BAB 4.0 _3

4. SISTEM
PENGENDALIAN
Pada saat ini hampir setiap peralatan
atau
sistem
dalam
operasinya
memerlukan sistem pengendalian. Ada
bermacam -macam sistem pengendalian
yang digunakan pada saat ini,
diantaranya adalah sistem pengendalian
elektromekanik,
elektronik
dan
elektronika daya, serta peneumatik.
Bagian ini akan membahas keempat
macam sistem pengendalian tersebut
dan peranannya dalam sistem kendali.
Sebagaimana telah diketahui bahwa ada
dua macam sistem kendali, yaitu sistem
kendali dan sistem kendali otomatis.
Sistem
kendali
manual
masih
memerlukan peranan manusia sebagai
pengendali-nya
sedangkan
yang
otomatis mengganti manusia dengan
pengendali pengendali, baik analog,
digital, maupun pneumatik. Pada bagian
ini akan dikupas ten-tang konsep dasar
sistem
kendali
elektromagnetik,
elektronik, elektronika daya, dan elektro
mekanik.
Secara umum, prinsip sistem kendali
seperti ditunjukkan secara diagram
kotak seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.1.
Elemen-elemen sistem kendali
Berdasarkan diagram kotak yang
ditunjukkan pada Gambar 4.1, elemenelemen sistem dapat dijelaskan sebagai
berikut.
•
Plant
Plant merupakan istilah umum yang
digunakan untuk menyebut alat, mesin, proses, atau sistem yang dikendalikan operasinya oleh sistem kendali. Misalnya, alat pendingin ruangan, motor, generator. Ada plant yang
mempunyai hanya satu variabel
disebut plant variabel-tunggal. Ada
pula yang mempunyai banyak variabel yang dikenal dengan plant
multi-variabel.
Keterangan:
Gambar 4.1 Diagram kotak sistem kendali
w = setpoint
x
= harga terukur
c = variabel yang dikontrol (keluaran
plant)
e = w-x = sinyal error
y
= sinyal kontrol (keluaran pengendali)
c/x = pengkondisian sinyal
283
•
•
Pengendali
Pengendali (controller) merupakan
otak dari sistem, karena proses kerja
yang terjadi dalam sistem tidak lepas
dari perintah alat ini. Alat ini
mengevaluasi
kondisi
sistem
kemudian mengambil tindakan guna
mencapai kehendak. Karena fungsi
itulah,
ba-nyak
pihak
yang
menganggap alat ini merupakan
elemen yang mempunyai dua
masukan
(setpoint
dan
hasil
pengukuran) dan satu keluaran
(sinyal kontrol). Berarti elemen
penjumlah termasuk di dalamnya.
Namun,
untuk
kemudahannya,
dalam
pembahasan,
dalam
kaitannya deng-an aksi pengendali,
alat ini sering di-gambarkan sebagai
satu elemen yang mempunyai satu
masukan dan satu keluaran. Ada
banyak jenis alat ini, diantaranya
pengendali tidak kontinyu (on-off)
dan kontinyu.
Elemen pengukuran
Elemen pengukuran berfungsi untuk
mendeteksi/mengukur variabel yang
dikendalikan
untuk
kemudian
disampaikan kepada pengendali.
Variabel yang dikendalikan sangat
banyak jenisnya, oleh karena itu,
agar dapat menjalankan fungsinya,
alat ini harus mampu mendeteksi,
dan mengkonversikan variabel yang
diukur menjadi besaran analog lain
seperti tekanan pneumatik, tegangan
dan
arus
listrik.
Kemudian
melakukan pengkondisian sinyal
sehingga infor-masi bisa diterima
oleh elemen-elemen lain dalam
sistem.
Aktuator
Aktuator sering disebut sebagai
elemen kontrol akhir dari sistem
kendali.
Tugasnya
langsung
mempengaruhi operasi mesin atau
sistem yang dikendalikan untuk
membawa variabel dinamik pada
•
284
•
nilai yang dikehendaki (setpoint). .
Alat ini menerima input dari
pengendali
yang
kemudian
ditransformasikan dalam bentuk
operasi pada mesin atau sis-tem
yang dikendalikan. Banyak jenis
aktuator, seperti elektronika daya
yang mengatur daya listrik, kontaktor
untuk membuka/menutup rangkaian,
katup kontrol untuk mengatur debit
fluida. Karena fungsinya ini, alat ini
pada umumnya membutuhkan sumber daya dari luar sistem kontrol.
Setpoint
Setpoint adalah elemen yang
digunakan untuk menyatakan nilai
yang dikehendaki atau nilai referensi
dari variabel dinamik atau variabel
yang dikendalikan dari suatu sistem.
Sebagai contoh sistem kendali
adalah seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 4.2. Sebuah generator
di-putar oleh sebuah penggerak
mula pada kecepatan nominalnya
dan dijaga konstan. Generator
tersebut mencatu daya pada beban
RL. Sifat generator, bila semakin
besar beban atau arus beban maka
tegangan generator akan mengalami
penurunan akibat dari impedansi
internal mesin. Agar tegangan
keluaran generator terjaga tetap
walaupun beban berubah-ubah,
diperlukan sistem kendali.
Jadi, tujuan sistem kendali adalah
untuk menjaga agar tegangan
keluaran generator selalu konstan
walaupun beban berubah-ubah.
Sistem kendali tegangan keluaran
generator ditunjukkan pada Gambar
4.2.
Gambar 4.2. Automatic Voltage Regulator (AVR)
generator
Anggap generator digerakkan oleh
sebuah penggerak mula yang
kecepatannya sesuai dengan yang
dibutuhkan untuk generator serta
konstan
(ada
sistem
kendali
tersendiri).
Misalkan, setpoint diset pada
tegangan yang dikehendaki. Bila
tegangan keluaran generator di
bawah setpoint maka pengendali
akan bekerja dan memerintahkan
rang-kaian
penyearah
untuk
memberikan arus lebih tinggi kepada
eksaiter
generator
sehingga
tegangan gene-rator naik mencapai
tegangan yang dikehendaki oleh
setpoint.
Maka
ele-men-elemen
sistem kendali dapat dianalogikan
sebagai berikut:
Plant: Generator
Pengendali: Pengendali
Elemen pengukuran: Pengkondisi sinyal
V/V
Aktuator: Rangkaian penyearah
Variabel dinamik: Tegangan generator
Setpoint:
Pengatur
harga
yang
dikehendaki.
285