Sistem Loop Tertutup

Merupakan suatu sistem yang keluarannya berpengaruh langsung terhadap aksi kendali, yang mempertahankan keluaran sehingga sama bahkan hampir sama dengan masukan acuan walaupun terdapat gangguan pada sistem. Jadi sistem ini adalah sistem kendali berumpan balik, dimana kesalahan penggerak adalah selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (berupa sinyal keluaran dan turunannya) yang diteruskan ke pengendali sehingga melakukan aksi terhadap proses untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran mendekati harga yang diingankan. Dan memerlukan koreksi terus menerus untuk mendapatkan unjuk kerja yang maksimum.

Sinyal keluaran umpan balik mempunyai fungsi alih H(s). Sinyal umpan balik yang diumpan balikkan ketitik penjumlahan untuk dibandingkan dengan sinyal masukkan R(s), sedangkan keluaran dari titik penjumlahan merupakan sinyal kesalahan E(s) yang dinyatakan dengan persamaan :

E(s)=R(s) + [-B(s)]

 

Sistem pengendali G(s) akan menghasilkan sinyal keluaran C(s) yang akan diumpankan kembali ketitik penjumlahan. Sumber: Muhammad Supriadi, 2005 

 

  •      Kelebihan Sistem Pengaturan Loop Tertutup

 

  1. Memiliki ketelitian yang terjaga
  2.  Dapat mengetahui karakteristik dan perubahan pada plant
  3. Ketidak liniearan antar komponen pada sistem tidak terlalu menggangu

 

  •         Kelemahan Sistem Pengaturan Loop Tertutup

 

  1. Perawatannya lebih rumit
  2.  Memerlukan biaya yang mahal
  3.  Cenderung ke arah osilasi

 

 

  •  Istilah-istilah dalam sistem pengendalian adalah :

 

1. Masukan

Masukan atau input adalah rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan. Masukan juga sering disebut respon keluaran yang diharapkan.

 

2. Keluaran

Keluaran atau output adalah tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem kendali.

 

3. Plant

Seperangkat peralatan atau objek fisik dimana variabel prosesnya akan dikendalikan, msalnya pabrik, reaktor nuklir, mobil, sepeda motor, pesawat terbang, pesawat tempur, kapal laut, kapal selam, mesin cuci, mesin pendingin (sistem AC, kulkas, freezer), penukar kalor (heat exchanger), bejana tekan (pressure vessel), robot dan sebagainya.

 

4. Proses

Berlangsungnya operasi pengendalian suatu variabel proses, misalnya proses kimiawi, fisika, biologi, ekonomi, dan sebagainya.

 

5. Sistem

Kombinasi atau kumpulan dari berbagai komponen yang bekerja secara bersama-sama untuk mencapai tujuan tertentu.

 

6. Diagram blok

Bentuk kotak persegi panjang yang digunakan untuk mempresentasikan model matematika dari sistem fisik. Contohnya adalah kotak pada gambar 1 atau 2.

 

 

7. Fungsi Alih (Transfer Function)

Perbandingan antara keluaran (output) terhadap masukan (input) suatu sistem pengendalian. Suatu misal fungsi alih sistem pengendalian loop terbuka gambar 1 dapat dicari dengan membandingkan antara output terhadap input. Demikian pula fungsi alih pada gambar 3.

 

8. Sistem Pengendalian Umpan Maju (open loop system)

Sistem kendali ini disebut juga sistem pengendalian lup terbuka . Pada sistem ini keluaran tidak ikut andil dalam aksi pengendalian sebagaimana dicontohkan gambar 1. Di sini kinerja kontroler tidak bisa dipengaruhi oleh input referensi.

 

9. Sistem Pengendalian Umpan Balik

Istilah ini sering disebut juga sistem pengendalian loop tertutup . Pengendalian jenis ini adalah suatu sistem pengaturan dimana sistem keluaran pengendalian ikut andil dalam aksi kendali.

 
10. Sistem Pengendalian Manual
Sistem pengendalian dimana faktor manusia sangat dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia sangat dominan dalam menjalankan perintah, sehingga hasil pengendalian akan dipengaruhi pelakunya. Pada sistem kendali manual ini juga termasuk dalam kategori sistem kendali jerat tertutup. Tangan berfungsi untuk mengatur permukaan fluida dalam tangki. Permukaan fluida dalam tangki bertindak sebagai masukan, sedangkan penglihatan bertindak sebagai sensor. Operator berperan membandingkan tinggi sesungguhnya saat itu dengan tinggi permukaan fluida yang dikehendaki, dan kemudian bertindak untuk membuka atau menutup katup sebagai aktuator guna mempertahankan keadaan permukaan yang diinginkan.
 
 
11. Sistem Pengendalian Otomatis
Sistem pengendalian dimana faktor manusia tidak dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia digantikan oleh sistem kontroler yang telah diprogram secara otomatis sesuai fungsinya, sehingga bisa memerankan seperti yang dilakukan manusia. Di dunia industri modern banyak sekali sistem ken dali yang memanfaatkan kontrol otomatis, apalagi untuk industri yang bergerak pada bidang yang proses nya membahayakan keselamatan jiwa manusia.
 
 
12. Variabel terkendali (Controlled variable)
Besaran atau variabel yang dikendalikan, biasanya besaran ini dalam diagram kotak disebut process variable (PV). Level fluida pada bejana pada gambar 4 merupakan variabel terkendali dari proses pengendalian. Temperatur pada gambar 5 merupakan contoh variabel terkendali dari suatu proses pengaturan.
 
13. Manipulated variable
Masukan dari suatu proses yang dapat diubah -ubah atau dimanipulasi agar process variable besarnya sesuai dengan set point (sinyal yang diumpankan pada suatu sistem kendali yang digunakan sebagai acuan untuk menentukan keluaran sistem kontrol). Masukan proses pada gambar 4 adalah laju aliran fluida yang keluar dari bejana , sedangkan masukan proses dari gambar 5 adalah laju aliran fluida yang masuk menuju bejana. Laju aliran diatur dengan mengendalikan bukaan katup.
 
14. Sistem Pengendalian Digital
Dalam sistem pengendalian otomatis terdapat komponen -komponen utama seperti elemen proses, elemen pengukuran (sensing element dan transmitter), elemen controller (control unit), dan final control element (control value ).
 
 
15. Gangguan (disturbance)
Suatu sinyal yang mempunyai k ecenderungan untuk memberikan efek yang melawan terhadap keluaran sistem pengendalian(variabel terkendali). Besaran ini juga lazim disebut load.
 
 
 
16. Sensing element
Bagian paling ujung suatu sistem pengukuran ( measuring system) atau sering disebut sensor. Sensor bertugas mendeteksi gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan sistem kontroler. Sistem dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor on/off menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus paralel, sistem bus serial serta si stem mata kamera. Contoh sensor lainnya yaitu thermocouple untuk pengukur temperatur, accelerometer untuk pengukur getaran, dan pressure gauge untuk pengukur tekanan.
 
17. Transmitter
Alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element dan mengubahnya supaya dimengerti oleh controller.
 
18. Aktuator
Piranti elektromekanik yang berfungsi untuk menghasilkan daya gerakan. Perangkat bisa dibuat dari system motor listrik (motor DC servo, moto r DC stepper, ultrasonic motor, linier moto, torque motor , solenoid), sistem pneumatik dan hidrolik. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator atau torsi gerakan maka bisa dipasang sistem gear box atau sprochet chain.
 
19. Transduser
Piranti yang berfungsi untuk mengubah satu bentuk energi menjadi energi bentuk lainnya atau unit pengalih sinyal. Suatu contoh mengubah sinyal gerakan mekanis menjadi energi listrik yang terjadi pada peristiwa pengukuran getaran. Terkadang antara transmiter dan tranduser dirancukan, keduanya memang mempunyai fungsi serupa. Transduser lebih bersifat umum, namun transmiter pemakaiannya pada sistem pengukuran.
 
20.Measurement Variable
Sinyal yang keluar dari transmiter, ini merupakan cerminan sinyal pengukuran. 
 
21. Setting point
Besar variabel proses yang dikehendaki. Suatu kontroler akan selalu berusaha menyamakan variabel terkendali terhadap set point.
 
22. Error
Selisih antara set point dikurangi variabel terkendali. Nilainya bisa positif atau negatif, bergantung nilai set point dan variabel terkendali. Makin kecil error terhitung, maka makin kecil pula sinyal kendali kontroler terhadap plant hingga akhirnya mencapai kondisi tenang ( steady state)
 
23. Alat Pengendali (Controller)
Alat pengendali sepenuhnya menggantikan peran manusia dalam mengendalikan suatu proses. Controller merupakan elemen yang mengerjakan tiga dari empat tahap pengaturan, yaitu
a. membandingkan set point dengan measurement variable
b. menghitung berapa banyak koreksi yang harus dilakukan, dan
c. mengeluarkan sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungannya,
 
24. Control Unit
Bagian unit kontroler yang menghitung besarnya koreksi yang diperlukan.
 
25. Final Controller Element
Bagian yang berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan memanipulasi besarnya manipulated variable atas dasar perintah kontroler.
 
26. Sistem Pengendalian Kontinyu
Sistem pengendalian yang ber jalan secara kontinyu, pada setiap saat respon sistem selalu ada. Pada gambar 7. Sinyal e(t) yang masuk ke kontroler dan sinyal m(t) yang keluar dari kontroler adalah sinyal kontinyu.