ISSN: 2086-2156
SNPPT12010
Kajian Unjuk Kerja Pengendalian Jaringan Saraf Tiruan untuk Menurunkan Konsumsi Elektroda pada Tungku Busur Listrik Sudirman Palaloi Balai Besar Teknologi Energi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Kawasan Puspiptek - Serpong 15314
Email : palaloi @yahoo.com Abstrak -- Makalah ini berisi kajian unjuk kerja pengendalian jaringan saraf tiruan untuk menurunkan kosumsi elektroda di tungku busur listrik. Langkah pertama mereview penggunaan pengendali pada tungku busur listrik. Posisi elektroda terhadap bahan material pada tungku busur listrik dianalisis untuk mendapatkan titik optimumnya . Selanjutnysa membuat model JST yang akan diterapkan . Setelah pengendalian jaringan sarat tiruan diaplikasikan , maka unjuk dengan menggunakan dievaluasi kerjanya formulasi Ben Baumen pada masing-masing 100 heat. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa pengendali dengan jaringan saraf tiruan dapat menurunkan konsumsi elektroda. Kata Kunci : pengendali jaringan saraf tiruan, tungku busur listrik , konsumsi elektroda. I. PENDAHU LUAN Salah satu pendukung utama dalam proses peleburan baja adalah energi listrik. Energi listrik ini diperlukan untuk meleburkan bahan baku yang terdiri dari besi tua (scrap), besi spons (sponge iron), batu kapur (limestone) dan bahan campuran lainnya di disingkat dengan TBL Tungku Busur Listrik sehingga menjadi baja cair. Di tungku busur listrik ini digunakan arus bolak balik 3 fase ( 3 phase alternating current Electric Arc Furnace) yang tiap fasenya terhubung dengan satu elektroda (electrode) yang akan menghasilkan busur listrik sebagai cumber energi untuk proses peleburan. Selama proses peleburan, elektroda akan bergerak naik dan turun melalui suatu sistem kendali untuk menghasilkan busur listrik yang elektroda stabil . Untuk menjaga kestabilan busur listrik tersebut, maka sistem kontrol elektroda secara otomatik mengendalikan elektroda naik dan turun untuk menjaga jarak (gap) antara ujung elektroda dengan bahan baku/muatan yang berfungsi sebagai beban, agar muatan tetap stabil sesuai dengan nilai acuan impedansi (impedance reference/set point) yang telah ditentukan.
yang dihasilkan. daya busur listrik (arc power) Sehingga bila arus listrik tersebut stabil pada ketiga fase elektroda, maka busur listrik dan daya yang dihasilkan stabil. Pada awal proses peleburan, dimana permukaan muatan belum merata karena bahan baku belum sepenuhnya melebur, maka elektroda secara otomatik akan bergerak untuk menghasilkan busur listrik dan harus cepat bergerak naik pada saat ada muatan besi tua (scrap), besi spons (sponge iron) untuk - menghidaH" fei jadinya hubung singkat (short circuit) dan elektroda patah. Agar dihasilkan respon yang baik untuk naik dan turun dari elektroda tersebut, maka diperlukan suatu sistem kendali elektroda terpadu dengan keandalan yang tinggi, sehingga pada akhirnya dihasilkan suatu kondisi peleburan yang optimum. Pemakaian elektroda tergantung dari besar busur listrik yang terjadi di elektroda, dan besar busur listrik sendiri,, ;, tel-gar tung dari posisi elektroda terhadap bahan Baku baja yang akan dilebur. Bila jarak elektroda tersebut terlalu dekat, maka terjadi penggunaan energi yang berlebihan (pemborosan) dan batang elektroda akan menjadi lebih cepat habis. Oleh karena itu posisi elektroda sangat menentukan efisiensi dari pemakaian energi dan penggunaan elektroda, dan salah satu cara untuk dapat dilakukan melalui pengaturan posisi elektroda 11.81. elektroda secara posisi Pengendalian menggunakan kontrol Proporsial konvensional Integral (PI) dengan PLC yang mengatur masingmasing elektroda secara terpisah telah diterapkan di salah satu pabrik baja di Indonesia. Hal ini kurang memuaskan, karena pada kenyataannya setiap elektroda yang terkait di dalam sistim kelistrikan tiga fasa akan memberikan respon arus yang saling bergantung sesuai dengan hukum Kirchof, sehingga penentuan parameter setiap kontrol untuk ketiga elektroda tersebut perlu selalu disesuaikan. Dengan sistem kontrol terpadu ini pada dapat mempermudah operator implementasinya menghemat dalam pengawasan proses TBL dan pemakaian elektroda di dalam proses peleburan baja.
Jarak antara Ujung elektroda dan muatan akan yang bersifat penghantar (conductor) mempengaruhi besarnya arus listrik yanJ mengalir pada elektroda, yang pada akhirnya berpengaruh pada
Pada makalah ini menyaj ikan rancangan suatu kontrol yang terpadu dalam mengendalikan tiga buah elektroda yang terkait di dalam sistem listrik tiga
167
ISSN: 2086-2156
SNPPTI 2010
fasa menggunakan kontrol jaringan syaraf tiruan (JST) metoda galat rambat mundur (error back propagation) untuk memperbaiki kinerja sistem TBL dalam usaha penurunan konsumsi elektroda. Evaluasi konsumsi elektroda dilakukan berdasarkan data operasi tungku listrik dengan membandingkan antara pengoperasian TBL dengan kontrol jaringan syaraf tiruan yang biasa dikenal Neuro Furnace Controller (NFC) dengan PLC masing-masing 100 heat. Konsumsi elektroda dihitung secara empiris berdasarkan rumus Ben Bowmen.
11. RANCANGAN DAN METODE EVALUASI 2.1 Proses Tungku Busur Listrik (TBL). Proses pembuatan baja cair dilakukan dengan cara meleburkan bahan-bahan baku seperti besi spon, besi rongsokan/scrap, besi kasar ke dalam tungku peleburan sehingga dihasilkan baja cair (baja kasar) yang kemudian akan dicetak menjadi baja sesuai dengan keperluannya seperti untuk kawat baja, plat baja, pipa baja, dan lain-lain. Beberapa jenis tungku peleburan dapat dipakai untuk proses pembuatan baja, diantaranya
adalah tungku busur listrik (TBL) yaitu Tungku peleburan baja yang menggunakan energi listrik. Energi listrik digunakan untuk pemanasan, peleburan, pemanasan lanjut, flan pemurnian baja. Busur listrik proses mendekatkan pada TBL terjadi akibat elektroda (katoda) yang dialiri arus listrik tinggi sehingga menyentuh bahan lebur (anoda). Ketika elektroda dan bahan lebur Baling bersentuhan layaknya seperti hubung singkat, maka terjadilah proses panas pada permukaan sentuh. Pada suhu yang tinggi terjadi proses ionisasi yaitu pancaran ion-ion yang terjadi antara elektroda dan bahan lebur. Jika elektroda dan bahan lebur tidak dipisahkan secara cepat dan jarak antara keduanya tidak terlalujauh, arus dapat mengalir melalui udara yang terionisasi diantara elektroda dan bahan itu 14,71. Busur listrik yang terjadi sesungguhnya bersifat tidak stabil dan tidak linier, karakteristiknya dapat dijelaskan melalui tegangan dan arcs, tetapi sukar untuk mengukur tegangan busur secara langsung. Bila busur listrik dianggap sebagai suatu beban listrik (impedansi) pada rangkaian listrik, maka perubalian teganan busur listrik yang hampir harmonisa akan sinusoids beserta berbentuk menyebabkan kenaikari `nilai reaktansi dan merubah harga daya reaktif dari rangkaian.
1- 1 11
1
PI.. 1. 11. S l.l. m P.n0ulur. V
C enilo i^.r
,'
Gambar 1. Sistem kelistrikan tungku busur listrik diagram memperlihatkan 1. Gambar kelistrikan sebuah TBL, Jalur jala-jala listrik tegangan tinggi 3 fasa dilewatkan ke sebuah trafo TBL untuk diturunkan tegangannya sesuai dengan tahapantahapan keperluan proses peleburan campuran bahan baku baja. Pada masukan trafo (primeir trafo) daya dan energi yang terpakai oleh TBL diinformasikan ke bagian pengukuran kW, kWh dan kVAr, sedangkan pada luaran trafo (dibagian sekuder) dilakukan pengukuran arus dan tegangan listrik sebagai informasi masukan ke sistem kontrol.
Proporsional ^nteral yang masing-masing berdiri sendiri untuk, setiap , Casa. Sistem kontrol cara ini mengalami kesulitan di dalam menetapkan parameterparameter kontrolnya, karena itu diperlukan keahlian tersendiri agar ketiga elektroda tersebut dapat bekerja seimbang/seirama. Naik turunnya elektroda tersebut dilakukan oleh suatu perangkat penggerak elektroda yang disesuaikan dengan perintah dari kontrol, dan kontrol sendiri mendapat umpan dari informasi arus tegangan dan energi listrik tiga fasa yang mengalir ke elektroda. Permasalahannya adalah harga impedansi dari busur listrik tidak konstan dan tidak dapat diukur, untuk itu diperlukan pemahman mengenai reaktansi dalam suatu rangkaian listrik. Sebuah penghantar seperti batang busur listrik (elektroda) pada rangkaian loop tertutup dapat dinyatakan dengan rumus berikut :
2.2 Sistem Instrumentasi-Kontrol Di dalam satu TBL terdapat tiga buah elektroda yang terhubung ke sistem listrik tiga fasa. Pengaturan posisi dari ketiga buah elektroda tersebut dilakukan secara terpisah menggunakan sistem kontrol konve'asional, sehingga dibutuhkan tiga buah kontrol
168
ISSN: 2086-2156
SNPPTI 2010
X= wft°L.inD D;
(1)
loo adalah konstanta induksi, co kecepatan sudut, it konstanta dan D;; merupakan jarak geometris rata-rata terhadap dirinya. Persamaan (1) di atas memperlihatkan bahwa reaktansi suatu penghantar di dalam sebuah loop tertutup berbanding lurus dengan panjang penghantar (L), dan mengecil secara logaritmis terhadap membesamya jarak antar penghantar (D), serta tergantung dari konstruksi penghantar itu sendiri. Semakin besar luas penampang penghantar akan menyebabkan semakin mengecilnya reaktansi penghantar tersebut. Jadi faktor-faktor yang tnenentukan reaktansi sebuah penghantar dalam suatu loop adalah : panjang, jarak dan jumlah serta Was penampang penghantar. Pengaruh reaktansi di dalam TBL secara garis besar dapat diterangkan sebagai berikut : reaktansi akan mengecil ketika arus listrik yang melewati elektroda membesar, hal ini biasanya terjadi juga bila elektroda mulai memendek, kasus ini akan mengakibatkan pemakaian energi menjadi sedikit, pemakaian elektroda menjadi lebih banyak dan Jaya maksimtun yang dipakai menjadi lebih tinggi. Hal sebaliknya juga berlaku untuk kejadian arus listrik yang melewati ektroda mengecil atau ketika kondisi elektroda masih panjang. Oleh karena itu salah satu cara memperbaiki kinerja TBL dapat dilakukan dengan mengendalikan jarak elektroda terhadap bahan baku dalam proses peleburan baja. 2.3
Rancangan Kontrol Terpadu Tiga Fasa dengan JST.
Pengendalian dengan memanfatkan jaringan saraf tiruan (JST) untuk mengendalikan posisi elektroda yang optimum pada tungku busur listrik yang dikenal Neuro Furnace Controller (NFC). Sebelumnya sistem pengendalian yang digunakan adalah sistem konvensional menggunakan PLC. Sementara proses peleburan di TBL tidaklah sederhana. Setnakin kompleks suatu proses semakin sulit pemodelan matematisnya. Pengendalian di TBL harusnya menggunakan pemodelan matematis yang
kompleks, yang didasarkan pada banyaknya variabel masukan dan keluaran (Multi-Input-Multi-Output System). Namun kenyataannya harus disederhanakan untuk memudahkan perancangan sistem kendalinya. Penyederhanaan seperti ini belum optimal , karena kenyataannya beberapa variabel proses berubah dengan cepat dan Baling mempengaruhi secara tidak menentu. Oleh karena itu sistem ini tidak dapat memenuhi fungsinya dengan baik. Untuk mengatasi masalah ini, maka diperlukan sistem pengendali yang dapat beradaptasi terhadap dinamika proses. Pengendali sebaiknya dapat belajar dari pengalaman sesuai dengan perubahan yang terjadi di dalam proses. Disamping itu diharapkan pula untuk memprediksi kondisi proses yang akan datang, sehingga penyimpangan yang akan terjadi dapat di perkecil atau dihilangkan sama sekali. Salah satu sistem pengendalian yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut adalah sistem pengendali berbasis JST. Sistem ini didasarkan pada pembelajaran proses yang benar melalui pelatihan untuk mengat }Ih polisi...elektroda di dalam TBL. Pelatihan JST dilakukan dengan memakai data masukan dan keluaran sistem yang diperoleh selama TBL beroperasi. Keunggulannya adalah kemampuan untuk dapat menyaring tingkah laku proses yang didasarkan pada sekumpulan data latihan . Data pelatihan diperoleh dari data pengoperasian TBL sedemikian sehingga mampu memetakan keterkaitan antara variabel masul-an, dankeluaran dari berbagai proses yang tidak linier tanpa model matematis yang rum it; dapat mengatasi . masalah tegangan kejut (voltage flicker) melalui kemampuannya untuk memprediksi kondisi operasi , dengan memanfaatkan sistem akuisisi data yang sangat cepat; dapat memprediksi besaran konstanta waktu sesuai dengan proses yang berlangsung di dalam tungku untuk mengatur posisi elektroda terhadap beban, dan pada akhirnya memperkecil kemungkinan elektroda kejatuhan beban muatan bahan b'ak}t y^ng dapat mengakibatkan patah. Perancangan , perbaikan sistem kontrol konvensional yang diubah menggunakan kontrol terpadu menggunakan algoritma JST dapat dilihat pada Gambar 2.
Vact
Zset Harga Acuan
Motor
Kl I'il: ;' FN Elektrod. 4 Tbngku
"I
11
Zact
V
Gambar 2. Model rancangan kontrol JST pada TBL tiga fasa.
169
tact
ISSN: 2086-2156
SNPPTI 2010
koneksi antara neuron yang Baling terhubung. Nilai bobot tersebut mencerminkan pengetahuan tentang aturan dan parameter dari kontrol.
ini adalah Tujuan dari pengontrol mempertahankan panjang tertentu dari busur listrik melalui pengendalian posisi elektroda secara vertikal menggunakan penggerak hidrolis atau elektromotorik. Untuk itu beberapa persyaratan yang harus dipenuhi diantaranya adalah: daya yang ditentukan dari trafo harus dipertahankan, elektroda harus memberikan respon yang baik bila terjadi gangguan hubungsingkat, penyimpangan dalam prosedur pengaturan pada salah satu elektroda tanpa menggangu posisi elektrodaelektroda yang lain.
JST dilatih sedemikian rupa sehingga dapat mempelajari karakteristik masukan galat impedansi dan menghasilkan luaran besaran regulasi untuk ketiga fasa secara terpadu. Bila nilai kesalahan aktual lebih besar dari nilai yang diinginkan, maka harga bobot koneksi diubah dan dihitung ulang sampai diperoleh nilai kesalahan yang diinginkan. Nilai kesalahan dihitung untuk neuron lapisan terluar menggunakan persamaan akar galat kuadrat rata-rata (Root Mean Squere Error :RSME). Hasil galat RMS yang diperoleh dibandingkan dengan perancangan kontrol yang dirancang terpisah untuk masing-masing fasa dengan pemilahan jumlah neuron pada lapisan tersembunyi yang sama.
Untuk merancang kontrol JST diperlukan data-data lapangan berupa besaran arus operasi (lact) untuk ketiga fasa, Tegangan operasi (Vact) untuk ketiga fasa, Besaran regulator (R) untuk ke tiga fasa . R kontrol dan sebagai dipakai sebagai luaran dari sistem penggerak informasi yang memerintahkan merubah posisi elektroda. Selain itu diperlukan juga data acuan (Zset) yang merupakan harga impedansi impenaasi acuan dari busur listrik dan besarnya diambil dari suatu tabel berdasarkan kondisi daya dan energi dari trafo TBL yang dipakai.
2.4 Metode Evaluasi Unjuk Kerja Hasil Rancangan Setelah 'sistem perangkat lunak dan sistem perangkat keras terpasang dengan baik, maka dilakukan pengujian tentang penghematan pemakaian elektroda dengan cara : 1. Pengumpulan data beberapa jenis batang elektroda yang akan dipakai. 2. Pengukuran arus listrik, tegangan listrik dan konsumsi energi listrik selama selang waktu pengamatan 3. Pengambilan data beberapa paramater operasi yang sangat t.'bei enganth didalam pemakaian elektroda. 4. Menghitung arus rata-rata yang dipakai selama oerasi peleburan baja pada saat kejadian melting. 5. Perhitungan konsuunsi elektroda dengan Ben Bowmen data terhadap 5 parameter yang 6. Klasifikasi mempengaruhi konsumsi elektroda untuk validasi hasil perhitungan 7. Diskusi dan analisis hasil perhitungan dengan mempertimbangkan' parameter-parameter operasi yang mempengaruhi konsumsi elektroda.
dirancang Kontrol JST pada TBL menggunakan sebuah lapisan tersembunyi dan memakai algoritma extended delta bar delta rule : EDBD (merupakan salah satu versi dari back propagation error). Algoritma ini mempunyai komponen laju belajar dan komponen momentum didalam proses belajar (training) maupun proses pengujian (test), besarnya bobot koneksi antara neuron dihitung menggunakan persamaan (2) 15,61
W. I = W. +AW,,1
(2)
Perubahan/perbaikan bobot koneksi d W,., dihitung menggunakan persamaan (3).
O W,.,_, = a.15 1 + ,u . O Wi
(3)
adalah laju belajar yang menentukan besamya langkah perubahan bobot koneksi, 0000 adalah perubahan komponen kesalahan sebagai fungsi dari perubahan bobot koneksi, dan 0 0 adalah komponen momentum yang diperlukan untuk mengatasi keadaan ketika laju perubahan ❑ 0 ❑ ❑ memberikan nilai minimum yang semu (lokal minimal).
8. Analisis hasil pengujian dari kinerja Untuk membandingkan pengoperasian kontrol konvensional (PLC) dan telah pengoperasian dengan kontrol JST (NFC) ditetapkan 5 buah parameter yang diduga kuat berpengaruh terhadap konsumsi elektroda spesifik. Kelima parameter tersebut adalah Pow, Ttapp,,,g, Yield, 02 dan Limestone. Iii samping itu, karena kondisi pengoperasian umumnya bersifat unik, yaitu tidak mungkin terdapat 2 pemasakan (heat) yang "sama," maka evaluasi dilakukan untuk jumlah heat yang relatif banyak, yaitu sebanyak 200 heat, masingmasing 100 heat untuk pemakaian dengan PLC dan 100 heat lagi dengan NFC.
Data masukan diambil dari galat yang terjadi antara impedansi acuan (ZSef) dan impedansi aktual (Zaet). Impedansi aktual dihitung dari perbandingan antara tegangan (Vast) dengan arus aktual (I3et) untuk ke masing-masing fasa. Sedangkan data luaran (R) diperoleh dari kondisi infonnasi masukan regulator penggerak elektroda. Pasangan masukan-luaran yang tersusun terpadu untuk ketiga fasa dibuat dalam suatu file tersendiri (*.NNA) yang kemudian dipakai oleh sofiwere NeurolWorks P-11-plus sebagai informasi belajar. Hal yang sama juga dilakukan untuk proses pengujian. Hasil belajar/pengujian dari informasi yang disampaikan melalui data, disimpan pada nilai bobot
Dengan mengkaji kelima parameter dalam jumlah heat yang relatif banyak diharapkan bahwa
170
ISSN: 2086-2156
SNPPTI 2010
pengaruh atau tingkah-laku dari masing-masing parameter terhadap nilai konsumsi elektroda spesifik dapat dikarakterisasi secara objektif, sehingga ukuran kinerja tidak hanya didasarkan pada jumlah heat saja, atau dengan disesuaikan juga tetapi mempertimbangkan juga kondisi pengoperasian yang dicerminkan melalui salah satu/lebih parameterparameter di atas. Evaluasi ini didasarkan pada anggapan bahwa kelima parameter diduga memiliki pengaruh yang sama terhadap konsumsi elektroda, sehingga evaluasi dilakukan dengan membandingkan nilai konsumsi elektroda antara NFC dengan PLC untuk masing-masing 100 heat.
2.5 Perhitungan Konsumsi Elektroda Evaluasi konsumsi elektroda di tungku 10 dilakukan berdasarkan data operasi tungku listrik, dengan membandingkan antara NFC dengan PLC. empiris secara dihitung elektroda Konsumsi berdasarkan rumus Ben Bowmen (UCAR) (1 elektroda konsumsi Perhitungan menggunakan dua persamaan, yaitu persamaan untuk side consumption dan yang lainnya tip consumption. tip Penjumlahan antara side consumption dan elektroda. total consumption consumption merupakan
TU = ratio ofpower on over tap to tap time = productivity (ton / h) P K = specific tip consumption rate (kg/kA2 h). Tabel 2. Specific Tip Consumption Rate 5
4
'uk
^ ^4 ^
'^
Qndisi ( peeasi
>
L
0,0130 0,0100 0,0160
111. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengoperasian sebanyak 200 heat (100 heat PLC dan 100 heat NFC) maka dapat dilihat pada Tabel 3 tentang perbedaan yang proses parameter beberapa rata-rata mempengaruhi dalam analisis konsumsi elektroda antara pemakaian NFC dan PLC di Tungku 10
Perbedaan parameter operasi TBL untuk pemakaian NFC dan PLC. Kontrol
Parameter
DL
°x
Tap to Tap Time
Effective Melting --Time TU
(4)
dengan : It
D L ox
P A
=
3,14 mean of electrode diameter (mm) oxidising length (m) productivity (ton/h) specific oxidation rate (kg/m2h), yang nilainya dapat dilihatpada Tabel I.
In eksk Uhsl e>Glrf 'Yf
{ 3,0 to 4,0 5,0 to 6,0 6,0 to 8,0 8,0 to 10,0
3 K (kA)2 TU P
5,5
0,0130 minute
120,56
118,88
minute
78,52
75,02
0,651
0,631
Ton Liquid Steel
ton
125.40
Productivity ............... _._..._................ ___...._._.. Mean Phase Current Electrode tip diameter Length of Electrode
ton/h
62,41
125,30 1 .......... ....... 63,24
kA
57,49
64,44
mm I 436
436
2,5
2,5
meter
1
msa
i
Tip Consumption: Tip Consumption elektroda dapat dihitung berdasarkan persarnaan berikut.
kg/ton =
5,5
perlu tidak bahwa asumsi Dengan memperhatikan kelima parameter yang di duga sangat terkait dengan konsumsi pemakaian elektroda, maka hasil pengamatan selama 100 heat (proses peleburan) dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.
Tabel 1. Specific Oxidation Rate er{4
<5 :TM : 3 02/t M0 5 to 25 25 to 45 M 3 02/t 25 to 45 w/ p ost comb.
Kontrol PLC` : 0,0130
K
kg/ton = 3 - A-;rP
r
AC, are voltage > 250 V AC, tip angle below 30° AC, tip angle below 40°
Tabel 3.
Side Consumption : dihitung (kg/ton) elektroda Konsumsi berdasarkan persamaan Side Consumption berikut ini.
;:
^Y ,
81 S3':. 88::. 00
(5)
Jumlah host
Gambar 3.
dengan : kA = mean phase current square (A)
171
Konsumsi elektroda untuk 100 heat NFC dan untuk 100 heat PLC.
ISSN: 2086-2156
SNPPTI 2010
Pada Gambar 3, terlihat jelas bahwa grafik pemakaian elektroda untuk setiap kali proses peleburan (heat) tidak sama baik untuk kontrol NFC maupun kontrol PLC , Hal ini menunjukkan bahwa memang setiap heat menunjukkan suatu karakteristik yang unik, ada parameter lain di dalam proses yang mempengaruhi pemakaian elektroda , dari pengalaman dan standar operasi tungku terlihat bahwa 5 buah parameter yang sangat mempengaruhi konsumsi elektroda yaitu P,,f (daya yang tetap dipakai ketika TBL "idle") , Trapping (Waktu ketika terjadi ` tapping"), Yield (perbandingan antara baja yang dihasilkan dengan bahan baku baja) , OZ (Oksigen untuk oksidasi) dan Limestone (batu kapur untuk pengikat bahan baku non baja). Ada hal yang menarik dari grafik pada Gambar 3. tersebut di atas, yaitu bila diambil rata-rata untuk keseluruhan operasi ternyata konsumsi total elektroda untuk pemakaian PLC (2,52 kg/ton) lebih besar dari pemakaian NFC (2,27 kg/ton), sehingga selisih rata-rata penghematan yang dapat dilakukan selama pengamatan 100 heat diatas sekitar 0,25 kg/ton. elektroda pemakaian evaluasi Bila memperhatikan parameter Pam, Trapping, Yield, 02 dan Limestone yaitu dengan mengklasifikasikan kelima parameter tersebut sedemikian rupa sehingga kelimalimanya dapat dianggap mendekati di dalarn membandingkan pemakaian konsumsi elektroda antara NFC dan PLC, maka hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.
3. Penerapan -JST pada tungku busur listrik dapat menghemat konsumsi elektroda rata-rata 10%, dan penghematan ini akan dapat lebih besar lagi bila mempengaruhi yang parameter beberapa pemakaian elektroda teridentifikasi dengan jelas atau dapat dikontrol terpadu.
V. UCAPAN TERIMA KASIH Diucapkan terimakasih kepada seluruh team NFC, terutama kepada Dr. Herman Agustiawan, Dr M. Amirullah Oktaufik, dan Aryo Witjakso, yang telah menyumbangkan saran dan ide di proyek NFC.
VI. DAFTAR PUSTAKA
[1]
Agustiawan .H, etc, Neural Nets Based Approach for Reducing Energy Consumption in EAF Operation. South Ease Asia , Iron & Steel Institute Travelling Seminar. Kuala Lumpur. Malasyia. Agustus 1999.
[2]
Gupta MM & Sinsha N.K , Intelelligent Control Systems, Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc. New York,USA, 1996.
[3]
1-Iaykin Simon, Neural Networks, Acomprehensive Publishing College Macmillan Foundation, Company,Inc. USA, 1994
[4]
Laporan Akhir Riset Unggulan Kemitraan (RUK)
Tahapl, 2 dan Serpong, 1996-1997.
[5]
Tabel 4. Perbandingan konsunsi elektroda antara NFC dan PLC Parameter ^tt
,iYP
LGE,
0,91
0,89
Kg/ton
Tip consumption
1,35
1,62
Kg/ton
2,26 '
2,5I
Tag/tan
Total consuritptiori
UPT-LSDE
& PT-KS,
Minai,A.A & Williams R.D, Acceleration of rate and learning through backpropagation momentum adaptation, Internal Joint Conference on
Neural Network. Volume I, January. Pp 676-679 1990.
Satuan
Side consumption
3,
77
Berdasarkan hasil perbandingan konsumsi NFC dengan PLC diperoleh elektroda antara penurunan total konsumsi elektroda sebesar (2,512,26) = 0,25 kg/ton. Bila dihitung persentasenya, maka penerapan NFC dapat menghemat pemakaian elektroda kurang lebih sebesar (0,25/2,51 x100%) _ 10%.
[6]
Neural Computing, A technology Handbook for Professional 11/Plus and Neural Works Explorer, NeuralWare.Ine, USA, 1995
[7]
Paliama H. Contoh Konservasi Energi di Steel Marking, . Pelatihan .. Manejemen Energi, PT-KS, Cilegon,1995.
[8]
Wisnaya.G & Agustiawan.H, Penentuan Daerah Batas Pengoperasian TBL dengan Metoda Diagram Lingkaran, Majalah BPPT Pp 180-184 No.LXXX, Jakarta, Agustus 1997.
[9]
Witjakso A., Herman A. Pengembangan Sister Kontrol Pada Proses Peleburan Baja Tungku Busur Listrik. 23-24 Agustus 2000. LPUG, Jakarta.
[10] Herman A, Sugiono, Ario W. Pemanfaatan Jaringan Sarat Tiruan untuk Prediksi Konsumen Energi Spes{fuk pada Proses Peleburan Baja Tungku Busur Listrik. 23-24 Agustus 2000. LPUG, Jakarta.
IV. KESIMPULAN 1. Penghematan konsumsi elektroda di TBL dapat dilakukan bersamaan dengan perbaikan pengaturan posisi elektroda dengan menggunakan kontrol JST (NFC). 2. Kontrol JST menggunakan metoda galat rambat mundur dapat dipakai untuk menggantikan kontrol konvensional (PI).
Model
Electrode
[11]
Ben Bowmen. An Update Consumption. UCAR. Juni 1995.
[12]
Indra D, Sudirman. Aplikasi NFCpada Tungku Busur Listrik Untuk Menurunkan Konsumsi Elektroda. Tekno Energi Vol. 9 No. 21, 2000. LSDE BPP Teknologi. Jakarta.
[13] Witjakso A., Sudirman P. Penelitian Pemakaian Elektroda pada Operasi Kontrol Jaringan Saraf Tiruan di Tungku Busur Listrik. STUN, 2002, Jakarta.
172
