Dalpro: Complex Loop - Multiple Output (7) - Last

Tulisan ini akan menjadi bagian terakhir dari seri "Pengendalian Proses". Setelah dibahas sebelumnya, mengenai Complex loop dikarenakan Multiple Input, maka kali ini akan dibahas mengenai Complex loop dikarenakan adanya Output yang lebih dari satu. Beberapa diantaranya seperti dijelaskan dibawah:

1. Ratio Control 

Ratio control digunakan pada pengukuran sebuah laju alir. Ia bekerja dimana sebuah variabel control nilainya secara proporsional mengikuti nilai dari sebuah variabel yang biasanya tidak diregulasi, yang disebut sebagai "wild" variable. Hubungan antara dua variabel tersebut ditentukan oleh ratio yang dimasukkan ke dalam controller.

Basis Ratio Control

Contoh sederhana daripada penggunaan ratio control adalah dalam hal peristiwa klorinasi air, dimana jumlah kaporit yang dimasukkan ke dalam air nilainya harus berbanding lurus dengan jumlah air yang masuk ke dalam tangki.  

Pada skematik diatas, bisa dilihat basis daripada ratio control yang ditunjukkan oleh simbol FFC, yang merupakan kepanjangan dari "Flow Fraction Control". Set Point yang diterima oleh variabel control berasal dari hasil perkalian dari FFC dengan SP atau PV dari wild variable. Disebut sebagai multiple Output disebabkan adanya possibility Ratio Control ini yang bisa digunakan untuk mengontrol lebih dari satu komponen dengan hanya satu FFC. sesuai dengan kebutuhan proses.

2. Split Range Control

Split control pernah disinggung ketika menjelaskan Complex loop pada Incinerator. Pada control loop ini, sesuai dengan namanya, Output dari Controller akan dibagi (split) dan dikirim ke dua atau lebih Final Control Element. Fungsi Splitter dalam Controller nantinya yang akan mendefinisikan bagaimana respon dari tiap control valve ketika range Input berubah dari 0-100% Span. Dalam banyak aplikasi, Split Range Control banyak digunakan untuk mengontrol fluida berbentuk gas dan tiap control valve memiliki range Span yang terbagi sama. Jika dua Control valve, maka Split Range-nya adalah 50%-50%. Salah satu contohnya seperti pada gambar berikut ini:

Split Range Control

Split range control pada gambar diatas digunakan untuk mengontrol tekanan separator. Controller yang berperan untuk mengendalikan tekanan tersebut adalah PIC-01. Ia akan mengirimkan Signal yang akan diterima oleh PV-A dan juga PV-B. Ketika tekanan meningkat, maka PV-A akan terbuka untuk membuang tekanan ke Flare system dan sebaliknya ketika tekanan menurun, maka PV-B akan terbuka untuk mengirimkan fuel gas ke dalam Separator agar tekanan dalam separator tetap stabil. Fungsi Split Range harus digunakan pada sistem ini karena tidak dikehendaki dua valve terbuka pada waktu yang bersamaan. Maka, pembagian range Span pada tiap Control valve adalah sebagaimana berikut:

-  Ketika tekanan naik dan melewati Set Point dari range 0-50%, maka PV-B yang pada awal mulanya fully open, akan berubah menjadi full closed seiring naiknya tekanan.

- Ketika tekanan masih naik dan melewati Set Point dari range 50%-100%, maka PV-B yang pada awal mulanya adalah fully closed, akan berubah menjadi fully open seiring naiknya tekanan.

Aksi daripada Output Controller tersebut digambarkan melalui gambar dibawah:

Aksi Controller pada Split Range

Setup daripada Split Range ini bermacam-macam tergantung daripada kebutuhan proses, pada Complex loop Incinerator yang pernah dibahas, bisa dilihat bahwa Split Range untuk kedua Control valve pada range 0-20% dan 20-100%. Ada juga Setup Split Range, dimana ketika mencapai batas rangenya, maka Output Control valve akan ter-hold di angka 100% bukaan. Hal ini berbeda dengan contoh diatas, yang ter-hold di angka 0% bukaan.

3. Valve Position Control

Valve position control

Jika dilihat pada gambar diatas, akan dapat diketahui secara lebih jelas mengenai kelebihan Valve Position control. Pada Complex loop ini, ada dua buah Output valve dimana salah satu control valve memiliki kapasitas yang besar, yang disebut dengan Coarse Valve dan yang satunya lagi berfungsi untuk men-tuning error yang masih tersisa karena kapasitas Coarse valve yang terlalu tinggi untuk bisa mendapatkan nilai Process variable sesuai dengan Set Point. 

Bisa diketahui bahwa yang menjadi SP dari Coarse Valve adalah posisi dari Control valve dengan algoritme yang dimasukkan adalah fungsi Integral. Oleh karena itu disebut sebagai Valve position control, Valve position control akan membuat error yang didapatkan tidak bisa berkembang lebih jauh lagi. Hal ini dikarenakan, ketika error terjadi, Coarse valve akan beraksi. Dikarenakan Coarse valve memiliki kapasitas yang besar, maka ia akan memberikan dampak koreksi yang tinggi. Untuk mencegah peristiwa osilasi karena kapasitas besar yang dimiliki oleh Coarse valve inilah, maka fungsi Integral saja yang dimasukkan dan posisi valve dijadikan sebagai SP. Hal ini akan membuat Control valve tidak berosilasi sehingga menggangu proses. Untuk menangani kelemahan yang dimiliki oleh Coarse valve yang memiliki kapasitas yang besar sehingga tidak bisa dengan tepat mendapatkan Set Point yang diinginkan, maka ia dibantu oleh Fine valve untuk mengatasi noise yang masih timbul.

========================================================================

Berbagai jenis algoritme dalam controller dan juga macam-macam control loop dengan Multivariable Input/Output telah dibahas pada seri tulisan kali ini. Apa yang telah dipelajari semoga bisa memberikan basis pengetahuan bagi kita dalam melakukan pengendalian proses. Adapun untuk prakteknya, situs berikut bisa membantu kita untuk lebih memahami bagaimana cara melakukan aktivitas pengendalian proses dengan berbagai macam jenis algoritme dan Control loop sesuai dengan kebutuhan proses yang diinginkan. Tentu saja, semakin berkembangnya teknologi, akan semakin banyak pula ragam dan juga inovasi, khususnya juga dalam hal pengendalian proses. Oleh sebab itu, jangan berhenti untuk belajar di apapun bidang yang ingin kita kuasai. Mudah-mudahan ilmu yang telah dipelajari ini bisa bermanfaat.

Salam,

Penulis