Pengertian Sistem Kontrol

TIN310 - Otomasi Sistem Produksi

Materi #9 Ganjil 2015/2016

6623 - Taufiqur Rachman

http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id

Materi #9


Pengertian Sistem Kontrol


2




Sistem kontrol adalah sistem pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam satu rangkuman harga (range) tertentu.



Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian, atau sistem pengontrolan.



Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari berbagai susunan komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan prestasi yang diinginkan.




1



Tujuan Sistem Kontrol


3




Tujuan utama dari suatu sistem kontrol adalah untuk mendapatkan optimasi.



Dimana hal ini dapat diperoleh berdasarkan fungsi dari pada sistem kontrol itu sendiri, yaitu:  Pengukuran (measurement),  Pembandingan (comparison),  Pencatatan dan  Perbaikan

perhitungan, dan

(correction).



Klasifikasi Sistem Kontrol 4







Secara umum sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 

Dengan operator (manual) dan otomatik.



Jaringan tertutup (closed loop) dan jaringan terbuka (open loop).



Kontinu (analog) dan diskontinu (digital, diskrit).



Servo dan regulator.



Menurut sumber penggerak: elektrik, peneumatik, hidrolik, dan mekanik.

Pengontrolan secara elektris dan peneumatik atau kombinasinya lebih banyak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainnya. Hal ini disebabkan beberapa kelebihan yang diberikannya yaitu: 

Pemakaian daya yang lebih kecil,



Kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh,



Lebih mudah diperoleh dan responnya lebih cepat,



Dimensi peralatan dapat dibuat lebih kecil.




2



Konfigurasi Sistem Kontrol


5


Terdapat beberapa bagian, yaitu:  Elemen Sistem Kontrol  Suatu sistem kontrol dapat dinyatakan dengan diagram blok yang terdiri dari beberapa blok. u v

Gv

r+ -

e b

G1

m +

+ G2

c c

H 

Variabel/Parameter Sistem Kontrol  Berdasarkan jumlah elemen yang menyusun suatu sistem kontrol, terdapat beberapa variabel/parameter



Elemen Sistem Kontrol 6



Secara umum, elemen sebuah sistem kontrol jaringan tertutup terdiri dari : 

Elemen input acuan (reference input element, Gv); Elemen ini berfungsi sebagai pengkonversi/pengubah besaran yang diken-dalikan menjadi signal input acuan (r) sehingga dapat dipakai oleh sistem kontrol.



Kontroler (controller, G1); Elemen ini berfungsi untuk mempro-ses kesalahan (error, e) yang terjadi dan kemudian digunakan untuk pengendalikan proses.



Proses (G2); Elemen ini dapat berupa proses mekanis, elektris, hidrolis, peneumatis, maupun kombinasinya.



Elemen umpan balik (feed back element, H); Elemen ini berfungsi untuk mengukur output yang dikendalikan dan kemudian mengubahnya menjadi signal umpan balik.




3



Variabel/Parameter Sistem Kontrol


7

http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id 

Set point (v); Set point adalah parameter input yang disetel, yang nilainya sesuai dengan nilai variabel output yang diingin-kan.



Input acuan (reference input, r); Signal aktual yang masuk ke dalam sistem kontrol, yang merupakan hasil konversi signal v oleh elemen Gv sehingga dapat dipakai oleh sistem kontrol.



Output yang dikontrol (controlled output, c); Nilai aktual variabel output yang ditunjukkan oleh alat pencatat, yang harus dikendalikan oleh sistem kontrol agar sesuai dengan ni



Variabel yang dimanipulasi (manipulated variabel, m); Signal yang keluar dari elemen kontroler dan berfungsi sebagai sig-nal pengontrol agar signal output yang dihasilkan sesuai dengan nilai yang diinginkan. Dalam hal ini belum diperhi-tungkan adanya gangguan u.



Signal umpan balik (feedback signal, b); Signal yang dirubah oleh elemen umpan balik yang merupakan fungsi dari signal output.



Variabel/Parameter Sistem Kontrol


8

http://taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id 

Kesalahan (error, e); Merupakan selisih antara signal acuan r dengan signal umpan balik b. Signal ini adalah signal yang dimasukkan ke dalam elemen kontroler G1 dan dirubah menjadi signal m.



Signal gangguan (disturbance, u); Merupakan signal tambahan yang tidak diinginkan. Gangguan ini disebabkan oleh perubahan beban sistem, misalnya perubahan kondisi lingkungan, derau (noise), getaran, dan lain-lainnya.



Catatan: Dalam diagram, variabel/parameter dinyatakan dengan huruf kecil, sedang elemen dinyatakan dengan huruf besar.




4



Fungsi Alih (Transfer Functions)‫‏‬ 9


Fungsi alih untuk sistem linear atau komponen suatu sistem didefinisikan sebagai rasio output terhadap input.  Fungsi alih untuk berbagai komponen sistem dapat digabungkan menjadi bentuk fungsi alih keseluruhan sistem.  Metode yang bisa digunakan untuk menentukan fungsi alih sistem adalah aljabar diagram blok.






Diagram blok 10



Elemen dasar suatu diagram blok adalah sebagai berikut: 1. Blok, menunjukkan komponen sistem yang diberikan dan berisi fungsi alih untuk komponen tersebut. (gambar 1) 2. Titik penjumlahan (summing point), digunakan untuk menjumlahkan (gambar 2a) atau mengurangkan (gambar 2b) beberapa signal yang masuk. 3. Titik tinggal landas (takeoff point), menunjukkan bahwa variabel digunakan untuk lebih dari satu tempat. (gambar 3) 4. Tanda panah menunjukkan arah signal atau variabel. TIN310 - Otomasi Sistem Produksi



5



Gambar Diagram Blok


11


1

3

2a

2b



Aljabar Diagram Blok


12




Cara yang mungkin untuk merubah suatu diagram blok yang rumit menjadi suatu blok tunggal yang berisi fungsi alih untuk keseluruhan sistem dari diagram blok.



Proses untuk mengurangi diagram tersebut disebut Aljabar Diagram Blok.



Contoh: (lihat gambar)‫‏‬



Signal yang masuk ke titik penjumlahan adalah signal input x dan signal Hy.



x

G

y

H Materi #9 Ganjil 2015/2016

6



Aljabar Diagram Blok (Lanjutan) 13


Signal masuk tersebut dikalikan dengan fungsi alih G untuk mendapatkan output sistem.




x 

y G 1 GH

Jadi diagram blok umpan balik di atas dapat dirubah menjadi diagram blok tunggal.



Tahapan Mereduksi Diagram Blok 14



Dilakukan dengan menggunakan bentuk-bentuk ekuivalen diagram blok berikut ini: Operasi (a)

Bentuk asal G

Bentuk ekuivalen

H

Operasi

Bentuk asal

Bentuk ekuivalen

GH

(d)

G

G 1 G

G (b)

G+H

(e)

H

G

G G

G

G 1

(c)

GH

H TIN310 - Otomasi Sistem Produksi



7



Contoh #1 15





Reduksi digram blok berikut ini menjadi diagram blok ekuivalen tunggal dan tentukan fungsi alih sistem tersebut! G2

G1 x

y G4

G3 H1

H2 TIN310 - Otomasi Sistem Produksi


Penyelesaian Contoh #1 (Cara 1) … (1) 16



x

G1G2 G3G4

y

H1 H2

x

1

G1G2 G3G4 H1(G1G2 G3G4)

y

H2 TIN310 - Otomasi Sistem Produksi



8



Penyelesaian Contoh #1 (Cara 1) … (2)


17


x 1

x 1

G1G2 G3G4 1 H1(G1G2 G3G4) G1G2 G3G4 H2 1 H1(G1G2 G3G4)

y

G1G2 G3G4 ( H1 H2)(G1G2 G3G4)


y




x - yH2

x – y(H1+ H2)‫‏‬

G2

G1

G1G2{x – y(H1+ H2)}


x

y G4

G3

G3G4{x – y(H1+ H2)}

H1 H2

x 1 TIN310 - Otomasi Sistem Produksi


G1G2 G3G4 ( H1 H2)(G1G2 G3G4)

y


9



Contoh #2 19





Diagram blok di bawah ini memiliki dua input x1 dan x2. Tentukan respon sistem y yang merupakan hasil dari dua input tersebut!

x2 x1

y

G2

G1 H



Penyelesaian Contoh #2 (Cara 1) 20





Pertama anggap x2=0 dan x1≠0, maka diagram blok ekuivalennya adalah:

x1

G2

G1 H



y



Kemudian anggap x1=0 dan x2≠0, maka diagram blok ekuivalennya adalah:

x2 G2

G1

y

H


10





x1 - yH 6623 - Taufiqur Rachman

x1

G1(x1 – yH)‫‏‬

x2

x2 + G1(x1 – yH)‫‏‬

y

G2

G1

G2 {x2 + G1(x1 – yH)}

H x1

x2


1

G1G2 G1G2H

1

G2 G1G2H

y




22




11

Pengertian Sistem Kontrol

Recommend Documents