Pengembangan Sistem Kontrol
Sering sebuah proses iteratif, didasarkan pada kinerja kita bisa memutuskan untuk menyetel, mendisain atau memodelkan kembali sebuah sistem kontrol yang diberikan 1
Pengembangan Sistem Kontrol • Obyektif – “Apa yang sedang kita coba untuk dikontrol?”
• Pemodelan proses – “Apa yang kita perlukan?” • Mekanistik dan/atau empirik
• Disain kontroler – “Bagaimana kita menggunakan pengetahuan perilaku proses untuk mencapai obyektif pengendalian proses kita?” – Variabel apa yang seharusnya kita ukur? – Variabel apa yang seharusnya kita kontrol? – Mana MV yang terbaik? – Mana struktur kontroler yang terbaik?
2
Pengembangan Sistem Kontrol • Implementasi dan menyetel proses yang dikontrol – – – –
Uji dengan simulasi Masukkan strategi kontrol ke perangkat keras kontrol Teori jarang melebihi realita Setel dan setel lagi
• Memonitor kinerja – Penyetelan dan pendisainan kembali secara periodik sering dibutuhkan berdasarkan pada sensitivitas proses atau permintaan pasar – Metode statistik dapat digunakan untuk memonitor kinerja
3
Process dynamics dan Kontrol • Process Dynamics (Dinamika Proses): – Studi perilaku transien dari proses-proses
• Process Control – Penggunaan process dynamics untuk memperbaiki operasi dan kinerja proses atau – penggunaan process dynamics untuk mengurangi efek perilaku proses yang tidak diinginkan (tidak stabil)
• Sistem kontrol – Proses – Kontroler
4
Sasaran Pembelajaran • Sasaran – Memberikan kepada mahasiswa pengetahuan yang baik konsep disain sistem kontrol Karena kontrol yang lebih baik memerlukan pemahaman akan dinamika proses yang dikontrol, mata kuliah ini meliputi dua bidang: 1. Analisis dinamika proses 2. Disain sistem kontrol
5
Fokus Pembelajaran • Fokus – Analisis dinamika proses • Pemodelan proses • Perilaku dinamik dari sebuah jajaran proses
– Analisis dan disain sistem kontrol • Sistem kontrol berumpan-balik • Perilaku dinamik dan stabilitas sistem kontrol lup tertutup • Disain kontroler untuk respon transien (PID)
6
Proses Belajar Dengan WILMO (Webbased Interactive Learning MOdules) 1. Initial reading
2. Class participation
3. Web learning Modules
4. Course assignments
5. Study in depth
Formulate own study questions Reading
Revisit WEB 7
Daftar Rujukan •
•
Textbook: D. E Seborg, T. F. Edgar, D. A. Mellichamp, Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, 1989 (ISBN 0-471-86389-0) Rujukan : 1. T. Marlin, Process Control: Designing Processes and Control Systems for Dynamic Performance, 2nd Edition, McGraw-Hill, New York, 2000 2. Smith, Carlos A. dan Corripio, Armando B., Principles and Practice of Automatic Process Control, 1985, John Wiley & Sons Inc. 3. R. Wayne Bequette, Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation, Prentice Hall, New Jersey, 1998 (0-13-206889-3)
•
Jurnal – – –
•
Internet: – – – –
•
Computers & Chemical Engineering Journal of Process Control Chemical Engineering Science http://www.chemeng.ui.ac.id/~wahid/kendali.htm (Homepage Kuliah) http://www.pc-education.mcmaster.ca (WILMO) http://lorien.ncl.ac.uk/ming/Dept/Swot/connotes.htm (Jagad PC) http://www.rpi.edu/~bequeb/ (Homepage B. W. Bequette)
Software –
MATLAB with SIMULINK
8
Jadwal Aktivitas Pembelajaran Pengendalian Proses TOPIK
Pertemuan ke
Textbook Chapter Sections
Rujukan 1
1-2
Pengantar Pengendalian Proses
CH 1
CH 1 dan CH 2
3-4
Pemodelan Proses
CH 2
CH 3
5–6
Transformasi Laplace dan Fungsi Alih
CH 3 dan CH 4
CH 4
CH 5
CH 5
CH 6
CH 5
7
QUIZ 1 dan Pembahasan
8 – 10
Perilaku Dinamik Sistem Orde Satu dan Dua
11 - 13
Karakteristik Respon Dinamik Sistem Lebih Kompleks
14
Keterangan
QUIZ 2
MID SEMESTER
9
Jadwal Aktivitas Pembelajaran Pengendalian Proses TOPIK
Pertemuan ke
Rujukan 1
Textbook Chapter Sections
15 - 16
Model Empirik
CH 7
CH 6
17 - 18
Feedback Controller
CH 8
CH 7 dan CH 8
CH 11
CH 10
19
QUIZ 3
20 – 21
Kestabilan Sistem Kontrol Lup Tertutup
22 - 23
Disain Kontroler
CH 12
CH 11
24 - 25
Penyetelan Kontroler
CH 13
CH 9
25 – 28
Keterangan
Presentasi Tugas Kelompok
FINAL TEST
10
Diktat Pengendalian Proses • Tersedia di home page mata kuliah dua buah diktat yang bersumber dari buku: – Smith & Corripio – Seborg, dkk.
• Rujukan tambahan: – – – –
Marlin Bequette Ogata Luyben
• Kedua diktat itu akan digabung menjadi satu kesatuan yang utuh 11
http://www.chemeng.ui.ac.id/~wahid/kendali.htm
12
WILMO
13
Keaktifan Mengakses WILMO • Cara yang ditempuh untuk memotivasi mahasiswa: – Meyakinkan mahasiswa bahwa kualitas mahasiswa UI tinggi – Mengakses WILMO adalah bagian dari penilaian (10%) – Setiap quiz mengandung soal dari WILMO – Selalu mengingatkan pentingnya mengakses WILMO dengan dua cara: • Saat di kelas • Menempelkan pengumuman
14
Penyebab Tidak Aktif • Belum mengetahui tingkat kepentingannya • Sulit mendapatkan sarana untuk mengakses internet: – Tidak punya komputer di rumah – Jauh dari warnet – Tidak menjadi anggota lab SPK
• Merasa cukup dengan hanya – nimbrung saat temannya mengakses WILMO – Melihat foto-kopian WILMO
15
Penugasan • •
Semua dikerjakan dalam kelompok Ada dua bentuk tugas: – –
Menyelesaikan soal Presentasi •
Bahan: – –
•
Modul-modul di buku Bequette Paper dari beberapa jurnal
Penilaian: – – – –
Nilai presentasi dari dosen Nilai presentasi dari kelompok lain Nilai presentasi dari kelompok sendiri : 30% Nilai presentasi dari report hasil diskusi : 10%
: 30% : 30%
16
Tugas Presentasi •
Dari modul-modul yang ada di buku Bequette: – – – – – –
•
Stirred Tank Heaters Absorption Isothermal Continuous Stirred Tank Chemical Reactors Biochemical Reactors Diabatic CSTR Ideal Binary Distillation
Dari jurnal: – – – –
A two degree of freedom level control (Journal of Process Control) A direct synthesis tuning method of unstable first-order-plus-timedelay processes (Journal of Process Control) Closed-loop on-line process identification using a proportional controller (Chemical Engineering Science) An Industrial Dead-Time Compensating PI Controller (Control Engineering Practice) 17
Evaluasi NO
1
2
KOMPONEN
Absensi
Tugas/Quiz
PERSENTASE (%)
NO
RENTANG NILAI
BOBOT
1
80 – 100
A
2
70 – 79,9
B
3
56 – 69,9
C
4
30 – 55,9
D
5
0 – 29,9
E
10
30
3
Akses WILMO
10
4
Ujian Tengah Semester
25
5
Ujian Akhir Semester
25
18
Perkembangan Nilai Kendali 120 100.00 97.01 94.94
100
92.96 90.32
%
80 59.49
60 45.16
40
29.03
27.66
47.76 43.28 38.30
42.25 34.04
28.17
25.32
22.54
20
16.13 10.13 5.97
8.06
4.23
0 A
B
97/98
C
98/99
5.06 2.99 0.00
2.82 1.61 0
D
99/00
00.00
E/T
00/01
Kelulusan
01/02
19
