PRESENTASI SEMINAR TUGAS AKHIR

Perancangan Sistem Pengendalian Level Pada

STRIPPER PV 3300

Dengan Metode FEEDBACK FEEDFORWARD

di PT. JOB Pertamina-PetroChina East Java

Sadra Prattama

NRP. 2406.100.055

Dosen Pembimbing :

Dr. Bambang Lelono Widjiantoro, ST, MT

NIP. 196905071995121001

LATAR BELAKANG

Input 3

separator

Output

sour gas

Input

sweet gas Output

Sweet oil

Level

controller

PERISTIWA BOUNCHING

Parameter Kp =10,Ti = 0,dan Td = 0

Keadaan input dari 40 kg/s menuju 70 kg/s

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

Dari hasil simulasiLSHH

58 60 62 64 66 68 70 72 74 760

0.1

0.2

0.3

time (s)

PERMASALAHAN

1. Bagaimana merancangan model feedforward pada stripper.

2. Bagaimana perbandingan antara model feedback

konvensional yang sudah diterapkan dan feedback

feedforward hasil perancangan.feedforward hasil perancangan.

TUJUAN

1. merancangan model feedforward pada stripper.

2. Membandingan antara model feedback konvensional yang

sudah diterapkan dan feedback feedforward hasil

perancangan.perancangan.

DASAR TEORI

Terdapat 25 tray didalamnya

Input sweet gas 1,5 mmscfd

Input minyak dari ketiga separator

Output ada dua, bottom dan upperOutput ada dua, bottom dan upper

Kontroller feedforward1. Pengendali feedforward steady state

Pengendali feedforward yang paling sederhana

dan mudah untul diimplementasikan adalah

model steady state, kita hanya membutuhkan

elemen statis pada fungsi transfer prosesnya.

2. Pengendali feedforward Dinamik

Pengendali feedforward ini menggunakan Pengendali feedforward ini menggunakan

pendekatan pada fungsi transfernyaWalaupun hanya sebatas pendekatan, tetapi

persamaan ini dapat memberikan hasil yang

lebih baik dibanding desain steady state

From: George Stephanopoulos

Prentice Hall International

Keuntungan dan kerugian dari

kontroler feedforwardKeuntungan Kerugian

1. Bereaksi sebelum efek dari disturbance

yang akan mengganggu sistem

2. Sangat bagus untuk sistem yang lambat

3. Tidak diperkenankan untuk sistem yang

tidak stabil

1. Membutuhkan identifikasi dari

disturbance

2. Tidak bisa bereaksi terhadap

disturbance yang lain

3. Membutuhkan pengetahuan yang

cukup dari pemodelan prosescukup dari pemodelan proses

From: George Stephanopoulos

Prentice Hall International

Keuntungan dan kerugian dari

kontroler feedbackKeuntungan Kerugian

1. Tidak perlu mengidentifikasi

disturbance yang ada

2. Tidak sensitif untuk pemodelan error

3. Tidak sensitif terhadap perubahan

parameter

1. Menunggu datangnya error setelah

melewati proses

From : George Stephanopoulos

Prentice Hall International

TinjauanTinjauanTinjauanTinjauan PustakaPustakaPustakaPustakaNo Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan

1 Antonio

Visioli

A new

design a

PID plus

feedforwar

d control

Z-N Level tank Lebih

efektif

dibandingk

an PID

kontrol

konvension

al untuk

delta rate

flow yang

Metode

yang

dipakai

hanya

ziegler

nichols,

belum

metode

yang lain flow yang

besar

yang lain

sebagai

perbanding

an

From : Journal of Process Control

www.elsevier.com

TinjauanTinjauanTinjauanTinjauan PustakaPustakaPustakaPustakaNo Nama Judul Metode Objek Kelebihan Kelemahan

2 E.J. Adam,

J.L.

Marchetti

Designing

and tuning

robust

feedforwar

d

controllers

ZN Level Tank Belum

menerapka

n

feedforwar

d dinamik

state

From : Journal of Process Control

www.elsevier.com

P&ID STRIPPER

P&ID sebelumnya + feedforward

DIAGRAM BLOK PENGENDALIAN

KONTROL FEEDBACK FEEDFORWARD

From: George Stephanopoulos

Prentice Hall International

Perumusan feedforward

Fungsi transfer

Perfect disturbance

reject

Rumus umum

feedforward dinamik

From: Carlos A Smith, Ph.D., P.E

Metodologi

penelitian

Kesetimbangan massa

Sensor dan transmitter level

( )( ) 1+

=•

s

K

sU

sm

v

totb

τ

Cv

YcTv =

actuatorP

I KKKtot .=

Control valve

Sensor dan transmitter flow

1+=

s

K

P

P

P

P

ox

oy

τ

1

484375.3

+=

sP

P

ox

oy

Cv

( )( ) ( )1612.1

3342.3

+=

•

ssU

smb

Uji open loop

1.4

Simulink open loop

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

time (s)

leve

l (m

)

Grafik hasil simulink

open loop

Feedback kontroller

No Mode Kontrol

Parameter

Kp Ti Td

1 Proporsional 3 0 0

2 Proporsional Integral 2.7 2 0

3 Proporsional Integral Derivatif 3.6 1.2 0.3

Feedback controller Proporsional

settling time (ts) = 11 s

peak time (tp) = 5 s

error steady state (ess) = 0,08025%

rise time (tr) = 2.5 s

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

rise time (tr) = 2.5 s

58 60 62 64 66 68 70 72 74 760

0.1

0.2

0.3

0.4

time (s)

leve

l (m

)

settling time (ts) = 11 s

peak time (tp) = 2.5 s

error steady state (ess) = 0 %

rise time (tr) = 1 s

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

Feedback controller ProporsionalIntegral

rise time (tr) = 1 s

58 60 62 64 66 68 70 72 74 760

0.1

0.2

0.3

0.4

time (s)

Feedback controller Proporsional

Integral Derivatif

settling time (ts) = 10 s

peak time (tp) = 5 s

error steady state (ess) = 0,0 %

rise time (tr) = 4 s0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

rise time (tr) = 4 s

60 65 70 75 80 850

0.1

0.2

0.3

0.4

time (s)

leve

l (m

)

Performansi feedback

1. Kontroler feedback masih belum mampu mengatasiperistiwa bounching tersebut.

2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input

sebesar 30 kg/s

3. Dampak level yang tinggi tersebut oil masuk ke pipa3. Dampak level yang tinggi tersebut oil masuk ke pipa

sweetgas.

Feedback feedforward controller

Feedback feedforward controller

proporsional

settling time (ts) = 13 s

peak time (tp) = 2 s

error steady state (ess) = 0,003%

rise time (tr) = 1.3 s0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

rise time (tr) = 1.3 s

45 50 55 60 65 70 75 800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

time (s)

leve

l (m

)

Feedback feedforward controller

proporsional integral

settling time (ts) = 10 s

peak time (tp) = 3 s

rise time (tr) = 2 s0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

45 50 55 60 65 70 75 800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

time (s)

leve

l (m

)

Feedback feedforward controller

proporsional integral derivatif

settling time (ts) = 10 s

peak time (tp) = 5 s

rise time (tr) = 3 s0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

leve

l (m

)

45 50 55 60 65 70 75 800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

time (s)

leve

l (m

)

Performansi feedback feedforward

1. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasiperistiwa bounching tersebut.

2. Parameter yang dimasukkan berupa perubahan input

sebesar 30 kg/s

3. Parameter lead per lag adalah ½ dan gain kontroler3. Parameter lead per lag adalah ½ dan gain kontroler

feedforward adalah 0.86

4. Hasil terbaik dengan settling time (ts)= 10 s,

peak time (tp)= 5 s,error steady state (ess) = 0,0 %, dan rise

time (tr) = 3 s

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35

kg

/s

time (s)

laju aliran minyak

laju aliran minyak

0.7

0.8

0.9

1

Perbandingan antara kontrol feedback dan feedback feedforward

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

lev

el

(m)

time (s)

feedback

feedforward

0.8

1

1.2

perbandingan feedback feedforward dengan feedback

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25

kg

/s

time (s)

laju aliran minyak

laju aliran minyak

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 5 10 15 20 25 30 35 40

lev

el

(m)

time (s)

feedback

feedback feedforward

Kesimpulan

3. Berdasarkan hasil penelitian bahwa hasil yang paling baik dari

respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan

1. Telah dilakukan perancangan feedforward pada controller feedback pada

stripper PV 3300.

2. Kontroler feedback feedforward sudah mampu mengatasi peristiwa

bounching tersebut dengan level maksimum 0.5 meter sedangkan

untuk feedback saja mencapai 0,83 meter untuk flow minyak yang

masuk antara 40 kg/s menuju 70 kg/s.

respon sistem menggunakan feedback feedforward controller dengan

nilai: settling time (ts)= 10 s, peak time (tp)= 5 s,error steady state

(ess)=0 %, rise time (tr)=3 s,lead per lag= ½, dan gain feedforward=

0.86

terimakasihterimakasih