Understanding Control Systems in Ergonomics Macro
Control systems play a vital role in regulating and managing various processes within different industries. This content delves into the fundamentals of control systems, discussing terms like input, output, plant, process, system, open-loop system, closed-loop system, transfer function, feedback control system, and manual control system. It emphasizes the importance of human involvement in manual control systems for effective operation. Diagrams and images further enhance the understanding of these concepts.
Download Presentation
Please find below an Image/Link to download the presentation.
The content on the website is provided AS IS for your information and personal use only. It may not be sold, licensed, or shared on other websites without obtaining consent from the author. Download presentation by click this link. If you encounter any issues during the download, it is possible that the publisher has removed the file from their server.
E N D
Presentation Transcript
PERTEMUAN - 10 SISTEM KENDALI MATA KULIAH ERGONOMI MAKRO ( Macro Ergonomics ) PRODI: TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MEDAN AREA 2 sks Sirmas Munte, ST, MT
Sistem kendali atau sistem kontrol (control system) adalah suatu alat (kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Istilah-istilah dalam sistem kendali (control system), yaitu: Masukan (input)adalah rangsangan dari luar yang diterapkan kesebuah sistem kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari system pengaturan.masukkan juga sering disebut respon keluaran yang diharapkan. Keluaran (output) adalah anggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem kendali. Plant adalah seperangkat peralatan objek fisik dimana variabel prosesnya akan dikendalikan,misalnya pabrik, reaktor nuklir, mobil, sepeda motor, pesawat terbang, pesawat tempur, kapal laut, kapal selam, mesin cuci, mesin pendingin (system AC, kulkas, freezzer), penukar kalor (heat exchanger), bejana tekan (pressure vessel), robot dan lain sebagainya.
Proses adalah berlangsungnya operasi pengendalian suatu variable proses, misalnya proses kimiawi, fisika, biologi, ekonomi dan sebagainya. Sistem, yaitu kombinasi atau kumpulan dari berbagai kompopnen yang bekerja secara bersama-sama untuk mencapai tujuan tertentu. Diagram blok, bentuk kotak persegi panjang yang digunakan untuk mempresentasikan model matematika dari sistem fisik. Sistem kendali loop terbuka: Sistem kendali loop tertutup:
Fungsi Alih (Transfer Function), adalah perbandingan antara keluaran (output) terhadap masukan (input) suatu sistem pengendalian loop terbuka dapat dicari dengan membandingkan antara output terhadap input. Demikian pula fungsi alih pada loop tertutup sebagaimana pada gambar berikut: Sistem Pengendalian Umpan Maju (Open Loop System), pada sistem loop terbuka, keluaran tidak ikut andil dalam aksi pengendalian, disini kinerja kontroler tidak bisa dipengaruhi input referensi.
Sistem Pengendalian Umpan Balik Istilah ini juga disebut sistem pengendalian loop tertutup. Pengendalian ini adalah sistem pengaturan dimana sistem keluaran pengendalian ikut andil dalam aksi kendali. 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 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 dihendaki dan kemudian bertindak untuk membuka atau menutup katup sebagai aktutator guna permukaan yang diinginkan. mempertahankan keadaan
Peran sebagaimana dimaksud dapat dilihat sebagaimana pada gambar system pengendalian level cairan secara manual berikut: 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 kendali yang memanfaatkan kontrol otomatis, apalagi untuk industri yang bergerak pada bidang yang prosesnya membahayakan keselamatan jiwa manusia. Peran system kendali otomatis sebagaimana dimaksud dapat dilihat sebagaimana pada gambar berikut: Variabel Terkendali Besaran atau variabel yang dikendalikan, biasanya besaran ini dalam diagram kotak disebut process variable (PV). Level fluida pada system pengendalian manual dan level temperatur pada system pengendalian otomatis di atas, merupakan contoh variabel terkendali pada proses pengendalian.
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 system kendali manual di atas adalah laju aliran fluida yang keluar dari bejana, sedangkan masukan proses pada system kendali otomatis di atas adalah laju aliran fluida yang masuk menuju bejana. Laju aliran diatur dengan mengendalikan bukaan katup. Sistem Pengendalian Digital Dalam sistem pengendalian digital terdapat komponen- komponen utama seperti pengukuran (sensing element and transmitter), elemen controller (control unit), dan final control element (control value). elemen proses, elemen
Peran system kendali digital sebagaimana dimaksud dapat dilihat sebagaimana pada gambar berikut: Gangguan (Disturbance) Merupakan sinyal yang mempunyai kecenderungan untuk memberikan efek melawan terhadap keluaran system pengendalian (variabel terkendali). Besaran ini sering disebut load.
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 system yang paling sederhana seperti sensor on/off menggunakan limit switch, system analog, system bus paralel, system bus serial atau system mata kamera. Contoh sensor lainnya yaitu thermocouple untuk pengukur temperatur, accelerometer untuk pengukur getaran, dan pressure gauge untuk pengukur tekanan. Transmitter Alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element dan mengubahnya supaya dimengerti oleh controller.
Actuator Piranti elektromekanik ini berfungsi untuk menghasilkan daya gerakan. Perangkat bisa dibuat dari system motor listrik (motor DC servo, motor DC stepper, ultrasonic motor, linier motor, torque motor, solenoid), sistem pneumatic dan hidrolik. Untuk meningkatkan tenaga mekanik actuator atau torsi gerakan maka bisa dipasang sistem gear box atau sprochet chain. Transduser Piranti ini berfungsi untuk mengubah satu bentuk energi menjadi energi bentuk lainnya atau unit pengalih sinyal. 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. Tapi transduser lebih bersifat umum, sedangkan transmitter pemakaiannya pada sistem pengukuran.
Measurement Variable Sinyal yang keluar dari transmitter, ini merupakan cerminan sinyal pengukuran. Setting Point Besar variabel proses yang dikehendaki. Suatu kontroler akan selalu berusaha menyamakan variabel terkendali terhadap set point. 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 controller terhadap plant hingga akhirnya mencapai kondisi tenang (steady state). 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 variable. b. menghitung berapa banyak koreksi yang harus dilakukan, dan c. mengeluarkan sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungannya. Control Unit Bagian unit controller yang menghitung besarnya koreksi yang diperlukan. Final Controller Element Bagian yang berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan memanipulasi besarnya manipulated variable atas dasar perintah controller. dengan measurement
Sistem Pengendalian Kontinyu Sistem pengendalian ini berjalan secara kontinyu, pada setiap saat respon sistem selalu ada. Sebagaimana dapat dilihat pada gambar berikut: sinyal e(t) masuk ke controller dan sinyal m(t) keluar dari controller yang berlangsung secara kontinyu.
Terima Terima Kasih Kasih
