertutup lqud Gambar A. Pendekatan luaan ampng Flah Drum dengan luaan kotak
Dengan menggunakan pendekatan luaan kotak dalam mencar luaan ampng Flah Drum (berbentuk lngkaran) yang tertutup lqud, maka pertama kal dlakukan adalah mengambl contoh permalan lngkaran memlk dameter ebear 30 cm. Selanjutnya dlakukan pengukuran perubahan lua akbat perubahan ketnggan lqud bak untuk luaan kotak, luaan pendekatan (X) dan juga untuk luaan Flah Drum, lua ebenarnya (Y) dengan membuat tabel berkut n : Tabel A. Luaan ampng veel yang tertutup lqud dengan luaan pendekatan dalam bentuk kotak. Tngg lqud h (cm) Lua Kotak X (cm ) Lua Lngkaran Y (cm ) 60 0,5 3 90 36,69 4 0 55,95 5 50 77,33 6 80 00,53 8 40 5,0 9 70 78,3 0 300 06,3 330 34,73 360 63,88
Dengan memplot data data, dbuat uatu grafk hubungan antara luaan pendekatan (X) dengan luaan ebenarnya (Y) epert gambar (A.) dbawah. Dan dar grafk terlhat bahwa garnya mendekat lner maka dengan demkan dapat dlnearkan untuk memperoleh peramaan y = ax + b. Untuk mendapatkan nla a dan b dgunakan metode kuadrat terkecl dengan peramaan : a n n x y x x x y b y n x x x y x x Setelah data dar Tabel A. dmaukkan keperamaan (A.) dan (A.), maka dperoleh nla a = 0,8 dan b = -40. Dmana nla a yang merupakan lope atau graden dar peramaan korela terebut juga merupakan uatu kontanta yang menyatakan hubungan antara luaan veel dengan pendekatan. 300 Luaan Veel 00 00 0 60 90 0 50 80 40 70 300 330 360 Luaan Pendekatan Gambar A. Grafk hubungan luaan veel dengan luaan pendekatan