Pengantar Desain Sistem Pengendalian Otomatis

 Sistem pengendalian otomatis merupakan suatu sistem yang yang menggantikan tugas seorang operator pada suatu sistem pengendalian. Sebuah kontroler dipasang pada sistem pengendalian untuk membandingkan hasil keluaran dari proses dengan nilai set point (nilai yang diinginkan) untuk kemudian menghitung besarnya aksi yang akan diterapkan pada proses. Sistem pengendalian merupakan suatu proses yang dinamis, sistem akan memberikan respon transien di awal hingga mencapai kondisi tunak sesuai dengan nilai set point. Tiga hal utama yang menjadi tujuan desain dan analisis sistem pengendalian adalah.

1. Menghasilkan spesifikasi respon transien yang diinginkan, seperti lama waktu naik, waktu penetapan, dan overshoot atau lewatan maksimum.
2. Mengurangi kesalahan pada keadaan tunak, yang berarti nilai offset-nya adalah nol atau tidak ada beda antara set point dengan nilai keluaran proses.
3. yang terakhir adalah untuk mencapai kestabilan sistem, yaitu sistem mampu bertahan terhadap keadaan sekitarnya yang ditandai dengan sensitivitas yang rendah pada rentang variasi. Rentang variasi yang dimaksud muncul karena adanya: perubahan parameter sistem, dinamika proses, proses yang tidak dimodelkan, derau yang muncul pada sensor dan gangguan yang tidak diprediksikan.

sumber: emersonprocessexperts.com

Desain suatu sistem pengendalian memerlukan model matematis dari dinamika proses. Seringkali model dinamis sulit untuk didapatkan karena tingkat kerumitan dari proses, dinamika proses tersebut mungkin sebagian atau seluruhnya tak diketahui. Bahkan ketika model dinamis dari proses telah didapatkan, terkadang terlalu sulit untuk dijadikan sebagai basis pada desain sistem pengendalian. Maka diperlukan reduksi model sebagai penyederhanaan, misalnya linierisasi pada sistem non linier.

Pada penerapannya di industri, untuk beragam proses seperti pemanasan boiler, batch chemical reactor, tangki penampungan liquid, sistem level liquid dengan keluaran konstan, respon dinamisnya sangat lambat dengan waktu konstan yang dominan dan dapat dimodelkan sebagai proses integral (integrating process). Model proses ini merupakan hasil dari suatu pendekatan untuk tujuan sebagai basis desain sistem pengendalian otomatis.

referensi

Babatunde A. Ogunnaike dan W. Harmon Ray. Process Dynamics, Modelling and Control. Oxford University Press. New York, USA, 1994.

L. Ljung, “System Identification”, Control System Handbook (W. Levine ed.). CRC Press, pp. 1033-1054, 1995.

L. Ljung, “System Identification: Theory for the User”, Prentice Hall, 1987

A. Shesagiri Rao dan M. Chidambaran. Chapter 3: PI/PID Controllers Design for Integrating and Unstable Systems. Springer, London, 75-111: 2012.

R. C. Dorf dan R. H. Bishop. Modern Control System. Prenctice Hall International, New Jersey, 2001.