Operasi Teknik Kimia I membahas percobaan perpindahan panas pada alat penukar panas jenis Plate and Frame. Tujuan percobaan adalah melihat fenomena perpindahan panas secara konveksi dan menentukan koefisien perpindahan panas. Hasil percobaan menunjukkan nilai koefisien perpindahan panas untuk aliran counter current dan co-current pada suhu 350°C masing-masing sebesar 89,5 W/m2°C dan 89,52 W/m2°
Buku ini memberikan contoh soal penyelesaian alat penukar kalor (heat exchanger) untuk pipa ganda dan shell dan tube, meliputi teori dasar tentang koefisien perpindahan kalor, perbedaan temperatur rata-rata logaritma, dan metode efektivitas-NTU."
Dokumen tersebut membahas mengenai alat penukar panas (heat exchanger) yang berfungsi untuk memindahkan panas antara dua fluida. Jenis-jenis alat penukar panas dijelaskan seperti penukar panas pipa rangkap, penukar panas cangkang dan buluh, serta penukar panas pelat dan bingkai. Faktor yang mempengaruhi efektivitas alat penukar panas juga dibahas.
Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang OptimalAndri Mi'rad
Dokumen tersebut memberikan informasi mengenai identitas pribadi seseorang bernama Andri Yanto Mirad. Ringkasannya adalah:
Dokumen tersebut berisi profil singkat seorang mahasiswa bernama Andri Yanto Mirad yang meliputi identitas pribadi, pendidikan formal, pengalaman organisasi, dan pengalaman kerja.
Turbin uap memanfaatkan energi fluida berupa entalpi uap dengan tekanan dan temperatur tinggi sesuai siklus Rankine. Siklus ini terdiri atas proses kompresi cairan, pemanasan uap pada tekanan tetap, ekspansi uap, dan pendinginan uap pada tekanan tetap. Efisiensi siklus ditentukan oleh hubungan antara kalor masuk dan keluar.
Operasi Teknik Kimia I membahas percobaan perpindahan panas pada alat penukar panas jenis Plate and Frame. Tujuan percobaan adalah melihat fenomena perpindahan panas secara konveksi dan menentukan koefisien perpindahan panas. Hasil percobaan menunjukkan nilai koefisien perpindahan panas untuk aliran counter current dan co-current pada suhu 350°C masing-masing sebesar 89,5 W/m2°C dan 89,52 W/m2°
Buku ini memberikan contoh soal penyelesaian alat penukar kalor (heat exchanger) untuk pipa ganda dan shell dan tube, meliputi teori dasar tentang koefisien perpindahan kalor, perbedaan temperatur rata-rata logaritma, dan metode efektivitas-NTU."
Dokumen tersebut membahas mengenai alat penukar panas (heat exchanger) yang berfungsi untuk memindahkan panas antara dua fluida. Jenis-jenis alat penukar panas dijelaskan seperti penukar panas pipa rangkap, penukar panas cangkang dan buluh, serta penukar panas pelat dan bingkai. Faktor yang mempengaruhi efektivitas alat penukar panas juga dibahas.
Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang OptimalAndri Mi'rad
Dokumen tersebut memberikan informasi mengenai identitas pribadi seseorang bernama Andri Yanto Mirad. Ringkasannya adalah:
Dokumen tersebut berisi profil singkat seorang mahasiswa bernama Andri Yanto Mirad yang meliputi identitas pribadi, pendidikan formal, pengalaman organisasi, dan pengalaman kerja.
Turbin uap memanfaatkan energi fluida berupa entalpi uap dengan tekanan dan temperatur tinggi sesuai siklus Rankine. Siklus ini terdiri atas proses kompresi cairan, pemanasan uap pada tekanan tetap, ekspansi uap, dan pendinginan uap pada tekanan tetap. Efisiensi siklus ditentukan oleh hubungan antara kalor masuk dan keluar.
Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Teknik Mesin FTI-ITSmuheadway
Praktikum ini membandingkan kinerja sistem pendinginan yang menggunakan dua jenis katup ekspansi, yaitu AXV dan TXV. Mahasiswa mengukur parameter seperti kapasitas pendinginan, daya masukan, dan COP pada berbagai tingkat beban pendinginan. Hasilnya digunakan untuk menganalisis perbedaan kinerja kedua katup ekspansi.
Hukum pertama termodinamika membahas prinsip konservasi energi dalam sistem tertutup, di mana energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan melainkan hanya dapat berubah bentuk. Energi dapat berpindah dalam bentuk panas atau kerja, dan jumlah energi yang masuk ke sistem harus sama dengan yang keluar.
Dokumen tersebut memberikan ringkasan tentang modul mata pelajaran mesin pendingin 1. Ringkasan utamanya adalah:
1. Materi modul ini membahas sejarah, definisi, tujuan, dan jenis-jenis mesin pendingin
2. Mesin pendingin bekerja dengan menyerap panas dari ruangan yang akan didinginkan melalui proses kompresi zat pendingin
3. Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi proses pendinginan yaitu bahan alat, ruang pendingin
Dokumen tersebut membahas tentang boiler, termasuk definisi boiler, jenis-jenis boiler, pengkajian kinerja boiler melalui efisiensi dan rasio evaporasi, serta peluang untuk meningkatkan efisiensi energi pada boiler seperti mengontrol udara berlebih dan blow down.
Dokumen tersebut merangkum laporan praktikum modul plate heat exchanger yang dilakukan oleh kelompok mahasiswa. Praktikum ini bertujuan untuk menghitung koefisien pindah panas keseluruhan pada pelat dengan variasi laju alir fluida panas dan dingin."
PERANCANGAN ALAT UJI PEMBAKARAN CRUDE PALM OIL DAN MINYAK GORENGM. Rio Rizky Saputra
Dokumen tersebut merupakan laporan skripsi yang membahas perancangan alat uji pembakaran menggunakan crude palm oil dan minyak goreng sebagai bahan bakarnya. Laporan ini mencakup latar belakang permasalahan, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, diagram alir perancangan alat, perhitungan parameter desain seperti komposisi bahan bakar, kebutuhan udara, energi pembakaran, dan komposisi gas buang.
Teks tersebut merangkum prinsip kerja turbin uap, komponen utamanya, siklus Rankine yang mendasarinya, dan contoh perhitungan energi pada suatu sistem turbin uap ideal.
Siklus Carnot adalah siklus reversibel yang terdiri atas empat tahapan: ekspansi isotermal, ekspansi adiabatik, kompresi isotermal, dan kompresi adiabatik. Siklus ini digunakan untuk mengubah panas menjadi kerja secara maksimal berdasarkan Teorema Carnot. Refrigerator Carnot beroperasi secara terbalik dengan mengambil panas dari reservoir dingin dan melepaskannya ke reservoir panas.
Tiga unsur diperlukan dalam proses pembakaran batubara: bahan bakar (batubara), panas, dan oksigen. Proses pembakaran meliputi pelepasan zat volatil dari batubara pada temperatur di atas 200°C, reaksi zat volatil dengan udara pada temperatur lebih dari 300°C, dan pembakaran bertahap karbon sisa hingga menjadi abu pada temperatur di atas 900°C.
Dokumen ini membahas analisis efisiensi boiler di PT. Spindo III, Tbk. dengan menggunakan metode langsung dan tidak langsung. Secara langsung, efisiensi boiler solar rata-rata 40,7% dan boiler gas 45,84%. Sedangkan secara tidak langsung dengan menggunakan economizer, efisiensi boiler solar 85,55% dan boiler gas 81,76%. Penelitian ini bertujuan menganalisis peningkatan efisiensi dengan pemasangan economizer.
Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Teknik Mesin FTI-ITSmuheadway
Praktikum ini membandingkan kinerja sistem pendinginan yang menggunakan dua jenis katup ekspansi, yaitu AXV dan TXV. Mahasiswa mengukur parameter seperti kapasitas pendinginan, daya masukan, dan COP pada berbagai tingkat beban pendinginan. Hasilnya digunakan untuk menganalisis perbedaan kinerja kedua katup ekspansi.
Hukum pertama termodinamika membahas prinsip konservasi energi dalam sistem tertutup, di mana energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan melainkan hanya dapat berubah bentuk. Energi dapat berpindah dalam bentuk panas atau kerja, dan jumlah energi yang masuk ke sistem harus sama dengan yang keluar.
Dokumen tersebut memberikan ringkasan tentang modul mata pelajaran mesin pendingin 1. Ringkasan utamanya adalah:
1. Materi modul ini membahas sejarah, definisi, tujuan, dan jenis-jenis mesin pendingin
2. Mesin pendingin bekerja dengan menyerap panas dari ruangan yang akan didinginkan melalui proses kompresi zat pendingin
3. Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi proses pendinginan yaitu bahan alat, ruang pendingin
Dokumen tersebut membahas tentang boiler, termasuk definisi boiler, jenis-jenis boiler, pengkajian kinerja boiler melalui efisiensi dan rasio evaporasi, serta peluang untuk meningkatkan efisiensi energi pada boiler seperti mengontrol udara berlebih dan blow down.
Dokumen tersebut merangkum laporan praktikum modul plate heat exchanger yang dilakukan oleh kelompok mahasiswa. Praktikum ini bertujuan untuk menghitung koefisien pindah panas keseluruhan pada pelat dengan variasi laju alir fluida panas dan dingin."
PERANCANGAN ALAT UJI PEMBAKARAN CRUDE PALM OIL DAN MINYAK GORENGM. Rio Rizky Saputra
Dokumen tersebut merupakan laporan skripsi yang membahas perancangan alat uji pembakaran menggunakan crude palm oil dan minyak goreng sebagai bahan bakarnya. Laporan ini mencakup latar belakang permasalahan, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, diagram alir perancangan alat, perhitungan parameter desain seperti komposisi bahan bakar, kebutuhan udara, energi pembakaran, dan komposisi gas buang.
Teks tersebut merangkum prinsip kerja turbin uap, komponen utamanya, siklus Rankine yang mendasarinya, dan contoh perhitungan energi pada suatu sistem turbin uap ideal.
Siklus Carnot adalah siklus reversibel yang terdiri atas empat tahapan: ekspansi isotermal, ekspansi adiabatik, kompresi isotermal, dan kompresi adiabatik. Siklus ini digunakan untuk mengubah panas menjadi kerja secara maksimal berdasarkan Teorema Carnot. Refrigerator Carnot beroperasi secara terbalik dengan mengambil panas dari reservoir dingin dan melepaskannya ke reservoir panas.
Tiga unsur diperlukan dalam proses pembakaran batubara: bahan bakar (batubara), panas, dan oksigen. Proses pembakaran meliputi pelepasan zat volatil dari batubara pada temperatur di atas 200°C, reaksi zat volatil dengan udara pada temperatur lebih dari 300°C, dan pembakaran bertahap karbon sisa hingga menjadi abu pada temperatur di atas 900°C.
Dokumen ini membahas analisis efisiensi boiler di PT. Spindo III, Tbk. dengan menggunakan metode langsung dan tidak langsung. Secara langsung, efisiensi boiler solar rata-rata 40,7% dan boiler gas 45,84%. Sedangkan secara tidak langsung dengan menggunakan economizer, efisiensi boiler solar 85,55% dan boiler gas 81,76%. Penelitian ini bertujuan menganalisis peningkatan efisiensi dengan pemasangan economizer.
Teknologi batubara bersih membahas tiga teknologi utama untuk memanfaatkan batubara secara lebih bersih yaitu fluidized bed combustion, gasifikasi batubara, dan coal liquifaction. Teknologi-teknologi ini bertujuan mengurangi emisi polutan seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida serta meningkatkan efisiensi pembangkit listrik tenaga batubara.
Dokumen tersebut membahas tentang motor bakar, terutama motor bensin dan diesel. Secara singkat, dokumen menjelaskan perbedaan antara motor bensin dan diesel berdasarkan proses pembakaran, di mana motor bensin menggunakan busi untuk menyulut campuran bahan bakar dan udara, sedangkan motor diesel menggunakan kompresi udara tinggi untuk menyulut bahan bakarnya. Dokumen juga membahas siklus kerja motor bensin (Otto) dan diesel beserta
STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI TEKANAN KETEL DAN BUKAAN KATUP BAHAN BAK...sumadhijono
Many efforts have been made by finding potential new sources of income or by trying to develop existing technology to achieve maximum results. Mini boilers work to convert the water phase into vapor phase. The purpose of this research is to know the influence of variation of boiler pressure and gas valve openings to steam production which is produced in mini boiler especially for the needs of the feed. The steps in this study include research ideas, literature studies and field studies, designing, manufacturing of test equipment, testing, analysis of test result data, and conclusions. Variations are made using pressure (P) 1.5 bar, 2 bar, 2.5 bar and ½, 1, 1 ½ gas valve openings, 20 degree pipe angles, 10 pipes, 1 inch diameter pipes, 100 volumes of water. Type of burner LS 5A-M set of high pressure and high pressure on gas regulator. Test results on variations of P = 2.5 bar and 1 ½ gas valve openings resulted in high steam production values (quality vapor = steam continue) of 8.33 kg of steam with 95.57% thermal efficiency at initial 65 minutes. While the test on the variation of P = 1.5 bar and ½ from the gas valve opening resulted in smaller steam production value (quality vapor = steam continue) 1.04 kg vapor with thermal efficiency of 93.12% at 87 minutes initial achievement. Steam production is already qualified for evaporation needs as well as the condition of a safe mini boiler with a maximum boiler pressure of 5.1 Bar.
Keywords: Mini boiler, pressure, gas valve openings, quality vapor and Efficiency
Assalamualaikum
Kali ini saya akan share tugas kuliah saya di media Slide Share ini yaitu Resume tentang operasi humidifikasi ini merupakan tugas dari mata kuliah Satuan Operasi.Jika teman-teman ingin menShare artikel ini silahkan. semoga apa yang dishare dapat bermanfaat bagi teman-teman semua.
terima kasih :)
32294 modul praktikum otk i cooling towerAngginadyaa
Dokumen ini membahas tentang cooling tower apparatus, termasuk prinsip kerjanya yaitu menggunakan proses difusi untuk menurunkan suhu air proses dengan mengkontakkan air tersebut dengan udara. Juga dibahas macam, komponen, dan cara kerja cooling tower serta perhitungan laju pendinginan dan cooling range.
Dokumen tersebut membahas tentang termodinamika, termasuk:
1. Definisi termodinamika sebagai kajian hubungan antara panas, kerja, dan energi
2. Siklus termodinamika dan contoh siklus Carnot
3. Efisiensi siklus termodinamika
Dokumen tersebut membahas hukum kedua dan ketiga termodinamika. Hukum kedua menyatakan bahwa entropi suatu sistem terbuka atau tertutup akan selalu meningkat untuk proses spontan dan mencapai nilai maksimum pada kesetimbangan. Hukum ketiga menyatakan bahwa minimum entropi suatu sistem pada suhu mutlak nol adalah nol.
Sistem refrigerasi steam jet menggunakan uap air bertekanan tinggi untuk menghisap dan mengompresi uap air dari ruang pendingin, menggunakan efek pendinginan dari penguapan air untuk mendinginkan sistem. Sistem ini fleksibel namun volume uap yang besar membatasi kapasitasnya.
Dokumen tersebut membahas konsep-konsep dasar termodinamika seperti energi dalam, usaha, kalor, dan berbagai proses termodinamika seperti isotermal, adiabatik, isobaris. Secara ringkas, dokumen menjelaskan hubungan antara panas, kerja dan energi serta perubahan yang terjadi pada suatu sistem akibat proses-proses tersebut sesuai dengan hukum-hukum termodinamika.
1. SISTEM PENGONTROLAN TEKANAN UDARA
PADA RUANG TERTUTUP
Ayuta Anindyaningrum#1, Sumardi,ST,MT#2, Budi Setiyono,ST,MT#3
#
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
jl. Prof Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
#1
@abdi.mslm@gmail.com
#2
setiaone.iwan@gmail.com
#3
Budisty@gmail.com
Abstrak — Perkembangan teknologi dan industry telah keperluan. Air adalah media yang berguna dan murah untuk
mendorong berdirinya perusahaan dalam skala besar, seperti mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan
perusahaan tambang, kimia, dan otomotif. Salah satu faktor penting sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar
yang ada pada industry yaitu pengendalian tekanan yang berada di 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk
dalam sebuah ruang tertutup yang dipanaskan. Pengukuran tekanan
ini dapat bermanfaat untuk mengetahui ketinggian level fluida,
mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan
refrensi untuk mengatur suhu ruangan pemanas, maupun untuk peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.
mengatur pasokan fluida sebagai proses pencampuran kimia. Pengendalian tekanan dalam ruang tertutup sangat
Pengendalian tekanan ini sangat perlu diperhatikan berhubungan langsung dengan safety. Maka dari itu sistem
dengan baik karena proses yang terjadi didalamnya sangat rawan pengontrolan tekanan dibuat selain dapat mendukung proses
terjadinya ledakan sehingga perlu keamanan lebih. Terlebih lagi produksi juga untuk keamanan apabila terjadi error kelebihan
apabila terjadi pasokan bahan bakar yang berlebihan sehingga suplay bahan bakar yang mengakibatkan pemanasan yang
terjadi pemanasan hingga menghasilkan tekanan udara yang berlebihan sehingga diperlukan pembuangan tekanan melalui
berlebihan. katup valve.
Pada tugas akhir ini, dibuat suatu system pengontrolan
untuk mengatur besar tekanan yang nilainya agar sesuai dengan
Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan dalam
yang diinginkan, untuk mendapatkan pengontrolan yang akurat sistem pengontrolan tersebut diperlukan adanya metode
maka digunakan metode Proporsional. Perancangan alat ini pengontrolan. Pada tugas akhir ini metode kontrol yang
didapatkan nilai perameter Kp=40. Saat pengujian set point naik digunakan yaitu Proporsional (P). Untuk pengolahan data
diperlukan waktu 331 detik untuk mencapi kestabilan setelah masukan dari sensor dan proses perhitungan dengan metode
perubahan set point dari 10 kPa ke 15 kPa dan saat pengujian set kontrol Proporsional maka diperlukan mikrokontroler
point turun diperlukan waktu 389 untuk mencapai kestabilan setelah Atmega8535, sebagai tampilannya dengan menggunakan LCD,
perubahan set point dari 18 kPa ke 14 kPa. Perancangan alat ini dan sebagai aktuatornya menggunakan motor servo untuk
menggunakan mikroprosesor ATmega8535, sensor tekanan
mengatur bukaan valve.
MPX5050GP dan motor servo untuk mengendalikan buka tutupnya
valve pembuang tekanan.
II. DASAR TEORI
Kata kunci — system control tekanan, sensor tekanan MPX5050GP,
ATmega8535, metode Proporsional, valve pembuang A. Pengenalan Ketel Uap
tekanan.
Ketel uap atau boiler merupakan suatu peralatan yang
digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai
I. PENDAHULUAN keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari
Pada jaman sekarang ini perkembangan teknologi telah hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya)
berkembang sedemkian pesatnya keberbagai bidang. sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut
Terutama dalam bidang industri yang menuntut adanya ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau
ketelitian, keamanan, dan keefektifan dalam proses produksi. berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki
Untuk mendukung itu semua, maka diperlukan adanya berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih
otomatisasi yang dapat mengurangi tingkat kesalahan yang dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam
disebabkan oleh kesalahan manusia. boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan
Pengukuran tekanan udara memegang peranan yang naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih
sangat penting dalam bidang industri. Pada saat ini banyak tinggi akan turun ke dasar[2].
industri yang memanfaatkan konsep tekanan dalam proses Uap panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian
industri. Oleh karena itu, pengukuran diperlukan dalam digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air
pemantauan dan pengendalian suatu proses. dididihkan sampai menjadi steam, volumenya akan
Salah satu contoh pengaplikasian pengontrolan tekanan meningkat[13].
udara dalam bidang industri diterapkan pada boiler. Boiler
merupakan tempat dimana sebuah bejana tertutup yang
digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai
1
2. Gambar 3 Respon Tangga percobaan BumpTest untuk model FOPDT
Gambar 3 diatas merupakan grafik respon tangga
Gambar 1. Boiler untuk penyulingan percobaan BumpTest yang mana parameter-parameter proses
FOPDT (First Order Plus Ded Time) dapat dicari sebagai
B. Model Kendali Proses Tekanan Udara pada Prototip
berikut:
Boiler
a. Keterlambatan transportasi proses (L) = waktu yang
Dalam mendapatkan model kendali dari suatu proses
terjadi pada proses yang dihitung sejak terjadi perubahan
dapat dilakukan dengan menerapkan hukum
tangga pada CO sampai variabel proses (PV) yang
kesetimbangan energi yaitu: “Laju akumulasi energi di
dikontrol mulai menanggapi perubahan input CO.
dalam tangki = Laju energi yang masuk - Laju energi
b. Konstanta waktu (T) = Waktu yang di perlukan sehingga
yang keluar” [6].
nilai PV mencapai kurang lebih 63 % dari keadaan steady
dP(t )
C w q1 (t ) v q 2 (t ) (1) akhir setelah waktu tunda.
dt c. Gain Statis Proses (K) = Perbandingan perubahan PV
Dimana: terhadap perubahan CO dalam keadaan steadynya. Gain
C : kapasitansi tangki statis bisa bernilai positif maupun negatif tergantung jenis
dP : perubahan pressure steam (kg/m2) kontrol valve yang di gunakan.
dt : perubahan waktu (detik) PV PV1 PV0
K (3)
q1 : flow air masuk (m3/s) CO CO1 CO0
q2 : flow uap air keluar (m3/s)
D. Kontrol Proporsional, Integral, dan Derivatif (PID)
w : masa jenis air (kg/m3)
Kontrol PID merupakan gabungan dari tiga macam metode
v : masa jenis uap air (kg/m3)
kontroler, yaitu pengontrol proporsional (Proportional
Persamaan model matematis untuk pressure sebagai berikut: Controller), pengontrol integral (Integral Controller), dan
w KP pengontrol turunan (Derivative Controller).
P( s ) Q1 ( s ) Q2 (s) (2)
Cs k Q 2 Cs k Q 2
+
C. Model self regulating process + + co
SP e 1
Kp
Ti.S
Pada dasarnya dapat didekati oleh sebuah model matematis +
FOPDT (First Order Plus Ded Time) yang hanya dicirikan -
Td.S
oleh tiga buah parameter yaitu Process transport delay – L,
Process time constant – T, Process static gain- K PV
Ketiga parameter yang menggambarkan dinamika proses,
Gambar 4. Struktur kontrol PID ideal bentuk dependent.
secara praktis dapat diperoleh atau diidentifikasi melalui
eksperimen sederhana BumpTest atau sinyal tangga secara Gambar 4 menunjukkan struktur kontrol PID ideal.
open loop pada mode kontrol manual (lihat Gambar 2). Struktur kontrol PID ideal merupakan struktur kontrol PID
yang umum dijumpai .. Persamaan (5) memperlihatkan bentuk
umum dari kontrol PID ideal tersebut dalam bentuk kontinyu.
t
1 det
COt K p et et .dt Td . (4)
Ti dt
0
Secara praktis, struktur kontrol PID pada persamaan (4)
dikenal juga dengan istilah PID ideal bentuk dependent. Istilah
Gambar 2 Percobaan BumpTest pada kontrol manual
tersebut mengacu pada dependensi (ketergantungan) setiap
suku persamaan terhadap nilai gain proporsional (Kp) Dalam
kawasan Laplace, persamaan (4) tersebut dapat ditulis:
2
3. 1 G. Motor Servo
COs K p 1 Td s e(s) (5) Motor servo adalah sebuah motor dengan system closed
Ti s feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan
Dari persamaan (6) tersebut dapat diperoleh fungsi alih kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.
kontroler PID (dalam domain s) sebagai berikut: Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear,
potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi
1 untuk menentukan batas sudut dari putaran servo.
Gc s K p 1 Td s (6)
Ti s
Aksi kontrol PID ideal bentuk dependent dalam
kawasan sistem diskret dapat dituliskan pada bentuk
persamaan (4) sebagai berikut:
k
CO k K p .ek K i .Tc. ei K d
ek ek 1
i 0 Tc (7)
Gambar 7. standard motor servo[15].
Realisasi kontrol PID digital akan ditemukan dalam
sistem berbasis mikroprosesor. Sistem kontrol PID digital
III. PERANCANGAN
bekerja dalam basis-basis waktu diskret, sehingga persamaan
matematis diskret diperlukan untuk aplikasi kontrol PID ke Perancangan alat pada tugas akhir ini meliputi perancangan
dalam sistem mikroprosesor. perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.
E. Sensor tekanan MPX5050GP A. Perancangan Perangkat Keras
Sensor tekanan tipe MPX5050GP ini mampu mendeteksi Perancangan perangkat keras sistem pengontrolan tekanan
tekanan sebesar 0 sampai dengan 50 kPa. MPX5050GP hanya udara ini terdiri dari mikrokontroler AVR ATmega8535,
membutuhkan supply tegangan +5 Volt. Seperti sensor sensor tekanan MPX5050GP, sensor suhu LM35, rangkaian
takanan pada umumnya, sensor akan mengubah tekanan relay sebagai pengaman plant, motor servo sebagai aktuator,
menjadi tegangan. Semakin besar tekanan yang diberikan, Keypad sebagai unit masukan dan LCD sebagai penampil
semakin besar pula tegangan yang dihasilkan. Sensor ini menu, parameter, dan nilai tekanan udara. Secara umum
dilengkapi chip signal conditioned seperti dijelaskan diatas, perancangan perangkat keras sistem ditunjukan pada Gambar
maka keluaran dari sensor ini tidak perlu dikuatkan lagi. 8.
Gambar 5. Sensor tekanan MPX5050GP
F. Sensor LM 35
Sensor suhu LM35 digunakan untuk mengetahui besarnya
suhu. IC ini akan mengubah nilai suhu menjadi besaran
tegangan dengan range suhu yang mampu dirasakan oleh
LM35 adalah dari 0oC sampai dengan 150oC. Tegangan Gambar 8. Rancangan hardware plant pengontrolan tekanan udara .
keluaran sensor ini akan mengalami perubahan 10 mV untuk
setiap perubahan suhu 1 C atau memenuhi Persamaan (8). B. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan sistem pengontrolan tekanan udara ini
= 10 (8) menggunakan metode kontrol Proporsional. Blok diagram
aplikasi pengontrolan secara umum dapat dilihat pada Gambar
dengan T adalah suhu yang dideteksi dalam derajat celcius. 9.
Set Point Error Kontroler Co Tekanan
Motor Servo Valve
P
Mikrokontroler ATMega 8535
Sensor Tekanan
+Vcc (MPX5050GP)
Vout
GND Gambar 9. Diagram blok sistem pengendalian tekanan udara.
Gambar 6. Sensor suhu LM35.
3
4. Masukan dari kontrol Proporsional adalah error 8 14 1.44 1.43 1.44 1.437
tekanan udara. Error akan diolah oleh algoritma kontrol
9 16 1.61 1.61 1.61 1.61
Proporsional sehingga menghasilkan sinyal kontrol yang
diumpankan ke valve melalui motor servo. 10 18 1.78 1.79 1.78 1.783
Flowchart program utama diperlihatkan pada Gambar 10. 11 20 1.98 1.98 1.97 1.977
Rata-rata Tegangan Terukur (Volt)
2.5
2
Output (V)
1.5
1
0.5
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Tekanan (kPa)
Gambar 11. Grafik perbandingan pembacaan sensor MPX5050GP dengan
tegangan keluaran secara terukur.
Ya
Tekanan >20 kPa
Tekanan >20 kPa
atau suhu >35oC?
atau suhu >35oC?
Tidak
Ya
Keypad D
Ditekan ?
Tidak
Ya
Keypad C
Ditekan ?
Tidak
Keypad * Tidak
Ditekan ?
Heater mati
Heater mati Ya
Selesai
Selesai
Gambar 10. Flowcart program pengendalian tekanan udara.
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
A. Pengujian Sensor MPX5050GP Gambar 12. Grafik perbandingan pembacaan sensor MPX5050GP dengan
Pengujian terhadap sensor MPX5050GP dilakukan dengan tegangan keluaran pada datasheet.
mengukur tegangan keluaran sensor tekanan. Pembacaan
sensor tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik B. Pengujian Sistem
pengujian pada datasheet. Data hasil pengukuran yang
dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4.1. 1) Pengujian Kalang Terbuka (Bumptest)
Karakteristik plant sistem pengendalian tekanan udara
Tabel 1. Hasil keluaran tegangan pembacaan sensor MPX5050GP.
dapat diketahui dengan melakukan pengujian kalang
terbuka. Hubungan antara CO (sinyal kontrol) dan PV
Tekanan Tegangan Terukur Rata-rata Tegangan (deviasi output proses) pada hasil eksperimen bump test
No pengujian kalang terbuka ditunjukkan pada Gambar 13.
(kPa) (Volt) Terukur (Volt)
1 0 0.21 0.21 0.21 0.21
2 2 0.38 0.38 0.38 0.38
3 4 0.56 0.55 0.56 0.557
4 6 0.73 0.74 0.73 0.73
5 8 0.90 0.91 0.91 0.907
6 10 1.08 1.07 1.08 1.077
7 12 1.26 1.25 1.26 1.257
4
5. Gambar 15. Respon sistem kontrol Proporsional pada setting point 10 kPa.
Gambar 13. Pengujian Bump Test bertekanan dengan tekanan awal 10 kPa
dan ΔCO = 8%.
Nilai keterlambatan transportasi (L) respon sistem
tersebut sangatlah kecil maka dapat diabaikan dan Gain statis
proses (K) yang dimiliki model FOPDT didapatkan dari
perhitungan berikut:
PV PV 1 PV 0
K
CO CO1 CO 0
(9)
0.12 10
K 1.235 ( kPa %)
80
Sedangkan nilai T ditentukan dari 63% ΔPV yang
didapatkan dari perhitungan berikut: Gambar 16. Respon sistem kontrol Proporsional pada setting point 15 kPa.
63% ΔPV = 0.12 + (63% (10 0.12))
= 0.12 + 6.2244 Tabel 2. Karakteristik respon sistem pengendalian tekanan udara pada setting
= 6.3444 kPa point tetap.
Sehingga pada saat 63% ΔPV , nilai T = 115 detik
Berdasarkan pengujian dapat diketahui bahwa proses Suhu Tekanan Setting
Tr Ts
pada sistem adalah reverse. Sehingga dapat diperoleh Awal Awal Point
persamaan matematis fungsi alih sistem. (detik) (detik)
(kPa) (kPa) (kPa)
pv( s) K
H (s) e sL 100 0 5 73 85
co(s) Ts 1
(10) 100 0 10 160 185
1.235
H (s) 100 0 15 302 357
115s 1
2) Pengujian dengan Referensi tetap
Pengujian ini dilakukan dengan memberikan setpoint tetap Pada Tabel 2 ditunjukkan bahwa respon sistem dengan
dengan suhu awal air sebesar 100°C. Berikut ini adalah hasil setting point semakin besar akan mengakibatkan waktu
pengujiannya. naiknya (Tr) semakin besar. Gambar 14, Gambar 15, dan
Gambar 16. menunjukkan respon sistem relatif stabil untuk
mencapai variasi nilai setting point 5, 10 dan 15 kPa tanpa
adanya overshoot dan osilasi.
3) Pengujian Kontrol Proporsional pada Setting Point
Naik
Pengujian dengan setting point naik ini bertujuan untuk
mengetahui kecepatan respon kendali sistem terhadap
perubahan kenaikan setting point. Pengujian ini dilakukan
dengan menggunakan nilai parameter Kp = 40. Berikut adalah
gambar grafik untuk pengujian set point naik.
Gambar 14. Respon sistem kontrol Proporsoinal pada setting point 5 kPa.
5
6. untuk mencapai setting point tersebut adalah 272 detik dan
waktu penetapan (Ts) 286 detik.
Ketika sistem melakukan perubahan setting point
dari 18 kPa menjadi 14 kPa waktu naik (Tr) yang diperlukan
untuk mencapai setting point baru adalah 372 detik dan waktu
penetapan (Ts) 389 detik dengan overshoot.
5) Pengujian Kontrol Proporsional terhadap Gangguan
Daya tahan sistem terhadap gangguan dan kecepatan
respon sistem untuk kembali ke referensi setelah gangguan,
dapat diketahui dengan melakukan pengujian dengan
Gambar 17. Respon Sistem pada perubahan setting point naik. memberikan gangguan berupa pembukaan valve 2 pada sistem
yang telah mencapai kestabilan pada suatu nilai referensi.
Gambar 17 menunjukkan pengujian respon sistem Pemberian gangguan sesaat dilakukan selama 20 detik dengan
pengendalian tekanan udara pada perubahan setting point naik membuka katup valve 2 setelah itu valve 2 dinormalkan
atau semakin besar dengan lama pengujian 380 detik. Pada kembali.
awalnya sistem diberi setting point tinggi sebesar 10 kPa
dengan tekanan awal 0 kPa. Waktu naik (Tr) yang diperlukan
untuk mencapai setting point tersebut adalah 159 detik. Sistem
telah mencapai keadaan steady dengan waktu penetapan (Ts)
165 detik.
Ketika sistem melakukan perubahan setting point
dari 10 kPa menjadi 15 kPa waktu naik (Tr) yang diperlukan
adalah 311 detik dan waktu penetapan (Ts) 331 detik, tanpa
overshoot. Waktu yang diperlukan untuk mencapai setting
point baru ketika setting point naik relatif lebih cepat karena
terbentuknya steam dipengaruhi juga oleh suhu air. Semakin
tinggi suhu air maka kecepatan kecepatan untuk menghasilkan
steam akan makin cepat pula. Gambar 19. Respon sistem kontrol Proporsional terhadap gangguan.
4) Pengujian Kontrol Proporsional pada Setting Point
Turun Pada Gambar 19. menunjukkan respon sistem terhadap
gangguan sesaat berupa bukaan valve 2 selama 20 detik pada
Pengujian dengan setting point turun ini bertujuan untuk setting point 13 kPa. Pada gangguan sesaat, terjadi
mengetahui kecepatan respon kendali sistem terhadap penurunana tekanan sebesar 3,5 kPa dari keadaan steady-nya,
perubahan penurunan setting point. untuk meningkatkan tekanan yang ada di dalam tabung akan
memberikan respon dengan menutup valve.
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang
dilakukan didapatkan hal-hal penting sebagai berikut:
1. Hasil pengujian kalang terbuka dengan eksperimen
bumptest untuk ΔCO = 8% dari CO awal 0%, plant
sistem pengendalian tekanan udara termasuk model
FOPDT dengan nilai L = 0 detik, T = 115 detik, dan K =
1,235 kPa/ %.
Gambar 18. Respon Sistem pada perubahan setting point turun.
2. Pengujian untuk setting point tetap dengan tekanan awal
sama yaitu 0 kPa, sistem mampu menghasilkan respon
yang relative stabil untuk semua setting point tanpa
Gambar 18 menunjukkan pengujian respon sistem adanya overshoot. Pada setting point 5 kPa Tr = 73 detik,
pengendalian tekanan udara pada perubahan setting point setting point 10 kPa Tr = 160 detik, dan pada setting point
turun atau semakin kecil dengan lama pengujian 448 detik. 15 kPa Tr = 302 detik.
Pada awalnya sistem diberi setting point tekanan sebesar 18 3. Salah satu pengujian untuk mengetahui kestabilan system
kPa dari tekanan awal 0 kPa. Waktu naik (Tr) yang diperlukan yaitu dengan pengujian setting point naik, respon sistem
mampu mengikuti kenaikan setting point dengan rise time
6
7. relatif cepat karena terbentuknya steam dipengaruhi juga Mikrokontroller Di Workshop Instrumentasi. Surabaya:
oleh suhu air. Semakin tinggi suhu air maka kecepatan ITS.
[7] Seiko Instrument Inc. Liquid Crystal Display Module
untuk menghasilkan steam akan makin cepat pula. Saat M1632 : User Manual. Japan. 1987.
mencapai setting point pertama 10 kPa dari tekanan awal [8] Setiawan,Iwan.2008.Kontrol PID untuk Proses Industri.
0 kPa, Tr sebesar 159 detik dan Ts sebesar 165 detik. Jakarta: Elex Media Komputindo.
Ketika sistem melakukan perubahan setting point menjadi [9] Smith, A. Carlos. 1997. Principles and Practice of
15 kPa, Tr dan Ts yang diperlukan adalah 311 detik dan Automatic Process Control. John Wiley Son.Inc.
331 detik tanpa overshoot. [10] Welander, Peter. Understanding Derivative in PID
4. Pada setting point turun respon sistem mampu mengikuti Control. Control Engineering, 2, 24-27-2012.
penurunan setting point dengan rise time relatif cepat. [11] ----------, ATmega8535 Data Sheet,
Saat mencapai setting point yang pertama 18 kPa dari [12] http://www.atmel.com
tekanan awal 0 kPa, memiliki Tr sebesar 272 detik dan Ts [13] http://www.datasheetdir.com/MPX5050GP
sebesar 286 detik. Ketika sistem melakukan perubahan [14] http://www.energyefficiencyasia.org
setting point menjadi 14 kPa, Tr dan Ts yang diperlukan [15] http://www.IlmuKomputer.com
adalah 372 detik dan 389 detik dengan overshoot. [16] http://www.national.com/ds/LM/LM35.pdf
5. Pengujian respon sistem terhadap gangguan sesaat pada [17] http://www.servodatabase.com
setting point 5 kPa selama 20 detik, sistem mampu
merespon dengan waktu pemulihan relatif cepat dan
berupaya untuk menyesuaikan respon pada keadaan BIODATA MAHASISWA
steadynya walaupun terjadi osilasi di bawah setting point
nya sebesar 3,5 kPa . Ayuta Anindyaningrum (L2F 607 012)
Saat ini sedang melanjutkan studi pendidikan
B. Saran strata I di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Ada beberapa hal yang dapat dilakukan dalam Teknik Universitas Diponegoro Konsentrasi
pengembangan sistem pengontrolan tekanan ini, antara lain Kontrol.
yaitu :
Menggunakan tabung yang lebih kuat sehingga dapat
memaksimalkan tekanan pada sensor.
Harus memperhatikan peristiwa fisika sehingga dapat Mengetahui dan mengesahkan,
meminimalkan terjadinya kerusakan alat. Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Menggunakan sensor dengan kapasitas tekanan
maksimal yang lebih besar dan tahan oleh suhu tinggi.
Menambah system contohnya pengontrolan tekanan
untuk mengatur level cairan, sebagai alat ukur
besaran tekanan , dan lain-lain.
Mengunakan metode pengontrolan lain seperti fuzzy, Sumardi,ST,MT Budi Setiyono, ST, MT
fuzzy sebagai tuning PID, Jaringan Syaraf Tiruan, NIP.196811111994121001 NIP.197005212000121001
Algoritma Genetik. Tanggal:____________ Tanggal: ___________
DAFTAR PUSTAKA
[1] Barmawi, M. 1996. Prinsip-prinsip Elektronika. Jakarta :
Erlangga.
[2] Djokosetyardjo,M.J.1990.Ketel Uap.Jakarta: Pradnya
Paramita.
[3] Mu’amar, Awal. 2007. Perancangan Sistem Control
Level Dan Pressure Pada Boiler Di Workshop
Intrumentasi Berbasis Dcs Centum Cs3000 Yokogawa.
Surabaya: ITS.
[4] Ogata, Katsuhiko.1994. Teknik Kontrol Automatik Jilid 1,
terj. Edi Leksono. Jakarta: Erlangga
[5] Ogata, Katsuhiko. 1994. Teknik Kontrol Automatik Jilid 2,
terj. Edi Leksono, Jakarta: Erlangga.
[6] Rachmawati, Ika Nurina. 2010. Perancangan Sistem
Pengaman Pada Tangki Kerosin Bertekanan Dengan
Menggunakan Pengendalian On/Off Berbasis
7