Buku ini terdiri dari enam bab pembahasan yang berisi baik teoritis dan praktikum. Bab pertama membahas tentang konsep dasar dari sistem kontrol otomatis. Bab kedua membahas tentang latar belakang matematik transformasi laplace. Bab ketiga membahas tentang fungsi alih dan diagram blok. Bab empat membahas tentang model matematik komponen dari sitem kontrol otomatis. Bab lima membahas tentang macam-macam aksi kontrol pada sistem kontrol otomatis. Bab enam membahas tentang PLC dan programming ladder diagram menggunakan CX Programmer. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free BAB 1KONSEP DASAROlehZakki Fuadi EmzainImam MashudiPenerbitPolinema Press1Kontrol Otomatis Tujuan Pembelajaran1. Menjelaskan pengertian, tujuan, dan sasaran dari sistem kontrol Menjelaskan definisi istilah penting dalam sistem kontrol Menjelaskan keuntungan dan kerugian dari sistem kontrol loop terbuka dansistem kontrol loop Mengetahui contoh dan aplikasi dari sistem kontrol Mengetahui prosedur analitis dalam merancang sistem kontrol Pengertian Sistem Kontrol OtomatisPerkembangan ilmu dan teknologi menjadi salah satu faktor yangmempengaruhi tingkat peradaban kehidupan manusia. Harapan utama denganmajunya ilmu dan teknologi adalah meningkatnya kesejahteraan kehidupanmanusia. Salah satu ilmu dan teknologi yang cukup memegang peranan pentingpada masyarakat modern saat ini adalah sistem kontrol otomatis. Sistem kontrol otomatis automation control system adalah seperangkat alatmekanik atau elektronik yang mengatur perangkat atau sistem lain dengan caraloop kontrol. Biasanya terkomputerisasi dan berjalan secara otomatis. Sistemkontrol otomatis sering digunakan untuk meningkatkan produksi, efisiensi dankeamanan di banyak bidang termasuk Pertanian, Pabrik kimia, Pabrik kertas,Kontrol kualitas, Kontrol boiler dan pembangkit listrik, Pembangkit listrik tenaganuklir, Kontrol lingkungan, Pabrik pengolahan air, Pabrik pengolahan limbah,Makanan dan pengolahan makanan, Logam dan tambang, Manufaktur farmasi,Pabrik pemurnian gula, dan juga dijumpai penerapan dari sistem kontrol otomatis di sektorindustri misalnya adalah komputer, pesawat ruang angkasa, sistem persenjataan,sistem transportasi, sistem pembangkit tenaga, robot, dan lain-lain. Contohpenggunaan sistem kontrol otomatis dalam kehidupan sehari-hari dirumah sepertipada peralatan pemasak nasi, setrika listrik, lemari es, alat pendingin ruangan, danlain-lain. Dalam aplikasinya, sistem kontrol memegang peranan penting dalamteknologi. Sebagai contoh, otomatisasi industri dapat menekan biaya produksi,mempertinggi kualitas, dan dapat menggantikan pekerjaan-pekerjaan rutin yangmembosankan. Sehingga dengan demikian akan meningkatkan kinerja suatu2Konsep Dasar Sistem Kontrol sistem secara keseluruhan, dan pada akhirnya memberikan keuntungan bagimanusia yang Tujuan dan Sasaran Sistem Kontrol OtomatisDalam aplikasinya, suatu sistem kontrol memiliki tujuan tertentu. Tujuanutama sistem kontrol adalah agar supaya harga atau nilai yang dihasilkan olehsetiap proses dari setiap sistem dapat dipertahankan. Dengan cara mengaturkeluaran output dalam suatu sikap/ kondisi/ keadaan yang telah ditetapkan olehmasukan input melalui elemen sistem Diagram blok konsep sistem kontrolSumber Triwiyatno, A. 2010Dengan adanya tujuan ini, maka kualitas keluaran yang dihasilkantergantung dari proses yang dilakukan dalam sistem kontrol utama penggunaan dari sistem kontrol otomatis adalah sebagaiberikutMelindungi keselamatan pekerja dan saat operasi bagi pekerja maupun alat merupakan faktoryang sangat penting untuk menjaga kesinambungan proses produksi. Olehkarenanya tekanan operasi temperatur, kecepatan, posisi, dan sebagainyaharus senantiasa berada dalam harga batas yang diijinkan. Sebagai contohbila suatu reactor telah dirancang untuk beroperasi pada tekanan sampaidengan 60 bar, maka harus dilengkapi peralatan kendali yang akan menjadatekanan operasi reactor berada di bawah 60 bar. Kalau tidak bahaya letusanreactor tersebut mungkin tidak dapat dihindari yang akan mengakibatkanterhentinya proses produksi serta petaka bagi pekerjanya.Menjaga kualitas produk dan meminimumkan peralatan produksi harus menghasilkan produk akhir yangmemenuhi kuantitas dan kualitas yang diinginkan. Sebagai contohdiperlukan untuk memproduksi poros dengan kualitas 10000 buah perhari3Kontrol Otomatis dengan kualitas teoleransi ukuran diameternya harus berada pada harga ± mm, maka diperlukan sistem kontrol untuk memenuhi spesifikasitersebut.Peraturan sistem kontrol memang perlu dipasang untuk memenuhiperaturan lingkungan yang berlaku. Sebagai contoh gas buang dari industriharus berada di bawah temperatur tertentu, dengan kosentrasi kimia dibawah harga tertentu, dan sebagainya. Maka untuk memenuhi peratuan,diperlukan pemasangan sistem kontrol.Keterbatasan-keterbatasan peralatan yang mempunyai keterbatasan-keterbatasan saatoperasi. Sebagai contoh, kompresor mempunyai tekanan operasi tertentu,peralatan harus beroperasi pada temperatur tertentu, tangki tidak bolehkosong, generator listrik tidak boleh melebihi kecepatan tertentu, dansebagainya. Siatem kontrol perlu dipasang untuk memenuhi keterbatasan-keterbatasan Definisi Istilah dalam Sistem Kontrol OtomatisUntuk memperjelas keterangan-keterangan dalam buku ini, berikutdiberikan beberapa definisi istilah yang sering dipakai Sistem system adalah kombinasi dari komponen-komponen yang bekerjabersama-sama membentuk suatu obyek tertentu. Variabel terkontrol controlled variable adalah suatu besaran quantityatau kondisi condition yang terukur dan terkontrol. Pada keadaan normalmerupakan keluaran dari sistem. Variabel termanipulasi manipulated variable adalah suatu besaran ataukondisi yang divariasi oleh kontroler sehingga mempengaruhi nilai darivariabel terkontrol. Kontrol control – mengatur, artinya mengukur nilai dari variabel terkontroldari sistem dan mengaplikasikan variabel termanipulasi pada sistem untuk4Konsep Dasar Sistem Kontrol mengoreksi atau mengurangi deviasi yang terjadi terhadap nilai keluaranyang dituju. Plant Plant adalah sesuatu obyek fisik yang dikontrol. Proses process adalah sesuatu operasi yang dikontrol. Contoh proseskimia, proses ekonomi, proses biologi. Gangguan disturbance adalah suatu sinyal yang mempengaruhi terhadapnilai keluaran sistem. Kontrol umpan balik feedback control adalah operasi untuk mengurangiperbedaan antara keluaran sistem dengan referensi masukan. Kontroler controller adalah suatu alat atau cara untuk modifikasi sehinggakarakteristik sistem dinamik dynamic system yang dihasilkan sesuaidengan yang kita kehendaki. Sensor sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur keluaransistem dan menyetarakannya dengan sinyal masukan sehingga bisadilakukan suatu operasi hitung antara keluaran dan masukan. Aksi kontrol control action adalah besaran atau nilai yang dihasilkan olehperhitungan kontroler untuk diberikan pada plant pada kondisi normalmerupakan variabel termanipulasi.Aktuator actuator, adalah suatu peralatan atau kumpulan komponen yangmenggerakkan Istilah dalam sistem kontrol5Kontrol Otomatis Sumber Triwiyatno, A. 2010 Klasifikasi Sistem Kontrol Sistem Kontrol Loop TerbukaSuatu sistem kontrol yang mempunyai karakteristik dimana nilai keluarantidak memberikan pengaruh pada aksi kontrol disebut Sistem Kontrol LoopTerbuka Open-Loop Control System. Contoh dari sistem loop terbuka adalah operasi mesin cuci. Penggilinganpakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang bekerja sebagai operasi mesincuci tidak akan berubah hanya sesuai dengan yang diinginkan seperti semulawalaupun tingkat kebersihan pakaian sebagai keluaran sistem kurang baik akibatadanya faktor-faktor yang kemungkinan tidak diprediksikan sebelumnya. Diagramkotak pada Gambar memberikan gambaran proses Diagram blok proses kontrol mesin cuciSumber Triwiyatno, A. 2010Secara umum, sistem kontrol loop terbuka diberikan oleh Gambar Sistem kontrol loop terbukaSumber Triwiyatno, A. 20106Konsep Dasar Sistem Kontrol Sistem kontrol loop terbuka ini memang lebih sederhana, murah, dan mudahdalam desainnya, akan tetapi akan menjadi tidak stabil dan seringkali memilikitingkat kesalahan yang besar bila diberikan gangguan dari Sistem Kontrol Loop TertutupSistem kontrol loop tertutup Closed-Loop Control System adalah identikdengan sistem kontrol umpan balik, dimana nilai dari keluaran akan ikutmempengaruhi pada aksi Diagram blok proses kontrol mesin ACSumber Triwiyatno, A. 2010Contoh dari sistem ini banyak sekali, salah satu contohnya adalah operasipendinginan udara AC. Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yangdiinginkan si pemakai. Keluarannya berupa udara dingin yang akanmempengaruhi suhu ruangan sehingga suhu ruangan diharapkan akan samadengan suhu yang diinginkan. Dengan memberikan umpan balik berupa derajatsuhu ruangan setelah diberikan aksi udara dingin, maka akan didapatkankesalahan error dari derajat suhu aktual dengan derajat suhu yang kesalahan ini membuat kontroler berusaha memperbaikinya sehinggadidapatkan kesalahan yang semakin lama semakin mengecil. Gambar Otomatis memberikan penjelasan mengenai proses umpan balik sistem AC ini. Secaraumum, sistem kontrol loop tertutup diberikan oleh Gambar Sistem kontrol loop tertutupSumber Triwiyatno, A. 2010Dibandingkan dengan sistem kontrol loop terbuka, sistem kontrol looptertutup memang lebih rumit, mahal, dan sulit dalam desain. Akan tetapi tingkatkestabilannya yang relatif konstan dan tingkat kesalahannya yang kecil bilaterdapat gangguan dari luar, membuat sistem kontrol ini lebih banyak menjadipilihan para perancang sistem Contoh Sistem Kontrol OtomatisAplikasi sistem kontrol sudah ada sejak jaman nenek moyang kita danmasih berlanjut hingga jaman yang sudah modern ini. Pada jaman nenek moyangkita, sistem kontrol dilakukan oleh manusia yang berfungsi sebagai kontrolerpengatur. Misalnya pelepasan lembing tombak ke binatang buruan. Otakbertindak sebagai kontroler untuk mengatur arah, sudut, dan tenaga yangdibutuhkan oleh lembing sehingga bisa tepat mengenai binatang buruan. Tanganbertindak sebagai aktuator dan lembing merupakan plant yang diatur. Pada konsep sistem kontrol modern, peralatan pembantu manusia semakindioptimalkan untuk melakukan fungsi kontrol. Semakin modern dan canggihteknologi yang dikuasai, semakin canggih pula peralatan pembantu yangberfungsi sebagai alat kontrol. Seperti contoh, pada jaman awal-awal peradabanteknologi manusia, manusia sudah mengenal sistem pelampung untukmenghentikan aliran air yang masuk ke dalam bak kamar mandi. Dalam era modern ini, penggunaan komputer dan mikroprosesormicrocontroller semakin mendominasi untuk menggantikan peran otak sebagai8Konsep Dasar Sistem Kontrol kontroler. Dengan kelebihannya mampu mengoperasikan fungsi-fungsi logika danmatematis serta kemampuannya menyimpan data dalam memorinya, membuatkomputer atau mikroprosesor mampu menjalankan fungsi otak secara adalah beberapa contoh aplikasi sistem kontrol 9Kontrol Otomatis Sistem Autopilot pada Pesawat TerbangGambar Diagram blok sistem autopilot pesawatSumber Triwiyatno, A. 2010Dari diagram kotak pada Gambar arah dan posisi pesawat yangdiinginkan merupakan masukan dari sistem autopilot. Pergerakan sayap dan ekoradalah plant yang akan dikontrol sehingga menghasilkan keluaran arah dan posisipesawat yang diinginkan. Adanya gangguan dari luar berupa angin, tekanan udara,gumpalan awan, dan sebagainya membuat arah dan posisi pesawat bisa berubahsehingga diperlukan peninjauan ulang untuk mengeleminir kesalahan yang terjaditersebut. Dalam sistem kontrol, adakalanya diperlukan suatu tanggapan responsedari sistem yang cepat sehingga kesalahan-kesalahan yang terjadi dapat dikurangisemaksimal mungkin. Bayangkan apa yang terjadi jika arah pesawat bergesersebesar 1° saja, maka untuk jarak yang jauh sekali misalnya untuk penerbanganJakarta – London, akan menghasilkan pergeseran pendaratan yang cukupsignifikan. Untuk itu diperlukan kontroler atau kompensator yang berfungsimengatur atau memodifikasi sistem tersebut sehingga bisa menghasilkantanggapan yang lebih cepat Dasar Sistem Kontrol Sistem Pengatur Suhu Udara dalam RuanganDiagram kotak suatu sistem pengatur suhu udara dalam ruangan diberikanoleh Gambar Gambar Diagram blok sistem pengatur udaraSumber Triwiyatno, A. 2010Dari diagram kotak pada Gambar masukan dari sistem pengaturan suhudalam ruangan adalah suhu yang dikehendaki pemakai ruangan heater pemanas atau AC air conditioner disesuaikan dengankeadaan suhu dalam ruangan dan suhu yang diinginkan pemakai ruangan. Biladiinginkan suhu yang lebih hangat, maka pemanas akan dinyalakan, sebaliknyabila diinginkan suhu yang lebih dingin, maka AC akan diaktifkan. Keluaran darisistem ini adalah suhu dalam ruangan tersebut. Keluaran ini bisa berubah bilaterdapat gangguan dari luar misalnya terik panas matahari, turun hujan salju, dansebagainya sehingga pemberian umpan balik sangat penting untuk menjagakestabilan suhu ruangan. Pemberian kontroler bertujuan untuk mempercepattanggapan sistem terhadap perubahan yang mungkin terjadi akibat adanyagangguan Dasar Sistem Kontrol Contoh lain sistem kontrol adalahSistem Kontrol Lengan Robot Arm ManipulatorSistem Transmisi Otomatis pada MobilSistem Suspensi MobilSistem Kontrol Suhu Reaksi KimiaDan Perancangan Sistem Kontrol OtomatisProsedur umum dalam merancang sistem kontrol otomatis adalah sebagai berikut1. Penentuan spesifikasi performasiPada tahap ini perlu diperhatikan bahwa jika spesifikasi performasiyang diharapkan terlalu tinggi maka sebagai akibatnya menghasilkan sistemcontrol yang rumit dan memerlukan biaya tinggi. Namun sebaliknya, bilaspesifikasi performasi yang diharapkan terlalu rendah akan menghasilkansistem kendali yang berfungsi tidak sempurna. Berbagai bahanpertimbangan pada langkah ini adalah biaya, reliabilitas, ukuran, dan berat,kecepatan respon, stabilitas, akurasi, kemudahan pengoperasian, dankemudahan dalam Perancangan tingkat konseptualPada tahap ini ditentukan apakah komponen-komponen kontrol sepertisensor, aktuator, dan lainnya memakai sumber tenaga listrik, hidrolik,pneumatik, atau gabungan dari jenis-jenis tersebut. Kemudian dibuatdiagram Pembuatan Model MatematikPada tahap ini dibuat model matematik dari sistem kendali yang dipilihpada tahap 2. Komponen-komponen kontrol dinyatakan dengan persamaanmatematis, yang umumnya adalah persamaan diferensial. Dalam pembuatanmodel matematis ini sering kali dibuat asumsi-asumsi untukmenyederhanakan masalah. Sehingga untuk mengetahui validitas diperlukandata dari Modifikasi dan Iterasi13Kontrol Otomatis Untuk memenuhi spesifikasi yang diharapkan, sering kali diperlukanmodifikasi dan iterasi terhadap langkah-langkah Pembuatan dan PengujianLangkah ini merupakan proses pembuatan dari keseluruhan sistemkendali, atau prototipenya dan selanjutnya dilakukan pengujian apakahperformasinya sesuai dengan yang diprediksikan oleh model Soal-soal Latihan1. Jelaskan pengertian, tujuan, sasaran utama dan aplikasi dari sistem kontrolotomatis?2. Jelaskan apa yang dimaksud komponen dasar dari sistem kontrol otomatisberikut sensor, controller, actuator, plant, dan disturbance, jelasakanfungsi dan contoh dari masing-masing komponen tersebut?3. Sebutkanlah keuntungan dan kerugian dari sistem kontrol loop terbuka dankontrol loop tertutup?4. Jelaskan langkah-langkah dasar dalam perancangan sistem kontrolotomatis?5. Berikanlah satu contoh sistem kontrol yang ada disekitar lingkungan anda,jelaskan cara kerjanya dan buatlah diagram bloknya?14Konsep Dasar Sistem Kontrol ResearchGate has not been able to resolve any citations for this has not been able to resolve any references for this publication.

1. Setrika Listrik Cara kerja dari setrika listrik adalah Cara kerja dari sistem setrika otomatis ini adalah dengan memanfaatkan thermostat. Saat suhu acuan diatur input arus litrik akan dialirkan ke eln 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. 2. Dispenser Dispenser adalah salah satu alat rumah tangga yang menggunakan listrik untuk dapat memanaskan elemen panas maupun menjalankan mesin pendinginnya. Sebagai pemanas air, di dalam dispenser ini terdapat heater sebagai komponen utamanya. Heater berfungsi untuk memanaskan air yang ada pada tabung penampung, heater umumnya memiliki daya sekitar 200-300 Watt. Cara kerja dari dispenser adalah Dispenser dilengkapi dengan Thermostat. Pada tabung dispenser dipasang heater / pemanas serta sensor suhu atau thermostat yang berfungsi untuk membatasi kerja heater agar tidak bekerja terus-menerus yang akan menimbulkan suhu air dalam tabung dispenser berlebihan. Ketika suhu air yang dipanaskan heater mencapai suhu tertentu sehingga melebihi suhu kerja sensor/thermostat maka sensor akan bekerja dan memutuskan arus yang mengalir ke heater. Dengan demikian, heater akan berhenti bekerja sehingga suhu air tetap terjaga sesuai dengan kebutuhan. Dalam hal ini sistem kendali yang dimiliki oleh dispenser adalah loop tertutup karena dispenser memberikan feedback yaitu akan terus memanaskan sampai suhu air yang diinginkan tercapai, dan kemudian akan berhenti bekerja sementara jika suhu air sudah tercapai sambil terus membandingkan suhu air. 3. Kulkas Berikut ini beberapa komponen yang paling umum terdapat pada kulkas Overload motor protector Cara kerja pada kulkas Pada kulkas, sensor suhu akan mendeteksi berapa suhu didalam kulkas. Kemudian data tersebut akan dimasukkan controller yang nantinya membuat set point berapa suhu yang diinginkan. Semisal, 50 C lalu controller tersebut akan melakukan proses pendinginan hingga mencapai 50 C. Pada kenyataannya, suhunya tidak mungkin pas 50 C. Pada prosesnya, ketika suhu sudah mencapai 50 C, proses akan mulai kembali. Hal itu terjadi berulang-ulang. 4. AC Air Conditioner Komponen yang terdapat pada air conditioner adalah Cara kerja dari Air Conditioner adalah 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. 5. Smoke Detector Komponen yang terdapat pada smoke detector adalah Cara kerja dari Smoke Detector adalah Pada Smoke detector ini yang menjadi inputannya adalah Asap dan suhu tinggi, sedangkan yang akan menjadi outputnya adalah bunyi alarm. Prinsip kerja dari Smoke detector ini yaitu apabila alat mendeteksi adanya sinyal tanda-tanda asap dan suhu tinggi, maka alat akan memproses sinyal tersebut dan akhirnya memberikan tanda berupa bunyi sirine. Alat ini dikatakan sebagai alat yang menggunakan sistem kendali loop tertutup karena saat alat ini melakukan pekerjaan, apabila masih ada asap yang terdeteksi, maka dia akan terus bekerja dan meningkatkan kinerjanya sebagai umpan balik dari kinerja alat ini sampai asap itu benar-benar lenyap.

Sebagaicontoh, 2 unit excavator yang sekelas namun dengan merek yang berbeda, sangat mungkin unit yang satu menggunakan sistem open-loop, sementara unit yang lain menggunakan sistem closed-loop. Tentunya tidak ada sistem yang sempurna, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Sistemkendali loop tertutup (closed-loop control system) adalah sistem kendali yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung terhadap aksi pengendaliannya. Dengan kata lain, sistem kendali loop tertutup adalah sistem kendali berumpan-balik. Sistem Kontrol Loop Tertutup B. Contoh Aplikasi Loop Tertutup Dispenser Pompa Air Otomatis Dalamsuatu sistem kontrol loop terbuka, keluaran tidak dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk tiap masukan acuan berhubungan dengan kondisi operasi tertentu, sebagai akibat, ketetapan dari sistem tergantung pada kalibrasi. Dengan adanya gangguan, sistem kontrol loop terbuka tidak dapat melaksanakan tugas seperti yang diharapkan. ^{CLOSE LOOP dalam sistem close loop yang mana sistem pengendalian dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan, sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat. contoh penerapannya adalah lemari es, AC (air conditioner). #OPEN LOOP}

ContohAplikasi Sistem Kendali Terbuka (Open Loop) dan (Close Loop) 1. Aplikasi Sistem Kendali Terbuka (Open Loop) Pada Mesin Cuci Penggilingan pakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang bekerja sebagai operasi mesin cuci tidak akan berubah (hanya sesuai dengan yang diinginkan seperti

pAhYDN5.

24xcd5sk1l.pages.dev/853

24xcd5sk1l.pages.dev/785

24xcd5sk1l.pages.dev/212

24xcd5sk1l.pages.dev/22

24xcd5sk1l.pages.dev/386

24xcd5sk1l.pages.dev/507

24xcd5sk1l.pages.dev/95

24xcd5sk1l.pages.dev/909

contoh aplikasi close loop