Dasar dasar Teknik Kontrol
SISTEM KONTROL
1. SISTEM
Adalah susunan komponen - komponen yang saling berinteraksi, tetapi kadang - kadang hanya terdiri dari satu komponen dan melakukan sasaran tertentu.
Adalah susunan komponen - komponen yang saling berinteraksi, tetapi kadang - kadang hanya terdiri dari satu komponen dan melakukan sasaran tertentu.
Komponen - komponen tersebut seringkali mempunyai ciri-ciri elemen fisik. Tetapi sistem tidak dibatasi hanya untuk system fisik saja. Konsep system dapat digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis seperti yang dijumpai dalam ekonomi.
Oleh sebab itu istilah “sistem” harus di interpretasikan untuk menyatakan sistem fisik, biologi, ekonomi, dan sebagainya.
Masukan diperlukan oleh sistem untuk menghasilkan suatu keluaran Contoh “sistem fisik” bisa berupa antara lain:
▷ stasiun pembangkit tenaga listrik,
▷ turbin uap dad pembangkit tenaga listrik,
▷ katup pengatur dan turbin uap,
▷ mesin
▷ bagian-bagian dari mesin
Gambar 1.1 dibawah ini menunjukkan system pembangkit listrik tenaga uap, dimana masukannya berupa uap dan keluarannya adalah tenaga listrik.
 |
| Gambar 1.1 sistem pembangkit listrik tenaga uap |
2. SISTEM KONTROL
Adalah rangkaian dari komponen - komponen phisik yang berhubungan atau dihubungkan sedemikian rupa sehingga merupakan proses pengaturan/ pengontrolan (pengendalian), terhadap satu atau beberapa besaran (variable, parameter) sehingga berada pada suatu harga tertentu. Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau sistem pengontrolan.
 |
| Gambar 1.2: Sistem dengan masukan dan keluaran |
3. SINYAL MASUKAN dan SINYAL KELUARAN
a. Sinyal masukan (Input Signal)
Sinyal masukan diperlukan oleh sistem untuk menghasilkan respon tertentu dari sistem tersebut.
b. Sinyal Keluaran (Output Signal) Sinyal keluaran adalah respon yang keluar dan sistem.
c. Sinyal bisa berupa :
▷ Tekanan
▷ Temperatur
▷ Kecepatan
▷ Aliran
▷ Voltase (tegangan)
▷ Dan lain-lain
a. Sinyal masukan (Input Signal)
Sinyal masukan diperlukan oleh sistem untuk menghasilkan respon tertentu dari sistem tersebut.
b. Sinyal Keluaran (Output Signal) Sinyal keluaran adalah respon yang keluar dan sistem.
c. Sinyal bisa berupa :
▷ Tekanan
▷ Temperatur
▷ Kecepatan
▷ Aliran
▷ Voltase (tegangan)
▷ Dan lain-lain
4. SISTEM KONTROL MANUAL
Adalah sistem kontrol yang dioperasikan oleh manusia.
Adalah sistem kontrol yang dioperasikan oleh manusia.
5. SISTEM KONTROL OTOMATIK
Adalah sistem kontrol di mana alat kontrolnya berupa instrument.
Adalah sistem kontrol di mana alat kontrolnya berupa instrument.
6. SISTEM KONTROL LOOP TERBUKA (OPEN LOOP CONTROL SYSTEM)
Adalah sistem kontrol dimana aksi pengontrolannya (input) berdiri sendiri, tidak tergantung dan keluaran (output) dah prosesnya.
Adalah sistem kontrol dimana aksi pengontrolannya (input) berdiri sendiri, tidak tergantung dan keluaran (output) dah prosesnya.
 |
| Gambar 1.3: Sistem Kontrol loop terbuka |
7. SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP (CLOSE LOOP CONTROL SYSTEM)
Adalah sistem dimana aksi pengontrclannya tergantung dari keluaran (output).
Adalah sistem dimana aksi pengontrclannya tergantung dari keluaran (output).
 |
| Gambar 1.4: Sistem kontrol loop tertutup |
8. UMPAN BALIK (FEEDBACK)
Umpan balik merupakan ciri sistem kontrol loop tertutup yang membedakannya dengan sistem loop terbuka.
Umpan balik adalah sifat dari suatu sistem loop tertutup yang memungkinkan keluarannya bisa dibandingkan dengan masukan sistem itu, demikian rupa agar tindakan pengontrolan yang tepat mengenai sebagai fungsi dari keluaran dan masukannya bisa terjadi.
Umpan balik merupakan ciri sistem kontrol loop tertutup yang membedakannya dengan sistem loop terbuka.
Umpan balik adalah sifat dari suatu sistem loop tertutup yang memungkinkan keluarannya bisa dibandingkan dengan masukan sistem itu, demikian rupa agar tindakan pengontrolan yang tepat mengenai sebagai fungsi dari keluaran dan masukannya bisa terjadi.
9. DIAGRAM BLOK (BLOCK DIAGRAM)
Adalah suatu gambaran hubungan sebab dan akibat suatu antara masukan dan keluaran suatu sistem.
Adalah suatu gambaran hubungan sebab dan akibat suatu antara masukan dan keluaran suatu sistem.
Komponen-komponen sistem adalah elemen elemen dan suatu sistem. Setiap elemen digambarkan dengan sebuah blok dengan satu masukan dan satu keluaran.
 |
| Gambar 1.5: Diagram Blok |
Arah panah menunjukkan arah dan jalannya sinyal.
H : Adalah simbol perhitungan matematika, untuk mengubah fungsi dari masukan (x) menjadi keluaran (y).
10. TITIK PENJUMLAHAN (SUMMING POINT)
Adalah titik di mana dua atau lebih sinyal bisa ditambahkan atau dikurangkan.
Adalah titik di mana dua atau lebih sinyal bisa ditambahkan atau dikurangkan.
 |
| Titik penjumlahan |
11. TITIK CABANG (TAKE OFF POINT)
Titik di mana satu sinyal dicabangkan menjadi lebih dari satu sinyal. Take off point dipergunakan untuk mengirimkan beberapa sinyal sebagai masukan kepada lebih dan satu blok diagram atau summing poit.
Titik di mana satu sinyal dicabangkan menjadi lebih dari satu sinyal. Take off point dipergunakan untuk mengirimkan beberapa sinyal sebagai masukan kepada lebih dan satu blok diagram atau summing poit.
 |
| Titik cabang |
KONFIGURASI SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP
Konfigurasi dasar dari suatu sistem kontrol loop tertutup sederhana digambarkan dalam diagram blok sebagai berikut :
 |
| Gambar 2.1 : Konfigurasi Sistem Pengendalian Loop Terturup |
R : Referen
E : Eror
M : Manipulated Variable
C : Variable terkontrol (Controlled Variable) MV : Variable terukur (Measured Variable)
E : Eror
M : Manipulated Variable
C : Variable terkontrol (Controlled Variable) MV : Variable terukur (Measured Variable)
1. REFEREN I ACUAN ( R/SV)
Adalah nilai yang diinginkan bagi variable yang dikontrol selama pengontrolan, Nilai ini tidak tergantung dari keluaran sistem.
Adalah nilai yang diinginkan bagi variable yang dikontrol selama pengontrolan, Nilai ini tidak tergantung dari keluaran sistem.
2. VARIABLE TERKENDALI (CONTROLLED VARIABLE : C)
Adalah nilai keluaran dari variable yang dikendalikan.
Adalah nilai keluaran dari variable yang dikendalikan.
3. ALAT PENGENDALI (KONTROLER)
Alat yang rnenghasilkan sinyal pengendali sebagai fungsi dari masukan sinyal eror (eror signal). Sinyal eror ini adalah selisih dari harga yang diinginkan (referen atau set point) dengan hasil pengukuran. Sinyal pengendalian ini diperbesar (diperkuat) menjadi variabel termanipulasi yang akan dipergunakan untuk pengendalian suatu proses.
Alat yang rnenghasilkan sinyal pengendali sebagai fungsi dari masukan sinyal eror (eror signal). Sinyal eror ini adalah selisih dari harga yang diinginkan (referen atau set point) dengan hasil pengukuran. Sinyal pengendalian ini diperbesar (diperkuat) menjadi variabel termanipulasi yang akan dipergunakan untuk pengendalian suatu proses.
Contoh alat kontrol diperlihatkan pada Gambar 2.2 dibawah ini.
 |
| Gambar 2.2 : Alat Pengendali Pneumatik Model 43AP FOXBORO |
4. VARIABLE YANG DIPAKAI (MANIPULATED VARIABLE).
Adalah sinyal yang keluar dari elemen kontroler dan berfungsi untuk pengontrolan suatu proses.
Adalah sinyal yang keluar dari elemen kontroler dan berfungsi untuk pengontrolan suatu proses.
5. PROSES:
Adalah gabungan peristiwa yang terjadi di dalam dan oleh peralatan di mana suatu besaran akan dikontrol. Besaran atau keadaan yang harus diukur dan dikontrol tersebut disebut “variable yang dikontrol (controlled variable)”
6. DISTURBANCE (GANGGUAN)
Adalah masukan yang tidak diinginkan yang bisa mempengaruhi harga yang dikontrol.
Adalah masukan yang tidak diinginkan yang bisa mempengaruhi harga yang dikontrol.
7. JALUR UMPAN BALIK (FEED BACK ELEMENT)
Adalah bagian sistem yang mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian mengubahnya menjadi sinyal umpan balik.
Adalah bagian sistem yang mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian mengubahnya menjadi sinyal umpan balik.
8. REGULATING SYSTEM
Adalah sistem kontrol umpanbalik (feedback) di mana masukan acuannya konstan dalam periode waktu yang panjang, dan tujuannya untuk menjaga agar supaya harga keluarannya konstan.
Adalah sistem kontrol umpanbalik (feedback) di mana masukan acuannya konstan dalam periode waktu yang panjang, dan tujuannya untuk menjaga agar supaya harga keluarannya konstan.
9. SERVO MECHANISME
Adalah sistem kontrol berumpanbalik di mana harga keluaran adalah posisi mekanis yang harus mengikuti masukan yang berubah-ubah.
Adalah sistem kontrol berumpanbalik di mana harga keluaran adalah posisi mekanis yang harus mengikuti masukan yang berubah-ubah.
10. PENGGERAK (POWER ACTUATOR)
Adalah alat yang berfungsi untuk mengontrol aliran energi ke sistem yang dikontrol. Alat ini juga disebut juga elemen kontrol akhir. Penggerak ini bisa berupa motor listrik, katup pengontrol, pompa dan lain-lain. Elemen keluaran ini harus mempunyai kemampuan untuk menggerakkan beban ke suatu harga yang diinginkan
Adalah alat yang berfungsi untuk mengontrol aliran energi ke sistem yang dikontrol. Alat ini juga disebut juga elemen kontrol akhir. Penggerak ini bisa berupa motor listrik, katup pengontrol, pompa dan lain-lain. Elemen keluaran ini harus mempunyai kemampuan untuk menggerakkan beban ke suatu harga yang diinginkan
11. TRANDUSER
Tranduser adalah alat yang berfungsi mengubah suatu besaran fisis menjadi besaran fisis yang lain.
Misalnya : sudut temperatur tekanan diubah menjadi voltase
Tranduser adalah alat yang berfungsi mengubah suatu besaran fisis menjadi besaran fisis yang lain.
Misalnya : sudut temperatur tekanan diubah menjadi voltase
 |
| Gambar 2.3: Diagram input-output |
Contoh-contoh Tranduser antara lain:
a. Potensiometer:
Tranduser yang paling umum dipakai dalam sistem kontrol adalah potensiometer. Potensiometer berfungsi mengubah posisi mekanis menjadi voltase. Potensiometer ini merupakan suatu tahanan yang mempunyai kontak geser sehingga nilai tahanan dapat diatur dari nol sampai maksimum.
a. Potensiometer:
Tranduser yang paling umum dipakai dalam sistem kontrol adalah potensiometer. Potensiometer berfungsi mengubah posisi mekanis menjadi voltase. Potensiometer ini merupakan suatu tahanan yang mempunyai kontak geser sehingga nilai tahanan dapat diatur dari nol sampai maksimum.
 |
| Gambar 2.4 : Potensiometer |
b. Termokopel
Tranduser ini paling banyak dipakai untuk mengukur temperatur pengubahan temperatur menjadi sinyal listrik. Termokopel ini bekerja berdasarkan pembangkitan tegangan listrik pada titik sambung dua buah logam yang tidak sama. Tegangan ini sebanding dengan temperatur sambungan. Tegangan termokopel dapat diukur oleh galvanometer atau rangkaian jembatan.
Walaupun titik panas sering ditempatkan pada suatu jarak dari alat pencatat, dalam prakteknya kawat - kawat termokopel sendiri dibuat cukup pendek dan untuk memperpanjang jarak digunakan kawat tembaga bertahanan rendah.
Tranduser ini paling banyak dipakai untuk mengukur temperatur pengubahan temperatur menjadi sinyal listrik. Termokopel ini bekerja berdasarkan pembangkitan tegangan listrik pada titik sambung dua buah logam yang tidak sama. Tegangan ini sebanding dengan temperatur sambungan. Tegangan termokopel dapat diukur oleh galvanometer atau rangkaian jembatan.
Walaupun titik panas sering ditempatkan pada suatu jarak dari alat pencatat, dalam prakteknya kawat - kawat termokopel sendiri dibuat cukup pendek dan untuk memperpanjang jarak digunakan kawat tembaga bertahanan rendah.
 |
| Gambar 2.5 menunjukkan skema pengukiran dengan termokopel. |
12. CONTOH PRAKTIS SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP
Contoh praktis system kontrol cop tertutup adalah system kontrol yang mengontrol kecepatan seperti pada gambar 2.6 dibawah ini.
Contoh praktis system kontrol cop tertutup adalah system kontrol yang mengontrol kecepatan seperti pada gambar 2.6 dibawah ini.
 |
| Gambar 2.6 Diagram sistem pengontrolan kecepatan |
Sistem ini terdiri dari sebuah motor yang kecepatan porosnya (n) akan dikendalikan dengan harga konstan, sebuah beban mekanis yang digerakkan oleh poros motor, penguat daya yang akan mengendalikan tegangan motor, sebuah alat pengukur putaran (tachometer) yang dikopel dengan poros motor. Dan sebuah rangkaian yang akan mendeteksi penyimpangan/perbedaan antara masukan acuan terhadap sinyal-sinyal umpan balik. Karena yang dikontrol adalah kecepatan keluaran, system ini disebut juga servomekanis kecepatan (velocity, rate servomechanism).
Tachometer membangkitkan tegangan Vf yang sebanding dengan kecepatan n. Tegangan acuan Vi dan tegangan umpanbalik Vt diperbandingkan dan selisihnya adalah Ve yang menjadi masukan netto bagi penguat. Selanjutnya tegangan Ve ini diproses di penguat yang menghasilkan sinyal Va yang akan mengendalikan kecepatan motor pada harga konstan.
Sumber :Materi Diklat TPK I, II, III
0 Komentar Untuk "Dasar dasar Teknik Kontrol"
Posting Komentar