PRESENTASI SEMINAR TUGAS AKHIR Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada STRIPPERPV 3300 Dengan Metode FEEDBACK FEEDFORWARD di PT. JOB Pertamina-PetroChina East Java Sadra Prattama NRP. 2406.100.055 Dosen Pembimbing: Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT NIP. 196905071995121001
LATAR BELAKANG Input 3 separator Output sour gas Level controller Input sweet gas Output Sweet oil
PERISTIWA BOUNCHING 1 level (m) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 LSHH Dari hasil simulasi ParameterKp=10,Ti = 0,dan Td = 0 Keadaaninputdari40 kg/s menuju70 kg/s 0.2 0.1 0 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 time (s)
PERMASALAHAN 1. Bagaimana merancangan model feedforward pada stripper. 2. Bagaimana perbandingan antara model feedback konvensional yang sudah diterapkan dan feedback feedforward hasil perancangan.
TUJUAN 1. merancangan model feedforward pada stripper. 2. Membandinganantaramodel feedback konvensionalyang sudah diterapkan dan feedback feedforward hasil perancangan.
DASAR TEORI Input sweet gas 1,5 mmscfd Input minyak dari ketiga separator Terdapat 25 tray didalamnya Output ada dua, bottom dan upper
Kontrollerfeedforward 1. Pengendali feedforward steady state Pengendali feedforward yang paling sederhana dan mudah untul diimplementasikan adalah model steady state, kita hanya membutuhkan elemen statis pada fungsi transfer prosesnya. 2. Pengendali feedforward Dinamik Pengendali feedforward ini menggunakan pendekatan pada fungsi transfernya Walaupun hanya sebatas pendekatan, tetapi persamaaninidapatmemberikanhasilyang lebih baik dibanding desain steady state From: George Stephanopoulos Prentice Hall International
Keuntungandankerugiandari kontroler feedforward Keuntungan 1. Bereaksisebelumefekdaridisturbance yang akan mengganggu sistem 2. Sangat bagus untuk sistem yang lambat 3. Tidakdiperkenankanuntuksistemyang tidak stabil Kerugian 1. Membutuhkan identifikasi dari disturbance 2. Tidak bisa bereaksi terhadap disturbance yang lain 3. Membutuhkanpengetahuanyang cukup dari pemodelan proses From: George Stephanopoulos Prentice Hall International
Keuntungandankerugiandari kontroler feedback Keuntungan 1. Tidak perlu mengidentifikasi disturbance yang ada 2. Tidak sensitif untuk pemodelan error 3. Tidak sensitif terhadap perubahan parameter Kerugian 1. Menunggu datangnya error setelah melewati proses From : George Stephanopoulos Prentice Hall International
Tinjauan Pustaka No Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan 1 Antonio Visioli A new design a PID plus feedforwar dcontrol Z-N Level tank Lebih efektif dibandingk an PID kontrol konvension al untuk delta rate flow yang besar Metode yang dipakai hanya ziegler nichols, belum metode yang lain sebagai perbanding an From : Journal of Process Control www.elsevier.com
Tinjauan Pustaka No Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan 2 E.J. Adam, J.L. Marchetti Designing and tuning robust feedforwar d controllers ZN Level Tank Belum menerapka n feedforwar ddinamik state From : Journal of Process Control www.elsevier.com
P&ID STRIPPER
P&ID sebelumnya+ feedforward
DIAGRAM BLOK PENGENDALIAN KONTROL FEEDBACK FEEDFORWARD From: George Stephanopoulos Prentice Hall International
Perumusanfeedforward Fungsi transfer Perfect disturbance reject Rumus umum feedforward dinamik From: Carlos A Smith, Ph.D., P.E
Metodologi penelitian
Kesetimbangan massa
Sensor dan transmitter level Control valve b ( s) K tot = U ( s) τ vs + 1 m Sensor dan transmitter flow P P P P oy ox oy ox = = τ P K s P +1 3.484375 s + 1 Ktot = K I. K Yc Tv = Cv P actuator mb ( s) 3.3342 = U ( s) ( 1.612s + 1)
Ujiopen loop Simulink open loop 1.4 1.2 level (m) 1 0.8 0.6 Grafik hasil simulink open loop 0.4 0.2 0 0 10 20 30 40 50 60 time (s)
Feedback kontroller Parameter No Mode Kontrol Kp Ti Td 1 Proporsional 3 0 0 2 Proporsional Integral 2.7 2 0 3 Proporsional Integral Derivatif 3.6 1.2 0.3
Feedback controller Proporsional 1 0.9 0.8 level (m) l 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =11s peaktime(tp) =5s error steady state(ess) = 0,08025% risetime(tr) =2.5s 0.2 0.1 0 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 time (s)
1 Feedback controller Proporsional Integral 0.9 0.8 level (m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =11s peaktime(tp) = 2.5s errorsteadystate(ess) =0% risetime(tr) =1s 0.2 0.1 0 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 time (s)
1 Feedback controller Proporsional Integral Derivatif 0.9 0.8 lev vel (m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =10s peaktime(tp) =5s errorsteadystate(ess) =0,0% risetime(tr) =4s 0.2 0.1 0 60 65 70 75 80 85 time (s)
Performansifeedback 1. Kontroler feedback masih belum mampu mengatasi peristiwa bounching tersebut. 2. Parameter yang dimasukkanberupaperubahaninput sebesar 30 kg/s 3.Dampaklevel yang tinggitersebutoil masukkepipa 3.Dampaklevel yang tinggitersebutoil masukkepipa sweetgas.
Feedback feedforward controller
Feedback feedforward controller proporsional 1 0.9 0.8 leve el (m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =13s peaktime(tp) =2s error steady state(ess) = 0,003% risetime(tr) =1.3s 0.2 0.1 0 45 50 55 60 65 70 75 80 time (s)
Feedback feedforward controller proporsional integral 1 0.9 0.8 level el (m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =10s peaktime(tp) =3s risetime(tr) =2s 0.2 0.1 0 45 50 55 60 65 70 75 80 time (s)
Feedback feedforward controller proporsional integral derivatif 1 0.9 0.8 level el (m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 settlingtime(ts) =10s peaktime(tp) =5s risetime(tr) =3s 0.2 0.1 0 45 50 55 60 65 70 75 80 time (s)
Performansifeedback feedforward 1. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasi peristiwa bounching tersebut. 2. Parameter yang dimasukkanberupaperubahaninput sebesar 30 kg/s 3. Parameter lead per lag adalah½ dangain kontroler feedforward adalah 0.86 4. Hasil terbaik dengan settling time (ts)= 10 s, peaktime(tp)=5s,errorsteadystate(ess)= 0,0 %, dan rise time(tr) =3s
kg/s level (m) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 laju aliran minyak 0 5 10 15 20 25 30 35 time (s) Perbandingan antara kontrol feedback dan feedback feedforward 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 time (s) laju aliran minyak feedback feedforward
kg/s 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1.2 1 laju aliran minyak 0 5 10 15 20 25 time (s) perbandingan feedback feedforward dengan feedback laju aliran minyak level (m) 0.8 0.6 0.4 0.2 feedback feedback feedforward 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 time (s)
Kesimpulan 1. Telah dilakukan perancangan feedforward pada controller feedback pada stripper PV 3300. 2. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasi peristiwa bounching tersebut dengan level maksimum 0.5 meter sedangkan untuk feedback saja mencapai 0,83 meter untuk flow minyak yang masukantara40kg/smenuju70kg/s. 3. Berdasarkan hasil penelitian bahwa hasil yang paling baik dari respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan nilai: settling time (ts)= 10 s, peak time (tp)= 5 s,error steady state (ess)=0 %, rise time (tr)=3 s,lead per lag= ½, dan gain feedforward= 0.86
terimakasih