ITS
Institut Teknologi Sepuluh Nopember PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN TEKANAN DAN FLOW UNTUK KEBUTUHAN REFUELING SYSTEM PADA DPPU JUANDA SURABAYA Oleh : Arya Dwi Prayoga 2408100097 Pembimbing : Fitri Adi Iskandarianto, ST. MT. Ir. Ya’umar, MT Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2012
Pendahuluan Penerimaan DPPU (Depo Pengisian Pesawat Udara)
Penimbunan Pengisian
DCS
Overflow, Pump Trip, Valve Trip
Kontrol PI
Tujuan • Merancang sebuah sistem pengendalian tekanan dan laju aliran untuk mengurangi terjadinya overflow pada refuelling system di DPPU Juanda-Surabaya.
Batasan Masalah • Plant yang dianalisa adalah unit fuel pump system. • Control Valve yang digunakan sebagai elemen akhir pengendali tekanan adalah PCV 211, sedangkan untuk elemen akhir untuk pengendali laju aliran adalah FCV102. • Logika yang dipakai untuk memberikan perintah pada pompa adalah Logic Solver. • Sistem pengendalian yang dirancang tidak saling berpengaruh satu sama lain (independen). • Metode tuning yang dilakukan adalah ZieglerNichols, Cohen-Coon dan Chien-Hrones-Reswick.
Tinjauan Pustaka [1]
[2] [3]
Adhitya, Swasta, Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengisian Avtur Pada Header Line Dppu Ngurah Rai Denpasar-Bali, Jurusan Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (2011). Tugas akhir Gunterus, Frans, Falsafah Dasar : Sistem Pengendalian Proses, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo (1994). Dingyu Xue, YangQuan Chen, and Atherthon, P. Derek, Linear Feedback Control, Society for Industrial and Applied Mathematics (2007).
mulai Pengkajian terhadap sistem distribusi bahan bakar di DPPU Juanda Studi pustaka mengenai metode pengkajian dan perancangan Pengamatan mengenai P&ID dan kinerja komponen dari sistem refueling di DPPU Juanda Perancangan dan pembuatan simulasi logika kerja dan timing pompa
Simulasi model logic solver
Flow Chart Penelitian 1 Perancangan pengendalian tekanan dan laju aliran
Pembuatan model simulasi pengendalian tekanan dan laju aliran Simulasi model dengan menggunakan metode tuning
Analisa data hasil simulasi
Rekomendasi
1 Selesai
Plant Fuel Pump System
Logic Solver for Pump Activation
Laju Aliran Permintaan (m3/h)
Jumlah Pompa
0< f <=150
1 pompa nyala
150< f <=300
2 pompa nyala
300< f <=450
3 pompa nyala
450< f <=600
4 pompa nyala
600< f <=750
5 pompa nyala
Model Simulasi
Hasil Simulasi Logika Pompa Input Response
Output Response
Pemodelan Sistem Pengendalian Tekanan dan Flow Presure Transmitter Flow Transmitter
Metode Tuning • FOPDT (First Order Plus Dead Time) Tuning Formula diperoleh ketika pemodelan dari plant menggunakan FOPDT. Pada real-time sistem kontrol, berbagai macam model plant dapat didekati dengan model seperti berikut K = Gain Ultimate L = Dead Time T = Time Constant G(s) = Transfer Function Open - Loop
• Fungsi Transfer open-loop Flow Control Open-Loop
Pressure Control Open-Loop
Ziegler-Nichols
ɑ = k.L / T • Metode yang lebih sering dan populer digunakan, karena sifatnya yang praktis. Disebut juga dengan metode Kurva Reaksi
Cohen-Coon
ɑ = k.L / T
τ=L/(L+T)
• Merupakan perbaikan dari metode osilasi ZieglerNichols
Chien-Hrones-Reswick
ɑ = k.L / T • Memiliki kesamaan dengan metode Ziegler-Nichols, hanya saja pada metode ini menggunakan nilai Time Constant pada model plant.
Analisa Grafik terhadap terjadinya overflow
τs = 35 s
τs = 250 s
Settling time besar = Respon lama
Respon Sistem Hasil Tuning PI (Z-N) Kp = 0,0001798 Ti = 0,4365
Kp = 1,047 Ti = 0,2106
Respon Sistem Hasil Tuning PI (C-C)
Kp = 0,0002134 Ti = 0,3383
Kp = 1,15 Ti = 0,189
Respon Sistem Hasil Tuning PI (C-H-R)
Kp = 0,0000699 Ti = 0,86244
Kp = 0,407 Ti = 0,7824
Perbandingan hasil respon output for Pressure Control System
Existing
ZieglerNichols
CohenCoon
ChienHronesReswick
Maksimum Overshoot (%)
80
65.45
47.273
129
Settling Time (s)
35
40
30
80
Error Steady State (%)
0.0273
0.009
0.009
0.363
for Flow Control System
Maksimum Overshoot (%) Settling Time (s) Error Steady State (%)
Existing
ZieglerNichols
CohenCoon
ChienHronesReswick
0
0
0
0
250
210
220
50
0.0013
0.013
0.03
0.0067
Kesimpulan • Logic Solver dapat digunakan untuk menentukan jumlah pompa yang aktif sesuai dengan permintaan pengisian bahan bakar. • Untuk hasil tuning diperoleh nilai parameter kontrol – Pada pengendalian tekanan • Metode Ziegler-Nichols : Kp = 0,0001798 ; Ti = 0,4365 • Metode Cohen-Coon : Kp = 0,0002134 ; Ti = 0,3383 • Metode Chien-Hrones-Reswick : Kp = 0,0000699 ; Ti = 0,86244
– Pada pengendalian flow • Metode Ziegler-Nichols : Kp = 1,047 ; Ti = 0,2106 • Metode Cohen-Coon : Kp = 1,15 ; Ti = 0,189 • Metode Chien-Hrones-Reswick : Kp = 0,407 ; Ti = 0,7824
Kesimpulan • Untuk hasil tuning diperoleh nilai respon dari sistem – Pada pengendalian tekanan • Metode Ziegler-Nichols : Ms = 64,45 % ; τs = 40 s ; Ess = 0,009 % • Metode Cohen-Coon : Ms = 47,27 % ; τs = 30 s ; Ess = 0,009 % • Metode Chien-Hrones-Reswick : Ms = 129 % ; τs = 80 s ; Ess = 0,363 %
– Pada pengendalian flow • Metode Ziegler-Nichols : Ms = 0 % ; τs = 210 s ; Ess = 0,0013 % • Metode Cohen-Coon : Ms = 0 % ; τs = 220 s ; Ess = 0,03 % • Metode Chien-Hrones-Reswick : Ms = 0 % ; τs = 50 s ; Ess = 0,0067 %
• Pada pengendalian tekanan diperoleh respon yang cepat dengan menggunakan metode Cohen-coon dan pada pengendalian flow diperoleh respon yang cepat dengan menggunakan metode Chien-Hrones-Reswick.
Terima Kasih
