Sistem Loop Terbuka dan Loop Tertutup
Sistem loop terbuka menggunakan
peralatan penggerak untuk mengontrol proses secara langsung tanpa umpan balik.
Pada sistem ini harga keluaran sistem
tidak dapat dibandingkan terhadap harga masukannya. Dengan kata lain keluaran
tidak memberikan efek terhadap besaran masukan atau variabel yang dikontrol
tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Umumnya masukan sistem dipilih berdasarkan
pengalaman.
Sistem loop terbuka mempunyai
ciri-ciri, diantaranya sederhana, harganya murah,
dapat dipercaya, dapat kurang
akurat karena tidak terdapat koreksi terhadap kesalahan, dan berbasis waktu.
Salah satu contoh sistem loop
terbuka adalah sistem pengaturan temperatur ruangan. Untuk mendapatkan
temperatur yang diinginkan, operator menggunakan pengalamannya untuk mengeset
daya yang dibutuhkan sistem agar keluaran sistem yang berupa temperatur ruangan
sesuai dengan temperatur ruangan yang diinginkan. Hal tersebut dapat
digambarkan dalam bentuk diagram balok seperti yang terlihat dalam Gambar dibawah :
Gambar 1.1 : Diagram Balok Sistem Loop Terbuka Sistem
Pengaturan Temperatur Ruangan
Contoh sistem loop terbuka yang
lain adalah sistem pengaturan permukaan cairan dalam tangki (lihat Gambar 1.2).
Pada sistem tersebut diinginkan tinggi permukaan cairan, h, tetap walaupun
fluida pada katub K1 berubah-ubah. Hal tersebut dapat dicapai dengan
pengaturan secara manual pada katub K2 pada waktu tertentu sesuai
pengalaman operator.
Gambar 1.2 Sistem Pengaturan Permukaan Cairan
dalam Tangki.
Sistem tersebut dapat digambarkan dengan diagram balok sebagai seperti terlihat dalam Gambar 1.3
Gambar 1.3 Diagram Balok Sistem
Loop Terbuka Sistem Pengaturan Permukaan Cairan dalam Tangki.
Sistem pengaturan peluncur rudal juga merupakan
contoh sistem loop terbuka (lihat Gambar 1.4). Pada sistem ini yang diinginkan
adalah pengaturan sudut peluncur rudal sesuai dengan jarak atau tujuan yang
diinginkan. Dalam hal ini komando berupa sinyal dari potensiometer yang merupakan
sinyal untuk menggerakkan peluncur rudal. Sinyal kontrol diperkuat sehingga dapat menggerakkan motor yang terhubung dengan
peluncur rudal
Gambar 1.4 Sistem Pengaturan
Posisi Sudut Peluncur Rudal.
Sedangkan diagram balok sistem pengaturan posisi
sudut peluncur rudal tersebut dapat dilihat dalam Gambar 1.5
Gambar 1.5 Diagram Balok Sistem
Pengaturan Posisi Sudut Peluncur Rudal.
Agar posisi sudut tersebut akurat, maka pada sistem loop
terbuka tersebut harus memenuhi syarat-syarat diantaranya adalah sebagai
berikut:
a. Peluncur rudal harus dikalibrasi
secara tepat dengan referensi posisi sudut potensiometer.
b. Karakteristik potensimeter,
penguat, motor harus konstan.
Sistem loop tertutup menggunakan
pengukuran keluaran dan mengumpanbalikkan sinyal tersebut untuk dibandingkan
dengan keluaran yang diinginkan (input atau referensi). Atau dengan kata lain keluaran
dapat memberikan efek terhadap besaran masukan atau besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang
diinginkan. Sinyal diumpanbalikkan terhadap kontroler yang akan membuat
pengubahan terhadap sistem agar keluaran sistem seperti yang diinginkan
Perbandingan sistem loop tertutup
terhadap loop terbuka adalah sebagai berikut:
· Lebih kompleks
· Harga yang lebih mahal
· Lebih dapat dipercaya
· Biasanya lebih akurat
Suatu proses dalam sistem loop tertutup secara fungsional
dapat dinyatakan dalam diagram balok, seperti terlihat dalam Gambar 1.6
Gambar 1.6 Diagram Balok Sistem Loop Tertutup
Secara umum, komponen sebuah sistem kontrol loop tertutup
terdiri dari :
- Reference Input (masukan acuan, r),
merupakan sinyal acuan bagi sistem kontrol.
- Actuating Signal (e), merupakan sinyal
kesalahan/error. yang merupakan selisih antara sinyal acuan (r) dan sinyal
b.
- Control Element, (g1) merupakan elemen yang
berfungsi untuk memproses kesalahan/error yang terjadi dan setelah
kesalahan tersebut dimasukkan melalui elemen pengontrol.
- Manipulated Variable (variabel yang dimanipulasi),
merupakan sinyal yang dihasilkan oleh control
element yang berfungsi sebagai sinyal pengontrol tanpa adanya
gangguan.
- Plant/proses, merupakan obyek fisik yang
dikontrol, dapat berupa proses mekanis, elektris, hidraulis maupun
gabungannya.
- Disturbance, merupakan sinyal gangguan
yang tidak diinginkan.
- Feedback Element (jalur umpan balik),
merupakan bagian sistem yang mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian
mengubahnya menjadi sinyal umpan balik.
- Forward Path, merupakan bagian sistem tanpa umpan balik.
Dalam kehidupan sehari-hari dapat
dijumpai berbagai jenis sistem kontrol, diantaranya sistem mekanis, elektris,
thermis ataupun gabungannya. Pada dasarnya sistem tersebut dapat digambarkan dalam
bentuk diagram balok. Diagram balok sistem
kontrol loop tertutupnya dapat dilihat dalam Gambar 1.7 berikut:
Gambar 1.7 Diagram Balok Sistem Kontrol menggunakan Feedback / Umpan Balik.
Komponen
sistem kontrol loop tertutup tersebut terdiri dari komponen-komponen sebagai
berikut:
- Input (masukan) merupakan
rangsangan yang diberikan pada sistem kontrol, merupakan harga yang
diinginkan bagi variabel yang dikontrol selama pengontrolan. Harga ini
tidak tergantung pada keluaran sistem.
- Output (keluaran, respons)
merupakan tanggapan pada sistem kontrol, merupakan harga yang akan
dipertahankan bagi variabel yang dikontrol, dan merupakan harga yang
ditunjukkan oleh alat pencatat.
- Beban/plant merupakan sistem
fisis yang akan dikontrol (misalnya mekanis, elektris, hidraulik ataupun
pneumatik).
- Alat kontrol/kontroller merupakan
peralatan/rangkaian untuk mengontrol beban (sistem). Alat ini bisa
digabung dengan penguat.
- Elemen umpan balik menunjukkan atau mengembalikan hasil pencatatan ke
detektor sehingga bisa dibandingkan terhadap harga yang diinginkan (di
stel)
- Error detector (alat deteksi kesalahan)
merupakan alat pendeteksi kesalahan yang menunjukkan selisih antara input
(masukan) dan respons melalui umpan balik (feedback path).
- Gangguan merupakan sinyal-sinyal tambahan yang tidak diinginkan. Gangguan ini cenderung mengakibatkan harga keluaran berbeda dengan harga masukannya. Gangguan ini biasanya disebabkan oleh perubahan beban sistem, misalnya adanya perubahan kondisi lingkungan, getaran ataupun yang lain.
Sebagai contoh sistem loop
tertutup adalah sistem pengaturan temperatur ruangan otomatis. Diagram balok
sistem tersebut dapat dilihat dalam Gambar 1.8.
Gambar 1.8 Diagram Balok Sistem
Pengaturan Temperatur Ruangan Otomatis.
Sistem pengaturan permukaan cairan
dalam tangki secara otomatis juga merupakan sistem loop tertutup seperti
terlihat dalam Gambar 1.9 Dalam sistem tersebut diinginkan tinggi permukaan
cairan dalam tangki, h, tetap walaupun aliran fluida pada katub K1
berubah-ubah. Jika permukaan tangki tidak sesuai dengan yang diinginkan, akan
terbentuk tegangan error e. Tegangan e diperkuat sehingga dapat memberikan
input pada penggerak/ motor untuk membuka/ menutup katub K2.
Gambar 1.9 Sistem Pengaturan
Tinggi Permukaan Cairan dalam Tangki Secara Otomatis.
sedangkan diagram balok sistem
pengaturan tinggi permukaan cairan dalam tangki secara otomatis dapat dilihat
dalam Gambar 1.10.
Gambar 1.10 Diagram Balok Sistem
Pengaturan Tinggi Permukaan Cairan dalam Tangki Secara Otomatis.
Contoh sistem loop tertutup yang
lain adalah sistem pengaturan posisi sudut peluncur rudal secara otomatis seperti
terlihat dalam Gambar 1.11
Gambar 1.11 Sistem Pengaturan Posisi Sudut Peluncur Rudal Secara Otomatis.
sumber : (diktat konsep sistem kontrol : Ir. Erni Yudaningtyas,MT,)
0 komentar:
Posting Komentar