KONTROL CASCADE GENERALIZED PREDICTIVE UNTUK BOILER DRUM LEVEL BY ASTRIATONO (2210105028)
PERMASALAHAN PERUBAHAN JUDUL • Pergantian judul hanya mengubah metode kontrol yang digunakan dikarenakan plant boiler tidak dapat digunakan cascade • Pada plant boiler memiliki persamaan model plant orde 4 dan jika menggunakan Generalized Predictive control harus menggunakan metode dhiopantine.
KONTROL PID PREDIKTIF UNTUK BOILER DRUM LEVEL BY ASTRIATONO 2210105028
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG
PERMASALAHAN
TUJUAN
BATASAN
LATAR BELAKANG • Karena drum level merupakan variabel penting yang harus dikendalikan dengan baik agar sistem boiler tetap terjaga dengan baik • Memiliki waktu tunda yang sangat besar. Oleh karena itu dengan mengatur level air pada drum boiler. Digunakan Metode kontrol PID prediktif sebagai kontroler yang mengatur sistem mempunyai waktu tunda yang besar, dan parameter yang berubah ubah.
PERMASALAHAN • Permasalahan yang terjadi dalam pengendalian sistem kerja boiler sangat kompleks, salah satu masalah utama adalah mengendalikan level pada drum boiler, dengan adanya batasan pada jumlah aliran air pengisian dalam drum boiler, kinerja pompa air, ketidakpastian parameter, dan ketidakakuratan pada pemodelan sistem, respon dinamik agak lambat.
TUJUAN • Tujuan tugas akhir ini adalah mempertahankan drum level untuk sebuah set point, serta ketahanan yang cukup untuk menghadapi ketidakpastian proses drum level. sehingga mampu mengendalikan sistem yang tidak stabil, sistem plant yang berubah ubah, serta yang mempunyai waktu tunda yang besar.
BATASAN • dengan mengatur level air pada drum boiler serta mengendalikan level pada drum boiler, terdapat batasan pada jumlah aliran air pengisian dalam drum boiler, kinerja pompa air, ketidakpastian parameter, dan ketidakakuratan pada pemodelan sistem, respon dinamik agak lambat. Dikarenakan pengendalian dengan kontrol PID Prediktif sulit dilakukan, karena variabel dan parameter plant saling berhubungan, sedangkan variabel yang dikontrol adalah level
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
BOILER
Pengertian, Spesifikasi, Proses Produksi
KOMUNIKASI
Integrasi komunikasi plant
KONTROL
Prinsip dasar kontrol Prediktif , PID Prediktif
BOILER •
Pada sistem boiler secara umum terdiri beberapa variabel dan parameter dapat digambarkan pada Gambar dibawah ini.
BOILER
• •
• •
Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan bertekanan tinggi. Boiler yang digunakan pada pembangkit listrik adalah jenis pipa air karena memerlukan tekanan uap yang tinggi. Boiler merupakan sistem yang bekerja dengan prinsip kerja memanaskan air sampai mendidih dan menghasilkan uap (steam ). Di Boiler, air dipanaskan di dalam pipa-pipa yang berbentuk ruang tertutup yang mengelilingi api. Energi panas dari api merubah air menjadi uap bertekanan dan bersuhu tinggi Uap panas bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh boiler tersebut digunakan untuk menggerakkan atau memutar turbin-turbin generator
•
Drum level 3 elemen Tujuan drum uap di boiler untuk memisahkan air dan uap dalam air atau uap sirkulasi alam, di mana uap jenuh yang terpisah dari air atau uap campuran akan melewati dari drum uap kemudian akan dipanaskan dalam superheater dan akhirnya dikonversi ke superheated steam sebagai produk akhir dari boiler. Setelah itu melalui media perpindahan panas melalui dinding tungku tabung kemudian mengalir kembali ke steam drum atau uap campuran yang terus menerus akan dipisahkan dari uap jenuh.
WONDERWARE • Wonderware InTouch merupakan salah satu software Human Machine Interface yang banyak digunakan di dunia industri. • Secara umum Wonderware InTouch terdiri dari tiga komponen penyusun utama yang harus diketahui yaitu : • InTouch Application Manager • InTouch WindowMaker • InTouch WindowViewer • Pemrograman pada Wonderware InTouch menggunakan InTouch Quick Script
OPC SERVER • OPC (OLE for Process Control) Server adalah sebuah aplikasi perangkat lunak yang bertindak sebagai sebuah API (Application Programming Interface) atau protokol converter • OPC juga merupakan perangkat lunak antarmuka standar yang memungkinkan program Windows untuk berkomunikasi dengan perangkat keras industri • Server OPC adalah sebuah program perangkat lunak yang mengkonversi protokol komunikasi yang digunakan oleh perangkat keras PLC ke dalam protokol OPC
KEPSERVER • KEPServerEX adalah generasi terbaru teknologi OPC server dari Kepware yang mendukung teknologi client server berikut: • Akses Data OPC Versi 1.0a • OPC Data Access Versi 2.0 • FastDDE untuk Wonderware • SuiteLink untuk Wonderware • DDE Format CF_Text • DDE Format AdvancedDDE • KEPServerEX adalah solusi yang fleksibel untuk menghubungkan, mengelola, memantau, dan mengendalikan perangkat otomatisasi dan aplikasi perangkat lunak lainnya
OMNISERVER • OmniServer adalah program yang handal yang dapat mengkonfigurasi untuk berkomunikasi dengan berbagai perangkat yang belum memiliki driver untuk menuliskan data • Omniserver dapat menyediakan data yang dihasilkan untuk OPC DA / UA dan OPC Client, serta, Suitelink Wonderware Client dan DDE Client • OmniServer dapat berkomunikasi dengan perangkat yang terhubung ke komputer menggunakan : • Konektivitas Serial • Ethernet
KONTROL PID PREDIKTIF +
+
em(k+1)
+
e(k+1)
-
+ em(k)=e(k)
1-(ts/t)
Error offset
PID
K*
PLANT (Diskrit)
-
+
ym(k+1)
yr(k)
+ Z¯¹
yr(k+1)
PID
-
K*
PLANT
yo
PERANCANGAN SISTEM KEBUTUHAN SISTEM INTEGRASI SISTEM IDENTIFIKASI SISTEM
• Data Plant Boiler • Persamaan matematik Plant boiler • Integrasi sistem keseluruhan • Integrasi software dan hardware • Identifikasi plant • Hasil identifikasi palnt
INTEGRASI SISTEM KOMPUTER 1
LABVIEW 8.6
KEEPSERVER & OMNISERVER
KOMPUTER 2
NIDAQ (NASIONAL INSTRUMENT)
MIKROKONTROLER (AT MEGA 32)
WONDERWARE
KEEPSERVER & OMNISERVER
DATA PLANT BOILER • Data Plant PT.INDONESIA POWER Tbk
• Data persamaan model plant boiler
IDENTIFIKASI PLANT • Proses identifikasi yang digunakan adalah model pendekatan stokastik dengan struktur ARX. Dengan menggunakan matlab function
HASIL IDENTIFIKASI Grafik hasil hubungan output (level) dan input (flow)
Hasil identifikasi dengan metode ARX
PERANCANGAN KONTROLER •
Persamaan model plant yang di dapat dari paper Nonlinear Control Oriented Boiler Modeling (A Benchmark Problem for Controller Design) oleh Gordon Pellegrinetti and Joseph Bentsman dan data tambahan dari PT.INDONESIA POWER Tbk 1
1
KONTROL PID PREDIKTIF +
+
em(k+1)
+
e(k+1)
-
+ em(k)=e(k)
1-(ts/t)
Error offset
PID
K*
PLANT (Diskrit)
-
+
ym(k+1)
yr(k)
+ Z¯¹
yr(k+1)
PID
-
K*
PLANT
yo
PERANCANGAN HMI • Perancangan ini meliputi desain HMI dengan menggunakan Wonderware InTouch 10.1 • Feed Water Pump • High Pressure Heater • Steam Drum • Super Heater • Water Wall • Control Valve
PEMBAHASAN
SIMULASI • Hasil simulasi
IMPLEMENTASI • Hasil implementasi
SIMULASI •
Matlab , dengan kontrol PID pada perbandingan level dan beban ( sp = 50 , pada level) Beban 0
Beban 60
Beban 80
Beban 100
Hasil simulasi kontrol PID Prediktif dengan matlab Beban 0
Beban 60
Beban 100
Beban 80
IMPLEMENTASI LABVIEW • Dengan memberikan setpoint pada level =50, untuk melihat jalannya respon mencapai steady state sangat lama dibandingkan menggunakan matlab
KESIMPULAN • Pada hasil respon plant terdapat beberapa input yang saling berhubungan dan berpengaruh pada respon outputnya oleh karena itu sangat sulit mengendalikan drum level saja . • Adanya perbedaan hasil respon dan tracking hasil respon jikan menggunakan labview membutuhkan waktu yang lama dikarenakan pada Matlab dan virtual plant Labview, adanya waktu tunda pada proses pengiriman data serial dan setting waktu pada wonderware dan KepserverEx serta Labview sehingga untuk menganalisa kontrol PID Prediktif menggunakan Matlab .
TERIMA KASIH
VIDEO
