Jumat, 14 Januari 2011

Analisa Plant Berdasarkan Uji Bump Test

Analisa Karakteristik Plant Berdasarkan Informasi Hasil Uji Bump Test
Dalam semuai kasus pengontrolan plant industri, permasalahan utama yang cukup sulit dihadapi oleh semua praktisi salah satunya analisis plant yang di hadapi. Pengendalian dapat dilakukan setelah kita benar-benar mengerti karakteristik plant yang dihadapi sehingga kita dapat melakukan parameter-parameter kontrol yang dipakai.
Salah satu metode yang digunakan untuk menentukan model kontrol proses yaitu dengan melakukan penurunan hokum fisika terhadap plant yang kita hadapi. Namun hal ini relatif sangat sulit untuk dilakukan dalam banyak kasus. Metode yang paling mudah dilakukan yaitu dengan melakukan uji bump-test. Uji eksperimen ini dilakukan dengan membawa parameter yang diuji kedalam nilai titik terjenuh dengan jalan memberikan sinyal kontrol tertentu secara mendadak oleh operator. Model PID komersial umumnya menyediakan minimal dua mode pengontrolan yang dapat digunakan secara bebas oleh operator, yaitu mode manual dan mode auto. Mode manual adalah mode pengendalian dengan menggunakan prinsip kalang terbuka atau open loop yang mana mode pengendaliannnya dilakukan secara manual dengan memberikan sinyal kontrol oleh operator. Sedangkan mode auto merupakan mode pengendalian yang menggunakan prinsip close loop dimana kontroller bekerja berdasarkan error yang terukur.
Model self regulating process adalah model yang paling umum dijumpai di industri proses. Model ini hampir muncul pada setiap kasus pengotrolan praktis, seperti pengontrolan temperatur pada sistem heat exchanger,dan pengotrolan level fluida pada system tangki penampung. Model self regulating process pada dasarnya dapat didekati oleh sebuah model matematis FOPDT (First Order Plus Ded Time ) yang hanya dicirikan
oleh tiga buah parameter sebagai berikut:
· Process transport delay (delay atau keterlambatan transportasi proses) - L
· Process time constant (konstanta waktu proses)- T
· Process static gain (penguatan tetap proses) - K
Ketiga parameter yang menggambarkan dinamika proses, secara praktis dapat diperoleh atau diidentifikasi melalui eksperimen sederhana BumpTest atau sinyal tangga secara open loop pada mode kontrol manual (lihat Gambar 1 ).
Gambar 1 Percobaan BumpTest pada kontrol manual

Secara teknis percobaan Bump Test dilakukan dengan cara memberi perubahan tangga (step) sinyal output kontroler (CO) oleh operator pada saat proses mengalami keadaan steady (menetap) disekitar titik kerja nominalnya. Gambar 2. menunjukan hasil percobaan BumpTest.

Proses ini dapat didekati oleh sebuah model matematis FOFDT (First Order Plus Dead Time) yang dicirikan oleh 3 parameter yaitu L (Transport Delay=keterlambatan transportasi proses), T (Time Constant=konstanta waktu proses) dan K (Gain Static=Penguatan).
Untuk mendapatkan ketiga parameter ini biasanya dilakukan eksperimen bump test yang dilakukan dengan memeberikan sinyal tangga CO secara open loop pada mode manual. Eksperimen ini dilakukan pada saat proses telah mengalami keadaan steady disekitar titik kerja nominalnya dan respon variable output (PV) ini yang direkam dan dianalisis. Sebagai contoh bisa dilihat di bawah ini hasil grafik pengukuran eksperimen Bump Test.
Dari gambar 2 grafik diatas dicari parameter-parameter proses FOPDT sebagai berikut:
  • Keterlambatan transportasi proses (L) =, waktu yang terjadi pada proses yang dihitung sejak terjadi perubahan tangga pada CO sampai variabel proses (PV) yang dikontrol mulai menanggapi perubahan input CO.

  • Konstanta waktu (T) = Waktu yang di perlukan sehingga nilai PV mencapai kurang lebih 63 % dari keadaan steady akhir setelah waktu tunda.

  • Gain Statis Proses (K) = Perbandingan perubahan PV terhadap perubahan CO dalam keadaan steadynya. Gain statis bisa bernilai positif maupun negative tergantung jenis control valve yang di gunakan.


Prosedur Eksperimen Bump Test yaitu di antaranya pastikan terlebih dahulu kontroler berada pada mode manual dan PV berada pada disekitar level operasi atau titik kerja yang diharapkan yaitu dengan terlebih dahulu mensetting CO sedemikian rupa sehingga output PV berada disekitar nilai terharap (set point)dan pastikan output proses dalam keadaan steady tertentu. Selama melakukan uji coba dipastikan tidak terjadi perubahan beban atau gangguan. Selain itu ubah output controller dari nilai steady sebelumnya menjadi nilai step yang baru secara mendadak (CO umumnya antara 5 %-10%).
Dari hasil uji Bumptest diatas maka dapat dilakukan tuning parameter kontrol PID sesuai dengan metode yang akan digunakaan sehingga parameter Kp, Ki dan Td dapat dicari dan ditunning pada controler kita.

Share/Bookmark


Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More