Gambar
1.11 Sistem Kontrol Floating
Kontrol
Floating (floating control) lazim disebut juga sebagai kontrol
tiga posisi (tri-state control) yang mirip dengan kontrol dua posisi (two-position
control), tetapi tidak dibatasi hanya pada dua posisi. Sistem kontrol tiga
posisi harus mempunyai piranti kontrol jenis modulating, seperti damper, atau
katub yang digerakkan oleh motor. Piranti kontrol memiliki tiga mode operasi,
yaitu drive open, idle, drive closed.
Seperti
pada kontrol dua posisi, floating control memiliki set point dan control
differential. Beberapa floating controller memiliki dua pengaturan set point,
yaitu upper set point dan lower set point. Control differential merupakan beda
antara kedua set point tersebut. Jika suhu udara suplai turun hingga di bawah
lower set point, maka piranti kontrol (controller) akan mulai menggerakkan
katub menjadi terbuka (drive open), sehingga meningkatkan jumlah aliran medium
pemanas melalui pipa. Karena adanya penundaan waktu dalam aksi mekanik membuka
katub dan proses kenaikan suhu yang tidak serta merta naik (thermal lag), maka
suhu udara suplai terus turun hingga di bawa garis lower set point sebelum naik
lagi.
Gambar
1.12 Sistem Pemanasan Ruang Sederhana
Bila
kenaikan suhu sampai di atas garis differential, katub akan kembali menutup.
Bila suhu berada diantara garis differential maka posisi katub tidak berubah.
Jika suhu naik di atas garis differential bagian atas, piranti kontrol akan
mulai menutup katub, sehingga mengurangi jumlah medium pemanas yang melalui
pipa. Suhu udara suplai akan berfluktuasi antara garis differential atas dan
garis differential bawah.
Kontrol Modulasi
Kontrol
modulasi lazim disebut juga sebagai kontrol kontinyu atau kontrol analog. Pada
awalnya, hanya istilah kontrol proporsional yang digunakan pada kontrol
modulasi karena piranti kontrol pada saat itu terbatas pada penerapan logika
control proportional. Pada tahapan berikutnya, kontrol modulasi modern telah
menggunakan algoritma yang lebih komplek sehingga menghasilkan logika
proporsional yang lebih rumit, yakni logika Proporsional, integral, dan
derivatif.
Ingat,
kontrol otomatik yang sederhana meniru logika manusia yang kita terapkan pada
saat melakukan kontrol manual. Untuk memahami beberapa logika kontrol marilah
kita bayangkan lagi proses menyetir mobil pada kecepatan konstan. Ketika berada
di jalan raya datar maka kita dapat mempertahankan kecepatan mobil berada pada
kecepatan konstan. Begitu kita sampai pada daerah tanjakan, maka kecepatan
mobil akan turun, sehingga pengendara akan menginjak pedal akselerator untuk
menaikkan kecepatan mobil. Sebaliknya, ketika kita sampai pada daerah turunan,
maka kecepatan mobil akan naik dengan sendirinya, walaupun tekanan pada
akselerator tidak ditambah, sehingga kita perlu mengurangi tekanan pada pedal
akselerator. Cara berfikir berkendaraan seperti tersebut dapat dibuat formula
matematikanya sebagai berikut:
V
= VO + VP+ VI+ VD
Pada
ekspresi matematik tersebut, V adalah outputcontroller. Pada contoh
kasus ini, V adalah berapa besar tekanan yang kita berikan untuk menginjak
pedal akselerator. Pada sisi kanan, Vo adalah pengaturan offset: yakni besaran
tekanan pijakan pada akselerator ketika berada di jalan datar, dan untuk
menjaga agar mobil meluncur secara stabil pada kecepatan tertentu sesuai
keinginan. Istilah berikutnya Vp, adalah istilah proportional. Yakni
proporsional terhadap error e, yaitu perbedaan antara kecepatan actual dan
kecepatan yang diinginkan (set point). Jika kita menginginkan untuk
menambah kecepatan pada jalan datar maka kita tingkatkan tekanan pada pedal
akselerator.
Dalam
hal ini kita menggunakan proportional control logic. Istilah ketiga adalah Vi,
disebut sebagai integral, yakni proporsional terhadap integral error pada waktu
tertentu. Secara sederhana istilah integral pada pokoknya merupakan harga
rata-rata bobot-waktu dari error, berapa besar penyimpangan dari set point
dikalikan dengan berapa lamanya waktu yang telah diambil. Dalam contoh kasus
ini, jika kita merasakan berada pada suatu kecepatan yang diinginkan dalam
waktu lama, dan kemudian menambah tekanan pada pedal akselerator untuk
meningkatkan kecepatan mobil, berarti kita telah menggunakan logika integral.
Istilah terakhir adalah Vd, disebut derivatif, yakni proporsional terhadap derivatif
error setiap saat. Secara sederhana istilah derivatif pada pokoknya
merupakan laju perubahan dari error, seberapa cepat kita mencapai atau menjauh
dari set point. Dalam contoh kasus ini, jika kita merasakan bahwa kita mencapai
kecepatan yang diinginkan terlalu cepat sehingga kita mulai mengurangi tekanan
pada pedal akselerator, dalam hal ini kita menggunakan logika derivatif.
Algoritma seperti tersebut lazim disebut sebagai PID controller.
Pulse-width
Modulation, & Time-proportioning Control
Jenis
logika modulasi yang diterapkan pada sistem kontrol On-off adalah Pulse witdh
modulation (PWM). Output yang dihasilkan berdasarkan pergerakan step diskrit
secara serial. Dalam hal ini bentuk output dari piranti kontrolnya berupa serangkaian
pulsa yang berbeda-beda waktunya, untuk mengoperasikan piranti terkontrol
seperti motor stepper yang menggerakan katub atau damper atau kontrol On-off
untuk mengontrol elemen pemanas. Gambar 1.13 memperlihatkan tipikal PWM
control.
Gambar
1.13 Tipikal PWM
Sinyal
output dari suatu jerat kontrol (V) lebih menyatakan panjang pulsa dari pada
posisi dari piranti terkontrol. Jika posisi aktual dari piranti terkontrol
harus diketahui, maka piranti umpan balik (feedback) untuk mendeteksi
posisi aktuator harus dipasang dan dikirimkan kembali ke sistem kontrolnya.
Variasi
lain dari kontrol modulasi adalah time-proportioning control seperti
diperlihatkan dalam Gambar 1.14. Seperti PWM, output dari time-proportioning
control berupa serangkaian pulsa on/off, tetapi siklus waktunya tetap, yang
berubah adalah persentasi waktu on dan waktu off .
Gambar
1.14 Sistem Pemanasan Ruang Sederhana
No comments:
Post a Comment
Tinggalkan Kritik dan Saran yang membangun