Studi Pemodelan Bond Graph dan Perancangan Pengontrol Proportional + Integral untuk Level Boiler dan Temperatur Penukar Kalor pada Sistem Miniplant

Tujuan penelitian tugas akhir ini adalah menurunkan model level tangki boiler dan temperatur keluaran penukar kalor pada sistem miniplant untuk memahami dinamika proses dan perancangan pengontrol proportional dan integral. Penurunan model dilakukan dengan metode Bond Graph. Titik operasi dipilih berdasarkan kondisi kesetimbangan proses. Miniplant tangki boiler dan penukar kalor memiliki dua proses utama yaitu level tangki boiler dan temperature produk penukar kalor. Proses level tangki boiler dimodelkan menjadi sistem orde satu. Didapatkan akar kuadrat rata –rata kesalahan model level yaitu 5,7 mm pada titik operasi aliran masuk 4,3 m3/jam dan aliran keluar 4 m3/jam. Proses temperatur penukar kalor dimodelkan menjadi sistem orde dua. Didapatkan akar kuadrat rata –rata eror model temperatur = 0,4oC. Level tangki boiler merupakan proses non self regulatory, pada kondisi aliran masuk sama dengan aliran keluar maka level akan tetap. Level tangki boiler harus dikontrol karena aliran keluar dari boiler digunakan sebagai manipulated variable bagi proses temperature penukar kalor. Temperatur penukar kalor merupakan proses self regulatory dengan empat input. Variable yang ingin dikontrol adalah temperatur produk dengan manipulated variable adalah aliran keluar dari tangki boiler. Pengontrolan level tangki boiler dan temperatur penukar kalor dilakukan dengan penambahan parameter proportional dan integral. Penentuan proportional band (PB) dilakukan menggunakan kurva karakteristik statis untuk mendeskripsikan daerah operasi control valve sebelum mencapai saturasi dan dengan metode pole placement agar letak pole mendekati sumbu riil. Penentuan integral time (Ti) dilakukan dengan meletakkan satu pole berhimpit dengan zero sehingga pengaruh zero menjadi kecil. Pengontrolan level dilakukan di titik operasi 50-60cm.