Dasar Sistem Kendali Nuryono Satya Widodo, S.T., M. Eng. Dasar Sistem Kendali 1
Apakah Sistem Kendali itu? Interkoneksi sejumlah komponen membentuk suatu konfigurasi sistem yang mampu mengarahkan, mengatur, memerintahkan dirinya sendiri atau sistem lain untuk mencapai ke kondisi/nilai tertentu Studi bidang Kendali memberikan kepada kita metode untuk menganalisis & memahami perilaku suatu sistem ketika diberikan input tertentu Studi ini juga memberikan metode untuk mencapai respon sistem yg diinginkan Dasar Sistem Kendali 2
Dasar Sistem Kendali 3
Contoh Dasar Sistem Kendali 4
Mobil yg sedang berjalan Pada kondisi normal arah mobil secara kontinyu diatur sesuai feedback yg diterima pengemudi Contoh Dasar Sistem Kendali 5
Cara Menyatakan Sistem Diagram Blok menunjukkan hubungan antar komponen Pengemudi melakukan sejumlah fungsi termasuk pengukuran, kendali & pemilihan jalur Dasar Sistem Kendali 6
Cara Menyatakan Sistem Blok untuk pengemudi dpt di-expand utk menunjukkan fungsi yg dilakukannya Dasar Sistem Kendali 7
Sistem Kendali scr Umum Pada umumnya Sistem Kendali dapat ditunjukkan dgn adanya komponen berikut Dasar Sistem Kendali 8
Definisi Reference/masukan acuan/set point :sinyal yg menyatakan kondisi atau tindakan yg harus dicapai atau dilakukan oleh sistem Error :Selisih antara output yg dihasilakn terhadap reference (e = setpoint-process value) Controller/pengendali :Komponen yg diperlukan utk mengolah error menjadi sinyal kendali(komponen yg menetapkan aksi pengendalian) Control Signal/sinyal pengendalian :sinyal yg digunakan utk menggerakkan aktuator yg mrpk hasil operasi&manipulasi terhdp error Dasar Sistem Kendali 9
Definisi Plant : seperangkat peralatan yg terdiri dari beberapa bagian yg bekerja bersama-sama untuk melakukan operasi tertentu Actuator :piranti yg digunakan utk menggerakkan atau mengatur proses Proses :Operasi yg berlangsung kontinyu, terdiri dari beberapa aksi atau perubahan yg dikendalikan utk mencapai hasil tertentu Disturbances/gangguan :sinyal yg tdk diinginkan yg ikut mempengaruhi nilai keluaran Ouput/Process Value :Keadaan atau hasil/besaran dr plant Feedback :fungsi dr keluaran yg dioperasikan scr aljabar dgn reference utk memperoleh sinyal error Dasar Sistem Kendali 10
Sistem Kendali Closed Loop Sistem Kendali closed loop(kalang tertutup) menggunakan elemen feedback, yaitu keluaran sistem diumpanbalikkan dan dioperasikan scr aljabar dgn setpoint/reference utk memperoleh sinyal error yg digunakan sbg dasar aksi pengendalian, sehingga keluaran mempengaruhi aksi pengendalian Dasar Sistem Kendali 11
Sistem Kendali Open Loop Sistem kendali open loop(kalang terbuka) tidak menggunakan elemen feedback, sehingga keluaran tdk mempengaruhi aksi pengendalian yg dilakukan Dasar Sistem Kendali 12
Tingkat perubahan suhu terhadap perbedaan suhu Tanpa feedback sistem akan mencapai steady state yg berbedabeda tergantung lingkungannya Kendali Suhu Ruangan Dasar Sistem Kendali 13
Cistern Fill adalah variable terkendali Float ball sebagai feedback Sistem Kendali Mekanis Valve tertutup ketika tinggi air meningkat Dasar Sistem Kendali 14
Contoh Kendali open loop Output yg dikendalikan adalah hasil panggangan/bakaran Pengguna mengatur lamanya waktu dan warna yg diinginkan Sistem tidak menanggulangi adanya perubahan watak komponen Dasar Sistem Kendali 15
Awal Sistem Kendali Dasar Sistem Kendali 16
Flyball Governor Prinsip Kerja & Operasi : Pengatur kecepatan ini bekerja berdasarkan gaya sentrifugal Dasar Sistem Kendali 17
Sistem Kendali Servomekanisme : Sistem kendali berumpan balik dengan keluaran berupa posisi, kecepatan, ataupun percepatan mekanik Kendali motor listrik Sistem regulator : Sistem kendali berumpan balik dengan masukan acuan atau keluaran yg diinginkan konstan atau berubah secara lambat terhadap waktu meskipun sistem mengalami gangguan Sistem pemanas ruangan dengan thermostat Dasar Sistem Kendali 18
Manfaat Sistem Kendali Memudahkan manusia mendapatkan kinerja/hasil suatu sistem sesuai dengan yg diinginkan Meningkatkan kualitas, menurunkan biaya operasi, serta mempertinggi laju produksi Menggantikan manusia/mengurangi peran manusia untuk melakukan pekerjaan yg rutin&membosankan, berbahaya, ataupun memerlukan ketelitian tinggi Dasar Sistem Kendali 19
Kriteria Sistem Kendali Kriteria yg harus dipenuhi sistem kendali: Kemampuan menanggulangi gangguan Error pada kondisi steady state (keadaan mantap/tunak) Karakteristik tanggapan transient/peralihan yg sesuai Sensitifitas terhdp perubahan parameter plant/proses Dasar Sistem Kendali 20
Masalah yg dihadapi Masalah yg harus dipecahkan: Memilih elemen feedback/sensor yg sesuai utk mengukur keluaran plant Memilih aktuator yg sesuai utk plant/proses yg dikendalikan Menyusun persamaan/model dr plant, aktuator dan sensor yg telah dipilih Merancang pengendali berdasarkan model yg dikembangkan dan kinerja/kriteria yg ingin dicapai Dasar Sistem Kendali 21
Masalah yg dihadapi Melakukan evaluasi secara analitis terhdp rancangan yg dibuat dengan simulasi, dilanjutkan pengujian sistem fisik Jika tes fisik tidak memuaskan langkahlangkah di atas diulangi kembali Dasar Sistem Kendali 22
Kesimpulan Untuk memahami kinerja sistem, kita harus mampu memodelkan sistem Teknik Kendali menyediakan metode dan analisis untuk memahami dan mengukur watak dan kinerja suatu sistem Dasar Sistem Kendali 23
Referensi Phillips, C. L. dan Harbor, R.D.(terjemah),1996, Sistem Kontrol- Dasar-dasar, edisi 3, Jakarta:Erlangga Katsuhiko Ogata,Teknik Kontrol Automatik, jilid 1, Erlangga Kuo,B.J.(terjemah),1998, Teknik Kontrol Automatik, Jakarta:Erlangga Curtis Johnson, Process Control & Instrumentation Tech. Dasar Sistem Kendali 24