ANALISA KESTABILAN PENGENDALIAN …desi_k).pdf · Analisa kestabilan proses yang sudah ada...

55

FORUM TEKNOLOGI Vol. 05 No. 4

ANALISA KESTABILAN PENGENDALIAN TEMPERATURE PADATOP KOLOM FRAKSINASI DI KILANG PUSDIKLAT MIGAS

DENGAN KRITERIA KESTABILAN NYQUIST

Desy Kurnia Puspaningrum, SST.

ABSTRACT

Kolom Fraksinasi C1 kilang Pusdiklat migas berfungsi sebagai pemisah fraksi-fraksi minyakbumi berdasarkan trayek titik didihnya, untuk itu pengendalian temperature menjadi variableyang sangat penting. Metode pengendalian temperature pada top kolom fraksinasi dilakukandengan cara mengatur laju aliran reflux (fluidadingin) yang akan masuk melalui top kolom danmelakukan kontak langsung dengan uap panas. Dengan mengatur laju aliran reflux inidiharapkan temperature pada top kolom akan terkendali. Pengendalian temperature dan flowini diinstal dalam suatu rangkain cascade, dengan temperature controller TIC-08 sebagaimaster control dan flow controller FIC-06 sebagai slave , Temperature sebagai variable utamayang dikendalikan akan memberikan informasi pada flow controller FIC-06 agar meresponsetiap perubahan temperature dengan cara mengatur buka/tutupnya control valve FV-06 yangmengatur laju aliran reflux (fluida dingin) agar tercapai kondisi temperature seperti yangdiharapan. Analisa kestabilan proses yang sudah ada dilakukan menggunakan criteriakestabilan Nyquist, menggunakan software Matlab dengan menggabungkan fungsi transferdari tiap-tiap elemen pengendalian, dan dari analisa diperoleh hasil tidak ada pengelilinganterhadap titik -1+j0 dan tidak ada pole yang terletak disebelah kanan sumbu s pada looppengendalian slave, begitu juga dengan loop pengendalian master semua polenya bernilaipositif dan tidak ada pengelilingan terhadap titik -1+j0.

Kata Kunci :Pengendalian temperature, top kolom fraksinasi, analisa kestabilan, kriteriaNyquist

I PENDAHULUANKolomfraksinasi C1 pada kilang PusdiklatMigas berfungsi sebagai pemisah fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan trayek titikdidihnya. Temperature pada kolom iniadalah variable yang sangat penting yangmembawa dampak signifikan terhadapoutput colom C1.

Metodepengaturan temperature pada topcolom C1 inidilakukan dengan caramemasukkan sejumlah pertasol (reflux)darikolom C2. Cairan pertasol ini masuklewat atas kemudian turun ke bawah kolom.Pertasol ini melewati tray-tray untukmelakukan kontak langsung dengan uappanas. Dengan mengatur laju aliran

pertasol melalui pengaturan control valveFV-06 , maka temperature pada top kolomini akan terkendali.

Laju aliran pertasol ini dikendalikan olehcontrol valve Fv-06 yang menerima perintahdari flow controller FIC-06. Besarnya aliranpertasol ini disensing oleh flow transmitterFT-06. Seting nilai pertasol bisa dilakukansetelah operator melihat indikasitemperature top kolom. Bila diinginkantemperature menjadi turun, maka bukaanflow control valve FV-06 harus semakinbesar, artinya operator harus menaikkannilai setting flow controller, demikiansebaliknya.

56


Pengendalian diatas sangat bergantungpada keterampilan operator, artinyaoperator harus memonitor hargatemperature setiap saat bila seting flowberubah. Ditinjau dari respon waktu dankepraktisannya, maka cara pengendalianseperti ini tidak menguntungkan.

Temperature yang merupakan variableutama yang harus dikendalikan harusmembe rikan informasi kepada flowcontroller agar merespon setiap perubahantemperature. Untuk itu dipasanglahtemperature controller sebagai mastercontrol, sehingga flow controller sebagaislave-nya. Disamping itu analisa kestabilanpengendalian juga dibutuhkan untukmengetahui karakteristik dari sistempengendalian Dengan teknik seperti ini,diharapkan hasil analisabisa dijadikanacuan untuk memperbaiki performa sistempengendalian yang ada.

II PEMBAHASAN

II.1 Sistem Pengendalian Temperaturepada Top Kolom Fraksinasi (C1)Sistem pengendalian temperature

pada Top Kolom Fraksinasi (C1) KilangPusdiklat Migas menggunakan rangkaian

cascade , antara temperatur out flowTopColumn C1 dengan laju aliran reflux yangmasuk ke top kolom.

Rangkaian cascade controldigunakan untuk mempercepat responproses dan mengatasi fluktuasi pada flowreflux, yang terjadi akibat pemakaian pompadengan kapasitas yang jauh lebih tinggi dariproduktifitas . Pada Kolom fraksinasi feedfoward control belum diaplikasikan padaproses pengendalian temperaturnya.

Keterangan P &ID Kolom Fraksinasi C1Kilang Pusdiklat Migas :

TE-08 : Temperature Element of Out Flowon Top Fractionation Column

TT-08 : Temperature Transmitter of OutFlow on Top Fractionation Column

TIC-08 : Temperature Indicator Controller ofTop Fractionation Column

FIC-06 : Flow Indicator Controller of RefluxFT-06 : Flow Transmitter of RefluxFY-06 : I/P ConverterFV-06 :FlowControl Valve

Dibawahinimerupakan data P & I DKolomfraksinasi (C1) di kilang PusdiklatMigas.

C-1

TIC - 08 TT-08

TE-08

FT-06FIC - 06

FY - 06

V-1

FE-06

TopEvaporator

Top ResiduStripper

Steam

P-3

P-4

Top C2

Solar Stripper

TopEvaporator

TopEvaporator

Reflux

S-19

P-1

S-20

Gambar 1. P&ID Kolom Fraksinasi C1

57


1. Data teknisperalatanpada cascadecontrol:

a. Flow TransmitterpadaReflux ( FT-06 )DP Hart Transmitter YokogawaType : EJA 110ASupply : 20 PsiInput : 3 – 30 ( 32) VdcOutput : 4 – 20 mA DCSize : 3 Inch

b. Flow Controller Reflux C1 (Slave /Secondary)Type : DCS Centum VPControl Mode: Proportional + Integral

PB = 500,Ti = 20, Td=0Input Range : 0 mm - 250 mmOutput Signal : 4 – 20 mA DCAction Mode : Reverse

c. I/P Converter of Reflux ( FY-06 )Model : Pk 200Supply : 1,4 BarInput : 4 – 20 mA DCOutput : 0,2 – 10 bar

d. Flow Control Valve (FV-06)Model : Camflex II 3500 seriesType : Ball Segmental RotarySize : 3”Supply : 30 PsiRange : 7 – 15 PsiCV : 135Input : 3 – 15 PsiDN/NPS : 80 mManufactur : Msoneilan

e. Temperature Element (TE-08)Element: PT 100, 3 wire, 1mA, classA/IEC 60751Protection: II2GD Eexde IICT6 T110ºCApproval : KEMA 04ATEX2044Sheat : Ø 6,0 mm,316 SSInsertion Length: 15 inchInstrument Connection: G1/2Terminal Head : ENKG Type(A,D,C)Temperature Range : 0 to 350 ºCCable entry : G1/2

f. Temperature Transmitter of Out Flowon Top Fractionation Column (TT-08)Input : RTD 3 wire and Headmounting TypePower Supply : 24 VDCOutput : 4 to 20 mA DC

Type : Ex-proof TypeAccuracy : 0,1 % Calibrated SpanRange Adjustable : ( 0 to 350 deg C)

g. Temperature Indicator Controller ofTop Fractionation Column (TIC-08)Type : DCS Centum VPControl Mod : Prop + Integral +

DerivPB = 40, Ti = 50 , Td = 10Input Range : 900 C ~ 1600 COutput Signal : 4 – 20 mA DC

Action Mode : Direct

Sistem pengendalian yangdigunakan pada control ini adalahpengendalian cascade yang tersusun daridua buah control loop, yang terdiri daritemperature controller TIC-08 sebagaiMaster Control dan Flow Controller FIC-06 sebagai Slave control.

Temperature Top Kolom fraksinasidi ukur menggunakanTemperatureSensor TE-08 berupa RTD 3 Wire, sinyalsensor dikirimkan ke TemperatureController TIC-08 melalui TemperatureTransmitter TT-08 , yang berupa sinyalProses atau PV yang akan dibandingkandengan Set Point yang telah diset dalamTemperature Indicator Controller,Pengendalian pada TemperatureIndicator Controller ini menggunakanmode Proportional, Integral + Derivative,karena proses kenaikan suhumembutuhkan waktu yang lama sehinggaperlu menambahkan nilai derivative. Aksicontrol dari controller TIC-08 adalahDirect control, pada saat terjadi kenaikantemperature / PV maka Aliran Refluxharus ditambah untuk mendinginkan ataunilai MV naik . MV dari TIC-08 akanmenjadi Set Point untuk controller FIC-08(Slave control)

Laju Reflux pada Top KolomFraksinasi diukur menggunakan FlowTransmitter FT-06 menggunakan PrinsipDifferential Pressure. Nilai terukur dariflow transmitter akan dikirimkan ke FlowIndicator Controller FIC-06 sebagai sinyalproses / PV untuk dibandingkan denganSet Point / SP, dihitung error yang terjadidan dikoreksi dengan menambah ataumenurunkan nilai MV. Pengendalian padaFlow Indicator Controller menggunakan

58


mode control Proportional + Integral ,danaksi control yang digunakan adalahReverse control.

Kesimpulannya jika terjadi kenaikanTemperature maka nilai PV pada kontrolerTIC-08 akan naik dan nilai MV dari TIC-08akan naik .Ini akan menyebabkan nilai SPpada FIC-06 akan naik, flow Reflux yangmengalir kekolom C1 harus ditambah.

II.2 Analisa Sistem PengendalianTemperature Pada Top KolomFraksinasi C1

Gambar 2 Blok Diagram PengendalianTemperature Pada Top Kolom Fraksinasi C1

II.2.1 Fungsi Alih Flow Transmitter FT-06Pengukuran Flow Rate Reflux yang

befungsi sebagai pendingin yang masukpada Top Kolom Fraksinasi C1 dilakukanoleh Flow Transmitter FT-06 yang berjenisDifferential Pressure dengan range sinyal 4– 20 mA dan laju aliran 0 m3/day - 250m3/day. Gain flowtransmitter FT-06 inidiasumsikan bernilai 1.

II.2.2 Fungsi Alih TemperatureTransmitter TT-08 pada TopKolom Fraksinasi C1Temperature Out Flow pada Top

Kolom C1 diukur oleh TemperatureTransmitter TT-08 yang berjenisTemperature Transmitter dengan inputRTD 3 wire yang mempunyai range 00 Csampai 2500C dan range sinyal transmitter4 – 20 mA, Gain Temperature TransmitterTT-08 diasumsikan bernilai 1

II.2.3 Fungsi Alih Flow Controller FIC– 06Berdasarkan pengamatan

lapangan diperoleh data nilai PID controllersebagai berikut :Proportional Band ( PB ) = 500MakaKp (Kc2) = 100/500 = 0,2Time Integral (Ti) = 20Time Derivative (Td) = 0Karena Mode Flow Controller adalahProportional + Integral maka TimeDerivative dimasukkan nilai nolDari data PID yang diperoleh dapatdimasukkan dalam persamaan matematikasebagai berikut :

S

ScS Td

TiKGc

112

ScS s

KGc 020

112

s

sKGc cS 20

1202

II.2.4 FungsiAlihTemperatureController TIC-08

Berdasarkan pengamatanlapangan, diperoleh data nilai PIDcontroller pada TIC-08 adalah sebagaiberikut :Proportional Band (PB) = 50MakaKp = 100/40 = 2,5Time Integral (Ti) = 50Time Derivative (Td) = 10Dari data diatas dapat dimasukan ke dalampersamaan matematika sebagai berikut :

S

SS Td

TiKcGc

111

s

sKcGcS 10

50

111

s

ss

s

ss

s

ssKcGcS 2

1,0550

50

1505005,2

50

1505001

222

II.2.5 FungsiAlihFlow Control ValveFCV-06

SPTIC-08

FIC-06

FV-06 Prose

s1

FT-06

TT-08

+

-

+

-- Proses2

59


Jenis pengendalian terakhir padapengaturan flow refluxe adalah FlowControl Valve FCV-06, dengan sinyalmasukan 4 – 20 mA dari controller FIC –06 yang akan diubah menjadi sinyalpneumatic 3 – 15 PSI oleh I/P converterFY-06. Untuk dapat menggerakkanactuator / Control valve sinyal daricontroller yang berupa sinyal electric akandiubah menjadi bentuk sinyal pneumaticoleh tranducer I/P converter sehinggadapat menggerakkan Stem Control Valve.

Aksidari Control Valve FCV-06adalah Failed Open / ATC , denganpertimbangan ketika terjadi kegagalan ,aliran reflux akan tetap terjaga sehinggatidak terjadi over heating di Top Kolomfraksinasi.

Berdasarkan data pembacaan dariDCS tanggal 21/01/2013 laju aliranmaksimum refluxe adalah 250 m3/d danlaju aliran minimumnya 0 m3/d. Aksi controlvalve yang digunakan adalah ATC / FO.Sehingga saat sinyal dari controller 4 mAcontrol valve akan membuka penuh, dansaat 20 mA maka control valve akanmenutup penuh.

Fungsi Transfer control valve bisadituangkan dalam persamaan sebagaiberikut :Dimana :Kv : Gain total control valveKcv : Gain control valveλcv : Time constant control valve

MasukanPerubahan

MinimumAliranLajumaksimumAliranLajuKcv

_

____

Dari pengamatan Lapangan diperoleh data:- Aliranmaksimum : 250

m3/d- Aliran minimum : 0

m3/d

Gain Control Valve :

MasukanPerubahan

aliranLajumaksimumAliranLajuKcv

_

min____

625.15)(420

/0/250 33

mA

dmdm

Gain I/P converter dapat dihitung dengan :

)_(_

)_(_

PsiInputSpan

mAOutputSpanGt

75,0)(315

)(420

Psi

mA

Maka Gain Total Dari Control Valve Adalah

72.11625.15*75,0* KcvGtKv

NilaiTime Constan control valve sebesar 4detik

1250

0250

max

minmax

Aliran

AliranAliranQ

4)03,01(8,3)( RQTVcvΔcv = Time constan valveTV = Waktu stroke penuhR = Konstanta inherent terhadapstroke penuh 3”Dari Data-data diatas maka diperolehmodel matematika control valve sebagaiberikut

)3.3........(..........................................................................................1

s

KvGcv

14

72.11

sGcv

II.2.6 Fungsi Alih Proses Flow PadaLoop SekunderRespon waktu transient dari flow

reflux sebagai dalam loop slave diperolehdengan memposisikan loop pada kondisimanual kemudian diberikan perubahaninputnya dan diamati respon outputnya.

Gambar 3 Simulink Pada Loop PengendalianSekunder

Pada flow reflux ini inputnya berasaldari perubahan MV control valve dan

60


outputnya adalah besarnya laju aliran yangmelewati flow control valve FCV 06. Padasaat diberi perubahan MV sebesar 1% dari27.8% menjadi 26.8% maka terjadiperubahan aliran reflux sebagai berikut :

Tabel Respon Flow terhadapWaktu

T

(detik)

0 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8

Q96 96.1 96.2 96

.3 96.45 96.55 96.75 96.85 96.75 96.8 96.8

ΔQ0 0.1 0.2 0.

3 0.45 0.55 0.75 0.85 0.75 0.8 0.8

ΔQ(%) 0

% 12% 25% 37% 56% 69% 94% 106% 94% 100% 100%

Dari tabel diatas dapat disimpulkanbahwa saat MV dirubah dari 28.8% menjadi26.8% (ΔMV = -1%) terjadi perubahanFlowrate dari 96 m3/d menjadi 96.8 m3/d(ΔQ= 0.8 m3/d ) sehingga diperoleh :

4,02

8,0

Mv

QK

Dan Time constant :

Time constan proses flow = 1,68detik

Gambar 4 Grafik Perubahan FlowrateTerhadap Waktu

Sehingga fungs ialih proses flow adalah :

1)(2

s

KsGP

168,1

4,0)(2

s

sGp

Untuk mengetahui kesesuaiantransfer function terhadap proses riil, makadilakukan verifikasi dengan memberikanmasukkan step menggunakan programsimulink

Gambar5 Diagram Blok PengujianFlowTransfer Function

Respon flow transfer function setelah diberimasukan step :

Gambar6 Scope Flow Transfer Function

II.2.7 Fungsi Alih Poses Temperaturepada Loop PrimerUntuk mengetahui karakteristik

proses temperature perlu dilakukanperubahan proses baik pada input maupunpada Set Point. Kemudian diamati responoutputnya. Dalam hal ini input prosesnyaberupa flow rate reflux dan outputprosesnya adalah besaran temperature .Untuk melihat karakteristik proses sesuaidengan kondisi aktual yang bisa dilakukanterhadap proses yang sedang beroperasiadalah dengan mengubah besarnya nilaiSet Point pada Master control(Temperature) dari 1240 C menjadi 1260 C,dan hasil yang diperoleh dari pengamatanperubahan temperature adalah sebagaiberikut :

Flowrate

Waktu

68,11.2)5.12(%56%69

%56%2.63%2.63

xT

61


Tabel Respon Temperature Terhadap Waktu

Waktu

010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120

140

160

T

124

124 124.1

124.15 124.3

124.5 124.8125 125.4

125.6 125.8 126.1

126

126

ΔT

0 0 0.1 0.15 0.3 0.5 0.8 1 1.4 1.6 1.8 2.1 2 2

ΔT(%)

0%

0% 5% 8% 15% 25% 40% 50% 70% 80% 90% 105% 100% 100%

Gambar 7 Grafik Perubahan TemperatureTerhadap Waktu Pada Control Cascade

Dari data temperature diatas bisadisimpulkan, pada saat SP diberiperubahan 20C maka temperatur tidaksegera mengalami kenaikan, dibutuhkanwaktu 10 detik untuk merespon perubahanSet Point yang dalam hal ini berarti nilaiL=10 detik, sedangakan untuk waktutransient bisa dihitung, saat terjadiperubahan sebesar 63,2%

ikxT det2.7370)7080(%50%70

%50%2.63%2.63

ikTimeLagT det2.63102.73_%2.63

Sedangkan untuk K temperature dapatdihitung melalui :

102,0

2

/2.97/97

124126

_

_33

00

dmdm

cc

flowPerubahan

temperaturPerubahan

Sehingga diperoleh gain Gain Temperature(Gp1) adalah :

LSes

KGP

*

11

Se

SsGP 10*

12,63

10)(1

Blok Diagram VerifikasiTransfer FunctionTemperature :

Gambar8Diagram Blok PengujianTemperatureTransfer Function

Gambar9 Scope Temperature TransferFunction

II.2.8 Analisa Kestabilan PengendalianFlow (Loop Sekunder)

Untuk melakukan analisakestabilan pada loop sekunder, makasemua komponen pengendalian harusdiubah dalam bentuk fungsi tansfer, :

2*2**21

2**2

)(

)(

GHGpGcvGc

GpGcvGc

sR

sC

)1(*168,1

4,0*

14

72,11*

20

12021

168,1

4,0*

14

72,11*

20

1202

)(

)(

sss

sKc

sss

sKc

sR

sC

Setelah memasukkan nilai Kc2=0,2, makatransfer yang diperoleh fungsi transfer

SS

SS

108,5667,2S

0,479,86S1

108,5667,2S

0,479,38S

R(s)

C(s)

23

23

Temperature

Waktu

62


SS

S

SS

108,5667,2S

0,479,376S18,5667,2S

108,5667,2S

0,479,38S

R(s)

C(s)

23

23

23

0,4719,38S56,8S67,2S

0,479,38S

R(s)

C(s)23

Untuk melakukan Analisakestabilan dengan kriteria Nyquist makaakan dilakukan pemetaan kontur open looptransfer function pada bidang kompleks,sehingga dapat dilakukan ditentukanpengelilingan terhadap titik -1+j0 olehtempat kedudukan G(s)H(s)Transfer functiondari loop terbuka[G(s)H(s)] dari persamaan diatas adalah:

)25,0(*)595,0(

47,038,9

10S56,8S67,2S

0,479,38S)()(

23

SSS

SsRsC

Respon frekwensi loop terbukanya adalah :

)25,0(*)595,0(

47,038,9

10j56,8j67,2j

0,479,38j

)()(

2233

jjj

j

jRjC

Pemetaan respon frekwensi dapatdilakukan dengan menempatkanMagnitude pada sudut fasa untuk nilaifrekwensi yang bervariasi :

Perhitungan Gain dan sudut fasa untuknilai ω=-5

3,0)25,0()5(*)595,0()5(*)5(

)47,0())5(*38,9(|))5(())5((|

22222

22

jHjG

00111 3,119025,0

5tan

595,0

5tan

47,0

9,46tan)()(

jHjG

Perhitungan Gain dan sudut fasa untuknilai ω=0

0

47,0|)0()0(| jHjG

00111 0025,0

0tan

595,0

0tan

47,0

0tan)()( jHjG

Tabel Respon Frekwensi Loop PengendalianSekunder

Ω | G(jω)H(jω) | < (G(jω)H(jω) )

-5 0,3 11,30

0 ∞ 00

5 0,3 350,90

Gambar 10 Plot Nyquist Loop SekunderSesuai Perhitungan

Hasil pemetaan kontur loop sekunderdengan matlab:

Gambar 11 Scope Kontur Nyquist LoopSekunder

Untuk mengetahui letak akarpersamaan dari transfer functionpengendalian loop sekunder, bisadigunakan instruksi ”pole” pada Matlab :

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8-15

-10

-5

0

5

10

15Nyquist Diagram

Real Axis

Imag

inar

y Ax

is

ω=0 ω=-5

ω=5

63


pole(slave)0

-0.5952-0.2500

Dari hasil analisa loop sekunderdiperoleh hasil, pemetaan kontur tidak adapengelilingan terhadap sumbu -1+j0 , dantidak ada pole yang terletak disebelahkanan sumbu s, maka system masukkategori stabil

Dari hasil analisa dengan responlangkah close loop transfer function pada

loop sekunder diperoleh respon tanpaoffset dan overshoot dengan rise time 61.6sec dan settling time 124 sec sepertidtunjukkan pada gambar 3.7 :

Gambar 12 Respon Langkah Loop Sekunder

II.2.9 Analisa Kestabilan Sistem Pengendalian Temperature

II.2.9.1Gambar13 Diagram Blok Pengendalian Temperature Dengan Penyederhanaan Kontrol Slave

Dari penyederhanaan di atas maka diperoleh penjabaran persamaan pengendaliantemperature sebagai berikut :

1*1**11

1**1

)(

)(

GHGpGslaveGc

GpGslaveGc

sR

sC

1*12,63

10*

0,4719,38S56,8S67,2S

0,479,38S*

2

1,05501

12,63

10*

0,4719,38S56,8S67,2S

0,479,38S*

2

1,0550

)(

)(

23

2

23

2

Ss

ss

Ss

ss

sR

sC

-

+

-

P1GC1

H1

G (slave)

64


SSSSS

SSSSS

SSSSS

SSS

sR

sC

25,23243864080182800212352

47,056314168768182800212352

25,23243864080182800212352

47,078,328,7024688

)(

)(

2345

2345

2345

23

47,056314168768182800212352

47,078,328,7024688

)(

)(2345

23

SSSSS

SSS

sR

sC

Open Loop Transfer dari persamaan diatas adalah :

SSSSS

SSSsHsG

25,23243864080182800212352

47,078,328,7024688)()(

2345

23

)0158,0(*)0259,0(*)31534096,0(*)3153,04096,0(

)0281,0(*)0491,0(*)0727,0()()(

SSiSiS

SSSsHsG

Maka respon frekwensi :

)0158,0(*)0259,0(*)3153_4096,0(*)3153,04096,0(

)0281,0(*)0491,0(*)0727,0()()(

jjijij

jjjsHsG

TabelResponFrekwensiPengendalian LoopPrimer :

ω | G(jω)H(jω) | < (G(jω)H(jω) )

80 0.012 -89.491

70 0.014 -89.418

60 0.017 -89.321

50 0.020 -89.185

-50 0.020 89.185

-60 0.017 89.321

Maka kontur nyquist yang diperolehuntuk transfer function loop terbuka padaloop primer adalah :

Gambar 14 Plot Nyquist Loop Primer SesuaiPerhitungan, Perbesaran Plot Nyquist

Gambar Kontur Nyquist persamaantransfer function loop primer yangdipetakan menggunakan program Matlab :

SSSSS

SSS

SSSSS

SSS

sR

sC

25,2324386408018280021235247,078,328,7024688

1

25,2324386408018280021235247,078,328,7024688

)(

)(

2345

23

2345

23

65


Gambar 15 Scope Kontur Nyquist Loop Primer

Menentukan pole transfer function masterdengan program Matlab :

pole(master)

ans =

0-0.4097 + 0.3152i-0.4097 - 0.3152i-0.0259-0.0158

Dari pemetaan kontur loopsekunder diperoleh hasil, kurva nyquisttidak mempunyai pengelilingan terhadaptitik -1+j0, dan tidak ada pole yang terletakdisebelah kanan sumbu s

Hasilresponclose loop transferfunction dari pengendalian loop primerdengan masukkan step :

Gambar16 ResponLangkahLoop Primer

Dengan melihat grafik respon daripengendalian temperature di atas systempengendalian mempunyai tidakmempunyai overshoot dan offset denganrise time 46 sec dan settling time 210 sec,dan dari hasil analisa dengan nyquistsystem pengendalian ini sudah mempunyaicukup kestabilan, karena pada plot nyquisttidak terdapat pengelilingan terhadap titik -1+j0 dantidakada pole dari transfer functionterbuka yang terletak disebelah kanan.

Kesimpulan

1. Konfigurasi yang digunakan dalamsistem pengendalian temperature padatop kolom fraksinasi adalah Rangkaiancascade control yang digunakan untukmempercepat respon prosestemperature dan mengatasi fluktuasipada flow reflux,

2. Dalam rangkaian cascade control yangditerapkan pada pengendaliantemperature di Top Kolom Fraksinasi C1Kilang Pusdiklat Migas , TIC-08berperan sebagai controller primer /master controller sedangkanFIC-06sebagai controller sekunder / slavecontroller.

3. Dari hasil analisa existing prosesmenggunakan kriteria kestabilan nyquistmaka diperoleh hasil yang stabil baikpada loop primer maupun loopsekunder, karena pada loop sekundertidak ada pengelilingan terhadap titik -1+j0 , dan tidak ada pole yang terletakdisebelah kanan. Begitu juga denganloop sekunder, konturnya tidakmelingkupi titik -1+j0, dan tidak ada akaryang positif.

66


DAFTAR PUSTAKA

1. Dwi Hartanto, Thomas Wahyu.2007.”Analisis dan Desain Sistem Kontrol denganMatlab”Yogyakarta : Penerbit ANDI.

2. Fiana,Supegina,ST.,MT 2007 ” Modul Dasar Sistem Kontrol” : Pusat PengembanganBahan Ajar Universitas Mercu Buana.

3. Gunterus, Gunterus 1997.”Bimbingan Teknik Kontrol Automatik”.Jakarta: PTGramedia.

4. Ogata, Katsuhiko1997.”Bimbingan Teknik Kontrol Automatik”Jilid 2 .Jakarta: PTErlangga.

5. Setiawan,Iwan.2008.”Kontrol PID untuk Proses Industri”. Jakarta : PT MediaKomputindo.

6. http://rahmadya.com/2012/05/23/kriteria-kestabilan-nyquist/7. http://asro.wordpress.com/category/process-equipment-control/

ANALISA KESTABILAN PENGENDALIAN …desi_k).pdf · Analisa kestabilan proses yang sudah ada...

Documents

Transcript of ANALISA KESTABILAN PENGENDALIAN …desi_k).pdf · Analisa kestabilan proses yang sudah ada...