JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
1
Model Based Controller Dengan Menggunakan Internal Model Control (IMC) Yang Ditunning Berdasarkan Perubahan Set Point dan Disturbance pada Power Plant Berbasis Hysys Hendrik Elvian Gayuh Prasetya, dan Totok Ruki Biyanto, Ph.D Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Abstrak— Waste heat steam generator (WHSG) merupakan sebuah sistem pembangkit listrik yang memanfaatkan gas buang suatu proses di industri. Dalam rangka merancang plant WHSG dibutuhkan parameter kendali yang tepat untuk mempertahankan nilai kesetimbangan massa dan kesetimbangan energi. Teknik pengendalian IMC-PID merupakan salah satu metode yang sering diterapkan pada power plant yakni dengan melakukan tunning terhadap perubahan set point. Pada kenyataannya, tidak hanya tunning berdasarkan perubahan set point saja yang dapat menghasilkan respon yang tepat, tetapi tunning berdasarkan nilai disturbance juga tepat untuk digunakan. hal ini dikarenakan tunning berdasarkan nilai disturbance dapat mengurangi nilai gangguan yang langsung masuk pada keluaran sebuah proses. Nilai tunning berdasarkan nilai set point yang diberikan yakni ±5%, ±10%, dan ±15% dari data desain yang digunakan, sedangkan untuk tunning berdasarkan nilai disturbance yang digunakan yakni ±5% dari nilai input yang digunakan sebagai parameter disturbance. Berdasarkan respon pengendalian yang dihasilkan menunjukkan bahwa metode tunning yang digunakan untuk mengendalikan disturbance dalam penelitian ini, tidak tepat untuk diterapkan menggunakan metode IMC-PID. Hal ini dikarenakan karakteristik respon yang dihasilkan menunjukkan nilai yang kurang baik. Kata Kunci — Waste Heat Stem Generator (WHSG), Tunning, Set Point, Disturbance, IMC-PID.
P
I. PENDAHULUAN
ada saat ini konsumsi energi listrik di Indonesia terus mengalami peningkatan. Tidak hanya di Indonesia, tingkat konsumsi listrik di seluruh dunia-pun turut naik. Berdasarkan studi yang dilakukan Badan Koordinasi Energi Nasional (Bakoren) memperkirakan bahwa kebutuhan akan energi listrik di Indonesia meningkat 3,4% per tahun dan mencapai jumlah sekitar 8146 petajoules (PJ) pada 2025 (Bakoren, 2010). Hal ini dikarenakan, banyak sumber tenaga listrik yang berasal energi terbarukan, misalnya tenaga surya, tenaga angin, arus air proses biologi, dan panas bumi yang belum dimanfaatkan secara optimal (US National Revnewable Energy Laboratory, 2012). Oleh karena kebutuhan energi listrik terus meningkat di setiap tahunnya, hal ini dapat menyebabkan pemadaman listrik bergilir yang banyak dikeluhkan oleh masyarakat (kompas, 21 juli 2012). Salah satu upaya untuk mengurangi permasalahan tersebut yakni dengan cara membuat sumber energi listrik secara mandiri. Sumber energi listrik secara mandiri ini dapat diperoleh dari pemanfaatan gas buang yang terdapat pada
berbagai macam industri yang masih memiliki nilai kalor tinggi untuk digunakan sebagai sistem pembangkit listrik tenaga uap (Umamaheswari, 2013). Pemanfaatan gas buang sebagai sumber energi listrik tenaga uap ini bernama WHSG (Waste Heat Steam Generator). WHSG adalah sebuah sistem pembangkit listrik yang memanfaatkan gas buang dari suatu proses kimia, sehingga pengguaan sistem pembangkit ini banyak terdapat pada industri kimia. Teknik pengendalian IMC-PID yang sering diterapkan pada power plant yakni dengan melakukan tunning terhadap perubahan set point. Pada kenyataannya, tidak hanya tunning berdasarkan perubahan set point saja yang dapat menghasilkan respon yang tepat, tetapi tunning berdasarkan nilai disturbance juga tepat untuk digunakan. Pada tunning disturbance tersebut dapat mengurangi nilai gangguan yang langsung masuk pada keluaran sebuah proses (Biyanto, 2013). Terdapat 2 macam ketentuan dalam rangka melakukan tunning yang tepat, yakni yang pertama sistem pengendalian tersebut termasuk kedalam servo problem atau regulatory problem, dan yang kedua yakni algoritma pengendalian atau tunning biasanya menggunakan internal control. Pada peneletiaan sebelumnya yang dilakukan oleh Asana Kusnadi dengan judul Perancangan Pengontrol dan Analisis Respon Pada Sistem Internal Model Control (IMC) telah dilakukan pengendalian pada power plant yang bertujuan untuk menghasilkan respon yang sesuai dengan set point dan mengurangi tingkat gangguan yang langsung masuk pada keluaran proses. Akan tetapi hal ini hanya diterapkan pada unit operasi Heat Exchanger saja. Oleh karena itu, dalam Tugas Akhir ini akan dirancang sebuah analisa model based controller dengan menggunakan internal model control (IMC) yang ditunning berdasarkan perubahan set point dan disturbance pada power plant yang berbasis software hysys. Dari uraian latar belakang permasalahan tersebut didapatkan permasalahan : 1. Bagaimana cara mentunning perubahan disturbance dan set point pada power plant dengan menggunakan Internal Model Control (IMC) - PID 2. Jenis proses variable (PV) mana sajakah yang memerlukan controller? 3. Bagaimana performansi yang akan dihasilkan dari process variable (PV) yang dikendalikan akibat tunning berdasarkan nilai set point dan disturbance pada plant WHSG. Tujuan dari penelitian ini adalah menjawab permasalah yang telah dikemukakan, yakni :
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 1. Mengetahui metode tunning yang tepat pada IMC-PID berdasarkan perubahan disturbance dan set point pada Waste Heat Steam Generator. 2. Mampu mengetahui jenis proses variable (PV) yang memerlukan controller. 3. Mampu mengetahui performansi yang akan dihasilkan dari process variable (PV) yang dikendalikan akibat tunning berdasarkan nilai set point dan disturbance pada plant WHSG II. METODOLOGI PENELITIAN Untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan, maka diperlukan metodologi sebagai tahapan – tahapan yang harus dilakukan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun metodologi tersebut : 2.1 Pemodelan dan validasi data Untuk mendesain model waste heat recovery generation system dengan menggunakan software hysys, maka diperlukan data – data yang akan digunakan, yakni berupa komposisi, temperatur, tekanan, dan laju aliran massa pada setiap stream yang akan digunakan. Pada desain WHRGS terdapat dua macam nilai input, yakni flue gas yang akan digunakan sebagai pemanas dan feed water in yang akan dijadikan uap. Komposis kedua feed adalah sebagai berikut : Flue gas in : CO2, O2, H2O, CO, dan Nitrogen Feed water in : H2O 2.2 Pengujian design power plant Setelah data yang diperlukan didapatkan, maka langkah selanjut adalah melakukan design WHRGS dengan software hysys. Design sistem yang digunakan yakni ada dua macam, yang pertama adalah desain secara steady state dan yang kedua adalah desain secara dinamic. Desain steady state berfungsi untuk mensimulasikan proses yang ada pada desaign, akan tetapi pada design ini tidak berubah terhadap perubahan waktu. Sedangkan desain dinamic merupakan sebuah desain yang menggambarkan real model, hal ini dikarenakan pada design ini selalu berubah – ubah terhadap fungsi waktu. Pada design dinamic ini dibutuhkan controlller yang berfungsi sebagai penjaga untuk mempertahankan perhitungan nilai heat and mass balance. Unit Operasi yanag akan digunakan yakni ada 4 macam, yakni heat exchanger, vessel, pompa, dan turbin. Keempat unit operasi tersebut akan disimulasikan kedalam software hysys 7.3 yang didaptkan dalam file hysys (*.hsc). 2.3 Melakukan tunning berdasarkan perubahan set point dan disturbance Dalam design waste heat recovery generation system parameter kendali yang perlu diperhatikan yakni pada unit operasi vessel. Hal ini dikarenakan nilai input serta output pada unit operasi ini selalu berubah ubah terhadap fungsi waktu. Pada unit operasi vessel ini terdapat tiga macam parameter kendali yang digunakan, yakni FIC-100, PIC-100, dan LIC-100. Pemasangan ketiga jenis parameter kontrol tersebut dikarenakan nilai input dan output pada unit operasi vessel selalu berubah – ubah terhadap fungsi waktu (untuk mengetahui nilai perubahan laju aliran massa, tekanan, dan level pada unit operasi vessel, maka dapat dilihat pada lampiran).
2
Prosedur yang dilakukan untuk melakukan tunning berdasarkan nilai perubahan set point pada desain WHRGS adalah berikut ini : Pengambilan data open loop Pengambilan data open loop proces, yakni dengan cara memutuskan interaksi antara unit operasi steam drum dengan unit operasi lainnya. Langkah selanjutnya, yakni melakukan pengubahan mode kontroler ketiga loop pengendali pada Hysys dari mode auto menjadi mode manual. Merubah manipulated variable (op) yang berupa nilai bukaan valve pada ketiga kontroler dengan memberikan masukan step sebesar ±10% dari besarnya range process variabel (pv). Pengambilan data akan dihentikan ketika unit operasi telah mencapai kestabilan pada keadaan baru. Menentukan parameter yang akan dicari Setelah mengetahui respon sistem dalam open loop, perhitungan data dilakukan untuk medapatkan process gain (K), process time constant (τ), dead time (θ), t63%, dan t28%. Untuk menentukan kelima parameter tersebut, maka digunakan persamaan sebagai berikut : K = Δ/δ
(3.1)
t28% = θ + τ/3
(3.2)
t63% = θ + τ
(3.3)
τ = 1,5 (t63% - t28%)
(3.4)
θ = t63% - τ
(3.5)
dengan : K : gain steady state Δ : perubahan steady state pada keluaran proses δ : perubahan step pada masukan t28% : nilai pv ketika mencapai 28% perubahan awal t63% : nilai pv ketika mencapai 63% perubahan awal Menentukan nilai Kc, Ti, dan Td berdasarkan tabel IMC-PID Setelah parameter λ, θ, t63%, t28%, dan K didapatkan, maka langkah selanjutnya yakni menentukan nilai Kc, Ti, dan Td berdasarkan tabel IMC-PID dengan menggunakan persamaan :
Β = τ [1-((1- )3.e-θ/τ)1/2] Kc = τi = (τ+2β) – τd =
τβ
–
–β
2.4 Melakukan pengujian tunning berdasarkan perubahan set point dan disturbance yang telah didapatkan Uji tunning berdasarkan nilai set point dan disturbance penting untuk dilakukan, hal ini dikarenakan dengan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) pengujian kedua tunning tersebut kita dapat mengetahui bahwa berdasarkan nilai Kc, Ti, dan Td yang telah diberikan apakah dapat mengubah respon proses variable (PV) yang telah dihasilkan. Suatu tunning dapat dikatakan bernilai baik apabila dengan nilai tunning yang telah diberikan dapat menghasilkan respon proses variabel yang mengukuti nilai yang telah ditetapkan. Namun sebaliknya, suatu tunning dapat dikatakan bernilai tidak baik apabila dengan nilai tunning yang telah diberikan tidak dapat menghasilkan respon proses variabel yang mengukuti nilai yang telah ditetapkan. Dalam proses uji tunning berdasarkan nilai set point dan nilai disturbance dilakukan dua macam pengujian, yakni yang pertama adalah nilai uji open loop dan yang kedua adalah nilai uji closed loop. Uji open loop diberikan ketika design plant masih belum diberikan sebuah kontroller. Sedangkan pada uji closed loop diberikan ketika design plant sudah diberikan sebuah kontroller. Uji open loop digunakan untuk mengetahui karakteristik respon yang dihasilkan, serta dapat digunakan untuk mengetahui parameter FOPDT yang berupa nilai λ, θ, t63%, t28%, dan K untuk menentukan nilai Kc, Ti, dan Td yang tepat untuk diberikan kepada kontroller. Sedangkan pada uji closed loop digunakan untuk mengetahui respon sistem berupa nilai proses variabel (PV) terhadap nilai design akibat diberikan sebuah kontroller. Untuk mengetahu tunning yang telah diberikan menghasilkan respon yang diingin atau tidak, maka dalam uji close loop hal yang perlu diamati adalah hasil respon kontrol baik berupa hasil kualitatif dan hasil kuantitatif yang dihasilkan untuk menentukan nilai maksimum overshoot, IAE, dan settling time. BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan dilakukan pengujian dan analisa data pada sistem pemodelan waste heat recovery generation system. Pengujian yang pertama akan dilakukan yaitu penentuan jenis pemasangan controller yang akan digunakan untuk model plant. Selain itu, terdapat dua macam uji model plant dengan menggunakan software hysys, yakni perubahan set point dan disturbance. 3.1 Penentuan jenis pemasangan controller yang digunakan pada desain waste heat recovery generator system. Kebutuhan akan controller ini dapat dilihat dari respon masing masing stream yang diberikan.Apabila nilai respon stream yang dihasilkan selalu berubah – ubah terhadap fungsi waktu terhadap data desain yang diberikan, maka didalam stream tersebut haruslah dipasangkan sebuah controller yang berfungsi untuk menjaga nilai heat and mass balance. Respon sistem yang perlu diperlukan pemasangan controller yakni parameter proses variabel laju aliran massa, tekanan pada steam drum, dan level pada steam drum. Pemasangan level control bertujuan untuk menjaga level sebesar 50% yang ada didalam steam drum. Jika level didalam steam drum tidak mencapai nilai 50%, bahkan melebihi nilai 50%, maka hal ini akan mempengaruhi dari kualitas uap yang dihasilkan. 3.2 Uji open loop plant waste heat steam generator berdasarkan nilai perubahan set point dan nilai perubahan disturbance. Ketiga jenis controller tersebut didalam software hysys ditunjukkan dengan FIC-100, PIC-100, dan LIC-100. Untuk
3
mengerahui kestabilan controller diperlukan seuatu tunning untuk mempercepat respon steady yang diinginkan, serta mengurangi timbulnya eror. Oleh karena itu, diperlukan nilai tunning Kp, Ti, dan Td yang tepat untuk mencapai kedua hal tersebut. Uji Open Loop Tunning Set Point Cara menentukan uji open loop dengan mengubah mode controller menjadi mode manual dan mengubah operating point (OP) sebesar ±10% dari nilai yang ada, selanjutnya mengamati respon sistem berupa proses variabe (PV) yang dihasilkan. Simulasi akan dihentikan ketika PV mencapai kestabilan. Pada setiap hasil uji open loop berdasarkan perubahan set point akan digunakan untuk menentukan parameter FOPDT berupa nilai λ, θ, t63%, t28%, dan K. Dari hasil parameter FOPDT berdasarkan respon open loop, dapat digunakan untuk menentukan nilai parameter kendali berupa nilai Kc, Ti, dan Td yang tepat digunakan berdasarkan tabel IMC-PID.
Gambar 1 Uji open loop LIC pada tunning set point
Gambar 2 Uji open loop PIC pada tunning set point
Gambar 3 Uji open loop FIC pada tunning set point
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
4
Berdasarkan gambar diatas didapatkan parameter FOPDT yang berupa nilai λ, θ, t63%, t28%, dan K. Tabel 3.2 dibawah ini merupakan parameter FOPDT yang dihasilkan : Tabel 1 Nilai Parameter FOPDT No Proses Variabel Jenis Nilai Parameter 1. Mass Flow Rate K 17155 t63% (detik) 16,25 t28% (detik) 7,22 1 λ 2.
Vessel pressure
θ K t63% (detik) t28% (detik)
λ 3.
Liquid Percent Level
θ K t63% (detik) t28% (detik)
λ
0 78,6 0,25 6,65 1
Gambar 4 Uji open loop LIC-100 tunning disturbance +5%
0 5 1404,96 680,83 1
0 θ Respon sistem gambar diatas menghasilkan persamaan sistem orde satu. Sehingga model yang digunakan untuk menentukan parameter kendali menggunakan model FOPDT (First Order Plus Dead Time). Berdasarkan persamaan 3.xx dihasilkan nilai Kc, Ti, dan Td saat bukaan valve 60% sebagai berikut : Tabel 2 Jenis Parameter Kendali Pada Setiap Proses Variabel NO Proses Variabel Parameter Nilai Kendali 1. Mass Flow Rate Kc 0,14 Ti 4,27.10-2 Td 9,49.10-3 2. Liquid Percent Level Kc 51,4 Ti 0,894 Td 3. Vessel Pressure Kc 8,66 Ti 1,77.10-2 Td Uji Open Loop Tunning Disturbance Cara menentukan uji open loop pada perubahan berdasarkan nilai disturbance yakni dengan mengubah mode controller menjadi mode manual dan mengubah operating point (OP) sebesar ±10% dari nilai yang ada, selanjutnya mengamati respon sistem berupa proses variabe (PV) yang dihasilkan. Simulasi akan dihentikan ketika PV mencapai kestabilan. Jenis disturbance yang digunakan dalam plant waste heat steam generator ini adalah parameter temperatur flue gas yang digunakan sebagai nilai input. Pada uji ini diberikan nilai disturbance sebesar +5% dan -5% dari nilai stream yang digunakan sebagai disturbance (flue gas). Adapun gambar respon open loop dari tunning disturbance dapat ditampilkan pada gambar 3.7, gambar 3.8, dan gambar 3.9 sebagai berikut :
Gambar 5 Uji open loop PIC-100 tunning disturbance +5%
Gambar 6 Uji open loop FIC-100 tunning disturbance +5% Berdasarkan gambar diatas didapatkan parameter FOPDT yang berupa nilai λ, θ, t63%, t28%, dan K. Tabel 3.3 dibawah ini merupakan parameter FOPDT yang dihasilkan : Tabel 3 Nilai Parameter FOPDT No Proses Variabel Jenis Nilai Parameter 1. Mass Flow Rate K 20000 t63% (detik) 127 t28% (detik) 45 1 λ θ
0
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
No
Proses Variabel
2.
Vessel pressure
Tabel 3 Lanjutan Jenis Parameter K t63% (detik) t28% (detik)
λ 3.
Liquid Percent Level
Nilai 195,4 158,53 53,98 1
λ
0 0,75 1320 680 1
θ
0
θ K t63% (detik) t28% (detik)
Respon sistem gambar diatas menghasilkan persamaan sistem orde satu. Sehingga model yang digunakan untuk menentukan parameter kendali menggunakan model FOPDT (First Order Plus Dead Time). Berdasarkan persamaan 3.xx dihasilkan nilai Kc, Ti, dan Td saat bukaan valve 60% sebagai berikut : Tabel 4 Nilai Parameter Tunning IMC-PID No Proses Variabel Parameter Nilai Tunning 1. Mass Flow Rate Kc 0,238 Ti 4,18.10-2 Td 9,28.10-3a4 2. Liquid Percent Level Kc 52,6 Ti 1,11 3. Vessel Pressure Kc 15,7 Ti 2,12.10-2 3.3 Uji close loop plant waste heat steam generator berdasarkan nilai perubahan set point dan nilai perubahan disturbance. Uji close loop merupakan parameter nilai uji yang dilakukan berdasarkan pemasangan nilai kontroller yang diberikan pada plant WHSG. Kegunaan dari uji close loop ini adalah untuk mengetahui respon sistem yang dihasilkan berdasarkan parameter kontrol yang diberikan. Pada simulasi plant WHSG ini terdapat dua macam nilai uji close loop, yang pertama adalah uji berdasarkan nilai perubahan set point dan yang kedua adalah uji terhadap nilai perubahan disturbance. Uji Closed Loop Tunning Set Point Pada uji closed loop berdasarkan nilai set point dilakukan pengujian ketika nilai disturbance tetap dan nilai set point yang berubah – ubah. Besar perubahan nilai set point yang digunakan pada uji ini sebesar ±5%, ±10%, dan ±15% dari nilai set pont yang ada pada data design. Pada teknik pengendalian berdasarkan nilai set point didapatkan uji close loop yang digunakan untuk mengetahui aksi pengendalian ketika berupa process variable (PV) ketika diberikan kontroller. Pada uji close loop hal yang perlu diamati adalah hasil respon kontrol baik berupa hasil kuantitatif yang
5
dihasilkan untuk menentukan nilai maksimum overshoot, IAE (integral absolut error), dan settling time. Adapun hasil ketiga parameter respon dinamik tersebut dapat disajikan pada tabel 3.5 dengan nilai perubahan parameter sebersar ±5%, ±10%, dan ±15% berikut ini: Tabel 5 Data hasil kuantitatif respon sistem berdasarkan tunning set point
No
Proses Variabel
Set Point
1.
Mass flow rate
+5%
2.
Mass flow rate
+10%
3.
Mass flow rate
+15%
4.
Mass flow rate
-5%
5.
Mass flow rate
-10%
6.
Mass flow rate
-15%
7.
Liquid Percent Level Liquid Percent Level Liquid Percent Level Liquid Percent Level Liquid Percent Level Liquid Percent Level Vessel Pressure
+5%
8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
+10% +15% -5% -10% -15% +5%
Vessel Pressure
+10%
15.
Vessel Pressure
+15%
16.
Vessel Pressure
-5%
Hasil Kuantitatif Respon Sistem Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot
Nilai
1,0062 160 6210,4 1,0061 220 4431,4 1,0183 180 13918,5 1,04056 80 13416,7 1,0313 500 9558,4 1,0265 200 15293,7 1,007494 1400 126,9228 1,006864 2360 486,99 1,006339 3340 1097,494 1,010728 1220 2,044 1,012106 2100 419,0785 1,013829 2920 942,2227 47,63917 -
Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE Max. overshoot Settling time IAE
102,1378 84,07429 0,9901 1220 2,044
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
No
Proses Variabel
17.
Vessel Pressure
18.
Vessel Pressure
Tabel 5 Lanjutan Perubahan Hasil Set Point Kuantitatif Respon Sistem -10% Max. overshoot Settling time IAE -15% Max. overshoot Settling time IAE
2.
Nilai 0,9854 1300 4945,73 0,9838 1320 5965,69
Uji Closed Loop Tunning Disturbance Selain tunning berdasarkan nilai perubahan set point untuk mencapai nilai heat and mass balance. Ada tunning lainnya yang juga dapat mencapai nilai heat and mass balance, yakni tunning berdasarkan nilai perubahan disturbance. Tunning berdasarkan perubahan disturbance adalah sebuah tunning yang mampu mempertahankan nilai heat and mass balance ketika diberikannya gangguan dari luar. Pada uji closed loop disturbance digunakan untuk mengetahui aksi pengendalian ketika diberikan diberikan nilai disturbance. Cara menentukan uji closed loop berdasarkan tunning disturbance yakni dengan cara merubah nilai disturbance sebesar ±5% dari nilai stream yang digunakan sebagai disturbance (flue gas). Tabel 6 Data hasil kuantitatif respon sistem berdasarkan tunningdisturbance No Proses Perubahan Hasil Kuantitatif Nilai Variabel Disturbance Respon Sistem 1. Mass +5% Max. overshoot 1,2906 flow rate Settling time 140 IAE 8293,6 2. Liquid +5% Max. overshoot 1,0229 Percent Settling time 7040 Level IAE 96,204 3. Vessel +5% Max. overshoot 1 Pressure Settling time 1360 IAE 0,9391 4. Mass -5% Max. overshoot 0,8954 flow rate Settling time 280 IAE 84479 5. Liquid -5% Max. overshoot 1,0078 Percent Settling time 2300 Level IAE 11,790 6. Vessel -5% Max. overshoot 1,0041 Pressure Settling time 900 IAE 1,0016
3.
6
level yang ada pada steam drum. Tidak hanya tunning berdasarkan nilai set point yang dibutuhkan untuk mengendalian plant WHSG ini, akan tetapi tunning berdasarkan nilai disturbance juga tepat untuk digunakan. Hal ini dikarena tunning berdasarkan nilai disturbance dapat mengendalikan nilai disturbance yang langsung masuk ke sistem yang dapat mempengaruhi nilai performansi plant. Tunning berdasarkan nilai disturbance perlu dilakukan yakni dengan menggunakan metode FOPDT (First Order Plus Dead Time) untuk mencari nilai λ, θ, t63%, t28%, dan K yang selanjutnya dapat digunakan untuk menentukan nilai Kc, Ti, dan Td dengan menggunakan tabel IMC-PID pada masing – masing controller.
Saran Dari hasil tugas akhir ini dapat diberikan beberapa saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya antara lain : 1. Perlu dilakukan pemodelan waste heat steam drum dengan dua nilai tekanan yang telah diberikan, yakni untuk high pressure dan low pressure menggunakan software hysys. Hal ini dikarenakan sistem perancangan WHSG yang ada di lapangan menggunakan dua buah nilai tekanan ini. UCAPAN TERIMA KASIH Sampai terselesaikannya tugas akhir ini, penulis telah banyak memperoleh bantuan dari berbagai pihak, baik langsung maupun tidak langsung. Untuk kesekian kalinya penulis mengucapkan terima kasih kepada. Bapak dan Ibuku yang telah memberikan dorongan secara moril maupun materil. Bapak Totok Ruki Biyanti,Ph.D selaku dosen pembimbing tugas akhir yang dengan sabar memotivasi dan membimbing penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini dan telah membimbing serta memotivasi penulis selama berkuliah di Jurusan Teknik Fisika FTI-ITS Surabaya. Terima kasih kepada Direktorat Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan dukungan finansial melalui Beasiswa Bidik Misi tahun 20102014.
[1] [2]
[3]
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
[4]
Kesimpulan Berdasarkan eksperimen yang telah telah dilakukan, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. 1. Parameter kendali pada model waste heat steam generator yang diperlukan tunning berdasarkan nilai set point dan disturbance adalah laju aliran masa yang memasuki steam drum, tekanan pada steam drum, dan
[5] [6]
DAFTAR PUSTAKA
Garcia, Vera., Cascales, Garcia. 2010. A Simplified Model For Shell and Tube Heat Exchanger : Practical Application. Spain : Universidad Politecnica de Cartagena Yohana, Eflita., Priambodo, Ady. 2007. Analisa Efisiensi Low Pressure HRSG (Heat Recovery Steam Generator) Pada PLTGU PT Indonesia Power UBP Semarang. Semarang: Jurusan Teknik Mesin, Universitas Diponegoro Smedsrud, Helge. 2007. Dynamic Model and Control of Heat Exchanger Networks. Norwegian : Department of Chemical Engineering, Norwegian University of Science and Technology Wahid, Abdul., Gunawan, Rudy. 2010. Metode Korelasi Baru Pada Penyetelan Pengendali PID Dengan Pendekatan Model Empirik FOPDT. Jakarta : Norwegian University of Science and Technology, Norwegian University of Science and Technology Ogata, Katsuhito. 1997. Teknik Kontrol Automatik. Jakarta: Erlangga. Luybean , William L. 1989. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. McGraw-Hill Companies; 2 Sub edition
