Mimo Control Pada Proses Industri
-
Upload
faizalamri2013 -
Category
Documents
-
view
47 -
download
0
description
Transcript of Mimo Control Pada Proses Industri
![Page 1: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/1.jpg)
MIMO CONTROL PADA PROSES INDUSTRI
![Page 2: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/2.jpg)
Materi
• Representasi MIMO proses• Konsep Operability pada kontrol proses: - Controlability
- Stability• Interaksi Input-output proses MIMO• Relative gain Array• Strategi Design Sistem Kontrol• I-O Pairing
![Page 3: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/3.jpg)
Overview• Kontrol Proses Industri praktis umumnya bersifat
MIMO (Multiple Input Multiple Output)• Dalam banyak kasus, umumnya terdapat
interaksi antara setiap input dan output yang ada pada proses tersebut
Proses
CV1
CV2
MV1
MV2
Manipulasi MV1 akan mempengaruhi CV1 dan CV2Manipulasi MV2 akan mempengaruhi CV1 dan CV2
Pertanyaan:Seberapa kuat interaksi antara variabel I/O tersebut ?
![Page 4: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/4.jpg)
Contoh interaksi pada Proses Kimia
• Countinuous Stirred Tank Reactor (CSTR): Mengubah reactant A ->Produk B
Bagaimana interaksi proses diatas?
Input : laju feed reactant A laju fluida cooling Output: Laju effluent (produk B) Temperature reaktor
![Page 5: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/5.jpg)
Pentingnya pengetahuan Interaksi I/O Proses
• Menentukan Strategi Kontrol yang akan digunakan :
-Decentralized (SISO) Control (termasuk didalamnya I/O Pairing) atau Centralized Control
• Menentukan Sifat Keterkontrolan (Controllability) untuk sebuah proses
• Menentukan Stability pengontrolan sebuah proses
• Menentukan Operability sebuah proses
![Page 6: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/6.jpg)
Model Proses MIMO dan Ukuran Kuantitatif Interaksi
Penggerak 1
Penggerak 2
Proses
CV1
CV2
MV1
MV2
CO1
CO2
Contoh: Model MIMO 2 Input - 2 Output :
Cv=Gmv
Dengan:
G =matrik fungsi alih
Tool Sederhana : RGA -relative gain array (brisbol,1966)
Pertanyaan Bagaimana model dan parameter G didapat?
-H.K Fisika-Bump test Experiment (praktis)
![Page 7: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/7.jpg)
Experiment Bump Test pada MiMO Proses
![Page 8: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/8.jpg)
Model MIMO
2
1
2
1
12
2
12
2.012
5.0
12
2
mv
mv
ss
sspv
pv
Terdapat interaksi antara input-output sistem tersebut
![Page 9: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/9.jpg)
Akomodasi gangguan pada model MIMO
![Page 10: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/10.jpg)
Kekuatan Interaksi dan I/O Pairing
• Apa Itu I/O Pairing?
Penggerak 1
Penggerak 2
Proses
CV1
CV2
MV1
MV2
CO1
CO2
mv1 ->cv1 dan mv2 ->cv2 ? mv1 ->cv2 dan mv2 ->cv1 ?
Pairing yang harus kita lakukan jika model MIMO akan dikontrol dengan SISO control(misal dalam hal ini dengan kontrol PID:
Untuk dapat melakukan Pairing dengan benar kita harus mengetahui kekuatanInteraksi antara input/output proses tersebut
![Page 11: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/11.jpg)
Ukuran kekuatan interaksi
• RGA (Relative Gain Array)
2221
1211
KK
KKK
2221
1211
GG
GGG
1)(*. TKKRGA
Perhitungan dalam Matlab: >>RGA=K.*inv(K’)
2221
1211
ijRGA
![Page 12: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/12.jpg)
Interpretasi RGA untuk I/O Pairing
• Jika = 1, maka input I dan output j terinteraksi penuh (tidak ada interaksi dengan loop lain) -> I/O paring : input tersebut kita jadikan input pemanipulasi pada output terkait
• 0.5< <1, terdapat interaksi dengan loop lain. -> I/O paring : input tersebut kita jadikan input pemanipulasi pada output terkait
• Jika = 0, maka input I dan output j tidak ada interaksi -> I/O paring : input tersebut tidak boleh kita jadikan input pemanipulasi pada output terkait
• Jika = 0.5, terdapat interaksi yang sama besar dengan I/O lain• Jika >>1 atau <<1, pairing dengan nilai RGA tidak diharapkan,
sangat sensitive terhadap variasi gain kontrol. Gunakan metode kontrol MIMO (misal de-coupling)
ij
ij
ij
ijij ij
![Page 13: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/13.jpg)
Contoh perhitungan RGA
Tinjau Sistem Mixing berikut:
f1 : laju aliran fluida 1 (kg/jam)f2 : laju aliran fluida 2 (kg/jam)c1: prosentase fraksi massa komponen A pada fluida 1c2: prosentase fraksi massa komponen A pada fluida 2c#: prosentasi fraksi massa komponen A pada fluida output
dinamika debit fluida output dan perubahan fraksi massa komponen A (c#) pada sisi outputTerhadap perubahan laju aliran f1 dan f2 pada tiap-tiap aliran disekitar Keadaan steady: f0=100 kg/jam, c#=60%,c1=80%, c2=20%
c1
c2
![Page 14: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/14.jpg)
Contoh Perhitungan RGA dan I/O Pairing
33 104102
11
xxK
Pairing: mv1 ->cv1 dan mv2 ->cv2
![Page 15: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/15.jpg)
Pengertian Controllability
• Sebuah proses bersifat controllable (dapat dikontrol) yaitu apabila kita secara independen dapat membawa setiap output proses (PV) menuju setpoint-setpoint yang diinginkan tanpa atau dengan adanya gangguan
• Matematis:• Proses bersifat controllable jika terdapat invers
dari Matrik Gain statis proses (determinan matrik gain tidak sama dengan nol)
![Page 16: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/16.jpg)
Controllability
2
1
2
1
12
2
12
2.012
5.0
12
2
mv
mv
ss
sspv
pv
Apakah proses berikut controllable?
22.0
5.02KGain Matrik ->
Det tidak sama dengan nol (dengan demikian proses tersebut controllable)
![Page 17: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/17.jpg)
Keterkaitan antara Interaksi dan sifat Keterkontrolan (Controllability)
Apakah Kedua Kendaraan dibawah Ada interaksi?Apakah Setiap Kendaraan dibawah secara independen dapat dikontrol?
Ilustrasi
![Page 18: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/18.jpg)
Cont.
Apakah Kedua Kendaraan dibawah Ada interaksi?Apakah Setiap Kendaraan dibawah secara independen dapat dikontrol?
![Page 19: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/19.jpg)
Cont.
Apakah Kedua Kendaraan dibawah Ada interaksi?Apakah Setiap Kendaraan dibawah secara independen dapat dikontrol?
Kesimpulan ?
![Page 20: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/20.jpg)
Hubungan Interaksi dan Kestabilan (Stability)
![Page 21: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/21.jpg)
Daerah Kestabilan
![Page 22: Mimo Control Pada Proses Industri](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5695d0bf1a28ab9b0293b79a/html5/thumbnails/22.jpg)
MIMO Control - Decoupling