Materi 1
A.
Sistem Kontrol
Sistem kontrol otomatis
adalah sistem kontrol umpan balik dengan acuan masukan atau keluaran yang
dikehendaki dapat konstan atau berubah secara perlahan dengan berjalannya waktu
dan tugas utamanya adalah menjaga keluaran sebenarnya berada pada nilai yang
dikehendaki dengan adanya gangguan.
Gambar 2.7 Sistem Kontrol Level Air secara Otomatis
Pemakaian sistem
control otomatis dalam segala bidang keteknikan masa kini semakin banyak
dipakai. Hal ini disebabkan sistem kontrol otomatis mempunyai banyak keunggulan
dibandingkan dengan sistem kontrol konvensional (manual), yaitu dari segi
kecepatan, ketepatan dan pemakaian tenaga manusia yang relatif lebih sedikit.
Apalagi ditunjang dengan pengembangan dunia elektronika, pneumatika maupun
hidrolik.
Banyak contoh sistem
control otomatis, beberapa di antaranya adalah kontrol suhu ruangan mobil
secara otomatis, pengatur otomatis tegangan pada plant daya listrik di
tengah-tengah adanya variasi beban daya listrik, dan kontrol otomatis tekanan
dan suhu dari proses kimiawi. Dalam sistem control otomatis, terdapat
elemen-elemen penyusun, yaitu :
Ø Sensor/Tranduser
Sensor adalah suatu komponen yang mendeteksi keluaran atau informasi lainnya yang diperlukan dalam siste kontrol. Sedangkan tranduser adalah suatu komponen yang mampu merubah besaranbesaran non listrik (mekanis, kimia atau yang lainnya) menjadi besaranbesaran listrik atau sebaliknya.
Sensor adalah suatu komponen yang mendeteksi keluaran atau informasi lainnya yang diperlukan dalam siste kontrol. Sedangkan tranduser adalah suatu komponen yang mampu merubah besaranbesaran non listrik (mekanis, kimia atau yang lainnya) menjadi besaranbesaran listrik atau sebaliknya.
Ø Kontroler
Kontroler adalah suatu komponen, alat, atau peralatan (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik, elektronik atau gabungan darinya) yang mampu mengolah data masukan dari membandingkan respon plant (hasil pembacaan dari keluaran plant) dan referensi yang dikehendaki untuk dikeluarkan menjadi suatu data perintah atau disebut sinyal control.
Kontroler adalah suatu komponen, alat, atau peralatan (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik, elektronik atau gabungan darinya) yang mampu mengolah data masukan dari membandingkan respon plant (hasil pembacaan dari keluaran plant) dan referensi yang dikehendaki untuk dikeluarkan menjadi suatu data perintah atau disebut sinyal control.
Ø Aktuator
Aktuator adalah suatu komponen, alat atau peralatan (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik, elektronik atau gabungan dari hal tersebut) yang mampu mengolah data perintah (sinyal kontrol) menjadi sinyal aksi ke suatu plant. Untuk lebih mudah memahami cara kerja sistem kontrol otomatis, pada Gambar 2.7 diberikan contoh sistem kontrol secara otomatis pada aplikasi kontrol level air. Pada bagian ini sudah tidak menggunakan seorang operator manusia lagi untuk mempertahankan level air sesuai yang diinginkan, tetapi sudah menggunakan kontroler yang bekerja secara otomatis, berupa bahan pelampung dan tambahan komponen elektronik.
Aktuator adalah suatu komponen, alat atau peralatan (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik, elektronik atau gabungan dari hal tersebut) yang mampu mengolah data perintah (sinyal kontrol) menjadi sinyal aksi ke suatu plant. Untuk lebih mudah memahami cara kerja sistem kontrol otomatis, pada Gambar 2.7 diberikan contoh sistem kontrol secara otomatis pada aplikasi kontrol level air. Pada bagian ini sudah tidak menggunakan seorang operator manusia lagi untuk mempertahankan level air sesuai yang diinginkan, tetapi sudah menggunakan kontroler yang bekerja secara otomatis, berupa bahan pelampung dan tambahan komponen elektronik.
Dengan komponen ini
bisa diketahui berapa kedalaman atau ketinggian level air yang sebenarnya. Dari
besaran fisika, yaitu kedalaman/ketinggian dengan satuan meter dirubah menjadi
besaran listrik dengan satuan tegangan. Dengan adanya informasi ini, maka
kontroler akan menghasilkan sinyal kontrol yang diolah sebelumnya. Kontroler
bias berupa rangkaian elektronik, mikrokontroler, mekanis, pneumatik, hidrolik
ataupun gabungan dari nya.
Karena sinyal kontrol
tidak bisalangsung dimanfaatkan untuk memutar katup/valve pipa, makasinyal ini
harus dikonversi dulu menjadi sinyal aksi. Aktuatorlah yang mengkonversi sinyal
ini. Aktuator dalam sistem ini bisa berupa motor listrik, komponen pneumatika
atau komponen hidrolik.
B.Sistem Kontrol Lup Terbuka
Sistem kontrol lup terbuka adalah sebuah
sistem kontrol dimana variabel input akan langsung berpengaruh pada output yang
dihasilkan tanpa membandingkan hasil output dengan nilai referensi atau set
point yang sudah ditetapkan pada peralatan kontrol.
Sehingga tidak dapat diketahui dengan tepat apakah output yang
diinginkan sudah sesuai dengan keinginan atau tidak. Terutama apabila terjadi
gangguan dari luar (disturbances) yang dapat mempengaruhi output. Pada sistem
kontrol ini peluang terjadi kesalahan akibat gangguan dari luar cukup besar
oleh karena tidak adanya koreksi.
Gambar 4. dibawah menunjukan blok diagram dari sistem lup terbuka.
Gambar 4. dibawah menunjukan blok diagram dari sistem lup terbuka.
Contoh dari sistem kontrol lup terbuka adalah pengontrollan lampu lalu-lintas yang dikontrol menyala tiap 3 menit menggunakan mikrokontroller dimana sinyal input yang dihasilkan dari sebuah timer. Umumnya sistem kontrol yang hanya bekerja berdasarkan durasi waktu termasuk dalam sistem kontrol lup terbuka.
C.Sistem Kontrol Lup Tertutup
Sistem kontrol lup tertutup adalah sebuah
sistem kontrol dimana variabel output secara terus menerus diukur dengan sensor
(measurement) kemudian hasil ukuran dibandingkan dengan kuantitas referensi
(set point) untuk menghasilkan output yang diinginkan. Gambar 5. di bawah
menunjukan blok diagram sistem kontrol tertutup.
Pada sistem kontrol lup tertutup sinyal keluaran diukur secara terus menerus. Kemudian hasil pengukuran tadi diumpan balikkan kepembanding yang terdapat peralatan kontrol (controller). Pada alat pembanding ini antara kuantitas referensi (set point) dengan dengan hasil pengukuran dibandingkan, dan sebagai hasilnya adalah sinyal kesalahan (error).
Apabila didapatkan error (kesalahan), maka unit peralatan kontrol
(controller) akan mengolah sinyal kesalahan dan mengirimkan sinyal output
(keluaran) untuk memperbaiki kesalahan. Sehingga variabel output (keluaran)
betul-betul sesuai dengan yang diinginkan.
Sinyal kesalahan ini hasilnya bisa positif atau negatif, secara matematis sinyal kesalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :
Sinyal kesalahan ini hasilnya bisa positif atau negatif, secara matematis sinyal kesalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :
Contoh dari sistem kontrol lup tertutup adalah kendali pengisian dan pengosongan tandon air dengan menggunakan PLC. Dimana, ketika tombol start (push button) ditekan, kran pengisi mulai membuka dan cairan mulai mengalir mengisi tandon. Ketika tinggi cairan mencapai sensor ketinggian atas (5 meter) maka kran pengisi ditutup selanjutnya kran pengeluaran dibuka dan mulailah proses pengosongan tandon, jika tinggi cairan mencapai sensor ketinggian bawah (1 meter) maka kran pengeluaran ditutup dan kran pengisian dibuka. Dan mekanisme sistem kontrol lup tertutup tersebut bekerja secara terus-menerus (berkelanjutan).
D. Mesin Pompa Air
Pompa merupakan salah satu jenis mesin yang
berfungsi untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang
diinginkan. Zat cair tersebut contohnya adalah air, oli atau minyak pelumas,
serta fluida lainnya yang tak mampu mampat. Industri-industri banyak menggunakan
pompa sebagai salah satu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi.
Sebagai contoh pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk
menyuplai air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler.
Gambar 3.51 Instalasi pompa
Pada industri, pompa banyak digunakan untuk
mensirkulasi air atau minyak pelumas atau pendingin mesin-mesin industri. Pompa
juga dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompa pelumas, bensin atau air
pendingin. Jadi pompa sangat penting untuk kehidupan manusia secara langsung
yang dipakai di rumah tangga atau tidak langsung seperti pada pemakaian pompa
di industri.
Gambar 3.52 Instalasi pompa pada rumah tangga
Pada pompa
akan terjadi perubahan dari dari energi mekanik menjadi energi fluida. Pada
mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi fluida ini disebut head atau energi
persatuan berat zat cair. Ada tiga bentuk head yang mengalami perubahan yaitu
head tekan, kecepatan dan potensial.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar