PERANCANGAN SISTEM KONTROL ANTISURGE KOMPRESOR BERBASIS MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) DI PABRIK AMONIA PT. PETROKIMIA GRESIK

SINDU DANIARTA, Dr.-Ing. Awang Noor Indra Wardana; Widya Rosita, S.T., M.T.

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Kompresor merupakan salah satu peralatan penting dalam industri minyak, gas, dan petrokimia. Kompresor berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida, sehingga fluida gas dapat mengalir melalui saluran pipa. Kompresor ini tidak dapat bekerja dengan baik jika terdapat gangguan. Surge merupakan salah satu gangguan dimana suatu kondisi tidak stabil dari kompresor ketika mencapai batas aliran pada saluran suction kompresor. Kondisi surge ini dapat ditandai oleh suara vibrasi yang keras pada kompresor, kenaikan suhu pada saluran discharge, osilasi cepat dari tekanan maupun aliran pada saluran discharge kompresor, dan akhirnya kompresor mengalami shutdown atau bahkan rusak. Maka dari itu dibutuhkan suatu sistem kontrol untuk mencegah terjadinya surge. Penelitian ini melakukan perancangan sistem kontrol antisurge kompresor 103-J di pabrik amonia PT. Petrokimia Gresik. Perancangan sistem kontrol berbasis Model Predictive Control (MPC) ini menggunakan model plant yang diperoleh dari identifikasi sistem. Selain itu, perancangan ini menentukan nilai horizon kontrol dan horizon prediksi yang diperoleh dari non-adaptive tuning. Perancangan sistem kontrol antisurge ini juga membandingkan dengan sistem kontrol Proporsional-Integral-Derivatif (PID) existing dan PID hasil tuning. Hasil model plant sistem kontrol antisurge kompresor menghasilkan kriteria validitas max(RNi) untuk kompresor 1st stage sebesar 0,0535, kompresor 2nd stage sebesar 0,1273, dan kompresor 3rd - 4th sebesar 0,1037. Perancangan sistem kontrol antisurge berbasis MPC ini dapat dilakukan dengan fungsi obyektif 1-norm, namun non-adaptive tuning tidak dapat diterapkan pada sistem ini. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa sistem kontrol antisurge berbasis MPC lebih unggul dari PID existing dan PID hasil tuning.

Compressors are important equipment in industries of oil, gas, and petrochemical. The objective of compressors increase fluid pressure, so that fluid can flow through the pipeline. Compressor may not work properly if there is disturbance. Surge is one of disturbance which an unstable condition of compressor when it reaches the limit flow in the compressors suction line. This surge condition can be characterized by a loud sound vibrations in the compressor, rising temperature, rapid oscillation of pressure and flow in discharge line and finally shutdown or even damaged. Therefore, we need a control system to prevent surge. This research design compressor anti-surge control system in ammonia plant PT. Petrokimia Gresik. Design of control system based on Model Predictive Control (MPC) use plant model obtained from identifications systems. In addition, this design determines value of the control and predictive horizon obtained from non-adaptive tuning. Design of compressor anti-surge control systems is also compared with existing Proportional-Integral-Derivative (PID) and tuning results of PID. The results of plant model produce validity criteria max(RNi) for the 1st stage compressor at 0.0535, 2nd stage compressor at 0.1273, and 3rd - 4th stages compressor at 0.1273. Design of compressor anti-surge control systems based on MPC can be done with the objective function 1-norm, but non-adaptive tuning cannot be applied to this system. These results show that compressor anti-surge control system based on MPC is superior to existing PID and tuning results of PID.

Kata Kunci : Kompresor, Antisurge, Kalang tertutup, Identifikasi sistem, MPC