Kerja Praktek [PDF]

Citation preview

Laporan Kerja Praktik



Bentuk-2



“PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLERNICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5-T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS” (04 Juni 2018 – 21 Agustus 2018) 02311540000027



DZHOKAR ALI AKBAR



DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018 ii



Halaman sengaja dikosongkan



ii



LEMBAR PENGESAHAN



PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLER-NICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5-T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS (04 Juni 2018 s/d 21 Agustus 2018) Dzhokar Ali Akbar



02311540000027



Telah menyelesaikan MK TF 141373 Etika Rekayasa dan Kerja Praktek sesuai dengan silabus dalam kurikulum 2009/2014 – Program Sarjana. Tangerang Selatan, 20 Agustus 2018



Mengetahui, Kepala Dept. Instrumen



Pembimbing Lokasi KP



Triadji Budianto



Andreas Budiman



ii



Halaman sengaja dikosongkan



iii



LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTIK “PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLERNICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5-T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS” (04 Juni 2017 – 21 Agustus 2017) DZHOKAR ALI AKBAR



(02311440000027)



Telah menyelesaikan MK TF 141374 Etika Rekayasa dan Kerja Praktik sesuai dengan silabus dalam kurikullum 2014/2019 – Program Sarjana. Tangerang Selatan, 16 Agustus 2018 Mengetahui, Dosen Pembimbing



Mengetahui, Kepala Department Teknik Fisika



Agus Muhamad Hatta, S.T., M.Si, Ph.D. NIP. 19780902 200312 1 002



iv



Halaman ini sengaja dikosongkan



iv



PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLERNICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5-T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS Nama NRP Jurusan Dosen Pembimbing



: Dzhokar Ali Akbar : 02311540000027 : Teknik Fisika FTI-ITS : Ir.Ronny Dwi Noriyati,M.Kes



ABSTRAK PT TRIPATRA Engineers and Constructors (TPEC) merupakan perusahaan energi yang berfokus pada bidang EPC (Engineering,Procurement, and Construction) sejak tahun 1973. Pekerjaan yang akan dilakukan instrument engineer antara lain meninjau P&ID, dan beberapa dokumen seperti Instrument index, Data sheet, dan Material Requisition Sheet. Sebuah oil and gas plant memerlukan tank storage sebagai penyimpanan sementara. Sebuah kontroller diperlukan pada tank storage untuk mengendalikan temperature dari fluida yang terdapat dalam tangki penyimpanan agar sesuai dengan suhu yang dikehedaki. Diperlukan penentuan parameter kontroller yang tepat agar output sistem tersebut dapat mencapai nilai set point dengan cepat dan memiliki error steady state yang kecil. Dalam menentukan parameter dilakukan tuning dengan salah satu metode yaitu metode Ziegler-Nichols. Dengan metode Ziegler-Nichols dapat ditentukan ketiga parameter sistem pengendalian. Dari ketiga kombinasi parameter pengendali yaitu P, PI, dan PID, dapat disimpulkan bahwa parameter PID memberikan respon yang paling cepat dan memiliki overshoot yang paling rendah.. Kata kunci: EPC, Instrument, separator, Ziegler-Nichols, PID v



Halaman ini sengaja dikosongkan



vi



PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLERNICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5-T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS Nama NRP Jurusan Dosen Pembimbing



: Dzhokar Ali Akbar : 02311540000027 : Teknik Fisika FTI-ITS : Ir.Ronny Dwi Noriyati,M.Kes



ABSTRACT PT TRIPATRA Engineers and Constructors (TPEC) is an energy company that issued in the fields of EPC (Engineering, Procurement and Construction) since 1973. The work that will be carried out by instrument engineer includes P & ID, and several documents such as instrument indexes, data sheets , and Material Request Sheet. A storage plant oil and gas tank as temporary storage. A controller is needed on the storage tank to control the temperature of the fluid available in the storage tank to match the temperature being scaled. The right control parameter parameters are needed so that the output system can reach the set point value quickly and has a small steady state error. In determining the parameters, tuning is done with one method, the Ziegler-Nichols method. The Ziegler-Nichols method can determine the three control system parameters. From the parameters of the control combination, P, PI and PID, it can be concluded that the PID parameter provides the fastest response and has the lowest overshootKey words: EPC, Instrument, Separator, Ziegler—Nichols, PID Keyword: EPC, Instrument, separator, Ziegler-Nichols, PID



vii



Halaman ini sengaja dikosongkan



viii



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkkan kehadirat Tuhan Yang MahaEsa atas karunia yang telah diberikan. Sehingga laporan ini bisa diselesaikan dalam rangka memenuhi kewajiban kuliah etika rekayasa dan kerja praktek pada semester tujuh Departement Teknik Fisika ITS dan kewajiban setelah menyelesaikan program kerja praktik di PT TRIPATRA Engineers and Constructors. Banyak bantuan dan dukungan kepada penulisan sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan judul ”PENERAPAN METODE TUNING PID ZIEGLER-NICHOLS DALAM PENGENDALIAN TEMPERATURE CRUDE OIL PADA TANK STORAGE 5T-42 MELALUI STUDI KASUS DI EPC PROJECT PT TRIPATRA ENGINEERS AND CONSTRUCTORS” Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua penulis atas semua doa dan dukungan yang sangkat iklas 2. Ibu Ronny Dwi Noriyati selaku dosen pembimbing 3. Bapak Triadji Budianto selaku Head of Instrument Instrumentation, Bapak Andreas Budiman, Bapak Wandani, dan Bapak Eko Hary Santosa dan Bapak Adi Budiarto selaku pembimbing selama kerja praktik 4. Bapak Usman Arifin Tetelepta selaku Human Capital and Corporater Service 5. Kepada Dini, Zein, Harman, Anita, Pandhu serta teman kerja praktik lainnya Penulis menyadari penulisan laporan ini masih memiliki banyak kesalahan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita pembaca. Akhir kata penulis ucapkan mohon maaf atas kesalahan yang dilakukan selama pelaksanaan sampai penyusunan laporan ini. Tangerang Selatan, Agustus 2018 Penulis ix



Halaman ini sengaja dikosongkan



x



DAFTAR ISI DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA ....................................... i LEMBAR PENGESAHAN................................................... iv ABSTRAK .............................................................................. v ABSTRACT .......................................................................... vii KATA PENGANTAR ........................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ........................................................... xiv DAFTAR TABEL................................................................ xvi BAB I PENDAHULUAN ....................................................... 1 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan ............................ 1 1.2 Tujuan dan Manfaat .................................................... 2 1.3 Pelaksanaan Kegiatan .................................................. 3 BAB II PROFIL PERUSAHAAN ......................................... 5 2.1 Sejarah PT. Tripatra Engineers and Constructors .. 5 2.2 Profil PT. Tripatra Engineers and Constructors ........ 6 2.3 Lokasi Perusahaan ....................................................... 7 2.4 Ruang Lingkup Perusahaan........................................ 7 2.5 Struktur Organisasi Perusahaan ................................ 9 BAB III TINJAUAN PUSTAKA ........................................ 10 3.1 Tank Storage ............................................................... 10 3.2 Instrument pada Tank Storage ................................... 11 3.3 Pengendali PID ......................................................... 13 3.4 Metode Tuning PID Ziegler-Nichols ......................... 13 3.5 Alur Kerja Instrument Engineer ............................... 15 xi



3.6 Piping and Instrumentation Diagram ........................ 16 3.7 Instrument Index ......................................................... 17 3.8 Sizing Calculation ....................................................... 19 3.9 Data Sheet.................................................................... 19 3.10 Bill of Material (BOM) ............................................. 21 3.11 Material Take off (MTO).......................................... 21 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............ 22 4.1 Pemodelan Sistem....................................................... 22 4.2 Pemodelan Tank Storage 5-T-42................................ 22 4.3 Pemodelan Temperature Control Valve (5-TV-607) 24 4.4 Pemodelan Temperature Transmitter (5-TT-607)..... 25 4.5 Analisa Kestabilan Sistem ......................................... 26 4.6 Simulasi dan Hasil Tuning PID dengan metode Ziegler-Nichols.................................................................. 29 4.7 Pembahasan ................................................................ 33 BAB V PENUTUP ................................................................ 36 5.1 Kesimpulan ................................................................. 36 5.2 Saran............................................................................ 36 DAFTAR PUSTAKA ........................................................... 38 LAMPIRAN I ....................................................................... 40 LAMPIRAN II ...................................................................... 41 LAMPIRAN III .................................................................... 42 LAMPIRAN IV .................................................................... 43



xii



Halaman ini sengaja dikosongkan



xiii



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Logo PT.Tripatra engineers and Constructors ...... 6 Gambar 2.2 Struktur organisasi PT. TRIPATRA engineers and constructors .............................................................................. 9 Gambar 3. 1 Tank Storage ...................................................... 11 Gambar 3. 2 P&ID pada Tank Storage .................................... 12 Gambar 3. 3 Sistem Pengendalian pada Ziegler-Nichols........ 14 Gambar 3. 4 Alur Kerja Instrument Engineer ......................... 15 Gambar 3. 5 Penulisan Equipment Line Number ................... 16 Gambar 3. 6 Penulisan Line Number...................................... 16 Gambar 3. 7 Datasheet Control Valve .................................... 20



Gambar 4.1 Diagram blok sistem otomatik ........................... 22 Gambar 4.2 Diagram blok sistem tank storage...................... 26 Gambar 4.3 Respon osilasi dari Kcr ......................................... 28 Gambar 4.4 Diagram blok pada simulink ............................... 29 Gambar 4.5 Respon sistem terhadap pengendali P ............... 30 Gambar 4.6 Respon sistem terhadap pengendali PI .............. 31 Gambar 4.7 Respon sistem terhadap pengendali PID ........... 32



xiv



Halaman ini sengaja dikosongkan



xv



DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Jadwal Kegiatan Kerja Praktik ................................... 3 Tabel 3.1 Pengaruh Controller ............................................... 13 Tabel 3.2 Aturan tuning Ziegler-Nichols berdasarkan Kcr dan Pcr ................................................................................................ 14 Tabel 4.1 Nilai Kp, Ti, dan Td Sistem Tank Storage…………29



xvi



Halaman ini sengaja dikosongkan



xvii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan PT TRIPATRA Engineers and Constructors (TPEC) merupakan salah satu perusahaan yang berfokus pada bidang Engineering, Procurement, & Construction (EPC). Sampai saat ini perusahaan ini tumbuh menjadi salah satu perusahaan EPC terbesar di Indonesia. Fokus pasar dari perusaahaan ini antara lain adalah : Chemical & Petrochemical, Oil & Gas, Power Plant, & Geothermal. Sedangkan area kerja dari perusahaan ini meliputi Engineering Service, Procurement Service, Construction and Commisioning, Project Mangement Consultancy Service, Total EPCC (Engineering, Procurement, Construction & Commissioning), dan Project Financing. Pada bagian Engineering Service perusahaan menyediakan engineering service dasar meliputi PFD (Proces Flow Diagram), P&ID, Plant Layout, Pipe strees analysis, dan Plant Design System. Kemudian pada bagian Procurement Service perusahaan menyediakan peralatan atau material serta instrumen yang dibutuhkan oleh konsumen. Sedangkan pada bagian Construction and Commissioning perusahaan mengerjakan penginstalasian mekanik dan perpipaan, pekerjaan konstruksi plant dan commissioning. Permasalahan yang diangkat dalam program kerja praktek ini adalah penerapan metode tuning PID untuk pengendalian temperature pada sistem Tank Storage pada salah satu EPC project PT TPEC yaitu Pertamina Kasim Project. Adapun Test Tank Storage atau tangki penyimpanan merupakan wadah penampungan sementara dari fluida yang akan diproses lebih lanjut Pada EPC Pertamina Kasim Project dari PT TPEC ingin menjaga masa jenis crude oil agar kulitas tetap terjaga serta memudahkan dalam melakukan pemompaan. Dengan menerapkan tuning PID pada suatu sistem maka akan diketahui parameter kontroller yang tepat agar respon sistem tersebut lebih cepat dan memiliki overshoot yang kecil. 1i



2 Salah satu metode dari tuning PID adalah menggunakan metode Ziegler-nichols. Metode tersebut memiliki kelebihan berupa tingkat kepastian yang tinggi, walaupun caranya masih konvensional. Karena itu, pada pengendalian level di Test separator dapat diterapkan metode tuning PID dengan metode Ziegler-nichols dengan memperhitungkan perubahanperubahan input. Pengaplikasian metode ini nantinya akan embutuhkan informasi berupa nilai mass flow rate pada steam masukan dengan beserta data-data karakteristik dari crude oil.



1.2 Tujuan dan Manfaat Sesuai dengan Kurikulum perkuliahan Departemen Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, masing-masing peserta didik diwajibkan untuk melaksanakan Kerja Praktek. Dengan dilaksanakannya kerja praktek ini, diharapakan peserta didik dapat meningkatkan kemampuannya, baik kemampuan hardskill maupun softskill. Peserta didik mampu mengembangkan kemampuannya dalam memecahkan berbagai masalah yang dihadapi dan mampu membandingkan teori yang telah diperoleh dengan aplikasinya di dunia kerja. Berdasarkan hal tersebut, maka tujuan pelaksanaan kerja praktek di PT Tripatra Engineers and Constructors ini adalah sebagai berikut : a. Tujuan I Peserta didik dapat mengetahui alur kerja seorang instrument engineer di perusahaan EPC. b. Tujuan II Peserta didik dapat menerapkan metode PID kontrol pada sistem pengendalian temperature yang terjadi pada tank storage. Adapun beberapa materi yang diharapkan dapat diperoleh selama melaksanakan kegiatan kerja prakterk di PT. Tripatra Engineers and Constructors adalah sebagai berikut : a. Alur Kerja Perusahaan Engineering, Procurement, and Constuction (EPC)



3 b. Project management yang menyangkut proses pengajuan penanganan proyek (tender) dan work step dalam project engineering



1.3 Pelaksanaan Kegiatan Kerja praktek dilaksanakan selama 11 minggu dimulai pada tanggal 04 Juni 2018- 21 Agustus 2018. Mengenai rincian jadwal kegiatan kerja praktek dijelaskan pada table 1.1 Tabel 1.1 Jadwal Kegiatan Kerja Praktik No



Kegiatan



Minggu KeI



1



2



3



4



5



Pemahaman dan Pengenalan Perusahaan Pemahaman dan Pembuatan Instrument Index Diskuis JenisJenis Control Valve Diskusi JenisJenis Field Instrument (Flow, Level, dan Analyzer) Pemahaman Material Take Off



II



III



IV



V



VI



VII



VIII



IX



X



XI



4 No



Kegiatan



Minggu KeI



6



7



8



9



10



11



Pemahaman Bill Of Quantity Pemahaman Bill Of Material Diskusi Instrument pada Metering System dalam Custody Transfer Pemahaman Bulk Instrument (Cable Schedule) Pengolahan Data Proses Pengendalian Level pada Steam Drum Pembuatan Laporan



II



III



IV



V



VI



VII



VIII



IX



X



XI



5



Halaman ini sengaja dikosongkan



BAB II PROFIL PERUSAHAAN 2.1 Sejarah PT. Tripatra Engineers and Constructors PT. Tripatra Engineers and Constructors didirikan Pada tanggal 10 Oktober 1973 di Jakarta. Perusahaan ini bergerak di bidang jasa konsultan engineering dan manajemen proyek . PT. Tripatra Engineers and Constructors sendiri memiliki fokus pasar di bidang Chemical & Petrochemical Industry, Oil & Gas Processing, Mineral Processing, Marine Facilities & Offshore Platforms, Telecommunication, dan Industrial Plant. Selain itu, perusahaan ini pun menyediakan jasa untuk studi pelayanan proyek/pabrik dan perawatan pabrik. Hal ini sebagai jawaban atas tingginya permintaan terhadap perusahaan nasional yang mampu menjadi kunci dalam bidang EPC & OM (Engineering, Procurement, and Construction & Operation and Maintenance services). Pada tahun 2007, Tripatra secara resmi bergabung dalam satu induk perusahaan yaitu PT. Indika Energy, dan mensinergikan ruang lingkup pekerjaannya di bidang Energy Services. PT. Tripatra Engineers and Constructors telah mendapat pengakuan dalam kontruksi proyek skala besar dan teknologi tinggi. Selama 44 tahun perjalanan perusahaan ini, PT. Tripatra Engineers and Constructors sudah dapat menunjukan bahwa pekerjaan bidang EPC yang selama ini didominasi oleh perusahaan asing kini bisa ditangani oleh perusahaan Indonesia.



5



6



2.2 Profil PT. Tripatra Engineers and Constructors



Gambar 2.1 Logo PT.Tripatra engineers and Constructors



Nama Tripatra diambil dari bahasa sansekerta, yang memiliki arti TRI (tiga) dan PATRA (segi enam) segi enam diambil sebagai lambing, karena pada bidang konstruksi bentuk segi enam merupakan bentuk yang memiliki tingkat kekuatan dan persebaran beban terbaik dibanding bentuk lain. Adapun warna emas memiliki arti bernilai tinggi dan biru melambangkan kestabilan. Sehingga secara keseluruhan memiliki arti perusahaan yang kokoh, bernilai tinggi, dan stabil. Visi : To be a world-class company providing integrated innovative engineering solutions through excellent multidiscipline engineering. (Menjadi perusahaan berkelas dunia dengan menyediakan solusi rekayasa yang terintegrasi dan inovatif melalui rekayasa multidisiplin) Misi : • To provide world-class engineering, procurement, construction, O&M and project management solutions for energy & natural resources sectors.



7



•



• •



•



(Menjadi solusi engineering, procurement, construction, O&M, dan manajemen proyek berkelas dunia pada sektor energi dan sumber daya alam) To create synergy across our group’s integrated platform. (Membentuk sinergi melalui platform grup yang terintegrasi) To ensure sustainable profit and growth. (Menjamin keuntungan yang berkelanjutan dan terus tumbuh) To achieve and maintain continuous human capital development (Mencapai dan mempertahankan pengembangan sumber daya manusia yang terus menerus) To add value to the life of our stakeholders. (menambah nilai kehidupan untuk setiap stakeholder)



2.3 Lokasi Perusahaan PT. Tripatra Engineers and Constructors terletak di Indy Bintaro Office Park, Jl. Boulevard Bintaro Jaya Blok B7/A6 Sektor VII CBD Bintaro Jaya, Tangerang Selatan, 15224



2.4 Ruang Lingkup Perusahaan PT Tripatra Engineers and Constructors merupakan perusahaan swasta nasional yang bergerak pada bidang EPC ( Engineering, Procurement, and Construction). Dalam bidang ini terdapat tiga tahapan kerja pada perusahaan, yaitu Engineering, Procurement, dan Construction. Pada tahapan engineering yaitu merupakan tahapan dimana dilakukan perekayasaan, analisis, dan interpretasi terhadap simulasi proses yang kompleks dan konfigurasi listrik/mekanik, sistem pipa, bangunan, pondasi, dan kekuatan struktur bangunan. Pada tahapan ini disiplin ilmu yang terlibat adalah Process, Instrument, Piping,



8 Mechanical, Electrical, dan Civil/Structure. Didalam tahapan ini dilakukan pembuatan P&ID, index, spesifikasi dan datasheet peralatan gambar detail plant untuk keperluan konstruksi, serta pemilihan peralatan. Pada tahap procurement dilakukan pembelian barang atau instrument yang dibutuhkan berdasarkan spesifikasi data yang terdapat pada P&ID, index, dan datasheet yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Tahap berikutnya sekaligus tahap terakhir dalam ruang lingkup EPC adalah construction yaitu pemasangan seluruh material ataupun peralatan yang sudah dibeli atau difabrikasi, dan kemudian dilanjutkan dengan fase commissioning dan start-up. Dimana fase ini meliputi pengetesan terhadap seluruh peralatan, sistem pemipaan, sistem control, dan sebagainya untuk memastikan bahwa plant siap untuk dioperasikan.



9



2.5 Struktur Organisasi Perusahaan Berikut ini struktur organisasi PT. Tripatra Engineers and Constructors terdiri dari board commissioners, Audit & Corporate Committee, Risk and Investment Committee, Human Capital Committee, President Director sekaligus CEO Vice President Director, Manager-Internal Audit, Corporate Strategic Management office, Manager Qshe, Manager Busines Process, dan terdapat 6 director yang membawahi bidangnya masing masing.



Gambar 2.2 Struktur organisasi PT. TRIPATRA engineers and constructors



BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Tank Storage Tank Storage atau tangki penyimpanan merupakan wadah penampungan sementara dari fluida yang akan diproses lebih lanjut. Pada bidang oil and gas, kegunaan dari tank storage ini sebagai tempat penampungan sementara dari fluida tambang, seperti LNG dan Crude Oil. Berdasarkan jenis tekanan dari fluida yang disimpan terdapat 2 jenis tank storage, yaitu Pressurized Tank dan Atmospheric Tank. Pressurized tank digunakan apabila fluida yang disimpan mudah menguap seperti LNG. Sedangkan pada Atmospheric tank fluida yang tidak mudah menguap seperti crude oil. Dalam proses penyimpanannya, ada yang menggunakan pemanas (heater) dalam tankinya. Hal ini bertujuan untuk tetap menjaga masa jenis fluida rendah, biasanya ditemui dalam penyimpanan crude oil. Tujuan pemanasan ini adalah agar ketika fluida disalurkan pompa dapat memberikan gaya dorongan yang lebih jauh akibat masa jenis yang terjaga rendah. Pemanasan yang dilakukan biasanya menggunakan steam yang disalurkan melalui tubing yang terletak didekat dasar tangka. Akan tetapi perlu diperhatikan juga dalam pemanasan pada tangka penyimpanan, hal ini dikarenakan dapat memicu tekanan besar akibat menguapnya fluida, sehingga perlu dilakukan pengontrolan agar tetap terjaga pada suhu yang dikehendaki. Sebagaian besar, instrumen yang terpasang pada tangki penyimpanan menggunakan sistem ATG (Automatic Tank Gauging) yang mampu mendeteksi jumlah volume yang terdapat pada tangki. Selain itu terdapat pula Temperature Transmitter sebagai pendeteksi suhu fluida agar dapat mengatur flow steam dalam tangki yang dilengkapi pemanas. 10



11



Gambar 3.1 Tank Storage (www.largestoragetank.com)



3.2 Instrument pada Tank Storage Pada tangki penyimpanan instrumen yang biasa dipakai yaitu sistem ATG (Automatic Tank Gauging) terdapat Level Transmitter (commonly Radar) dan Temperature Element dan Temperature Transmitter tambahan apabila tangki penyimpanan dilengkapi dengan pemanas, sebagai pengendali steam atau fluida pemanas yang masuk ke tangki melalui temperature control valve. a. Temperature Control Valve Control valve merupakan salah satu jenis actuator dalam sebuah sistem pengendalian. Terdapat berbagai jenis kontrol valve berdasarkan fungsinya seperti Temperature Control Valve, yang bertujuan untuk mengendalikan temperature dengan memanipulasi laju aliran masa yang melewati valve tersebut. b. Temperature Transmitter Temperature tranmistter merupakan salah satu sensing element dalam sistem pengendalian. Temperature transmitter ini berfungsi untuk



12 mengetahui suhu fluida secara aktual. Terdapat berbagai jenis temperature transmitter yang biasa digunakan yaitu Thermistor, Resistance Temperature Detector (RTD) dan Thermocouple. Perbedaan dari masing-masing jenis diatas yaitu pada area kerja suhu yang diizinkan.



Gambar 3.2 P&ID pada tank storage Adapun prinsip kerja dari pengendalian temperature pada tangki penyimpanan adalah temperature pada fluida akan dideteksi oleh temperature transmitter yang dipasang pada tangki penyimpanan tersebut. Temperature fluida ini akan dikonversikan pada sinyal 4 – 20 mA yang akan diterima oleh temperature indicator controller. Selanjutnya, controller ini akan memberikan sinyal sesuai pemrograman yang telah ditentukan ke temperature control valve, dengan konverter I/P atau sinyal listrik 4-20 mA menjadi tekanan 3-15 psi.



13



3.3 Pengendali PID Pengendali pada suatu proses plant terdiri dari berbagai macam mulai dari pengendali konvensional hingga modern. Beberapa contoh pengendali yang umum digunakan adalah pengendali on-off, pengendali PID, pengendali JST dan sebagainya. Yang paling umum digunakan dalam industry adalah pengendali on-off dan pengendali PID. Pengendali PID memiliki tiga parameter yang mengatur respon dari suatu sistem. Parameter tersebut adalah P (proporsional), I (Integral), dan D(derivative). Masing masing parameter tersebut memiliki fungsi tertentu untuk mengoptimalisasi kinerja dari sistem. Parameter P berfungsi sebagai gain atau pengali nilai error input yang selanjutnya akan diberikan pada actuator. Sedangkan pengendali I berfungsi mempercepat waktu jeda menuju set point. Kemudian pengendali D merupakan fungsi matematis sebagai derivative yang berfungsi mengurangi tingkat overshoot pada respon sistem. (Ogata.2004). Tabel 3.1 Pengaruh Controller Respon Loop Tertutup



Rise Time



Overshoot



Proporsional



Menurunkan



Meningkatkan



Integral Gambar 3.1 Derivatif



Settling Time



Eror SteadyState



Perubahan Menurunkan Kecil Menurunkan Meningkatkan Meningkatka Mengelimina PID controllerTabel 3.2 Pengaruh Controller n si Perubahan Menurunkan Menurunkan Perubahan Kecil kecil



3.4 Metode Tuning PID Ziegler-Nichols Proses untuk menentukan parameter Gambar 3.3 PIDcontroller controlleragar sesuai dengan respon yang diinginkan dinamakan tuning controller. Dalam diagram blok parameter controller tersebut diterapkan seperti pada gambar 3.3



Tabel 3.3 Aturan tuning Ziegler-Nichols berdasarkan Kcr dan PcrGambar



14



Gambar 3.3 Sistem Pengendalian menggunakan Ziegler-Nichols Terdapat berbagai macam metode tuning yang dapat diterapkan pada bidang industri, salah satunya adalah metode tuning Ziegler-Nichols. Metode tuning ini bertujuan untuk menentukan nilai parameter Kp, Ti, dan Td berdasarkan eksperimen dengan input respon step pada sistem, Critical Gain (Kcr) dan Critical Period (Pcr). Nilai Critical gain didapatkan ketika respon mengalami osilasi atau tepat berada pada batas kestabilan sistem sedangkan nilai Critical Period didapatkan dari nilai periode saat kondisi Critical Gain. Kedua nilai tersebut dapat ditentukan dengan persamaan RouthHurwitz. Ketika kedua nilai tersebut didapatkan maka kemudian dapat dikonversi menjadi nilai parameter Kp, Ti, Td sesuai table 3.2 Tabel 3.2 Aturan tuning Ziegler-Nichols berdasarkan Kcr dan Pcr Type of Controller Kp Ti Td P 0.5 Kcr ∞ 0 PI 0.45 Kcr 1/1.2 Pcr 0 PID 0.6 Kcr 0.5 Pcr 0.125 Pcr



15



3.5 Alur Kerja Instrument Engineer Berikut ini adalah diagram alir dari alur kerja instrument engineer di PT.Tripatra Engineers and Constructors:



Gambar 3. 4 Alur kerja instrument engineer



16



3.6 Piping and Instrumentation Diagram Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) adalah skema gambar yang merupakan pendetailan dari Process Flow Diagram (PFD). P&ID membantu menerangkan konsep disain dari suatu proses dan kebutuhan pabrik atau unit produksi yang perlu atau akan dibangun. Pada P&ID akan dicantumkan jenis, tipe, ukuran, dan bahan material dari peralatan yang digunakan. P&ID sendiri dibuat oleh process engineer untuk kemudian dikoreksi serta di-review oleh instrument engineer agar P&ID tersebut dapat berjalan dengan baik. Dalam membaca P&ID perlu dipahami terlebih dahulu legend tersebut terdapat penjelasan mengenai Instrument Identification Letter, Instrument Line Symbol, Piping Symbol, dan Instrument Assembly. Sedangkan untuk penulisan equipment number dan line number tercantum pada gambar 3.17 dan 3.18.



Gambar 3. 5 Penulisan equipment number



Gambar 3. 6 Penulisan line number



17



3.7 Instrument Index Instrument Index merupakan suatu table data dari setiap instrument yang tercantum dalam P&ID suatu plant. Data pada instrument index ini akan mengalami perubahan data seiring dengan adanua koreksi dari P&ID tersebut. Tujuan dari pembuatan Instrument Index adalah untuk mengetahui data data instrument yang tercantum dalam P&ID yang meliputi jumlah dan jenis instrument sehingga dapat disiapkan dalam tahap procurement. Data yang tercantum dalam Instrument Index adalah sebagai berikut: a. Area Menunjukkan area/ranah dan tempat dari Instrument diletakkan dan dioperasikan seperti yang sudah tertera. Area sendiri dibagi menjadi dua bagian secara umum, yaitu pada CCR (Central Control Room) dan Fields. b. Tag Number Merupakan suatu deretan kode yang digunakan sebagai pengidentifikasian alat instrument. Penulisan tag number memiliki format A-BBB-CCC dengan penjelasan sebagai berikut:  A : menunjukkan parameter yang diukur oleh instrument tersebut  BBB : menunjukkan kode identifikasi dari tipe instrument tersebut  CCC : menunjukkan kode identifikasi khusus untuk setiap alat c. Loop Name Loop Name merupakan suatu deretan kode yang menunjukkan kode identifikasi alat untuk suatu loop process pengukuran dalam P&ID. Satu Loop



18 merupakan kumpulan instrument yang bekerja pada 1 tujuan yang sama. d. Instrument Type Intrument Type menunjukkan tipe dari instrument yang digunakan yang dapat dilihat dalam legend P&ID. Secara garis besar, instrument dibagi menjadi sensor dan actuator, untuk sensor dibagi menjadi 4 yaitu Flow (aliran), Pressure (tekanan), Level (ketinggian), Temperature (suhu). e. Service Merupakan keterangan tambahan yang menunjukkan suatu proses yang dikelola oleh instrument tersebut. Untuk service instrument pembagian berdasarkan perusahaan, pada kasus kali ini, digunakan PCS (Process Control System) dan ESD (Emergency Shutdown) f. Line Number Merupakan suatu deretan kode yang menunjukkan pipa tempat instrument tersebut dipasang. Line number tidak perlu diisi jika instrument tidak terpasang pada pipa langsung. Penulisan line number memiliki format sebagai berikut : AA-BB-CCCC-D-EEFG-HHH        



AA BBB CCC D EE F G HHH



: kode area : kode service identification : Sequence Number : Pipe Size : Piping pressure rating : Piping material class : Corrosion allowance : Insulation type



19 g. Line Size Menunjukkan ukuran dari pipa yang akan digunakan pada plant. Line size umumnya terdapat pada kode dari Line Number yang bersangkutan. Sehingga ukuran besarnya pipa dapat dilihat dari Line Number. h. I/O Type I/O type berisikan tentang tipe input dan output dari suatu instrument. Tipe tipe tersebut dibagi menjadi dua, yaitu digital dan analog. Menunjukkan tipe input dan output dari suatu instrument. Pada kolom ini akan dituliskan AI untuk analog Input dan DO untuk digital output. i. Location Menunjukkan letak instrument yang bersangkutan tersebut dipasang baik itu di field maupun Central Control Room (CCR). j.



System System menunjukkan cara kerja dari instrument yang bersangkutan, apakah itu berupa Process Control System (PCS) atau Emergency Shutdown (ESD)



3.8 Sizing Calculation Sizing calculation merupakan tahapan yang dilakukan untuk menentukan ukuran dari instrument yang digunakan. Kalkulasi hanya dilakukan pada alat-alat instrument ynag berhubungan dengan temperatur dan aliran. Contohnya seperti sizing control valve dan orifice.



3.9 Data Sheet Data sheet adalah suatu dokumen yang berisikan detaidetail penting mengenai suatu komponen atauppun barang yang akan digunakan serta disarankan oleh pihak kontraktor.



20



Gambar 3. 7 Datasheet Control Valve Dalam penyusunan sheet tentunya ada kerjasama antara Instrument Engineer dengan departemen lain karena diperlukan data proses maupun data piping. Setelah diketahui data proses tersebut maka dilakukan sizing calculation untuk menetukan spesifikasi barang atau instrument manakah yang cocok untuk diguunakan pada keadaan yang ditunjukkan pada data proses. Proses kalkulasi merupakan proses yang sangat penting karena akan mempengaruhi kesesuaian instrument yang digunakan pada plant yang akan di desain. Software yang biasanya digunakan adalah Instrucalc ataupun intools



21



3.10 Bill of Material (BOM) Dokumen yang digunakan oleh sebuah perusahaan manufaktur atau bisnis lainnya untuk meminta material dari inventory yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan konsumen. BOM menunjukkan spesifikasi dari setiap item dan ‘wakil’ dari perusahaan kepada pelanggan. Penghasil industri barang dan bahan mentah dapat mendapat mengetahui kebiasaan membeli pelanggan-pelanggannya dari informasiinformasi dalam BOM. BOM juga digunakan untuk keperluan accounting dengan tujuan untuk mengkalkulasi harga dari produk yang dibuat.



3.11 Material Take off (MTO) Material Take off(MTO) merupakan sebuah dokumen yang didalamnya berisikan tentang daftar dari peralatan yang dibutuhkan pada sebuah plant lengkap dengan jumlah dan tipe. MTO sendiri berisikan satu jenis instrument pada setiap dokumennya. Umumnya MTO ini lebih fokus ke jenis material dari instrument instrument yang sudah terdaftar dan akan dilakukan pemesanan ke pihak vendor.



BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN



4.1 Pemodelan Sistem Sistem dari Tank Storage 5-T-42 yang terdapat pada Kasim Project terdiri dari control PID, actuator, transmitter, dan plant itu sendiri. Dimana aktuatornya berupa temperature control valve (5-TV-607) dan transmitternya berupa temperature transmitter (5TT-607). Apabila ditampilkan dalam bentuk diagram blok maka akan terlihat seperti gambar 4.1



Gambar 4.1 Diagram blok sistem otomatik Dari setiap bagian sistem tersebut maka dibuatlah model matematis dengan berdasarkan perubahan variable inputoutpput yang terjadi pada sistem tersebut.



4.2 Pemodelan Tank Storage 5-T-42 Dalam melakukan pemodelan pada sistem pemanas tank Gambar 4.2 Diagram blok kekekalan sistem otomatik storage, dapat menggunakan hukum energi, yang mana energi panas yang diberikan oleh steam akan sama dengan energi keluar yang diserap oleh crude oil, serta terjadi akumulasi energi pada crude oil. Sehingga didapatkan persamaan dari pemodelan matematis sebagai berikut. 𝑑𝑇



ṁ.h(in) = UA T + m(oil).c(oil). 𝑑𝑡 ........................ 4.1



Gambar 4.3 Diagram blok sistem otomatik



22 Gambar 4.4 Diagram blok sistem otomatik



23 Dari persamaan diatas, dilakuakan transformasi ke domain lapalce sehingga persamaan 4.1 menjadi persaman 4.2, sebagai berikut.



M(s) . h(in) = UA T(s) + m(oil). c(oil) . sT(s) ..... 4.2 Keterangan : ṁ h(in) U m(oil) A c(oil) T



: laju aliran masa dari steam : Entalpi fluida steam yang masuk ke tangki : Konduktivitas panas dari crude oil : masa total crude oil pada tank storage : Luas permukaan total dari tubing steam : Panas spesifik dari crude oil : Temperature pada crude oil



Dari persamaan 4.2 , didapatkan funsi transfer temperature dari crude oil terhadap laju aliran masa berikut. 𝑇(𝑠) ℎ(𝑖𝑛) = .............................................4.3 𝑀(𝑠) 𝑚(𝑜𝑖𝑙).𝑐(𝑜𝑖𝑙).𝑠+𝑈. 𝐴



Selanjutnya dengan melihat dari data process dan mechanical static maka didapatkan nilai h(in) ρ V r(tubing) l(tubing) U(oil) c(oil)



= 2782.3 kj/kg = 865 kg/m3 = 17670 m3 = 0.1012 m (4”) = 1400m = 0.13J/m2sK =2.3 kJ/kgK



24 Perhitungan: m(oil)= ρ x V m(oil)= 15284550 kg A= 2πr x l A= 889.70 m2 Kemudian nilai tersebut dimasukkan ke dalam persamaan 4.3 sehingga didapatkan nilai fungsi transfer Tanks Storage 5-T-42 pada persamaan berikut. 𝑇(𝑠) 𝑀(𝑠)



=



2782.3 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑘𝑗 𝑠+115.61) 𝑠𝐾



(35154465



....................................4.4



Untuk memudahkan perhitungan dilakukan penyederhanaan sehingga didapatkan niali transfer fungsi pada persamaan 4.5 𝑇(𝑠) 𝑀(𝑠)



=



2.78 ...................................4.5 (35154.4𝑠+0.00011561)



4.3 Pemodelan Temperature Control Valve (5-TV-607) Fungsi transfer dari control valve dapat dilihat dalam persamaan oorde satu yang dipengaruhi oleh parameter gain dan time constant nya. 𝑊(𝑠) 𝑃(𝑠)



=



𝐾𝑣 ...........................................................4.6 (𝑇𝑣𝑠+1)



Dimana gain control valve 5-TV-607 adalah Kv = K1 x K2 𝐾1 = 0.75



𝑠𝑝𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑛𝑒𝑢𝑚𝑎𝑡𝑖𝑠 𝑠𝑝𝑎𝑛 𝑎𝑟𝑢𝑠



=



(15−3)𝑝𝑠𝑖 (20−4)𝑚𝐴



=



25 𝐾2 =



𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑠𝑝𝑎𝑛 𝑝𝑛𝑒𝑢𝑚𝑎𝑡𝑖𝑠



=



(



6165𝑘𝑔 0𝑘𝑔 − )/3600𝑠 ℎ ℎ



(15−3)𝑝𝑠𝑖



=



0.1427 Kv= 0.107 Kemudian ditentukan besarnya time constant dari control valve sebagai berikut 𝜏𝑐𝑣 = 𝑇𝑣 (∆𝑉 + 𝑅𝑣 ) ∆𝑉 = fraksi massa perubahan control valve = 1 Rv=Perbandingan time constant inherent dengan waktu stroke 𝑅𝑣 = 0.03 𝑇𝑣 = 10𝑠 𝜏𝑐𝑣 = 10(1 + 0.03) = 10.3𝑠 Kemudian nilai-nilai tersebut dimasukkan ke persamaan 4.6 sehingga didapatkan fungsi ransfer temperature control valve seperti pada persamaan 4.7 𝑊(𝑠) 𝑃(𝑠)



0.107



= (10.3𝑠+1) ........................................................4.7



4.4 Pemodelan Temperature Transmitter (5-TT-607) Fungsi transfer dari temperature transmitter dapat dilihat dalam persamaan orde satu seperti pada persamaan 4.8 𝐼(𝑠) 𝐻(𝑠)



=



𝐾𝐹 ..........................................................4.8 (𝑇𝐹 𝑠+1)



Kemudian melalui data sheet transmitter maka nilai gain transmitter ditentukan sebagai berikut



26



𝐾𝐹 =



𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡



=



(20−4)𝑚𝐴 (200−0)𝐶



= 0.08 𝑚𝐴/𝐶



Selanjutnya karena nilai time constant elektrik transmitter adalah 0.76 maka persamaan 4.8 menjadi 𝐼(𝑠) 𝐻(𝑠)



=



0.08 .........................................................4.9 (0.76𝑠+1)



4.5 Analisa Kestabilan Sistem



Gambar 4.17 Diagram blok Tank Storage Setelah setiap bagian dari sistem di modelkan maka didapatkan diagram blok sistem pada gambar 4.2 Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai K diagram blok tersebut. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan kriteriaosilasi kestabilan Namun sebelumnya Gambar 4.18 Respon dari KcrRouth. Gambar 4.19 Diagram blok separator perlu ditentukan dahulusistem persamaan fungsi transfer keseluruhan sistem. 𝐹𝑇 =



𝐾(0.226𝑠 + 0.2974) 275188.64𝑠 3 + 388807.66𝑠 2 + 35154.4𝑠 + (0.00011561 + 0.02379𝐾)



Sehingga dapat diketahui persamaan karakteristik dari fungsi transfer tersebut, yaitu Gambar 4.20 Respon osilasi dari Kcr 275188.64𝑠 3 + 388807.66𝑠 2 + 35154.4𝑠 + (0.00011561 + 0.02379𝐾) ....................................4.10



Gambar 4.21 Diagram blok pada simulinkGambar 4.22 Respon



27



Lalu kestabilan sistem dapat diidentifikasi dengan menggunakan metode kestabilan Routh. S3



275188.64



35154.4



S2



388807.66



0.00011561+0.02379K



S1



275188.64(35154.4)−388807.66(0.00011561+0.02379) 388807.66



S0



0.00011561+0.02379K



Melalui kolom kestabilan Routh tersebut dapat dicari nilai Kcr dimana nilai tersebut akan menyebabkan sistem mengalami osilasi. 275188.64(35154.4) − 388807.66(0.00011561 + 0.02379) 388807.66 =0 Kcr= 2087805.66 Lalu dapat disimpulkan bahwa nilai Kcr berada di 0< Kcr < 2087805.66 dan disimulasikan dengan MATLAB untuk mengetahui apakah respon dari nilai Kcr membuat sistem berosilasi. >>num=[2087805.66*0.226 2087805.66*0.2974]; >> den=[275188.64 388807.66 35154.4 49668.89]; >> a= tf(num,den); >> step(a,100)



28



Gambar 4.98 Respon osilasi dari Kcr Kemudian setelah nilai Kcr yang didapat telah tervalidasi maka dapat ditentukan nilai periode pada saat sistem mengalami osilasi tersebut ata disebu juga sebagai nilai Pcr. Nilai tersebut dapat dicari secara manual dengan mengamati grafik respon osilasi atau melalui perhitungan dengan mengetahuia terlebih dahulu frekuensi natural dari sistem. Oleh Gambar 4.99 Diagram blok pada simulinkGambar 4.100 karena itu, perlu dicari nilai frekuensi natural sistem dengan Respon osilasi dari Kcr mengubah variabel s pada persamaan 4.10 menjadi variabel jω. 275188.64(𝑗𝜔)3 + 388807.66(𝑗𝜔)2 + 35154.4𝑗𝜔 + (0.00011561 + 0.02379𝐾) 𝑗𝜔(−275188.64𝜔2 + 35154.4) + (−388807.66𝜔2 + 49668.89) = 0 Gambar 4.101 Diagram blok pada simulink ω1 = 0.3574 dan ω2 = 0.3574 Nilai ω yang telah didapatkan kemdian digunakan untuk mencari nilai Pcr



Gambar 4.102 Respon sistem terhadap pengendali PGambar 4.103 Diagram blok pada simulinkGambar 4.104 Respon osilasi dari Kcr



29 𝑃𝑐𝑟 =



2𝜋 𝜔



2𝜋



= 0.3574 = 17.57 .......................................4.11



4.6 Simulasi dan Hasil Tuning PID dengan metode Ziegler-Nichols Dari nilai Kcr dan Pcr yang telah didapatkan diuba menjadi nilai Kp, Ti, dan Td sesuai dengan tabel Ziegler-Nichols. Tabel 4.1 Nilai Kp, Ti, dan Td Sistem Tank Storage Jenis Kontrol P



PI



PID



Kp



𝝉𝒊



𝝉𝟐



0.5 × 2087805.66 = 𝟏𝟎𝟒𝟑𝟗𝟎𝟐. 𝟖𝟑 0.6 × 2087805.66 = 𝟏𝟐𝟓𝟐𝟔𝟖𝟑. 𝟑𝟗



~



0



1 1.2 × 17.57 = 𝟏𝟒. 𝟔𝟒𝟏 0.5 × 17.57 = 𝟖. 𝟕𝟖𝟓



0



0.45 × 2087805.66 = 𝟗𝟑𝟗𝟓𝟏𝟐. 𝟓𝟒



0.125 × 17.57 = 𝟐. 𝟏𝟗𝟔𝟐𝟓



Setelah nilai gain P,PI, dan PID didapatkan, lalu sistem dimodelkan dengan Simulink untuk dapat melihat respon dari setiap gain terhadap sistem.



Gambar 4.179 Diagram blok pada simulink



30 Untuk tipe pengendali proporsional didapatkan respon sistem seperti pada gambar 4.5 berikut.



Gambar 4.259 Respon sistem terhadap pengendali P Kemudian untuk mengetahui karakteristik respon dari sistem tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan syntax MATLAB. Nilai K dari gain P dimasukkan ke fungsi transfer. 𝐾 = 𝐾𝑝 (1 +



1 + 𝜏𝑑 𝑠) = 1043902.83(1 + 0 + 0) = 1043902.83 𝜏𝑖 𝑠



Gambar 4.260 Respon sistem terhadap pengendali 1043902.83(0.0.226𝑠 + 0.2974) PIGambar 4.261 𝐹𝑇 = Respon sistem terhadap pengendali 275188.64𝑠 3 + 388807.66𝑠 2 + 35154.4𝑠 + P24834.44



Selanjutnya fungsi transfer tersebut dimasukkan ke dalam syntax MATLAB berikut >> sys1=tf([1043902.83*0.226 Gambar 4.262 Respon sistem388807.66 terhadap pengendali 1043902.83*0.2974],[275188.64 35154.4 PI 24834.44]); >> responP1=stepinfo(sys1) responP1 = RiseTime: 4.3342 Gambar 4.263 Respon sistem terhadap pengendali PIDGambar 4.264 Respon sistem terhadap pengendali PIGambar 4.265 Respon sistem terhadap pengendali P



31 SettlingTime: 172.7200 SettlingMin: 5.3115 SettlingMax: 21.9887 Overshoot: 75.8946 Undershoot: 0 Peak: 21.9887 PeakTime: 12.2303 Untuk tipe pengendali PI didapatkan respon sistem seperti gambar 4.6 berikut.



c Gambar 4.331 Respon sistem terhadap pengendali PI Kemudian untuk mengetahui karakteristik respon dari sistem tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan syntax MATLAB. Nilai K dari gain PI dimasukkan ke fungsi transfer. 𝐹𝑇 = 𝐾𝑝 (1 +



1 1 + 𝜏𝑑 𝑠) = 1252683.39 (1 + + 0) 𝜏𝑖 𝑠 14.641𝑠



Gambar 4.332 Respon sistem terhadap pengendali PIDGambar 4.333 Respon Selanjutnya fungsi transfer tersebut sistem terhadap pengendali PI dimasukkan ke dalam syntax MATLAB berikut. >>sys2=tf([283106.44 51884.59 388807.66 37189.87 29801.33 0]);



25445.53],[275188.64



Gambar 4.334 Respon sistem terhadap pengendali PID



32 >> reponPI=stepinfo(sys2) reponPI = RiseTime: NaN SettlingTime: NaN SettlingMin: NaN SettlingMax: NaN Overshoot: NaN Undershoot: NaN Peak: Inf PeakTime: Inf Untuk tipe pengendali PID didapatkan respon sistem seperti gambar 4.7 berikut.



Gambar 4.379 Respon sistem terhadap pengendali PID Kemudian untuk mengetahui karakteristik respon dari sistem tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan syntax MATLAB. Nilai K dari gain PID dimasukkan ke fungsi transfer. Gambar 4.380 Respon sistem terhadap pengendali PID



33 𝐾 = 𝐾𝑝 (1 +



1 106945.8 + 𝜏𝑑 𝑠) = 939512.54 + + 2063404.41𝑠 𝜏𝑖 𝑠 𝑠



Selanjutnya fungsi transfer tersebut dimasukkan ke dalam syntax MATLAB berikut. >>sys3=tf([466329.39 825986.3 303580.77 31805.68],[275188.64 388807.66 84242.79 22351 2544.24]); >> responPID=stepinfo(sys3) responPID = RiseTime: 3.9643 SettlingTime: 136.8062 SettlingMin: 6.3538 SettlingMax: 21.3353 Overshoot: 70.6679 Undershoot: 0 Peak: 21.3353 PeakTime: 11.3889 Dari ketiga jenis pengendali yang telah diterapkan yaitu P, PI, dan PID didapatkan tipe pengendali yang sesuai yaitu pengendali PID.



4.7 Pembahasan Kerja praktek yang telah dilaksanakan di PT.TRIPATRA engineers and constructors ini dibagi menjadi dua bahasan pokok pemahan tentang instrument engineers dan pemodelan sistem pengendalian temperature pada tank storage dengan studi kasus Kasim Project. Pada bahasan mengenai instrument



34 engineer, dilakukan diskusi mengenai Instrument Index yaitu list dari keseluruhan instrument (DCS/Field) yang tertera pada P&ID beserta informasi detail dari setiap list yang ada. Selain itu, dilakukan diskusi mengenai field instrument dari flow, level, analyzer serta pemahaman mengenai Custody Transfer pada perdagangan minyak dan gas bumi. Selain melakukan diskusi dalam pemahman instrument engineer, juga turut membantu dalam melakukan pembuatan Material Take Off yaitu, data dari field instrument yang ada beserta informasi jenis material dan ukurannya serta informasi panjang kabel yang diperlukan ditulis pada tahap ini (cable schedule). Setelah melakukan pembuatan Material Take Off, tahap selanjutnya melakukan pembuatan Bill Of Quantity yaitu data field instrument yang lebih detail dalam pemberian informasi terkait daripada informasi Material Take Off. BOQ ini akan digunakan dalam pengajuan ke vendor beserta RFQ (Request For Quotation) agar mendapatkan Bill of Material. Selanjutnya pada bahasan pemodel sistem pengendalian temperature dari tank storage didapatkan respon sistem dengan menggunakan variasi ketiga parameter kontrol PID. Pada bagian analisa kestabilan sistem didapatkan nilai gain agar sistem stabil berada pada daerah 0