Dalpro: Process Characteristics (2)

Karakteristik suatu proses yang terjadi dalam sebuah sistem sangatlah diperlukan dalam upaya untuk mengendalikan sebuah proses. Ia akan memberikan informasi yang sangat berguna untuk mendesain respons sebuah controller terhadap adanya gangguan. Kegiatan untuk memodifikasi algoritma sebuah controller sehingga menghasilkan respons yang baik terhadap segala macam gangguan yang bisa mempengaruhi kestabilan proses disebut sebagai tuning. 

Algoritme yang dipasang dalam controller untuk menghilangkan error dalam sebuah proses dibagi menjadi tiga jenis, yakni proportional, integral, dan juga derivative. Umumnya disebut dengan istilah PID. Penggunaannya pun bisa merupakan kombinasi dari ketiga fungsi tersebut. Kita cukup mengisikan berapa nilai masing-masing untuk P, I dan juga D dalam sebuah controller. Tentu saja, pengisian nilai ini tidak boleh sembarangan karena malah akan memperparah kestabilan proses yang terjadi. Secara umum, nilai PID ini untuk controller dalam sebuah plant diisikan secara default mengikuti dari jenis parameter yang diamati. Berikut adalah nilai default PID yang diisikan ke dalam controller oleh pabrikan sistem kontrol Yokogawa.

Default Controller PID Pabrikan YOKOGAWA

   

Jika dirasa respons yang ditunjukkan oleh controller tidak seperti yang diinginkan, maka aktifitas tuning perlu dilakukan agar stabilitas operasi lebih terjaga. Seperti diutarakan sebelumnya, hal terpenting dalam melakukan tuning adalah informasi mengenai karakteristik proses. Karakteristik proses akan menentukan berapa nilai masing-masing untuk komponen PID yang harus dimasukkan ke dalam sebuah controller.

Bagaimana cara untuk mengetahui karakteristik proses dalam sebuah sistem?

Caranya adalah dengan mengetahui respon daripada controlled parameter terhadap perubahan yang dilakukan oleh manipulated parameter ketika proses sudah dalam keadaan stabil dan controller dipasang dalam posisi Manual. Mari lihat gambar dibawah sebagai contoh untuk mengetahui lebih lanjut tentang yang dimaksud

Pada gambar tersebut, menunjukkan sistem pemanas dengan menggunakan steam sebagai media pemanasnya. Untuk mendapatkan suhu feed yang sesuai, maka luaran dari pemanas memiliki transmiter suhu yang terhubung dengan control valve steam untuk mengatur jumlah steam yang masuk ke dalam pemanas. 

Untuk mengetahui karakteristik proses pada sistem tersebut, proses harus dalam keadaan stabil terlebih dahulu dan control valve steam berada dalam posisi Manual. Setelah itu, Input kita berikan kepada control valve tersebut dengan cara mengubah bukaan dari control valve. Terakhir, monitor kita lakukan terhadap perubahan dari suhu feed. Untuk menjaga agar proses masih dalam batasan yang diijinkan, maka nilai bukaan dari control valve diusahakan tidak terlalu besar. Hasil dari tindakan yang telah dilakukan, tergambar seperti dibawah

Contoh untuk mengetahui karakteristik proses

Karakteristik proses ditunjukkan oleh Output pada gambar diatas, sedangkan manipulasi yang dilakukan yakni membuka control valve lebih lebar lagi yang ditunjukkan oleh adanya kenaikan pada input. Hal seperti ini sering dikenal dengan fungsi "Step". 

Jika dilihat secara seksama, maka Output tidak langsung naik, namun ada jeda waktu saat setelah fungsi "Step" diberikan pada control valve. Jika waktu ini disebut sebagai "dead time" karena tidak ada respon langsung dari proses ketika perubahan dilakukan. "Dead Time" biasa terjadi karena faktor jarak. Pada kasus diatas, bisa jadi hal ini diakibatkan karena jarak perpipaan pada titik setelah outlet pemanas dengan titik pada transmitter jauh, atau bisa laju alir yang kurang tinggi, sehingga mengakibatkan delay. 

Setelah adanya delay, maka kemudian Output merespons adanya perubahan Input ditunjukkan dengan adanya garis melengkung hingga mencapai titik kestabilannya dimana garis Output menjadi horizontal kembali. Karakteristik seperti ditunjukkan pada gambar diatas merupakan karakteristik proses first order plus deadtime yang sering dijumpai dalam dunia industri. Dari informasi tersebut, bisa didesain berapa nilai P, I dan D yang harus dimasukkan ke dalam controller sesuai dengan berapa lama dead time dan juga besar kenaikan dari Input dibanding Output. Untuk bisa melakukan hal tersebut, maka prinsip P, I dan D harus dimengerti terlebih dahulu. Hal ini akan dibahas pada posting berikutnya.

Keep stay tuned