LOGO OLEH : ANIKE PURBAWATI DOSEN PEMBIMBING : KATHERIN INDRIAWATI, ST.MT.

dokumen-dokumen yang mirip
PERANCANGAN SISTEM KONTROL DAN SAFETY YANG TERINTEGRASI PADA STEAM SEPARATOR

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN PEMBAKARAN PADA DUCTBURNER WASTE HEAT BOILER (WHB) BERBASIS LOGIC SOLVER

PENGENDALI TEMPERATUR FLUIDA PADA HEAT EXCHANGER DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC)

Desain Kendali pada Sistem Steam Drum Boiler dengan Memperhitungkan Control Valve

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA HASIL SIMULASI. III, aspek keseluruhan dimulai dari Bab I hingga Bab III, maka dapat ditarik

Uji tracking setpoint

Pengendali Temperatur Fluida Pada Heat Exchanger Dengan Menggunakan Algoritma Model Predictive Control (MPC)

Tabel 1. Parameter yang digunakan pada proses Heat Exchanger [1]

Rancang Bangun Sistem Kontrol Level dan Pressure Steam Generator pada Simulator Mixing Process di Workshop Instrumentasi

PERANCANGAN MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PADA PROSES QUADRUPLE TANK

PERANCANGAN MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PADA PROSES QUADRUPLE TANK

Rancang Bangun Sistem Pengendalian Level pada Knock Out Gas Drum Menggunakan Pengendali PID di Plant LNG

BAB II LANDASAN TEORI

oleh : Rahmat Aziz ( ) Reza Sofyan Arianto ( )

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DAN INTERLOCK STEAM DRUM DENGAN DUA ELEMEN KONTROL DI PT. INDONESIA POWER UBP SUB UNIT PERAK.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA HASIL SIMULASI

Perancangan Sistem Pengendalian Tekanan dan Laju Aliran Untuk Kebutuhan Refueling System Pada DPPU Juanda-Surabaya

PENGENDALI TEMPERATUR FLUIDA PADA HEAT EXCHANGER DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN PREDIKTIF

LEVEL DAN SISTEM PROTEKSI PADA PERTAMINA (PERSERO) RU IV CILACAP

Bambang Pramono ( ) Dosen pembimbing : Katherin Indriawati, ST, MT

Sedangkan untuk hasil perhitungan dengan parameter tuning PID diperoleh :

Oleh: Dimas Avian Maulana Dosen Pembimbing: Subchan, Ph.D

PENGENDALIAN PROSES EVAPORASI PADA PABRIK UREA MENGGUNAKAN KENDALI JARINGAN SARAF TIRUAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI

PERANCANGAN KONTROLER KASKADE FUZZY UNTUK PENGATURAN TEKANAN PADA PRESSURE CONTROL TRAINER

BAB III DINAMIKA PROSES

Herry gunawan wibisono Pembimbing : Ir. Syamsul Arifin, MT

Ir.Muchammad Ilyas Hs DONY PRASETYA ( ) DOSEN PEMBIMBING :

IX Strategi Kendali Proses

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

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN

X Sistem Pengendalian Advance

PERANCANGAN SISTEM CONTROL LEVEL DAN PRESSURE PADA BOILER DI WORKSHOP INSTRUMENTASI BERBASIS DCS CENTUM CS3000 YOKOGAWA

PENGENDALIAN OPTIMAL PADA SISTEM STEAM DRUM BOILER MENGGUNAKAN METODE LINEAR QUADRATIC REGULATOR (LQR) Oleh : Ika Evi Anggraeni

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

VIII Sistem Kendali Proses 7.1

DESAIN DAN IMPLEMENTASI KONTROLER FUZZY-SUPERVISED PID BERBASIS PLC PADA SISTEM KONTROL LEVEL CAIRAN COUPLED-TANK

PERANCANGAN SISTEM CONTROL LEVEL

Penerapan Model Predictive Control (MPC) pada Desain Pengendalian Robot Mobil Beroda Empat

JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PERANCANGAN SISTEM KONTROL ph PADA SEMIBATCH REACTOR DENGAN MENGGUNAKANFUZZY LOGIC CONTROL UNTUK STUDI KASUS PENETRALAN CH3COOH DAN NaOH

RANCANG BANGUN SELF TUNING PID KONTROL PH DENGAN METODE PENCARIAN AKAR PERSAMAAN KARAKTERISTIK

PERANCANGAN PENGENDALI MODEL PREDICTIVE CONTROL PADA SERVOMEKANIS DC

Oleh : Heldi Usman

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Penelitian sebelumnya berjudul Feedforward Feedback Kontrol Sebagai

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENERAPAN MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PADA DESAIN PENGENDALIAN ROBOT MOBIL BERODA EMPAT

Rancang Bangun Self Tuning PID Kontrol ph Dengan Metode Pencarian Akar Persamaan Karakteristik

DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM CENTUM CS3000

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGENDALI MODEL PREDICTIVE CONTROL DENGAN CONSTRAINT UNTUK PENGATURAN LEVEL PADA COUPLED-TANK BASIC PROCESS RIG

BAB 1 FILOSOFI DASAR SISTEM KONTROL

STUDI PERFORMANSI SISTEM PENGENDALIAN TEMPERATUR, RELIABILITY DAN SAFETY PADA HEAT EXCHANGER PT. PETROWIDADA GRESIK

BAB II TINJAUAN TEORITIS

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 1

Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada Steam drum dengan Menggunakan Kontroller PID di PT Indonesia Power Ubp Sub Unit Perak-Grati

SISTEM KENDALI DIGITAL

Sadra Prattama NRP Dosen Pembimbing: Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT NIP

Pertemuan-1: Pengenalan Dasar Sistem Kontrol

ISTILAH-ISTILAH DALAM SISTEM PENGATURAN

Studi Perancangan Kontrol Prediktif pada Kolom Distilasi Di Crude Distillation Unit PT Pertamina UP VI Balongan

PERANCANGAN SOFTSENSOR STEAM QUALITY PADA STEAM GENERATOR DENGAN OPTIMASI NILAI SPESIFIK VOLUM DENGAN METODE JARINGAN SYARAF TIRUAN (JST)

REDESAIN GAS METERING STATION

PERANCANGAN SISTEM KONTROL ph BERBASIS SINTESA REAKSI INVARIAN DENGAN MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY PADA STUDI KASUS TITRASI ASAM HCl DAN BASA NaOH

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 1

Presentasi Tugas Akhir Bidang Studi Teknik Sistem Pengaturan Jurusan Teknik Elektro - ITS

Perancangan Sistem Kontrol Laju Aliran Bahan Bakar Serta Rasio Pembakaran Berdasarkan Nilai Steam Quality Pada Steam Generator

BAB 1 PENDAHULUAN. dan penderita secara keseluruhan bergantung pada sumber insulin external yang

ISTILAH ISTILAH DALAM SISTEM PENGENDALIAN

pengendali Konvensional Time invariant P Proportional Kp

Makalah Seminar Kerja Praktek Analisis Pressure Control Pada Absorber (101-C1) di CO 2 Removal Field Subang

DESAIN PENGONTROL MULTI INPUT MULTI OUTPUT LINEAR QUADRATIK PADA KOLOM DISTILASI

Studi Perancangan Kontrol Prediktif pada Kolom Distilasi Di Crude Distillation Unit PT Pertamina UP VI Balongan

minimum variance sebagai estimator.

Simulasi Control System Design dengan Scilab dan Scicos

Simulasi Auto-Tuning PID Controller untuk Motor DC Menggunakan Metode Multiple Integrations

Muhammad Riza A Pembimbing : Hendra Cordova ST, MT. NIP :

PERANCANGAN PID SEBAGAI PENGENDALI ph PADA CONTINUOUS STIRRED TANK REACTOR (CSTR)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1

Makalah Seminar Kerja Praktek KONTROL TEMPERATUR PADA RICH SOLUTION HEATER (101-E) DI CO 2 REMOVAL PLANT SUBANG

4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS. pengujian simulasi open loop juga digunakan untuk mengamati respon motor DC

PERANCANGAN ATTEMPERATURE REHEAT SPRAY MENGGUNAKAN METODE ZIEGLER NICHOLS BERBASIS MATLAB SIMULINK DI PT. INDONESIA POWER UBP SURALAYA

PRESSURE CONTROL INTERFACE SYSTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI CHEVRON GEOTHERMAL INDONESIA

Adaptive Fuzzy Untuk Menala Parameter PID pada Sistem Pengaturan Berjaringan. Nastiti Puspitosari L/O/G/O NETWORKED CONTROL SYSTEM (NCS)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGGUNAAN MODEL NOISE PADA METODE ITERATIVE FEEDBACK TUNING UNTUK PENGHILANGAN GANGGUAN SISTEM PENGENDALIAN

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya MATERI PENGENDALI

QUALITY OF SERVICE PID PREDIKTIF PADA NETWORKED CONTROL SYSTEM DENGAN VARIABEL WAKTU TUNDA DAN KEGAGALAN PENGIRIMAN DATA MONDA PERDANA

PERANCANGAN SOFTSENSOR KADAR GAS BUANG PADA STACK HASIL KELUARAN HRSG (HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) DENGAN METODE JARINGAN SYARAF TIRUAN

SISTEM PENGATURAN BERJARINGAN : DESAIN DAN IMPLEMENTASI SLIDING MODE CONTROL PADA PRESSURE PROCESS RIG

Teknik Sistem Pengaturan Teknik Elektro - Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

BAB 1 KONSEP KENDALI DAN TERMINOLOGI

PENGENDALIAN KOLOM DISTILASI PADA HYSYS MENGGUNAKAN ROBUST IMC PADA MATLAB DENGAN HMI PADA APLIKASI PEMROGRAMAN VISUAL BASIC TUGAS AKHIR RF1483

RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI KECEPATAN KURSI RODA LISTRIK BERBASIS DISTURBANCE OBSERVER

Perancangan Sistem Pengaturan Frekuensi Turbin-Generator Uap Menggunakan Model Predictive Control Pada Simulator

Gambar 2. front panel dan block diagram

BAB II LANDASAN TEORI. berefisiensi tinggi agar menghasilkan produk dengan kualitas baik dalam jumlah

Perancangan dan Simulasi MRAC PID Control untuk Proses Pengendalian Temperatur pada Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)

Desain dan Implementasi Model Reference Adaptive Control untuk Pengaturan Tracking Optimal Posisi Motor DC

Transkripsi:

LOGO Perancangan Sistem Pengendalian Tekanan Keluaran Steam Separator Dalam Upaya Peningkatan Kualitas Output Steam di PT. Pertamina Geothermal Energy area Kamojang, Jawa Barat OLEH : ANIKE PURBAWATI 2408100037 DOSEN PEMBIMBING : KATHERIN INDRIAWATI, ST.MT. LABORATORIUM REKAYASA INSTRUMENTASI DAN KONTROL JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

Introduction Latar belakang Tujuan Batasan masalah -Panas bumi berupa dry- steam - steam dilewatkan ke separator - pengendalian tekanan keluaran steam separator (manual DCS) - tuning tidak sesuai -merancang sistem pengendalian tekanan keluaran steam separator dengan algoritma pengendali MPC dan teknik optimasi quadratic programming -Vane separator - algoritma pengendalian MPC -Temperatur dari gathering sistem konstan -Data bulan Februari 2012 per jam -Controlled variabel (pressure output) -Manipulated variabel : flow steam

PLTP Kamojang

P&ID steam separator MANUAL AUTOMATIS

Diagram blok sistem pengendalian www.themegallery.com

Model Predictive Control Lintasan prediksi dari harga keluaran (berdasarkan input sebelumnya) Pengukuran harga keluaran sekarang Mengestimasi gangguan saat sekarang dan ke depan Lintasan keluaran yang diinginkan Constraint (pembatas) Menggunakan model proses untuk memprediksi sinyal kontrol ke depan sehingga dapat meminimalisasi Fungsi Objectif Estimasi gangguan Prediksi sinyal kontrol Gambar 1. Struktur dasar MPC (Camacho & Bordons, 1998) Mengimplementasikan aksi kontrol sekarang dan memprediksi keluaran ke depan berdasarkan modl proses yang dibuat Tunggu hingga waktu 1 sampling tercapai dan ulangi algoritma proses Prediksi baru dari keluaran Gambar 2 Bentuk umum algoritma MPC (Wang, 2009)

Algoritma pengendalian Model proses MPC: U(k) X(k) Y(k) A B C Vektor keadaan prediksi: Output : vektor masukan prediksi: berdimensi-l : vektor keadaan berdimensi-n : vektor keluaran berdimensi-m : matriks keadaan berdimensi n x n : matriks masukan berdimensi n x l : matriks keluaran berdimensi m x n

Cont d (2.18) Cost function Quadratic programming Dimana:

Model Predictive Control Trayektori referensi T(k) E(k) optimize u(k) Mulai Tentukan Hp, Hu, Q, dan R u(k) plant X(k) Hitung matriks Ψ,Γ, dan Θ u(k-1) Ambil data x(k) dan u(k-1) k=k+1 Hitung matriks E, H, G, matriks constraints, Q, dan R Hitung ΔU(k) menggunakan Quadratic Programming Pengendali MPC u(k)=δu(k)+u(k-1) Tidak Hentikan pengendali? Ya Selesai

Metodologi penelitian mulai Pemodelan steam separator, control valve, transmitter Uji performansi sistem Model valid? Yes No Analisa data dan pembahasan hasil simulasi Pemodelan & Integrasi algoritma MPC ke plant selesai No Berhasil? Yes Anike Purbawati 2408100037

Struktur plant PIC P-22 I-8 P-23 PT 203 PT To demister PIC I-6 PT PT PSV 203 To demister V-3 PIC PSV V-8 I-7 V-3 PIC I-7 Flow steam PV-214A V-9 PV-214B Flow steam PV-214A PV-214C PV-214B Steam separator PV-214D Rock Muffler Steam separator PV-214C PV-214D Rock Muffler

steam separator Pemodelan Plant Dimana:

Pressure Transmitter PT-203 Diaphragm Gauge Pressure Transmitter model EJA530A Range 0 20 bar Output 4 20 ma Time konstant = 0,2 s produk Yokogawa mengukur steam pressure Anike purbawati 2408100037

Gain control valve Control Valve - type Butterfly dengan model DVC6030, Fisher, - aktuator jenis piston, posisioner I/P - karakteristik valve equal percentage Hubungan sinyal kontrol (dengan opening valve) Hubungan opening valve dengan flow discharge control valve

Validasi plant parameter simulasi Real plant Tekanan 10.24 bar 10.23447 bar Liquid level 8.361 cm 8.542 cm Flow discharge (43%) 430.1 ton/h 403.12 ton/h Anike purbawati 2408100037

simulasi Parameter MPC Nilai Control interval 0.1 prediction horizon 45 control horizon 1 bobot input 0 bobot laju input 0.0923 bobot output 1.0833 Constraint Umin:4 ; Umax:20

Simulasi struktur plant Kamojang 10.2 pressure (bar) 10 9.8 9.6 pressure (bar) 10.4 10.2 10 9.8 9.6 0 100 200 300 400 500 time (sec) 9.4 0 50 100 150 200 250 300 350 4 time (sec) Gambar 4.1 Respon openloop steam separator respon setpoint Gambar 4.2 Respon closedloop sistem (setpoint 10.24 bar) pressure (bar) 11.5 11 10.5 10 respon closed loop setpoint 11 bar respon setpoint 9.5 0 100 200 300 400 500 time (sec) Gambar 4.3 Respon closedloop sistem (setpoint 11 bar)

Simulasi struktur plant baru 12 10 respon open loop steam separator respon open loop 10 respon closedloop steam separator respon setpoint 8 8 pressure (bar) 6 4 pressure (bar) 6 4 2 2 0 0 20 40 60 80 100 time (sec) 0 20 40 60 80 100 time (sec) Ts = 27 s Gambar 4.4 Respon openloop tekanan keluaransteam separator Gambar 4.5 respon closed loop sistem

Uji tracking setpoint 10 respon uji tracking setpoint naik 10.8 10.6 respon uji tracking setpoint turun respon setpoint pressure (bar) 8 6 4 2 respon setpoint 0 0 50 100 150 200 time (sec) Ts = 9.45 s Gambar 4.7 Uji trackingsetpoint naik pressure (bar) 10.4 10.2 10 9.8 9.6 0 50 100 150 200 time (sec) Ts = 9.45 s Gambar 4.8 Uji trackingsetpoint turun

Uji noise respon uji noise variance 0.043% respon uji noise variance 1% 12 12 pressure (bar) 10 8 6 4 4 2 respon 2 0 step respon 0 50 100 150 200 setpoint time (sec) 0 0 50 100 150 200 time (sec) Ts = 36.5 s Ts = 18.2 s respon uji noise variance 10% 12 10 pressure (bar) 10 8 6 pressure (bar) 8 6 4 2 respon 0 0 50 setpoint 100 150 200 time (sec)

Uji disturbance pressure (bar) 12 10 8 6 4 2 rspon uji beban naik (467.29 K - 482 K) respon sistem setpoint 0 0 50 100 time (sec) 150 200 Ts = 21.6 s pressure (bar) 10 8 6 4 2 uji beban turun (467,29 K - 410 K) respon setpoint 0 0 50 100 150 200 time (sec) Ts = 40s

Performansi Jenis Uji Karakteristik dinamik Max.Overshoot (%) e ss T ss (s) Closedloop 3.5 0.02 27 Tracking setpoint naik 0.8 0.09 9.45 Tracking setpoint turun 0.068 0.0069 9.45 Uji noise variance 0.043% 5.5 0.029 36.5 Uji noise variance 1% 1.3675 0.03 18.2 Uji beban naik 1.07 0.0025 21.6 Uji beban turun 0 0.00241 40

Kesimpulan Tekanan output steam separator dapat dikendalikan dengan mengubah struktur plant separator. Perubahan struktur plant dilakukan dengan mengubah letak control valve yang semula memanipulasi flow steam masukan separator menjadi memanipulasi flow steam keluaran steam separator Controller MPC yang memberikan hasil pengendalian terbaik dalam simulasi ini menggunakan parameter-parameter kontrol sebagai berikut: control interval 0.1, prediction horizon 45, control horizon 1, bobot input 0, bobot laju 0.0923, dan bobot output 1.0833, dan constrain sinyal kontrol 4 ma-20 ma. Sistem kontrol MPC mampu mengendalikan tekanan dalam range 9.93 bar- 11.69 bar (constrain sinyal kontrol 4 ma- 20 ma) Sistem control MPC mampu bekerja dengan baik pada saat diberi noise dengan variance sebesar 0.043% dan 0.1% dan controller MPC memiliki ess yang di sekitar besar ketika diberi noise 10% ke atas. Sistem pengendali MPC mampu melakukan tracking setpoint baik naik maupun turun dan mampu meredam gangguan berupa kenaikan dan penurunan temperatur steam pada gathering sistem dengan performansi yang baik

LOGO

Fungsi kriteria Nilai optimal ΔU(k) dapat dihitung dengan membuat gradien dari V(k) bernilai 0, sehingga didapatkan nilai optimal dari perubahan sinyal kontrol ΔU(k)