Dasar Sistem Kontrol

Alhamdulillah puji syukur kehadirat ALLOH SWT, akhirnya saya bisa memosting pertama pada blog ini. Pada postingan pertama ini saya ingin belajar bersama temen-temen yang sedang menempuh mata kuliah Sistem Kontrol.

KONFIGURASI SISTEM KONTROL

1.1.      Elemen Sistem
      Setiap sistem kontrol terdiri dari beberapa unit yang membentuknya, yang disebut dengan elemen sistem kontrol. Secara fungsional, elemen-elemen tersebut dapat dinyatakan oleh blok-blok diagram dan sinyal-sinyal yang mengiringinya. Secara umum blok diagram dan sinyal sistem tersebut digambarkan oleh Gambar 2.1.

Gambar 2.2. Blok Diagram Umum Sistem Kontrol

            Secara umum, elemen sistem kontrol rangkaian tertutup terdiri dari:

a.      Masukan (reference input elemen, G_v)

      Elemen ini berfungsi untuk mengubah besaran yang dikontrol menjadi sinyal masukan acuan (r) bagi sistem kontrol.

b.      Pengontrol (controller, G₁).

    Berfungsi untuk memproses kesalahan (error, r) yang terjadi dan setelah kesalahan tersebut dilewatkan melalui elemen pengontrol, akan dihasilkan sinyal yang berfungsi sebagai pengontrol proses.

c.      Sistem Proses (proses, atau plant, G₂)

       Elemen ini dapat berupa proses mekanis, elektris, hidraulis, fisik, atau kombinasinya.

d.      Jalur Umpan Balik (feedback element, H₁)

     Bagian ini bagian sistem yang mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian mengubahnya menjadi sinyal umpan balik (feedback signal)

       Setiap blok memiliki sinyal yang masuk ke dalamnya dan sinyal lain yang keluar darinya.

Pada umumnya, sinyal-sinyal di dalam blok diagram sistem kontrol adalah sebagai berikut:

a.         Set Point (command input, v)

Set Point adalah harga yang diinginkan bagi variabel yang dikontrol selama proses pengontrolan berlangsung. Harga ini tidak tergantung dari keluaran sistem

b.        Masukan Acuan (reference input, r)

Yaitu sinyal aktual yang masuk ke dalam sistem kontrol. Sinyal ini diperoleh dengan menyetel harga v sehingga dapat dipakai dalam sistem kontrol.

c.        Keluaran yang dikontrol (controlled variable, c)

Sinyal ini merupakan harga atau nilai yang akan dipertahankan bagi variabel yang dikontrol, dan merupakan harga yang ditunjukkan oleh pencatat

d.        Variabel yang dimanipulasi (manipulated variable, m)

Sinyal ini adalah sinyal yang keluar dari elemen pengontrol (controller) dan berfungsi sebagai sinyal pengontrol

e.        Sinyal umpan balik (feedback signal, b)

Yaitu sinyal yang merupakan fungsi dari keluaran yang dicatat oleh alat pencatat

f.         Kesalahan (error signal, e)

Yaitu selisih antara sinyal acuan, r, dan sinyal umpan balik, b. Sinyal ini adalah sinyal yang dimasukkan ke elemen pengontrol dan harganya diinginkan sekecil mungkin. Sinyal e ini menggerakkan unit pengontrol untuk menghasilkan dan mendapatkan keluaran pada suatu harga yang diinginkan.

            Dalam kehidupan sehari-hari, berbagai jenis sistem kontrol pada dasarnya dapat dipandang dalam bentuk diagram dengan sinyal-sinyal seperti pada Gambar 2.1 diatas. Sebagai contoh, sebuah sistem kontrol seperti tampak pada Gambar 2.2. Maka, blok diagramnya dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.2 Sistem Kontrol Ketinggian Tangki

Gambar 2.3 Blok Diagram Sistem Kontrol Ketinggian Tangki

2.2.      Diagram Blok

     Secara fungsional, elemen-elemen yang membangun sebuah sistem kontrol dapat direpresentasikan dalam bentuk blok diagram, seperti tampak pada Gambar 2.4 di bawah ini.

Gambar 2.4 Simbol Sebuah Blok Diagram

Dalam simbol ini, A menyatakan suatu sistem atau proses (mekanik, fisik, termis, dan lain-lain), sedangkan tanda panah menunjukkan arah proses yang dinyatakan oleh variabel x dan y, yang merupakan input dan output blok tersebut. Secara simbolis, sistem dinyatakan oleh huruf kapital. Hubungan antara keluaran dan masukan dinyatakan oleh:

            y = Ax                                                                                                             (2.1)

Dari hubungan ini dapat dilihat bahwa sebuah blok sebetulnya merupakan faktor pengali terhadap masukannya, atau dengan kata lain dapat disebutkan bahwa blok A adalah sebuah sistem yang berfungsi untuk mengubah harga masukan.

            Disamping sebuah blok, terdapat elemen lain yang diperlukan untuk menyatakan hubungan antar blok, yaitu: summing junction dan pickoff point.

Summing junction merepresentasikan operasi penjumlahan atau pengurangan antara beberapa sinyal. Elemen ini disimbolkan dalam bentuk sebuah lingkaran dan tanda-tanda operasi pada setiap anak panah yang masuk ke dalamnya. Operasi aljabar untuk proses summing junction diperlihatkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Summing Junction

Sedangkan pickoff point atau titik cabang adalah elemen yang menggambarkan bahwa sinyal tersebut digunakan kembali oleh bagian lain di dalam sistem, tanpa terjadi perubahan harga. Contoh sebuah pickoff point diperlihatkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Pickoff Point