Tags

Dalam pembahasan kontrol PID kali ini, saya akan memberikan penjelasan beserta contohnya, sehingga memudahkan pemahaman, karena saya juga belum mahir banget tentang kontrol PID, jadi sorry sorry mayori kalo ada yang salah.

Saya akan berexperimen dan membuat kontrol PID di dalam PLC Siemens S7 400. Tidak sulit membuatnya, jika kamu mau membuat bisa cek link berikut.

TEORI DASAR

Kontrol PID merupakan kontrol yang akan bereaksi terhadap error yang telah diberikan oleh sensor, sehingga dapat memberikan nilai perbaikan (feedback) kepada nilai output.

Contohnya di kehidupan sehari-hari, saat kita memasak Mie Instant.

Kita ingin memasak mie instan dengan cepat. Caranya tentu sudah tau ya. Api harus besar, dan ada resikonya air akan tumpah keluar jika api terlalu besar. Nah, kontrol PID persis diterapkan disini.

Satu per satu coba saya jabarin ya.

Keadaan ideal yang kita pengen: Mie Cepat Matang.

Prosesnya, tentunya kita besarin dong apinya untuk mempercepat matangnya mie. Nah, api kebesaran akan menyebabkan air mendidih sangat cepat dan akan keluar. Saat mata kita (sensor) melihat air akan tumpah (error), kita akan mengecilkan api atau bisa saja mematikan api (feedback) sampai menunggu air turun (keadaan normal). Kita ulangi proses dari awal sampai mie matang.

Jadi, dapat diambil kesimpulan.

  • Sensor = mata kita
  • Error negatif = air tumpah.
  • Error Positif = api kecil, sehingga mie tidak cepat matang.
  • Feedback = pengaturan knop kompor (mengecilkan atau mematikan api)
  • Keadaan ideal = mie cepat matang.

Apa maksudnya error positif dan error negatif? Maksudnya adalah keadaan ideal yang kita inginkan yaitu mie cepat matang. Tapi, ada keadaan yang kita tidak ingin terjadi (error). Errornya ada 2, api yang kecil dan tumpahnya air. Saya sebut error positif karena yang tidak apa-apa lah kalo apinya kecil, tinggal dibesarin saja apinya. Saya sebut error negatif, karena air sudah tumpah keluar, air keluar berarti mengganggu api kompor, kompor jadi kotor,  dsb. Jika di industri bisa menyebabkan gangguan terhadap proses lainnya.

Dimana kontrol PIDnya? Kontrol PID-nya yaa otak kita sendiri yang menerima input dari sensor (mata) dan memberikan feedback (memutar knop kompor). Jadi otak kita yang mengolah data, dan memutuskan untuk memberikan feedback apa.

STUDI KASUS NYATA DI INDUSTRI ATAU PABRIK

Pure Steam Pressure ControlAda sebuah evaporator (sebut saja tangki supaya mudah) yang didalamnya terdapat steam (uap air) untuk proses, kemudian, terdapat sebuah Pressure Transmitter – PT – (sensor) yang akan memberikan nilai pressure secara aktual dan mengirimkannya ke PLC atau kontroler. PLC akan membandingkan nilai pressure dengan pressure ideal yang sudah ditetapkan oleh kita lalu PLC akan memberikan feedback kepada control valve.

  • Sensor = Pressure Transmitter
  • Error = nilai pressure di atas atau dibawah keadaan ideal
  • Feedback = control valve
  • Keadaan pressure ideal  = 6 Bar
  • Kontrol PIDnya = PLC

KONTROL PROPORTIONAL (P)

Misalnya, keadaan tekanan tangki sekarang adalah 3 bar. PLC akan segera memberikan kontrol agar tekanan tangki berada pada keadaan ideal yakni, 6 bar.

Tekanan uap air didapatkan saat control valve terbuka, sehingga PLC akan memberikan kontrol proportional untuk membuka valve dengan rumus sebagai berikut:

P-out = Kp. e(t),

dimana,

Kp = konstanta proportional

e = error (error = keadaan ideal – keadaan sekarang)

t = waktu

Kp bisa kita set sesuka hati. Misalkan saya kasih nilai 10. Dan, dari data diatas kita dapat nilai error sebesar 3 Bar. Sehingga,

P-out = 10 x 3 = 30%.

contoh kontrol proportionalPLC akan memberikan perintah kepada control valve sebesar 30% untuk membuka valve. Sehingga, nantinya selisihnya sudah tidak 3 bar lagi, karena uap air sudah masuk nilai tekanan sekarang menjadi naik sehingga bisa jadi menjadi 3.2 bar. Sehingga error yang didapat menjadi 2.8 bar.

PLC pun akan memberikan perubahaan bukaan pada control valve menjadi P-out = 10 x 2.8 = 28%. Begitu seterusnya sampai keadaan sekarang menjadi keadaan ideal.

Namun, berdasarkan yang saya baca-baca kontrol Proportional kesulitan untuk membuat keadaan sekarang menjadi keadaan ideal atau bahasa mudahnya membuat error bernilai 0.

Kontrol Integral (I)

Rumusnya,

rumus kontrol integralKeadaan tangkinya masih sama ya dengan yang di atas.

Konstanta I = 1, ini juga bisa di set sesuka hati.

Error = 3 bar.

Nilai I-out akan semakin besar jika nilai error antara keadaan sekarang dengan keadaan ideal sangat besar, sebaliknya nilai I-out akan semakin kecil jika nilai error antara keadaan sekarang dengan keadaan ideal sangat kecil.

contoh kontrol integralLihat, gambar yang panah hijau. Disitu adalah nilai I-out yang diberikan PLC kepada control valve. Nilainya akan terus bertambah sampai 100% walaupun uap air tidak masuk (maksudnya errornya tetep 3 bar).

Berbeda dengan kontrol proportional jika errornya tetap 3 bar. Maka, P-Out yang keluar tetap, (dalam contoh di atas berarti 30%).

Kontrol Derivatif (D)

Sayangnya pemakaian kontrol derivatif tidak berdiri sendiri, kontrol ini harus digabung dengan kontrol P atau I.

Kontrol PID

Untuk penggambungannya juga saya belum menemukan perbedaan disimulasi tersebut. Jadi sampai sini saja ya.