PERANCANGAN KENDALI PID BERDASAR TANGGAPAN FREKUENSI UNTUK TINGGI PERMUKAAN AIR BERBASIS PLC

DINDY AGUS SUMANJAYA, Adha Imam Cahyadi,S.T.,M.Eng.,D.Eng.

2013 | Skripsi | TEKNIK ELEKTRO

Penelitian ini bertujuan untuk menguji bagaimana tanggapan frekuensi dengan diagram Bode dapat digunakan sebagai pengendali PID untuk mengendalikan ketinggian permukaan air berbasis PLC. Metode tanggapan frekuensi dan tempat kedudukan akar, yang merupakan inti teori pengendali fisik, akan membawa sistem yang stabil dan memenuhi seperangkat persyaratan kinerja yang hampir seimbang. Plant yang dipakai pada penelitian ini adalah sistem kitinggian permukaan air. Algortima kendali diimplemantasikan dalam PLC TSX 3722, menggunakan software PL7 Pro. Pengujian yang dilakukan adalah pemberian tanggapan unit step. Parameter analisis yang digunakan adalah kecepatan mencapai set-point (settling time), dan overshoot. Pada analisis dilihat kinerja PID berdasarkan tanggapan frekuensi sistem, melalui diagram Bode. Untuk mengetahui watak dari kendali ketinggian permukaan air digunakan dengan cara pengujian kendali kalang terbuka, sehingga didapatkan rise time (Tr), settling time (Ts), dan konstanta waktu ( ). Hasil dari watak kendali ketinggian permukaan air tersebut diketahui nilai transfer function-nya yang akan digunakan untuk menentukan nilai Kp, Ki dan Kd untuk mendapatkan sistem pengendalian yang efisien. Metode tanggapan frekuensi dengan diagram Bode juga dapat digunakan untuk kendali PID dengan menghasilkan sistem yang stabil dan kesalahan dalam keadaan mantap sesuai yang diharapkan dan respon yang cepat. Setelah mendapatkan respon sistem yang stabil, akan dianalisis melalui diagram Bode sebagai pembanding dalam pemodelan sistem. Berdasarkan analisis, perancangan kendali PID dengan tanggapan frekuensi menghasilkan tanggapan sistem yang lebih efisien untuk mengendalikan sistem ketinggian permukaan air. Dengan besar Kp = 10, Ki = 0.1, dan Kd = 75, akan didapatkan sistem yang lebih efisien, dengan perbandingan efisiensi sebesar 375 % dibandingkan dengan metode sebelumnya.

This study aims to examine how the frequency response Bode diagrams can be used as a PID controller to control the water levels based on PLC. Frequency response method and the seat of the root, which are core theory of the physical controllers, will bring a stable system and meet performance requirements set which is almost balanced. Plant which is used in this study is the water surface elevation system. Control algorithm, which is installed in the PLC TSX 3722, is using PL7 Pro software. The test in this study is done with a response giving to unit step. Parameters of analysis used is the reaching speed to the set-point (settling time), and overshoot. The analysis show the performance of PID based on system frequency response through Bode diagram. To determine the characteristics of water surface level control, we used the open loop control test, so we got the rise time (Tr), settling time (Ts), and the time constant ( ). The results of the test show that we know the value of transfer function which is used to determine the value of Kp, Ki and Kd to get the more efficient control system. The frequency response method using Bode diagram, can also be used to determine the PID controller with produced the stable system and error in the steady state as expected and fast response. After getting the response of a stable system, will be analyzed through Bode diagram for comparison in the modeling system. The results will be analyzed, design of PID control with frequency response generates a more efficient feedback system to control the water surface level system. With the value of Kp = 10, Ki = 0.1, and Kd = 75, we will get a more efficient system, with the efficiency ratio is 375% compared to previous method.

Kata Kunci : PID, tanggapan frekuensi, diagram Bode, Ziegler-Nichols, sistem ketinggian permukaan air.