PENERAPANPENGENDALI......
PENERAPANPENGENDALILOGIKA FUZZY MULNREGIONDALAM PENGENDALIANPH PADA CONTINOUSLYSTIRREDTANKREACTORGSTR) Johansah Liman
Ahstract
The Fuzzy Multiregion Control (FMC) is applied on nonlinier process such as in pH controlling in CSTR(ContinouslyStirred Tank Reactor). The FMC usesan additional variable in determining the operational area of work systemto be utilized in controlling strategyfor certain area. Pendahuluan Dalam dunia industri banyak masalahsistenrkendali yang dijumpai seperti karakteristikperencan&myang tidak dapat didefinisikandenganbai( sehingga parameter-parameter numerikyangtepatdanbenaruntuk menyulitkanmendapatkan peranmngannya. kepentingan Banyak hal yang menyebabkandi antaranyaadalah . ketidaklinieran,variabel yangmerupakanfungsi dari waktu, keadaantersebutdapatjuga karenapengukuran yangkurangbaik atauteliti. Dengan berh::rilnya penerapanlogka .fir2ry pada bidang kendali, tentu pada nrenjadikanlogrkafirzry bapwan lebih besardalam strategipengendalian yang pada sistem tidaklinier. aplikasi aplikasisistemkendaliterutama Hal inilah yang menjadikanpengendali .fitz4t menjadialtematif penyelesaian masalahkendali. amat Suatu sistemyang amat tidak linier bila dilihat dan segi pengendaliannya pengendalilogika sulit untuk dikendalikansecaramanual,untuk itu diperkenalkanlalr dibagimerladi beberapa fitzzy nrultiret{tort,di manadalamstrategipengendaliannya memudahkan memperoleh aturanpengendaliannya. daerahyangagakliniersehingga Pengendafian logika.fitzzymulnregirmmemberikansuatu alternatifyang cukup yang hzurya mewakifidibandingkandengansistempengendali fiuiv konvensional memberikan satudaerahsaia.
N4editek, 2000 Lbl.8, No.22,Mei - Agu.sttrs
l7
PENERAPANPENGENDALI......
PengendaliLogika FuzzydenganVariabel Tambahan Banyak proses dalam industri yang memiliki karaktiristik daerahprosesyang nonfinier.DalamprosesdapatdikategorikanmenjadiHigh gain, Iov gain, Luge lime (in.gcnrLSmolltjme(lonsturt,danlainlain. Dalamsuatuprosesnonliniermemilikiprosesgain (G,.) Tinrc(lrnstoz (t") dan waktu runda(\) makaprosesini bergantung kepadadaerahprosesyangberbeda. PadaGambar.Iterlihatdatasituasipengukuran yangnonlinier.
----/u /
-Z;;
nt av = x;on *l. lr"0,,.
a) Signmoidal
tA
| /l\
| /'l'\ ll'_ b) Psnguatanprosasdengenpsrubahantanda.
Garnbarl : 2 buah prosesdenganpenguatannonlinier
Jika sebuahpengendaliF'uz4tdirancanguntuk suatupengendalian yangseragam untuk semuadaerah,makadiperlukansebuatrvariabeltambahanuntuk digunakan dalamstrategipengendalian padadaerahtertentu. Sehingga diperlukan3 buahpammetersebagai masukanpada.firzzicanr yutu . I l'.rntr (e) 2. Penrbahan eruor(Le) 3. Variabeltambahan(AV) AV -+ dipxrnakansebagaiinpul unttskmenunjukkanpadadaerahrnanasebuah prosesberlangsung. Fungsirelasi hubunganditunjukkandengansebuahpengendalil.itzzy sebagai berikut Au: FLC (e , Ae, AD
l8
Meditelqhl. 8, Mt.2z Mei - Agshrs2000
PNNERAPANPBNGENDALI......
Diagram Block PFM Tambahan(AV)
yang Menggunakan variabel
Setpolnt
l__ PROSESI PLANT
blokPFM 2. Diagram Gantbar Definisi fungsi keenggotnan Fungsi keanggotaanftz4t diastmsikandengansetiapmasukanpengendalidan didefinisikanberdasarkanpengetalnrantentang proses seperti yang digambarkan padagambar.I (a), di manatodapat daerah: High , Medium , I'ovv. Variabel ernr (eJ , paubahan error (e), dan siggralkendali (u) diskalakan menjadi: (l) e* = e/Se. . .. ., . .(2) Ae* = e/Se. A U * = u / S u . . . . . . ... (. 3 ) clenganSe,SAe danSAu -+ faktorskalasecarabeftunttuntuk : e, Ae danAu Fungsikeanggotaan fiuzy unUk: AV, e*, Ae* dan Au* dapatdiberikanpada Garnbar2. dalaminterval Fungsipartisikeanggotaan fiwyunntke*, Ae* dan Au* biasanya . yang posisi dikendalikan - | sampai+1, sedzurgkan untukAV tergantungkepada Bilangan dari fungsi keanggotaanuntuk setiap variabel dapat bervariasi. kepadaresolusiyangdiinginkanterhadapvariabeltersebut. terganhrng
Basispengetahuan mempunyai pengendali dalamperancangan yangdigUnakan Fungsikeanggotaan bentuksegitiga s.bagaiberikut :
Meditek V'ol.s, No.22,Mei - Agr.tttts2000
l9
PENERAPAN PENGENDALT ......
NI NS ZF
\u* rJ
|
-l
0
I
Garnbar3. Defenisidari.frtngsikeanggolaanPFM
Derrgan. NI. NtgaliveIrn'ge NM : Nc,gzrliwMedium NS . Ncrgclrve Snnll ZE kro PS . Po.sitiveSmall PM .l'o.silit'eMedimn PL,'.Po.ilive lrnge Variabelkeaclaantersebutberupaerrr dan perubahanenor (Le) Variabel tambalnnberupaAV danvariabelkendaliberupaAu. Secaraumumaturaninferensi sebagai berikut: .fitzzyuntukPFM dapatdijelaskan {lF AV adalahAidan e adalahBidan Ae adalahCi, ThenAu adalahDi} dengan Ai, Bi danDiadalahadjectivesecaraberturut untukAV, e. Ae danA,u.Adjectiveini dapatbenrpaNS, PS,Zero danlainlain. Tabell, menarnpilkan aturan-aturan .fiu4t yangdiperolehdari operatoryangahli yangnonlinier. prosespangendalian dalammenangani
20
MeditehVol.8, No.22,Mei - Ags'tus2000
PNNERAPANPENGENDALI ...... Tabel f. AturanFuzzyuntuk
Kontrole r A V = LOW F
e/de
NL
NS
ZE
PS
PL
NL
PL
PL
PL
PM
ZE
NS
PL
PL
PM
ZE
NM
ZE
PM
PM
ZE
NM
NL
PS
PS
ZE
NS
NL
NL
PL
ZE
NS
NL
NL
NL
AV= MED IUM elde
NL
NS
ZE
PS
PL
NL
PM
PM
PM
PS
ZE
NS
PM
PM
PS
ZE
NS
ZE
PM
ZE
ZE
NS
NM
PS
PS
ZE
NS
NM
NM
PL
ZE
NS
NM
NM
NM
AV = HIGH e/de
NL
NS
ZE
PS
PL
NL
PL
PL
PM
PM
ZE
NS
PL
PL
PM
ZE
NS
ZE
PL
PM
ZE
NM
NM
PS
PS
ZE
NM
NL
NL
PL
ZE
NM
NL
NL
NL
Untuk memhnt sinyalkendaliyang ages{ makadibuat Au denganvariabel: Positive Lmge @L) atau Negatiw Lwge (NL), sedangkanuntuk manbuat sinyal kendali yang kurang agesifi maka dibuat Au denganVariabelNegatiw Medium (NI\,f) atauPositiw meditrm(Plv0 Pada perancar:qanPFM dipilih fungsi lmplikasi, Marndani, Rc, dan Operasi komposisisup-minatauyangbiasadis$ut max-miq denganbentuk. tra r B (n y) : max {min lpo (x), p"(y),1-p/x) l]
Meditek,b1.8,No.22,Mei -Agwtu,s2000
2l
...... PENERAPANPENGENDALT
Defuzzikasi Metode defuzzikasiyang dipilih adalah metode the center of uea (coA) pemilihanmetodeini dikarenakanpadametodeini memberikanhasilyanglebihbaik. Metode COA ini menghitung titik berat distribusi dui aksi kaidah dengan sebagaiberikut : persamaan
(, crips=
I
P'(wfiw1
Tu*n
SistemKendali PH PadaCSTR Sistim kendali PH diambil sebagaicontoh dalam penerapanPFI\4 hal ini dilakukankarenasistemkendali PH ini memiliki karakteristikkeluaranyang sama dorganrancangansistemnonlinieryangdiilustrasikansepertipadagambarl '(a) CSTR (Continously Stined Tank Reactor) CSTR dipergunakanuffuk tempat terjadinya reaksi asam dan basa. CSTR tersebutmerniliki2 buahinJnt yattu: aliranlarutanasamdanaliranlarutanbasa Paclaaliran larutan asam terdapatkatup posisioner,sedangkanlarutanbasa dibiarkankeluar dengansendirinya.Katgp posisionerinilah yang nantinyaakan fia4t Multiregion)' olehPFM (Pengendali dikendalikan larutanbasaadalahkonstan' laiudzurkonsentrasi Dia^sumsikan
KatupPosisioner AlirarrAsam ( F aC a \
a V l\
r-
Aliranbasah (Fb Cb)
I
+
-_*1 P f i y a n gd i t r k r r t darisistemkcndnliPtl denganCSTR. perencanaan 4. Menggarnbarkan Ganrbar
22
2000 Meditek.Lbl. s, Mt.22,Mei - Agu,sttt's
PTNERAPANPEI{GENDALI ......
1 0 3 0 5 0 7 0 9 0 1 1 0 1 3 01 5 0 'l Kuwa ihasi Asanr-basa nada('S'IR
Gambar5. Sebuah CSTRuntuksistemPFM Denganjelastcdapat 3 daerahyangdapatdiidentifikasiyaitu , PH Hrgh ,PHMedium danPHl.ow Pada daerahPH High dan km memiliki penguatanprosesyang kecil, pada daerahPH mediummemiliki penguatanprosesyangbesar,padadaerahini, dengan sedikitperubahanaliranlarutanasamakanmembuatperubahanyangbesarpadanilai PH larutankeluaran.
Kesimpulan Berikut ini adalahkesimpulandari makalahmengenaiPFM dalampengendalian PH padaCSTR. l. PengendaliFuzzy Multiregion (PFM), memberikanalternatifpengendali yang menarik pada proses - proses yang sangat nonlinier, seperti pengendalian PH padaCSTR. 2. PembagiandaerahPFM memudahkan untuk mencariaturankendaliyang sesuaiuntuk rnasing-masing daerahpengendaliannya. 3. Perlu mereduksijumlah aturan.firzzyyang memiliki persamaan dengan aturanyang lain padadaerahyang samakarena,makin banyaknyaaturan, maka hambatanprosespengendalian membutr-rhkan waktu dan memori yangbesarpula. 4. PengendaliPFM tidak diperlukan perhitunganyang sukar, karena memenuhiaturansintakkendali.
Meditek hl 8, No.22,Mei -Agt,rfits2000
23
PENERAPANPENGNNDALI......
Kepustakaan l. JohnYeq RezaLangari,t,o6. A. Zadeh lrdtstrial Applicationsof Fuz4t kryis md IntellegentSystem,TelrasA& M Univosity. 2. MohamrnadRohmanuddin,Fuzzf Control Systerns. 3. Li Xin Wang A Cowe infuzzy Systemsod Control. 4. Timothy. J. Ross,Fuzy lttgic with EngirreeringApplicatiorts. 5. Yun Yuq Mchad. Ryur, JamesPowe,r,UsingFuz.zyLogic.
24
2000 MeditehW,l.8, No.22,Mei - Agustu,s
