1. Sistem Kendali Proses Mesin Cuci

Penggilingan pakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang bekerja sebagai operasi mesin cuci tidak akan berubah (hanya sesuai dengan yang diinginkan seperti semula) walaupun tingkat kebersihan pakaian (sebagai keluaran sistem) kurang baik akibat adanya faktor-faktor yang kemungkinan tidak diprediksikan sebelumnya.. Diagram kotak pada Gambar dibawah ini memberikan gambaran proses ini.

Gb. Operasi mesin cuci

2. Sistem Kendali Proses Mesin Pendingin

Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yang diinginkan si pemakai. Keluarannya berupa udara dingin yang akan mempengaruhi suhu ruangan sehingga suhu ruangan diharapkan akan sama dengan suhu yang diinginkan. Dengan memberikan umpan balik berupa derajat suhu ruangan setelah diberikan aksi udara dingin, maka akan didapatkan kesalahan (error) dari derajat suhu aktual dengan derajat suhu yang diinginkan. Adanya kesalahan ini membuat kontroler berusaha memperbaikinya sehingga didapatkan kesalahan yang semakin lama semakin mengecil.

Gb. Operasi mesin pendingin

3. Sistem Kendali Proses Mesin Pemanas (Oven)

Dalam hal ini, aktuator adalah elemen pemanas, variabel terkontrol adalah suhu, dan sensor adalah termokopel (suatu piranti yang mengubah suhu menjadi tegangan). Pengontrol mengatur daya ke elemen pemanas sedemikian hingga mempertahankan suhu (sebagaimana yang dilaporkan oleh termokopel) pada nilai yang ditetapkan oleh rujukan.

4. Sistem Kendali Proses Modulasi

Gambar di bawah menunjukkan sistem kontrol pada sebuah heat exchanger yang memanaskan air dengan menggunakan uap air. Temperatur air dijaga pada nilai tertentu dengan cara mengatur supply uap air yang masuk ke heat exchanger.

5. Sistem Kendali Proses Mesin Setrika

Cara kerja dari sistem setrika otomatis ini adalah dengan memanfaatkan thermostat. Saat suhu acuan diatur (input) arus litrik akan dialirkan ke elemen pemanas yang akan memanas sampai panasnya mencapai suhu yang diatur sebagai acuan. Setelah suhu keluaran mencapai suhu acuan, akan ada sinyal umpan balik ke saklar temperatur yang nantinya akan memutuskan aliran listrik ke elemen pemanas agar suhu yang dihasilkan tidak melebihi suhu acuan. Begitu juga sebaliknya, setelah elemen pemanas tidak mendapatkan arus listrik, suhu keluaran akan turun dan lebih rendah dari suhu acuan. Nantinya akan ada sinyal umpan balik ke saklar temperatur untuk menghubnungkan kembali elemen pemanas dengan arus listrik sehingga suhunya akan naik lagi sampai batas suhu acuan.

Nama : Theresia Fransisca S.

NIM : 061230311563

Kelas : 4 ELC

MATKUL : Sistem Kendali

A. Prinsip Sistem Kendali

Sebuah contoh Sistem Kendali akan diceritakan di bawah ini. Seorang

operator sedang menjaga ketinggian (level) suatu tangki yang akan digunakan untuk

sebuah proses kimia. Jika, ketinggian tangki kurang dari yang semestinya, operator

akan lebih membuka keran masukan (valve), dan sebaliknya, jika ketinggian melebihi

dari yang semestinya, operator akan mengurangi bukaan keran (valve), dan

seterusnya. Gambar 1.2 mengilustrasikan cerita sistem kontrol tersebut.

Gambar 1.2 Contoh Sistem Kendali

Dari kejadian ini, dapat dinyatakan bahwa sebenarnya yang terjadi adalah

pengukuran terhadap tinggi cairan di dalam tangki, kemudian membandingkannya

terhadap harga tertentu dari tinggi cairan yang dikehendaki, lalu melakukan koreksi

yakni dengan mengatur bukaan keran masukan cairan ke dalam tangki.

Dapat disimpulkan bahwa sebuah sistem kendali, melakukan urutan kerja

sebagai berikut:

1. Pengukuran (Measuring)

2. Perbandingan (Comparison)

3. Perbaikan (Correction)

Sistem tersebut dapat berjalan baik, jika dianggap sistem bekerja secara ideal

dan sederhana. Namun, masalah akan timbul jika diteliti lebih lanjut, seperti:

a. Keadaan proses yang lebih kompleks dan sulit

b. Pengukuran yang lebih akurat dan presisi

c. Jarak proses yang tidak mudah dijangkau

maka diperlukan modifikasi terhadap sistem tersebut. Dalam hal seperti inilah

diperlukan sebuah Sistem Kendali Otomatik, sebagaimana diilustrasikan pada

Gambar 1.3 di bawah ini.

Gambar 1.3 Sistem Kendali Otomatik

Terdapat beberapa manfaat pada penggunaan Sistem Kontrol Otomatik pada

sebuah proses, yaitu:

• Kelancaran Proses

• Keamanan

• Ekonomis

• Kualitas

1. Sistem Kendali Proses Mesin Pendingin

Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yang diinginkan si pemakai.

Keluarannya berupa udara dingin yang akan mempengaruhi suhu ruangan sehingga

suhu ruangan diharapkan akan sama dengan suhu yang diinginkan. Dengan

memberikan umpan balik berupa derajat suhu ruangan setelah diberikan aksi udara

dingin, maka akan didapatkan kesalahan (error) dari derajat suhu aktual dengan

derajat suhu yang diinginkan. Adanya kesalahan ini membuat kontroler berusaha

memperbaikinya sehingga didapatkan kesalahan yang semakin lama semakin

mengecil.

Gb. Operasi mesin pendingin

2. Sistem Kendali Proses Kalang Terbuka

Sensor mencuplik output sistem dan mengubah hasil pengukuran ini menjadi

sinyal elektrik yang dikirimkannya balik kepada pengontrol. Karena pengontrol

mengetahui apa yangsesungguhnya dilakukan sistem, ia dapat membuat penyesuaian

apa pun yang dibutuhkanuntuk mempertahankan output pada nilai yang semestinya.

Sinyal dari pengontrol kepada aktuator adalah jalur maju [forward path], dan sinyal

dari sensor kepada pengontroladalah umpan-balik (yang "menutup" kalang sistem

kontrol).

Gambar Sistem kontrol kalang-terbuka.

Pada gambar diatas, sinyal umpan-balik dikurangkan dari rujukan pada

pembanding (cpmparator) bagian depan dari pengontrol. Dengan mengurangkan

posisi yang sesungguhnya (seperti yang ditunjukkan pada sensor) dari posisi yang

diinginkan (seperti yang didefinisikan rujukan), kita memperoleh ralat sistem. Sinyal

ralat melambangkan selisih di antara tempat anda sekarang dan tempat yang anda

inginkan . pengontrol senantiasa bekerja untuk memperkecil sinyal ralat ini. Ralat

yang bernilai nol berarti output sistem sudah tepat seperti yang dinyatakan oleh

rujukan.

3. Sistem Kendali Proses Kalang Tertutup

Sebagai contoh dari sistem control loop-tertutup, tinjaulah kembali lengan

robot yang berawal pada 0 ° {lihat Gambar Sistem control loop tertutup}. Kali ini

suatu potensiometer telah disambungkan langsung dengan batang (shaft) motor.

Sewaktu batang tersebut berputar, resistansi potensio berubah. Resistansi diubah

menjadi tegangan dan lalu diumpan balikkan kepada pengontrol.

Untuk memerintahkan lengan tersebut menujusudut 30°, tegangan rujukan

yang setara dengan 30° dikirimkan pada pengontrol. Karena lengan sesungguhnya

masih berada pada 0°, sinyal ralat langsung “melonjak” menjadi 30°. Segera

pengontrol mulai menggerakkan motor dalam arah yang mengurangi alat tadi.

Sewaktu lengan mendekati sudut 30°, pengontrol memperlambat putaran motor ,

ketika lengan pada akhirnya mencapai 30°, motor berhenti. Jika pada saat berikutnya,

suatu gaya luar memindahkan lengan lepas dari marka 30°, sinyal ralat akan muncul

kembali, dan motor akan menggerakkan lengan ke posisi 30°.

Fitur perbaikan diri dari control loop tertutup ini membuatnya lebih disukai

darpipada control loop terbuka , meskipun dibutuhkan perangkat keras tambahan. Hal

ini disebabkan sistem control loop tertutup memberikan kinerja yang andal dan dapat

diulangi meskipun komponen-komponen sistem itu sendiri (pada jalur maju) tidak

mutlak dapat berulang dan diketahui secara cermat.

Gambar Sistem control loop tertutup

4. Sistem Kendali Proses Mesin Setrika

Cara kerja dari sistem setrika otomatis ini adalah dengan memanfaatkan

thermostat. Saat suhu acuan diatur (input) arus litrik akan dialirkan ke elemen

pemanas yang akan memanas sampai panasnya mencapai suhu yang diatur sebagai

acuan. Setelah suhu keluaran mencapai suhu acuan, akan ada sinyal umpan balik ke

saklar temperatur yang nantinya akan memutuskan aliran listrik ke elemen pemanas

agar suhu yang dihasilkan tidak melebihi suhu acuan. Begitu juga sebaliknya, setelah

elemen pemanas tidak mendapatkan arus listrik, suhu keluaran akan turun dan lebih

rendah dari suhu acuan. Nantinya akan ada sinyal umpan balik ke saklar temperatur

untuk menghubnungkan kembali elemen pemanas dengan arus listrik sehingga

suhunya akan naik lagi sampai batas suhu acuan.

5. Sistem Kendali Proses Jelajah Mobil

Dalam berkendaraan di jalan raya terkadang ada pembatasan untuk kecepatan

berkendara, misalnya rambu hanya mengijinkan 40 km/jam. Dengan adanya rambu

tersebut, setiap pengendara harus mematuhi dengan cara memelihara supaya

kecepatan kendaraan berkisar pada angka tersebut. Sebagai alat untuk memonitor

biasanya dipasang speedometer dan acuannya adalah kecepatan 40 km/jam. Apabila

terjadi penyimpangan antara yang tercatat pada speedometer terhadap kenyataan

kecepatan kendaraan, maka pengendara senantiasa berusaha untuk melakukan

pengendalian larinya kendaraan dengan menambah atau mengurangi kecepatan

putaran mesin. Proses yang dilakukan pengendara tersebut secara tidak langsung

mensinergikan beberapa komponen yang mempengaruhi sistem kendali jelajah

kendaraan.

6. Sistem Kendali Posisi Aerofoil Sayap Pesawat Terbang

Pada pesawat terbang sebenarnya banyak sekali sistem yang harus dikendalikan

misalnya kecepatan terbang, ketinggian terbang, sistem pembakaran, buka-tutup pintu

pesawat, dan beberapa komponen pada mesin pesawat terbang. Terlebih pada sistem

pesawat tempur tentunya akan lebih banyak lagi yang perlu dikontrol karena

memerlukan gerakan-gerakan manuver yang lebih dan juga untuk mengendalikan

sistem persenjataannya. Pada kapal laut maupun kapal selam juga mempunyai

beberapa komponen yang harus dikendalikan berkaitan dengan keperluan gerakan-

gerakan bermanuver. Pemasangan instalasi kendali ini, tentunya bergantung pada

keperluannya. Dalam kasus gambar diatas merupakan contoh sistem kendali

permukaan pada aerofoil sayap pesawat terbang. Besaran yang dikendalikan

diekspresikan dalam besaran sudut terhadap posisi sudut acuan.

Gambar Diagram Blok Kendali Perilaku Pesawat