7
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pencemaran Udara Udara bersih adalah udara kering yang berada di atmosfer yang ditemukan pada wilayah pedesaan atau udara yang berada di atas samudra yang jauh dari sumber polusi. Udara merupakan campuran beberapa macam gas yang perbandingannya tidak tetap, tergantung pada suhu udara, tekanan udara dan lingkungan sekitarnya. Udara yang bersih dan kering disusun oleh zat-zat berikut (Wardhana 2004): Nitrogen
(N2)
= 78.09 % volume
Oksigen
(O2)
= 20.94 %
Argon
(AR)
= 0.93 %
Karbon dioksida
(CO2)
= 0.032 %
Udara di alam tidak pernah ditemukan bersih tanpa polutan sama sekali. Beberapa gas seperti Sulfur Dioksida (SO2), Hidrogen Sulfida (H2S), dan Karbon Monoksida (CO) selalu dibebaskan ke udara sebagai produk sampingan dari proses-proses alami seperti aktivitas vulkanik, pembusukan sampah tanaman, kebakaran hutan, dan sebagainya. Selain disebabkan polutan alami tersebut, polusi udara juga dapat disebabkan oleh aktivitas manusia. Polutan yang berasal dari kegiatan manusia secara umum dibagi dalam 2 kelompok besar yaitu polutan udara primer (mencakup 90 % jumlah polutan udara seluruhnya) dan polutan udara sekunder (BPLHD Jabar 2007). Pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi dari komponen pencemar lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya (PP 41 Tahun 2009). Kehadiran bahan atau zat-zat asing di dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada di udara dalam waktu yang cukup lama dapat mengganggu kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan. Semakin meningkatnya pembangunan secara pesat khususnya di bidang industri dan teknologi serta semakin meningkatnya jumlah kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar fosil (minyak) menyebabkan udara
disekitar (udara ambien) menjadi makin tercemar oleh gas-gas buangan hasil pembakaran. Secara umum penyebab pencemaran udara ada 2 macam, yaitu: a. Faktor internal (secara alamiah), contohnya : 1. Debu yang beterbangan akibat tiupan angin 2. Abu (debu) yang dikeluarkan akibat dari letusan gunung berapi berikut gasgas vulkanik 3. Proses pembusukan sampah organik. b. Faktor eksternal (karena kegiatan manusia), contohnya: 1. Hasil pembakaran bahan bakar fosil 2. Debu/serbuk dari kegiatan industri 3. Pemakaian zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara. Pencemaran udara pada suatu tingkat tertentu dapat merupakan campuran dari satu atau lebih bahan pencemar, baik berupa padatan, cairan atau gas yang yang masuk ke udara dan kemudian menyebar ke lingkungan sekitarnya (Wardhana 2004). 2.2. Komponen Pencemar Udara Udara di daerah perkotaan yang mempunyai banyak kegiatan industri dan teknologi serta lalu-lintas yang padat, udaranya relatif sudah tidak bersih lagi. Udara di daerah industri kotor karena terkena bermacam-macam pencemar. Dari beberapa macam komponen pencemar udara, yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran udara adalah komponen-komponen berikut ini: 1.
Karbon Monoksida
(CO)
2.
Nitrogen Oksida
(NO2)
3.
Belerang Oksida
(SO2)
4.
Hidro Karbon
(HC)
5.
Partikel
(Particulate)
Komponen pencemar udara diatas dapat mencemari udara secara sendirisendiri, atau dapat pula mencemari udara secara bersamaan. Jumlah komponen pencemar udara tergantung pada sumbernya.
9
2.3. Partikel (Particulate) Sumber utama partikel adalah cerobong asap dan gas buang kendaraan bermotor. Partikel-partikel ini tinggal di udara dalam beberapa hari. Partikel yang kecil dapat bertahan selama berminggu-minggu di udara. Sedangkan partikel yang besar segera jatuh dekat dengan sumbernya (Sastrawijaya 2000). Partikulat merupakan partikulat-partikulat kecil padatan dan droplet cairan. Beberapa partikulat dalam berbagai bentuk dapat melayang di udara. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lumpur merupakan fraksi yang dominan dalam debu yang berkisar antara 27-63% dari debu. Selain itu terdapat cukup banyak logam berat seperti Pb, Zn, Cd, Ni, dan Co. Logam berat ini berasal dari emisi kendaraan bermotor dan transportasi udara. Bentuk dan komponen penyusun partikulat tersebut dapat dilihat pada Tabel 2 (Modaish 1997). Tabel 2 Bentuk dan komponen penyusun partikel No Komponen Bentuk 1 Karbon 2 Besi Fe2O3, Fe3O4 3 Magnesium MgO 4 Kalsium CaO 5 Aluminium Al2O3 6 Sulfur SO2 7 Titanium TiO2 8 Karbonat CO39 Silikon SiO2 10 Fosfor P2O5 11 Kalium K2O 12 Natrium Na2O 13 Lain-lain Sumber: BPLHD Jabar (2007) Sifat kimia masing-masing partikulat berbeda-beda, akan tetapi secara fisik ukuran partikulat berkisar antara 0.0002 – 500 mikron. Pada kisaran tersebut partikulat mempunyai umur dalam bentuk tersuspensi di udara antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Umur partikulat tersebut dipengaruhi oleh kecepatan pengendapan yang ditentukan dari ukuran dan densitas partikulat serta aliran (turbulensi) udara. Secara umum kenaikan diameter akan meningkatkan kecepatan pengendapan. Kenaikan diameter sebanyak 10,000 kali menyebabkan kecepatan pengendapan sebesar 6 juta kalinya. Partikulat yang berukuran 2 – 40 mikron (tergantung densitasnya) tidak bertahan terus di udara dan segera mengendap.
Partikulat yang tersuspensi secara permanen di udara juga mempunyai kecepatan pengendapan, tetapi partikulat-partikulat tersebut tetap di udara karena gerakan udara (BPLHD Jabar 2007). Menurut Wardhana (2004), partikel adalah pencemar udara yang dapat bersama-sama dengan bahan atau bentuk pencemar lainnya. Partikel dapat diartikan secara murni sebagai bahan pencemar udara dalam bentuk padatan. Dalam pengertian yang lebih luas dalam kaitannya dengan masalah pencemaran lingkungan, pencemaran partikel dapat meliputi berbagai macam bentuk, mulai dari bentuk yang sederhana sampai dengan bentuk yang rumit atau kompleks yang kesemuanya merupakan bentuk pencemaran udara. Partikel di udara meliputi berbagai macam bentuk yang dapat berupa keadaan-keadaan berikut ini: a. Aerosol, adalah istilah umum yang menyatakan adanya partikel yang terhambur dan melayang di udara b. Fog atau kabut, adalah aerosol yang berupa butiran-butiran air yang berada di udara c. Smoke atau asap, adalah aerosolyang berupa campuran antara butiran padatan dan cairan yang terhambur melayang di udara. d. Dust atau debu, adalah aerosol yang berupa butiran padat yang terhambur dan melayang diudara karena adanya hembusan angin e. Mist, artinya mirip dengan kabut. Penyebabnya adalah butiran-butiran zat cair yang terhambur dan melayang di udara (bukan butiran air) f. Fume, artinya mirip dengan asap hanya saja penyebabnya adalah aerosol yang berasal dari kondensasi uap panas g. Plume adalah asap yang keluar dari cerobong asap suatu industri (pabrik) h. Haze, adalah setiap bentuk aerosol yang mengganggu pandangan di udara. i. Smog adalah bentuk campuran antara smoke dan fog. j. Smaze adalah campuran antara smoke dan haze. Pencemaran partikel adalah istilah untuk campuran partikel padat dan tetesan cair yang ditemukan di udara. Beberapa partikel seperti debu, kotoran, jelaga maupun asap dapat dilihat dengan mata telanjang. Partikel kasar mempunyai diameter berkisar antara 2.5 sampai 10 µm sedangkan partikel halus memiliki diameter kurang dari 2.5 µm (Sami 2006).
11
Pencemaran partikel yang berasal dari alam seringkali dianggap wajar. Kalaupun terjadi gangguan terhadap lingkungan yang mengurangi tingkat kenyamanan hidup maka hal tersebut dianggap sebagai musibah bencana alam. Partikel sebagai pencemar udara mempunyai waktu hidup, yaitu pada saat partikel masih melayang-melayang sebagai pencemar diudara sebelum jatuh ke bumi. Waktuhidup partikel berkisar antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Sedangkan kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel, massa jenis partikel serta arah dan kecepatan angin yang bertiup. Partikel yang sudah jatuh ke bumi dapat melayang-layang lagi ke udara apabila tertiup angin yang kencang (Wardhana 2004). Sumber pencemaran partikel akibat kegiatan manusia sebagian besar berasal dari pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan dan gas buangan alat transportasi. Di negara-negara industri, pemakaian batubara sebagai bahan bakar merupakan sumber utama pencemaran partikel. Berbagai proses alami mengakibatkan penyebaran partikulat di atmosfer, misalnya letusan gunung berapi dan hembusan debu serta tanah oleh angin. Aktivitas manusia juga berperan dalampenyebaran partikulat, misalnya dalam bentuk partikulat-partikulat debu dan asbes dari bahan bangunan, abu terbang dari proses peleburan baja, dan asap dari proses pembakaran tidak sempurna, terutama dari batu arang. Sumber partikulat yang utama adalah dari pembakaran bahan bakar kendaraan dan diikuti oleh proses-proses industri. Terdapat hubungan antara ukuran partikulat polutan dengan sumbernya. Partikulat yang berdiameter lebih besar dari 10 mikron dihasilkan dari prosesproses mekanis seperti erosi angin, penghancuran dan penyemprotan, dan pelindasan benda-benda oleh kendaraan atau pejalan kaki. Partikulat yang berukuran diameter 1 – 10 mikron biasanya termasuk tanah, debu, dan produkproduk pembakaran dari industri lokal dan pada tempat-tempat tertentu juga mencakup garam laut. Partikulat yang berukuran antara 0.1 – 1 mikron terutama merupakan produk-produk pembakaran dan aerosol fotokimia. Partikulat yang mempunyai diameter kurang dari 0.1 mikron belum diidentifikasi secara kimia, tetapi diduga
berasal dari sumber-sumber pembakaran. Konsentrasi partikulat dinyatakan dalam satuan mikro gram per meter kubik (µg/m3). Untuk mengubah dari µg/m3 menjadi ppm dengan basis volume, diperlukan data mengenai berat molekul partikulat tersebut. Karena komposisi partikulat bervariasi, maka sulit untuk menentukan berat molekulnya. Menurut BPLHD Jabar (2007) secara umum partikel yang mencemari udara dapat merusak lingkungan, tanaman, hewan dan manusia. Partikel-partikel tersebut sangat merugikan kesehatan manusia. Pada umumnya udara yang telah tercemar oleh partikel dapat menimbulkan berbagai macam penyakit saluran pernafasan atau pneumokoniosis. a. Dampak Pada Tanaman Pengaruh partikulat terhadap tanaman terutama adalah dalam bentuk debunya,dimana debu tersebut jika bergabung dengan uap air atau air hujan gerimis akan membentuk kerak yang tebal pada permukaan daun, dan tidak dapat tercuci dengan air hujan kecuali dengan menggosoknya. Lapisan kerak tersebut mengganggu proses fotosintesis pada tanaman karena menghambat masuknya sinar matahari dan mencegah pertukaran CO2 dengan atmosfer. Akibatnya petumbuhan tanaman menjadi terganggu. Bahaya lain yang ditimbulkan dari pengumpulan partikulat pada tanaman adalah kemungkinan bahwa partikulat tersebut mengandung komponen kimia yang berbahaya bagi hewan yang memakan tanaman tersebut (Wieringa 1997) b. Dampak Pada Manusia Polutan partikulat masuk ke dalam tubuh manusia terutama melalui sistem pernapasan. oleh karena itu pengaruh yang merugikan langsung terutama terjadi pada sistem pernafasan. Faktor yang paling berpengaruh terhadap sistem pernafasan terutama adalah ukuran partikulat, karena ukuran partikulat yang menentukan jauhnya penetrasi partikulat ke dalam sistem pernafasan dan menentukan letak penempelan atau pengendapan partikel tersebut. Partikel yang berukuran lebih dari 5 mikron tertahan di saluran nafas bagian atas, sedangkan partikel berukuran 3 sampai 5 mikron tertahan pada saluran pernafasan bagian tengah. Partikel yang berukuran lebih kecil, 1 sampai 3 mikron, masuk ke dalam
13
kantong udara paru-paru, menempel pada alveoli. Partikel yang lebih kecil lagi, berukuran kurang dari 1 mikron ikut keluar saat nafas dihembuskan (Zhang 2005). Tabel 3 Partikel-partikel logam yang berbahaya bagi kesehatan No 1
2
3 4 5
Elemen
Sumber Minyak diesel, minyak residu, batu arang, asap Nikel tembakau, bahan kimia dan katalis, baja dan logam lain Batu karang, industri tenaga Berilium nuklear Batu arang, bahan pembersih, kedikteran, Boron industri gelas dan industri lain Germanium Batu arang Batu arang, petroleum, Arsenik deterjen, Pestisida
Pengaruh Kanker paru-paru (sebagai karbonil) Keracunan akut dan khronis, kanker Tidak beracun kecuali dalam bentuk boran Keracunan ringan Kemungkinan kanker
Karang gigi, karsinogenik pada tikus, penting pada mamalia pada dosis rendah Karsinogenik terhadap tikus 7 Tirarium Batu arang, petroleum jika kontak dalamwaktulama Batu arang, baterai elektrik, Kerusakan syaraf dan 8 Merkuri industri lain kematian Petroleum, kimia dan katalis, Tidak berbahaya pada 9 Vanadium baja, dan logam lain konsentrasi yang pernah ada Penyakit jantung dan Batu arang, peleburan seng, hipertensi pada manusia, 10 Kadmium pipa air, asap tembakau mengganggu metabolisme seng dan tembaga 11 Antimoni Industri Memperpendek umur tikus Kerusakan otak, Buangan mobil (dari bensin), 12 Timbal konvulsi,gangguan tingkah cat (sebelum 1948) laku, kematian Sumber: BPLHD Jabar (2007) 6
Selenium
Batu arang, Sulfur
Partikulat-partikulat yang masuk dan tertinggal di dalam paru-paru mungkin berbahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting, yaitu: a. Partikulat tersebut mungkin beracun karena sifat-sifat kimia dan fisiknya. b. Partikulat tersebut mungkin bersifat inert (tidak bereaksi) tetapi jika tertinggal di dalam saluran pernafasan dapat mengganggu pembersihan bahan-bahan lain yang berbahaya.
c. Partikulat-partikulat tersebut mungkin dapat membawa molekul-molekul gas yang berbahaya, baik dengan cara mengabsorbsi atau mengadsorpsi, sehingga molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal di bagian paruparu yang sensitif. Karbon merupakan partikulat yang umum dengan kemampuan yang baik untuk mengabsorbsi molekul-molekul gas pada permukaannya (BPLHD Jabar 2007). Partikulat-partikulat yang beracun biasanya tidak terdapat dalam jumlah banyak di atmosfer, kecuali aerosol asam sulfat. Tabel 3 memperlihatkan berbagai partikulat logam yang berbahaya yang biasanya terdapat dalam jumlah sangat kecil, tetapi konsentrasi tersebut dapat meningkat karena aktivitas manusia. Pneumokoniosis adalah penyakit saluran pernafasan yang disebabkan oleh adanya partikel (debu) yang masuk atau mengendap di dalam paru-paru. Penyakit pneumokinosis banyak jenisnya, tergantung dari jenis partikel (debu) yang masuk atau terhisap ke dalam paru-paru. Jenis penyakit pneumokinosis yang banyak dijumpai di daerah yang memiliki banyak kegiatan industri dan teknologi adalah, Silikosis, Basinosis, Asbestosis, Antrakosis dan Beriliosis (BPLHD Jabar 2007). c. Dampak Pada Sinar Matahari dan Iklim Partikulat yang terdapat di atmosfer berpengaruh terhadap jumlah dan jenis radiasi sinar matahari yang dapat mencapai permukaan bumi. Pengaruh ini disebabkan oleh penyebaran dan absorbsi sinar oleh partikulat. Salah satu pengaruh utama adalah penurunan visibilitas. Sinar yang melalui objek ke pengamat akan diabsorbsi dan disebarkan oleh partikulat sebelum mencapai pengamat, sehingga intensitas yang diterima dari objek dan dari latar belakangnya berkurang(BPLHD Jabar 2007). Akibatnya perbedaan antara kedua intensitas intensitas sinar tersebut hilang sehingga keduanya (objek dan latar belakang) menjadi kurang kontras atau kabur. Penurunan visibilitas ini dapat membahayakan, misalnya pada waktu mengendarai kendaraan atau pesawat terbang. Jumlah polutan partikulat bervariasi dengan manusia atau iklim. Pada musim gugur dan salju, sistem pemanas didalam rumahrumah dan gedung meningkat sehingga dibutuhkan tenaga yang lebih tinggi yang mengakibatkan terbentuknya lebih banyak partikulat.
15
Iklim dapat dipengaruhi oleh polusi partikulat dalam dua cara. Partikulat di dalam atmosfer dapat mempengaruhi pembentukan awan, hujan dan salju dengan cara berfungsi sebagai inti dimana air dapat mengalami kondensasi. Selain itu penurunan jumlah radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi karena adanya partikulat dapat mengalami kondensasi. Selain itu penurunan jumlah radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi karena adanya partikulat dapat mengganggu keseimbangan panas pada atmosfer bumi. Suhu atmosfer bumi ternyata menurun sedikit sejak tahun 1940, meskipun pada beberapa abad terakhir ini terjadi kenaikan kandungan CO2 di atmosfer yang seharusnya mengakibatkan kenaikan suhu atmosfer. Peningkatan refleksi radiasi matahari oleh partikulat mungkin berperan dalam penurunan suhu atmosfer tersebut(BPLHD Jabar 2007). 2.4. Pemantauan Kualitas Udara Ambien Kualitas udara merupakan fenomena yang dinamis dan komplek mengingat lingkupnya yang luas dan banyaknya faktor penentu. Kondisi yang dinamis pada lapisan atmosfer merupakan gambaran kualitas udara dan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : 1. perubahan laju emisi pada sumber 2. perubahan kondisi iklim (meteorologi) dan topografi yang berperan dalam pengenceran, proses reaksi zat-zat kimia, dan pengendalian penghilangan beberapa zat pencemar (BPLHD Jabar 2007). Suatu survei pemantauan yang dirancang untuk mengetahui karakteristik kualitas udara di suatu daerah dapat menjadi komplek karena memerlukan ketersediaan data untuk menjelaskan kondisi dinamis kualitas udara. Belakangan ini pemantauan kualitas udara ambien menjadi bagian penting dari kegiatan penyusunan status pencemaran lingkungan suatu daerah yang merupakan bahan untuk kebijakan pengelolaan lingkungan di wilayah tersebut. Hal ini menjadikan survei kualitas udara semakin komplek dan memerlukan perencanaan yang matang agar dicapai sasarannya. Suatu perencanaan survei yang komprehensif dan pengaturan manajemen yang baik sangat diperlukan karena pemantauan memerlukan biaya yang besar, waktu yang cukup lama, keterampilan personel dan kehandalan paralatan analisa.
Suatu perencanaan pemantauan kualitas udara diawali dengan penentuan sasaran dari pemantauan tersebut. Sasaran pemantauan sangat diperlukan karena akan menentukan lingkup pemantauan seperti parameter yang dipantau, faktor eksternal, tingkat presisi, metode pengambilan contoh uji, periode pemantauan dan metode analisa di laboratorium (Lodge 1988). Suatu perencanaan survei kualitas udara perlu mempertimbangkan beberapa hal. Prosedur untuk perencanaan suatu survei pengambilan contoh uji kualitas udara terdiri dari (BPLHD Jabar 2007) : 1. Sasaran survei 2. Parameter yang akan diukur 3. Lokasi titik pengambilan contoh uji 4. Jadwal pengambilan contoh uji 5. Metode pengambilan/pengukuran 6. Peralatan pengambilan contoh uji 7. Kalibrasi peralatan 8. Metode dokumentasi data 9. Analisis Data Skema desain survei pemantauan kualitas udara dapat dilihat pada Gambar 2 Penentuan lokasi pengambilan contoh uji debu jatuh (dustfall) harus bebas dari gangguan langsung dari cerobong asap. Jika pengambilan contoh dilakukan di daerah pemukiman, alat tidak boleh ditempatkan dekat dari dinding vertikal atau atap.Alat ukur jatuh harus berada pada ketinggian 1.5 sampai 2.5 m dari permukaan tanah untuk menghindari adanya percikan tanah yang masuk ke dalam kolektor debu.Untuk menghindari kesalahan yang tidak diinginkan, digunakan perbandingan yaitu dengan memasang dua buah alat pada lokasi pengambilan contoh uji (SNI 13-4703 1998; Nadaffi et al. 2006).
17
Gambar 2 Skema desain survei pemantauan kualitas udara (BPLHD Jabar 2007)
2.5. Perancangan Alat (Produk) Menurut Harsokoesomo (2000), perancangan dan pembuatan produk merupakan bagian yang sangat besar dari semua kegiatan teknik yang ada. Kegiatan perancangan dimulai dengan didapatkannya persepsi tentang kebutuhan manusia, kemudian disusul oleh penciptaan konsep produk, disusul kemudian dengan perancangan, pengembangan dan penyempurnaan produk, kemudian diakhiri dengan pembuatan dan distribusi produk. Keberadaan produk di dunia ini ditempuh melalui tahap-tahap siklus kehidupan yang terdiri dari identifikasi kebutuhan produk, tahap perancangan dan pengembangan produk, tahap pembuatan dan pendistribusian produk, tahap pemakaian atau pemanfaatan produk, dan tahap pemusnahan produk ketika produk sudah tidak dapat menjalankan fungsinya lagi. Dalam proses merancang, seorang perancang memerlukan pengalaman dan pengetahuan tentang proses perancangan serta semua pengetahuan yang terkait dengan produk dan pembuatan produk yang sedang direncanakan seperti, fisika, mekanika, ilmu material, dan lain-lain. Merancang produk untuk memenuhi kebutuhan manusia adalah problem perancangan yang memerlukan pemecahan. Pemecahan problem perancangan adalah solusi yang berupa produk tersebut. Solusi dari suatu problem perancangan dapat tidak hanya sebuah saja, melainkan dapat berupa solusi
yang semuanya benar dalam arti memenuhi kebutuhan
manusia (Harsokoesomo 2000). Menurut Harsokoesomo (2000), proses perancangan suatu produk berlangsung melalui kegiatan-kegaiatan yang berurutan, yaitu: a. Fase analisis masalah, penyusunan spesifikasi dan perencanaan proyek b. Fase perancangan konsep produk c. Fase perancangan produk d. Fase evaluasi produk hasil rancangan dan e. Fase penyusunan dokumen untuk pembuatan produk.
19
2.6. Sistem Kontrol Sistem kontrol adalah proses pengaturan/pengendalian terhadap satu atau beberapa basaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu. Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau sistem pengontrolan. Kontrol otomatik di industri dikenal aksi kontrol dua posisi atau on-off, PID dan PID autotunning (Pakpahan 1994). Pada sistem kontrol dua posisi, elemen penggerak hanya mempunyai dua posisi tetap, yang dalam beberapa hal benar-benar merupakan posisi on dan off. Kontrol dua posisi atau on-off
relatif sederhana dan murah, oleh karenanya
banyak digunakan dalam industri maupun rumah. Pada kontrol dua posisi, sinyal keluaran kontroller akan tetap pada harga maksimum dan minimumnya, bergantung pada tanda sinyal kesalahan penggerak, positif atau negatif. Daerah harga sinyal kesalahan penggerak antara posisi ‘on dan off’ disebut celah diferensial yang menyebabkan keluaran kontroller tetap pada harga sekarang sampai sinyal kesalahan penggerak bergeser sedikit dari harga nol. Pada beberapa kasus, celah diferensial ini disebabkan oleh gesekan yang tidak diinginkan dan kelambanan gerak, namun sering diinginkan adanya celah diferensial untuk mencegah oposisi mekanisme “on-off” yang terlalu sering (Ogata 1995). Kontrol PID adalah gabungan kontrol Proporsional, Integral dan Derivative yang mempunyai keunggulan dibandingkan dengan masing-masing dari tiga aksi kontrol tersebut. Perbaikan kualitas pada sistem proportional diberikan oleh kontrol PID (proportional + integral + derivative), yang mulai dicoba di industri proses. Kehadiran komponen integral telah berhasil menghilangkan ciri offset yang timbul pada kontroller proportional, karena itu komponen ini juga dikenal sebagai ‘auto-reset’. Sedangkan kehadiran komponen ‘derivative’ memberikan konstribusi kepada kecepatan dicapainya kondisi mantap. Dari persoalanpersoalan yang muncul dalam sistem pengontrolan telah ditemukan banyak solusi yang dapat dipenuhi dari sistem kontrol dengan kontroller PID. Pada tahun 1942 Ziegler dan Nicholas mengemukakan suatu metode praktis bagaimana memilih ketiga parameter kontroller tersebut hingga diperoleh unjuk kerja yang optimal. Namun demikian kompleksitas dinamika sistem serta gangguan menyebabkan
persoalan ‘PID tunning’ tetap merupakan persoalan yang aktual hingga kini (Tjokronegoro 1994). Menurut Pakpahan (1994), salah satu pengelompokan sistem kontrol adalah kontrol jaringan tertutup (closed-loop). Sistem ini merupakan salah satu pengontrolan dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran keluaran sehingga besaran yang dikontrol dapat dibandingkan dengan besaran yang diinginkan. Menurut Ogata (1995), bahwa sistem loop tertutup adalah sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung terhadap pengontrolan. Jadi, sistem loop tertutup adalah sistem kontrol berumpan balik. Sinyal kesalahan terhadap penggerak merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turunannya), diumpanakan ke kontroller untuk memperkecil kesalahan dengan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain istilah loop tertutup berarti menggunakan aksi umpan balik untuk memperkecil kesalahan sistem. Suatu kelebihan sistem loop tertutup adalah penggunaan umpan balik yang membuat respon sistem relatif kurang peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem. Jadi mungkin dapat digunakan komponen-komponen yang relatif kurang teliti dan murah untuk mendapatkan pengontolan yang teliti (Ogata 1995). Implementasi praktis teori kontrol optimal di industri proses hingga saat ini masih dirasakan belum berarti, sementara produk kontroller elektronik telah beredar semakin baik. Konstribusi komputer digital dirasakan jauh lebih cepat menguasai produk-produk kontroller yang beredar dipasar. Autotuning PID controller adalah salah satu produk yang saat ini telah tersedia. Suatu konsep sistem kontrol dengan parameter kontroller yang dapat selalu menyesuaikan dengan perubahan parameter proses dikenal sebagai kontrol adaptif. Dengan konstribusi komputer, kini banyak produk kontroller digital PID yang dilengkapi fasilitas algoritma untuk melakukan estimasi parameter kontroller secara on-line. Autotuning controller adalah salah satu produknya (Ferdinand 1994).
