KONFIGURASI SISTEM KONTROL

Keputusan untuk memilih konfigurasi dibuat oleh perancang proses berdasarkan tujuan proses, persyaratan produksi relatif, dan karakteristik fisik operasi di bawah kendali.

1. Variabel tunggal

Loop didesain untuk menjaga variabel proses yang diberikan dengan manipulasi oleh variabel kontrol, tanpa memperhatikan parameter-parameter proses lainnya.

Variabel tunggal independent

Di beberapa kontrol proses, aturan tertentu diperlukan tanpa memperhatikan parameter-parameter lainnya dalam proses. Dalam kasus ini setpoint ditetapkan, aksi kontrol dimulai, dan sistem dibiarkan. Dalam gambar 12.1 berikut ini, sebuah sistem kontrol aliran digunakan untuk mengatur aliran ke dalam tangki pada laju yang ditetapkan oleh setpoint. Kemudian sistem ini membuat pengaturan posisi katup tergantung perubahan beban untuk menjaga laju aliran pada nilai setpoint.

Variabel tunggal interaktif

Loop kontrol variabel tunggal yang kedua di dalam gambar 12.1, mengatur temperatur cairan di dalam tangki dengan pengaturan panas masukan. Ini juga merupakan loop variabel tunggal yang menjaga temperatur cairan pada nilai setpoint. Di bawah kondisi nominal, aliran ke dalam tangki dijaga konstan dan temperatur juga dijaga konstan, masing-masing pada nilai setpoint yang bersesuaian. Nampak bahwa perubahan setpoint sistem kontrol aliran muncul sebagai perubahan beban pada sistem kontrol temperatur karena level cairan di dalam tangki atau laju aliran ke dalam tangki harus berubah. Sekarang sistem temperatur merespon dengan men-set ulang fluksi panas untuk mengakomodasi beban baru dan membawa temperatur kembali ke setpoint.

Dua loop ini dikatakan berinteraksi. Hampir semua proses dengan beberapa variabel di bawah kendali menunjukkan perilaku interaksi semacam itu. Beberapa sirkulasi atau ketidakstabilan lainnya dari loop kontrol aliran menyebabkan sirkulasi di dalam temperatur karena interaksi ini.

Variabel campuran

Dalam beberapa kasus, sebuah loop kontrol proses tunggal digunakan untuk menyediakan sinyal kontrol pada hubungan antara dua atau lebih variabel. Hal ini bisa diselesaikan dengan menggunakan pengukuran dari dua sensor sebagai masukan pada kontroler proses. Sistem pengkondisi sinyal harus menskalakan dua pengukuran dan menambahkannya sebelum masukan ke kontroler untuk evaluasi dan aksi. Analisis sistem semacam ini bisa menjadi sangat rumit.

Sebuah contoh yang umum adalah ketika rasio dua reaktan harus dikontrol. Dalam kasus ini, salah satu laju aliran terukur tetapi diizinkan untuk mengambang, oleh karena itu tidak dikontrol, dan satunya lagi terukur dan diatur untuk memberikan rasio konstan yang ditentukan. Sebagai contoh sistem di dalam gambar 12.2, laju aliran reaktan A diukur dan ditambahkan, dengan skala yang sesuai pada pengukuran laju aliran B. Kontroler beraksi untuk menghasilkan sinyal masukan dengan mengatur katup kontrol saluran masukan reaktan B.

1. Kontrol Kaskade

Interaksi inheren yang terjadi antara dua sistem kontrol dalam beberapa aplikasi seringkali digunakan untuk memberikan kontrol keseluruhan yang lebih baik. Salah satu metode penyelesaian ini adalah untuk setpoint di dalam sebuah loop kontrol yang ditentukan dengan pengukuran sebuah variabel yang berbeda untuk interaksi yang ada. Diagram blok sistem semacam ini ditunjukkan dalam gambar 12.4. Dua buah pengukuran diambil dari sistem dan masing-masing digunakan dalam loop kontrolnya. Keluaran kontroler loop luar adalah setpoint loop dalam. Dengan demikian, jika variabel terkontrol loop luar berubah, sinyal error sebagai masukan kontroler mempengaruhi perubahan setpoint loop dalam. Meskipun nilai terukur loop dalam tidak berubah, loop dalam mengalami sinyal error dan dengan demikian keluaran baru berdasarkan perubahan setpoint. Pada umumnya kontrol kaskade memberikan kontrol variabel loop luar yang lebih baik daripada penyelesaian melalui sistem variabel tunggal.

Sebagai contoh sebuah sistem kontrol kaskade tidak hanya menunjukkan bagaimana sistem bekerja, tetapi mengusulkan bagaimana sinyal kontrol diperbaiki. Pertimbangkan masalah pengendalian level cairan di dalam sebuah tangki melalui pengaturan laju aliran masukan. Sebuah sistem variabel tunggal untuk menyelesaikan masalah ini ditunjukkan dalam gambar 12.5a. Sebuah pengukuran level digunakan untuk mengatur sebuah katup kontrol aliran sebagai elemen kontrol akhir. Setpoint pada kontroler menentukan level yang diinginkan. Dalam sistem ini beban di bagian upstream berubah menyebabkan perubahan laju aliran yang menghasilkan perubahan level. Perubahan level ini berpengaruh pada stage kedua. Akibatnya, sistem tidak dapat merespon sampai level benar-benar berubah oleh perubahan laju aliran.

Gambar 12.5b menunjukkan masalah kontrol sama yang diselesaikan dengan sistem kaskade. Loop aliran adalah sebuah sistem variabel tunggal, tetapi setpoint ditentukan dengan sebuah pengukuran level. Perubahan beban di bagian upstream tidak pernah terlihat pada level cairan dalam tangki karena sistem kontrol aliran mengatur perubahan semacam itu sebelum tampak sebagai perubahan pokok pada level.

Download PDF