Prinsip Teknologi kontrol

Prinsip Dasar Kontrol

Pada pada kesempatan kali ini kami  akan mengulas tentang prinsip dasar kontrol otomatis, materi ini merupakan salah satu konsep pembelajaran saat berkuliah, sebelumnya saya akan mengulas terapan sistem kontrol berdasarkan pengalaman yang telah lalu. tanpa kita sadari kita beranjak serta bergantinya tahun sistem teknologi berkembang sangat pesat dari sebelum nya sistem kontrol konvensional menjadi serba digital hingga kehari konsep pengembangan berbasis kontrol terus menerus merambah dan pesat kemajuan nya mengimbangi konsep perekonomian serta kemajuan jaman yang serba berkesinambungan dulu kita hingga sampai sekarang kita menemui pemanas air listrik dengan sistem pengaturan kontrol konvensional dan saat ini pemenas air dapat kita set titik pememanasan nya secara digital dengan memanfaatkan sinergitas data tak kalah penting kemajuan industri disegala lini telah mengalami kemajuan sangat cepat dan mampu menemukan formula efisiensi atas keterlibatan manusia didalamnya sehingga dapat mencapai target waktu yang sangat baik.
 

dalam ulasan saat ini ialah anda akan dapat melakukan pengendalian dan pengontrolan peralatan kontrol otomatis di industri dengan memahami prinsip dasar nya sendiri.

Indikator setelah setelah anda memahami ulasan ini ialah Anda dapat menjelaskan konsep dasar kontrol otomatis.

 

Oke silahkan anda simak baik-baik materi prinsip dasar kontrol otomatis berikut ini.

A. Sistem Kontrol

Kata kontrol sering kita dengar dan diucapkan dalam pembicaraan sehari-hari. Kata kontrol disini dapat diartikan “mengatur.” Arti penggunaan kata kontrol dalam teknik mekatronika adalah, “suatu peralatan atau kelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi suatu mesin agar sesuai dengan yang dikehendaki.”

Sistem yang mempunyai kemampuan untuk melakukan start, mengatur dan memberhentikan suatu proses untuk mendapatkan output yang sesuai dengan yang diinginkan disebut “Sistem Kontrol.” Jika sistem kontrol bekerja secara otomatis (tanpa menggunakan tenaga manusia) maka sistem tersebut dinamakan sistem kontrol otomatis.
Setiap sistem kontrol mempunyai tiga elemen pokok, yaitu:  input, proses, dan output. 

Proses adalah operasi yang sengaja dibuat, berlangsung secara kontinyu, yang terdiri dari beberapa aksi atau perubahan yang dikontrol, yang diarahkan menuju ke suatu hasil atau keadaan akhir tertentu. Dalam modul ini setiap operasi yang dikontrol disebut proses. Peralatan yang digunakan untuk mengontrol operasi disebut controller. Sedangkan obyek fisik yang dikontrol disebut plant. Bagian proses bertugas untuk memproses (mengontrol) sinyal input (masukan) untuk menghasilkan sinyal output (keluaran).

Input merupakan sinyal masukan yang umumnya dihasilkan dari sebuah sensor. Sensor ini adalah suatu alat pengubah (tranduser) yang dapat merubah kuantitas (besaran) fisik menjadi kuantitas (besaran) listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Beberapa contoh dari sensor adalah sebagai berikut:

1. Sensor mekanis seperti tombol tekan (push button), sakelar batas (Limit switch),dll.
2. Sensor suhu seperti bimetal, RTD, Thermocouple termostat, dll.
3. Sensor jarak seperti saklar tipe arus eddy, saklar jarak induktif, saklar reed, saklar jarak kapasitif dll.

Sensor ini mengirimkan informasi mengenai nilai (kuantitas) yang diukur kemudian diproses oleh bagian pengontrol (controller). Gambar 2. di bawah menunjukan beberapa contoh dari peralatan input.

Output merupakan sinyal keluaran yang dihasilkan dari bagian proses, berupa sinyal listrik yang dipakai untuk mengaktifkan peralatan output (actuator) seperti : motor, solenoid, lampu indikator, buzer, heater, katup, dsb. Gambar 3. di bawah ini menunjukan contoh dari peralatan output.

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.

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 :

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.Sistem kontrol otomatis dan kontrol manual

Kontrol manual
Sistem kontrol manual adalah suatu sistem pengontrolan dimana variabel manipulator variabel kontrol bekerjanya sistem adalah manusia, baik dari segi pengamatan input pengolahan data serta menggerakkan peralatan output.

Gambar 6. berikut ini menunjukkan sistem kontrol manual pada sebuah tangki air. Variabel yang mengatur input dan output adalah manusia (operator). Operator melihat ketinggian air, jika ketinggian air melewati batas, operator akan membuka kran pengeluaran. Kesalahan (error) dari sistem manual sangat besar karena operator dituntut untuk melakukan pengamatan secara teliti dan tindakan cepat, sementara keadaan fisik dan mental seorang operator tidak selalu stabil.

Kontrol otomatis
Sistem kontrol otomatis adalah suatu sistem pengontrolan dimana variabel manipulator dan variabel kontrol bekerjanya sistem dilakukan oleh sebuah peralatan pengontrol otomatis, baik dari segi pengamatan input pengolahan data serta menggerakkan peralatan output.

Gambar 7. berikut ini menunjukkan sistem kontrol otomatis pada sebuah tangki air. Dimana controller akan otomatis menggerakkan actuator ketika ketinggian air menyentuh sensor, sehingga kran pengeluaran terbuka. Kejadian ini terus terjadi secara berulang dan kontinyu.

Demikianlah artikel  kali ini tentang prinsip dasar kontrol  semoga bermanfaat untuk anda semua dan tunggulah artikel kami berikutnya.

Teknologi Kontrol

Sistem kontrol (sistem kendali) telah memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Di samping sangat diperlukan pada pesawat ruang angkasa, peluru kendali, dan sistem kemudi pesawat, sistem kontrol juga menjadi bagian yang penting dan terpadu dari proses – proses dalam pabrik dan industri modern. Sebagai contoh, sistem kontrol sangat diperlukan dalam operasi – operasi di industri untuk mengontrol tekanan, temperatur, kelembaban, viskositas, dan aliran dalam industri proses, pengerjaan dengan mesin perkakas, penanganan dan perakitan bagian – bagian mekanik dalam industri manufaktur, dan sebagainya.

Karena kemajuan dalam teori dan praktek sistem kontrol, maka sistem kontrol dapat memberikan kemudahan dalam mendapatkan performasi dari sistem dinamik, mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, meniadakan pekerjaan – pekerjaan rutin dan membosankan yang harus dilakukan oleh manusia, dan sebagainya.

Pengertian sistem kontrol itu sendiri adalah proses pengaturan / pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu. Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian atau sistem pengontrolan. Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Dengan operator (manual) dan otomatik.
2. Jaringan tertutup (closed-loop) dan jaringan terbuka (open-loop).
3. Kontinu (analog) dan diskontinu (digital, diskrit).
4. Servo dan regulator.
5. Menurut sumber penggerak : elektris, pneumatis (udara, angin), hidarulis (cairan), dan mekanis. (kontrol otomatik teori dan penerapan : 1994)

Sedangkan aksi pengontrolan ada enam aksi yaitu :

1. Dua posisi (on-off).
2. Proportional.
3. Integral.
4. Proportional plus Integral.
5. Proportional plus Derivative.
6. Proportional plus Integral plus Derivative. (teknik kontrol automatik sistem pengaturan jilid 1 : 1985)

Aksi kontrol PID (Proportional, Integral, Derivative) banyak  ditemukan di dunia industri dan satu – satunya strategi yang paling banyak diadopsi pada pengontrolan proses. Berdasarkan survey, 97% industri yang bergerak dalam bidang proses (seperti kimia, pulp, makanan, minyak, dan gas) menggunakan PID sebagai komponen utama dalam pengontrolannya. (kontrol PID untuk proses industri : 2008)