Download - 6. Permodelan Sistem Dinamik DCS
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
KULIAH DCS Eng Permodelan Sistem Dinamik
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 2
BAHASAN
Pemodelan Model Sistem Dinamik Karakteristik Sistem
Sistem Orde 1 Sistem Orde 2
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 3
PEMODELAN
Model adalah representasi yang lebih sederhana dari sistem nyata Guna Model
Memudahkan pemahaman sistem Mengklasifikasikan sistem Menganalisis sistem
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 4
JENIS MODEL
Model Fisis Miniatur : tiruan dengan skala yang lebih kecil. Contoh: mock-up pesawat
terbang. Analogi : sistem lain yang lebih mudah dibuat, namun kelakuannya sama.
Contoh: emulator elektronik, simulator software. Model Matematis
Analitik : memakai rumus-rumus matematik yang bisa dihitung. Contoh: fungsi transfer, state space.
Logic / AI : memakai hukum-hukum logika dan artificial intelligence. Contoh: fuzzy, neural-network.
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 5
SISTEM DINAMIK
Salah satu pemodelan, sistem dianggap memiliki Input : besaran fisis yang masuk ke sistem (aksi) Output : besaran fisis yang terukur dari sistem (reaksi) Proses : hukum yang menyebabkan output berubah akibat adanya
input
Proses
Input Output
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 6
CONTOH SISTEM
Model Tangki Level Input : aliran air masuk Output : tinggi air dalam
tangki Proses : penambahan tinggi
akibat adanya aliran masuk
Model Tangki Suhu Input : aliran kalor masuk Output : suhu air dalam
tangki Proses: penambahan suhu
air dalam tangki akibat adanya alirankalor
h
qin
qout
Steam
air hangat
air dingin
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 7
RESPON SISTEM
Respon sistem menggambarkan output sistem terhadap input tertentu. Biasanya, respon sistem selalu mirip untuk input yang sama. Berdasar
kelakuan yang terprediksi itu , dapat diamati adanya : Sistem orde 1 Sistem orde 2 Dst.
Proses
Input Output
A B
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 8
A A
Dt
a
A
P
INPUT STANDARD
Untuk mengkarakteristik sistem, bisa digunakan input standard, a.l.:
Step Pulse
Ramp Sinus
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 9
h
qin
qout
At
V
qin besart (menit)
100%
50%
h (m)
steady
q in kecilt (menit)
100%
50%
h (m)
steady
SISTEM ORDE 1 Sistem yang memiliki satu
tingkat penyimpan masa/energi
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 10 RESPON STEP SISTEM
ORDE 1
MV
PV 0.95 PV
0.63 PV
0 3 t
PV
MV
PROSESMV PV
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 11
TIME-CONSTANT
T = konstanta waktu (time constant) = ukuran cepat/lambatnya proses
PROSESMV PV
tT1
0.63
%
PV
T2
T2 > T1
a
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 12
GAIN
t
100%
63%
63% harga mantap-2
mantap-2
mantap-1
T
PV
K1 > K2
K = Gain, menyatakan besarnya PV untuk MV tertentu
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 13
PROSES ORDE-1 + DELAY
Terjadi jika ada selang waktu yang panjang antara aksi input hingga reaksi outpunya terlihat
Contoh: ban berjalan, aliran dalam pipa yang panjang
Qi
Qo
td
Qi Qo
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 14
RESPON STEP SISTEM ORDE 1 + DELAY
MV
PV
0 Td t
PV
MV
PROSES MV PV DELAY
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 15
PROSES ORDE DUA Sistem dengan dua tingkat penyimpan masa/energi Mngkin saja terbentuk dari dua deret sistem orde 1
qin
qo1
qout
h1
h2
h1
t [menit]
h2
t [menit]mirip huruf S
PROSES 1MV PVPROSES 2
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 16
t
A1 A2
To1
2 3PV
mantap
STEP RESPONSE PROSES ORDE DUA
Ada 3 kondisi: Underdamp Critically damp Overdamp
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 17
tr ts
SP90 %
10 %
PV
STEP RESPONSE PROSES ORDE DUA
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 18
STEP RESPONSE PROSES ORDE DUA
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 19
STEP RESPONSE PROSES ORDE DUA
Time (sec.)
Ampl
itude
Spesifikasi Sistem Orde 2(Underdamped)
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Delay Time
SteadyState
Peak Time
Mp
Rise Time
Setlling Time
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 20
SPESIFIKASI ORDE 2
Sistem Orde 2 dengan Input fungsi Step : Delay time (td)
Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk mencapai setengah dari nilai akhir pada saat pertama kali.
Rise time (tr) Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk naik dari 10% ke 90%, 5% ke
95% atau dari 0% ke 100% dari nilai akhirnya. Untuk Underdamped biasanya digunakan 0% ke 100% sedangkan untuk Overdamped biasa digunakan 10% ke 90%.
Peak Time (tp) Waktu yang dibutuhkan bagi respon untuk mencapai puncak pertama dari
overshoot.
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 21
SPESIFIKASI SISTEM ORDE 2
Maksimum Overshoot (Mp), nilai persentase dari respon maksimum sistem dihitung dari nilai inputnya.
Settling Time (ts) Waktu yang dibutuhkan bagi kurva respon untuk mencapai dan berada di
dalam sebuah kisaran nilai akhir. Kisaran nilai yang digunakan biasanya 2% sampai 5% dari nilai akhir
%100)(
)()(%
=
CCtpCM p
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Pemodelan Sistem Dinamik 22
RANGKUMAN
Model adalah representasi sederhana sebuah sistem agar mudah dianalisis
Dengan model sistem dinamik, proses dapat diidentifikasi sebagai sistem Orde N.
Beberapa yang penting untuk diingat : Sistem orde 1 Sistem Orde 2
Underdamped Criticallydamped Overdamped
Time Delay bisa muncul pada sistem bila input jauh dari / tidak langsung mempengaruhi output.
-
By : Ranjiv Maulana Email : [email protected]
Referensi DCS Engineering
.. (2000). Instrumentation anda Control Process Control
Fundamentals. .: PAControl.com ..(2009). Instumentation Centralised Distributive Control System
Training Manual. .: Total.
... (..). Teknik Pengendalian Proses dengan Distributed Control Sistem Slide Presentation. Bandung: Center for Instrumentation and Automation ITB.
... (..). Pengantar Kontrol Proses Industri Slide Presentation. Bandung: Industrial Automation Research Group (IARG)-ITB.
http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_control_system
http://controlmanuals.com/files/Automation/Distributed-Control-System-DCS/Using-a-Distributed-Control-System-(DCS)~pdf532.html
KULIAH DCS EngBAHASANPEMODELANJENIS MODELSISTEM DINAMIKCONTOH SISTEMRESPON SISTEMINPUT STANDARDSISTEM ORDE 1RESPON STEP SISTEM ORDE 1TIME-CONSTANTGAINPROSES ORDE-1 + DELAYRESPON STEP SISTEM ORDE 1 + DELAYPROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASTEP RESPONSE PROSES ORDE DUASPESIFIKASI ORDE 2SPESIFIKASI SISTEM ORDE 2RANGKUMANReferensi