Asro Pun’ Blog

Process Control : (2) Cascade Control.

Posted by asro pada 19 Juni 2008

Pada seri yang lalu, kita sudah membahas apa itu Feedback Control. untuk lebih mengingatkan kembali, perhatikan gambar feedback control berikut:

null
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa dalam sistem ini, temperature air dalam tanki dijaga agar tetap konstan dengan mengatur kecepatan alir kalori (uap), q sebagai variabel yang dimanipulasi (manipulated variable). Jika pada suatu saat terjadi gangguan pada tekanan supply uap, maka kecepatan alir uap juga akan berubah, sehingga dengan sendirinya akan mengubah temperature air dalam tanki sebagai variabel yang dikontrol (control variable).

Karena sistem ini mempunyai time delay yang cukup besar, maka perubahan pada temperature air tadi tidak langsung terukur oleh elemen sensing (thermocouple – TT) sehingga aksi koreksi yang dilakukan oleh feedback control juga mengalami penundaan. Sementara itu, akibat dari gangguan ini terus masuk kedalam sistem. Apabila gangguan perubahan tekanan supply uap ini berlangsung terus menerus, maka akan menyebabkan control variable (temperature air) tidak akan berada pada setpointnya untuk waktu yang lama (akan berosilasi terus menerus).
Untuk memperbaiki sistem ini, control loop kedua ditambahkan seperti pada gambaar berikut:

null
Pada sistem ini, fluktuasi pada tekanan supply uap diukur oleh sensor tekanan (PT) dan kontrol tekanan (pressure control – PC) akan memanipulasi bukaan control valve uap (CV) sedemikian sehingga tekanan uap yang masuk ke tanki tetap konstant. Dengan jalan ini, efek fluktuasi tekanan supply uap terhadap temperature air dalam tanki dapat dihilangkan, dengan demikian kinerja control dapat dipertahankan.

Blok diagram untuk sistem pada gambar diatas, dapat dilihat pada gambar berikut.
null
Dari kedua gambar terakhir ini dapat dilihat bahwa yang menjadi setpoint untuk pressure control (PC) adalah output dari temperature control (TC). Konfigurasi kontrol seperti ini, yang mana output suatu controller memanipulasi setpoint controller yang lainnya disebut sebagai sistem kontrol kaskad (cascade control system).
Bentuk umum diagram blok cascade control dapat dilihat pada gambar berikut.

null
Dari gambar tersebut terlihat kedua controller masing-masing mempunyai elemen pengukur (sensing) sendiri. Akan tetapi hanya satu controller yang disebut primary atau master controller mempunyai setpoint yang bebas, dan hanya satu controller yang disebut sebagai secondary atau slave controller yang berhubungan langsung dengan atau mempunyai output ke process.
Secondary controller, variable yang dimanipulasi (manipulated variable) serta elemen pengukurnya akan mempentuk satu loop sendiri yang disebut secondary loop atau inner loop. Inner loop ini jika dilihat dari primary controller bisa dianggap sebagai satu elemen dinamik baru sehingga dapat digambarkan sebagai satu blok sendiri. Dengan demikian diagram blok diatas dapat disederhanakan menjadi seperti gambar berikut.

null
Gambar ini merupakan outer loop atau primary loop yang terdiri dari semua elemen cascade control termasuk inner loop yang sudah digambarkan sebagai satu blok.
Untuk menjamin agar cascade control berfungsi sebagaimana mestinya, maka dinamika inner loop harus lebih cepat dari outter loop, atau dalam frequency domain dikatakan bahwa bandwidth inner loop harus lebih besar (lebar) dari bandwidth outer loop, sehingga inner controller akan mengoreksi sendiri loop-nya sebelum ia mengubah control variable. Jika kondisi ini tidak dipenuhi, maka kinerja cascade control tidak akan memuaskan.

10 Tanggapan to “Process Control : (2) Cascade Control.”

  1. Nova Kurniawan said

    It is very nice knowledge sharing. Pengalaman praktis dgn base teori yg cukup mendalam. Boleh nge-link kan?

  2. asro said

    Terima kasih Mas Nova atas kunjunganya. Blog ini bertujuan untuk berbagi pengalaman, jadi dengan senang hati jika Mas Nova mau nge-link.

  3. […] mengatasi gangguan pada beban dan manipulated variable, digunakan konfigurasi feedforward dan cascade seperti yang sudah dibahas pada serie sebelumnya. Sedangkan untuk mengatasi gangguan pada setpoint […]

    • Yadot said

      Gangguan pada Set Point? bukankah set point itu berupa konstanta?
      jadi set point itu berupa nilai yg kita ingin capai…

      BTW artikelnya bagus bgt…jadi mengerti ttg proses kontrol..

      Thanks yuah…

      • asro said

        Pada konfigurasi cascade, setpoint innner loop/slave tidak konstant, tetapi berasal dari dan bergantung pada outer loop.

  4. andhisa said

    Saya mau tanya Pak Asro.

    1. saya pernah membaca artikel lainnya yg berhubungan dengan cascade control, tapi yang menjadi master nya adalah Level Controller dan outputnya menjadi setpoint bagi Flow Controller.
    kenapa level control loop relative lebih lambat dari pressure/flow control loop sehingga diperlukan konfigurasi cascade? bukankah pengukuran level jg menggunakan metoda DP?

    2. kembali pada artikel di atas, jika utk pengaturan banyaknya steam, saya tidak menggunakan konfigurasi cascade sperti di atas, tapi justru hanya menempatkan PT -> PC -> Control Valve, jadi yang diukur hanya lah variable pressure saja, bagaimana tanggapan Pak Asro?

    Terima kasih sebelumnya

  5. indra said

    salam kenal pak asro,

    1. untuk contoh case diatas apakah kondisinya primary controller dalam auto & secondary controller dalam cascade?

    2. kalau seandainya primary controller dikondisikan manual & secondary controller dalam cascade bagaimana? mohon penjelasannya pak.

    Terima kasih

    • asro said

      Konfigurasi di atas adalah konfigurasi cascade control secara umum. Dalam operasinya, kita bisa mengoperasikan primary controller dalam mode AUTO dan secondary controller dalam mode CASCADE, ini berarti kedua-dua loop dijalankan. KIta juga dapat mengoperasikan primary controller dalam mode MANUAL dan secondary controller dalam mode CASCADE, yang berarti hanya berupa feedback control biasa. Atau mode lainnya bergantung pada jenis DCS yang dipakai.

  6. Reblogged this on najamudinmt.

  7. KharismaHamdan said

    terimakasih pak asro,,,🙂

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: