i

MODULPOLITEKNIK

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA

E4141E4141SISTEM KAWALAN I

Tengku Nadzion B. Tengku Ibrahim (PJB) Absah Bt. Md. Yusof (PJB).

ii

Nama : Tengku Nadzion Bin Tengku Ibrahaim

Alamat : Jabatan Kejuruteraan Elektrik Politeknik Johor Bahru

81700 Pasir Gudang Johor

Telefon : 07-2612488 ext. 8014/8015

Kelulusan : Sarjana Pendidikan (UTM) Sarjana Muda Sains Kejuruteraan Elektrik (UTM) Diploma Kejuruteraan Elektrik (UTM)

Jawatan : Pensyarah

Nama : Absah Bt Md Yusof

Alamat: Jabatan Kejuruteraan Elektrik Politeknik Kulim kedah

Kulim, KedahTelefon : -

Kelulusan : Sarjana Pendidikan (UTM) Sarjana Muda Sains Kejuruteraan Elektrik- Instru & Contr (UTM) Sijil Kejuruteraan Elektrik- Elekt Jangkawas & Kawalan (PUO)

Jawatan : Pensyarah

BIODATA PENULIS MODULE4141 SISTEM KAWALAN I

GRID KURIKULUM

Grid Kurikulum modul ini adalah berdasarkan kepada kurikulum yang sedang digunakan di

Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia.

TOPIK UNITPengenalan Sistem Kawalan 1 2Prinsip Pengawal 3 4Pengawal Analog dan Berdigit 5 6Rangkap Pindah 7Ujian Kestabilan dan Prestasi 8Analisis dan Rekabentuk Root-Locus Serta Sambutan Frekeuensi 9

UNIT 1 PENGENALAN KEPADA SISTEM KAWALAN1.1 Kawalan Elektrik1.2 Kawalan Pneumatik1.3 Kawalan Hidraulik

iii

1.4 Istilah Umum Kawalan Proses1.5 Elemen-elemen Asas dalam kawalan Proses1.6 Gambarajah Blok Kawalan Proses.1.7 Gelung terbuka dan Gelung Tertutup Kawalan Proses1.8 Sistem Kawalan Automatik.

UNIT 2 PENGENALAN KEPADA SISTEM KAWALAN2.1 Tatarajah sistem kawalan2.2 Kualiti Sistem Kawalan

UNIT 3 PRINSIP PENGAWAL3.1 Prinsip-prinsip pengawal3.2 Mentakrifkan susulan3.3 Menyatakan sebab berlakunya susulan3.4 Mengenalpasti jenis susulan di dalam sesuatu proses

3.4.1 Susulan jarak/halaju (L=d/v)3.4.2 Susulan pemindahan3.4.3 Susulan Kawalan

3.5 Menerangkan prinsip kawalan Buka / Tutup: Tanpa tindihan dan dengan tindihan3.6 Menerangkan ciri-ciri kawalan Buka / Tutup bagi sistem tanpa tindihan

UNIT 4 PRINSIP PENGAWAL4.1 Lakaran graf masukan dan keluaran4.2 Graf lengkuk ciri pengawal berkadaran4.3 Keburukan pengawal berkadaran4.4 Pengawal kamilan (I)4.5 Kebaikan dan keburukan Pengawal Kamilan (I)4.6 Sistem kawalan terbitan (D)4.7 Sistem kawalan rencam

UNIT 5 PENGAWAL ANALOG DAN BERDIGIT5.1 Pengawal Analog5.2 Jenis-jenis Amplifier5.3 Pengawal dua mod

UNIT 6 PENGAWAL ANALOG DAN BERDIGIT6.1 Pengenalan PLC6.2 Simbol-simbol asas PLC6.3 Rajah Tangga6.4 Pemasa (Timer)6.5 Pembilang (Counter)6.6 Sistem Kawalan Teragih (DCS)6.7 Definisi DCS6.8 Stesyen semesta6.9 Konsol6.10 Asas Proses

UNIT 7 RANGKAP PINDAH

iv

7.1 Konsep transformasi Laplace7.2 Teorem Transformasi Laplace7.3 Rajah Blok7.4 Takrif Rangkap Pindah7.5 Rangkap pindah gelung terbuka dan tertututp7.6 Teknik pengurangan rajah blok7.7 Graf Aliran Isyarat7.8 Graf aliran isyarat bagi sistem kawalan

UNIT 8 UJIAN KESTABILAN DAN PRESTASI8.1 Lakaran Bode8.2 Margin gandaan dan margin fasa8.3 Kriteria Kestabilan Routh-Hurwitz

UNIT 9 ANALISIS LONDAR PUNCA9.1 Sifat umum londar punca9.2 Lakaran Londar Punca9.3 Aturan Am melakar Londar Punca

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL

1. Modul ini dibahagikan kepada 9 unit. Setiap unit disediakan dalam jilid yang sama.2. Muka surat dinomborkan berdasarkan kepada kod subjek, unit dan halaman.

E4141 / UNIT1 / 1

Subjek

Unit 1

Halaman 1

v

3. Pada permulaan unit, objektif am dan khusus dinyatakan4. Setiap unit mengandungi urusan aktiviti dan diberikan simbol berikut :-

5. Anda perlu mengikuti unit demi unit yang disediakan6. Anda boleh meneruskan unit selanjutnya setelah berjaya melalui unit sebelumnya dan

yakin dengan pencapaian anda.

vi

OBJEKTIF

Bahagian ini mengandungi objektif am dan khusus setiap pembelajaran.

INPUT

Input mengandungi maklumat yang akan anda pelajari.

AKTIVITI

Bahagian ini mengandungi proses pembelajaran secara aktif untuk menguji kefahaman anda. Anda perlu ikuti dengan teliti dan melaksanakan arahan yang diberikan.

MAKLUMBALAS KEPADA AKTIVITI

Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam aktiviti.

PENILAIAN KENDIRI

Penilaian kendiri menguji kefahaman anda dalam setiap unit.

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam penilaian kendiri.

PERNYATAAN TUJUAN

Modul ini disediakan untuk kegunaan pelajar-pelajar semester 5 kursus Diploma di Jabatan

Kejuruteraan Elektrik. Ianya bertujuan untuk memberi pendedahan kepada pelajar tentang

konsep sesuatu unit ke arah pembelajaran kendiri atau dengan bimbingan daripada pensyarah.

PRA-SYARAT KEMAHIRAN DAN PENGETAHUAN

Pra-syarat untuk mengikuti modul ini adalah pelajar mesti berada di semester 5.

OBJEKTIF AMDiakhir modul ini, pelajar-pelajar akan dapat:

Memahami, mempelajari terhadap sistem kawalan.

Mempelajari, memahami prinsip pengawal serta menggunakannya untuk menyelesaikan persamaan-persamaan.

Mempelajari, memahami sistem pengawal analog berdigit serta melaksankan mod berkadaran, kamilan dan derivatif.

Mempelajari, memahami fungsi dan definasi transformasi laplace serta menggunakannya bagi membentuk gambarajah blok mewakili sesuatu sistem.

Mempelajari, memahami lakaran bode serta menggunakan untuk menguji kestabilan dan prestasi sesebuah sistem.

Mempelajari, memahami kaedah Routh-Locus bagi menganalisa dan mereka bentuk sistem.

PERALATAN & SUMBER YANG PERLU DIGUNAKAN BERSAMA MODUL

1. Kalkulator

2. Kertas graf / semi-log

3. Alat-alat geometri

RUJUKAN

1. Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, Prentice Hall Of India

2. Ernest O.Doebelin, Control System Principles And Design, John Wiley & Sons

3. Benjamin Kuo, Automatic Control System, Prentice Hall

4. Chen N Hass, Element Of Control system Analysis, Prentice Hall

vii

5. Douglas M. Considine, Process Instruments and Controls Handbook (3rd. Edition), McGraw Hill Book Company

6. Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology (Second Edition), John Wiley & Sons, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore

7. E.A Parr, Industrial Control handbook (Volume 2), BSP Professional Books (Oxford London Edinburgh)

8. Manual Book Introduction to DCS, Instep, Petronas

9. Sistem Kawalan, Siri Nota Panduan Politeknik, Malaysia

10. A Bigginer to PLC, OMRON, 1999

11. Introduction To DCS Operation (TDC 3000), Manual Book, INSTEP , Petronas

SOAL SELIDIK MODUL OLEH PELAJAR

Tajuk Modul : _________________________ Kod Modul : _____________

Nama Pelajar : _______________________ No. Pendaftaran: ____________

Kursus : ____________________________________

Nama Penulis Modul : ______________________________

Sila gunakan skala berikut untuk penilaian anda.

4 Sangat setuju3 Setuju2 Tidak setuju1 Sangat tidak setuju

viii

Arahan : Tandakan pada ruangan skor yang dipilih.

Bil ELEMEN PENILAIAN SKALA

A. FORMAT 1 2 3 41 Susun atur muka surat adalah menarik.2 Saiz font yang digunakan adalah senang untuk dibaca.

3Saiz dan jenis gambar serta carta yang digunakan sesuai dengan input.

4 Carta dan gambar senang dibaca dan difahami.

5Jadual yang digunakan tersusun dengan teratur dan mudah difahami.

6 Teks input disusun dengan cara yang mudah difahami.7 Semua ayat berbentuk arahan dipamerkan dengan jelas.

B. ISI KANDUNGAN 1 2 3 48 Saya faham semua objektif dengan jelas.9 Saya faham pada idea yang disampaikan.

10 Cara persembahan idea adalah menarik.11 Semua arahan yang diberikan mudah difahami.

12Saya boleh melaksanakan semua arahan yang diberikan dalam unit ini.

13 Soalan dalam aktiviti adalah mudah dijawab.14 Saya boleh menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri.15 Maklum balas boleh membantu mengenalpasti kesilapan saya.16 Ayat-ayat yang digunakan mudah difahami.17 Gaya penulisan menarik.18 Saya boleh mengikuti unit ini dengan mudah.19 Unit ini memudahkan saya mempelajari & memahami topik ini.20 Penggunaan modul ini menarik minat saya.

ix