OTOMASI SISTEM PRODUKSI SISTEM KONTROL OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI PENGERTIAN SISTEM KONTROL Sistem kontrol adalah sistem pengaturan/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 meng- hasilkan prestasi yang diinginkan. Tujuan Sistem Kontrol 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 perhitungan, dan per-baikan (correction). OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI KLASIFIKASI SISTEM KONTROL 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. Diantara keempat jenis dari kelompok (5) pengontrolan secara elektris dan peneumatik atau kombinasinya lebih banyak dite-mukan 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. OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI KONFIGURASI SISTEM KONTROL Elemen Sistem Kontrol Suatu sistem kontrol dapat dinyatakan dengan diagram blok yang terdiri dari beberapa blok. 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. OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI 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. Variabel / Parameter Sistem Kontrol Berdasarkan jumlah elemen yang menyusun suatu sistem kontrol, terdapat beberapa variabel/parameter, yaitu : 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 nilai yang diinginkan. OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI 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. 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. OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI FUNGSI ALIH (TRANSFER FUNCTIONS) 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 Elemen dasar suatu diagram blok adalah sebagai berikut : (1) (3) Blok, menunjukkan komponen sistem yang diberikan dan berisi fungsi alih untuk kom- ponen tersebut. Titik penjumlahan (summing point), diguna- kan untuk (a) menjumlahkan atau (b) mengu- rangkan beberapa signal yang masuk. Titik tinggal landas (takeoff point), menun- jukkan bahwa variabel digunakan untuk lebih dari satu tempat. Tanda panah menunjukkan arah signal atau variabel. (2) (a) (b) OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI Aljabar diagram blok Dalam hal ini dimungkinkan untuk merubah suatu diagram blok yang rumit menjadi suatu blok tunggal yang berisi fungsi alih untuk keseluruhan sistem dari diagram blok sebelumnya. 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 - Hy Signal masuk tersebut dikalikan dengan fungsi alih G untuk menda-patkan output sistem. y = G (x – Hy) = Gx - GHy y x G 1 + GH = y + GHy = Gx Jadi diagram blok umpan balik di atas dapat dirubah menjadi diagram blok tunggal. OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI Tahapan dalam mereduksi diagram blok Tahapan untuk mereduksi diagram blok yang rumit menjadi dia-gram blok tunggal dapat dilakukan dengan menggunakan bentuk-bentuk ekuivalen diagram blok berikut ini : OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI Contoh soal Reduksi digram blok berikut ini menjadi diagram blok ekuivalen tunggal dan tentukan fungsi alih sistem tersebut ! Penyelesaian cara 1 : OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI
Penyelesaian cara 2 : y = G1G2{x – y(H1+ H2)} + G3G4{x – y(H1+ H2)} y = (G1G2 + G3G4) {x – y(H1+ H2)} y = (G1G2+ G3G4)x – y(H1+ H2)(G1G2+ G3G4) y G1G2+ G3G4 x 1 + (H1+ H2)(G1G2+ G3G4) = OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI Diagram blok di bawah ini memiliki dua input x1 dan x2. Tentukan respon sistem y yang merupakan hasil dari dua input tersebut ! Penyelesaian cara 1 : Pertama anggap x2 = 0 dan x1 = 0, maka diagram blok ekuivalennya adalah : y G1 G2 x1 1 + G1G2H = Kemudian anggap x1 = 0 dan x2 = 0, maka diagram blok ekuivalennya adalah : y G2 x2 1 + G1G2H = G1 G2 1 + G1G2H y = x1 + x2 G2 OTOMASI SISTEM PRODUKSI
Penyelesaian cara 2 : G1(x1 – yH) x2 + G1(x1 – yH) x1 - yH G2 {x2 + G1(x1 – yH)} yH y = G2 {x2 + G1(x1 – yH)} (1 + G1G2H)y= G1G2x1 + G2x2 G1 G2 1 + G1G2H y = x1 + x2 G2 OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI Tugas : Reduksi digram blok berikut ini menjadi diagram blok ekuivalen tunggal dan tentukan fungsi alih sistem tersebut ! (1) (2) (3) OTOMASI SISTEM PRODUKSI
OTOMASI SISTEM PRODUKSI (4) Tentukan nilai G dalam diagram blok berikut ini. (5) Tentukan nilai H dalam diagram blok berikut ini. (6) Tentukan diagram blok ekuivalen input x1 dan x2 ! OTOMASI SISTEM PRODUKSI