APLIKASI FUZZY LOGIC UNTUK TUNING PARAMETER KONTROL PID PADA PENGATURAN SUHU CAIRAN SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

Abstract

Abstrak

Heat Exchanger merupakan komponen penting yang digunakan dalam dunia industri seperti perminyakan, pembangkit tenaga listrik, pengolahan limbah, petrokimia, dan lain-lain. Di industri, kontrol yang banyak digunakan untuk mengendalikan suhu pada plant heat exchanger adalah kontrol PID. Kontrol PID membutuhkan parameter yang tepat untuk menghasilkan kinerja yang optimal.Pada tugas akhir ini digunakan kendali fuzzy logic untuk menala parameter Kp, Ti dan Td. Kendali fuzzy PID diharapkan mampu menghasilkan respon sistem yang cepat dan stabil. Pengendalian suhu pada plant ini dilakukan dengan cara mengatur jumlah aliran air panas yang masuk ke heat exchanger. Pengaturan jumlah aliran ini dilakukan dengan mengendalikan besar kecilnya posisi kran yang digerakkan oleh motor servo.Pengendali fuzzy PID ditanamkan pada mikrokontroler ATmega16. Perubahan suhu dideteksi dengan menggunakan sensor LM35. Pada pengujian sistem dengan referensi tetap Tr (waktu naik) sebesar 2660 detik dan Ts sebesar 3110 detik. Pada pengujian dengan setting point naik, respon sistem mampu mengikuti kenaikan setting point. Pengujian referensi naik dihasilkan respon dengan Tr 900 detik dan Ts sebesar 1160 detik.  Pengujian dengan penurunan  set point sistem menghasilkan respon dengan Tr 620 detik dan Ts 1260 detik. Sistem diberikan gangguan berupa menurunkan suhu fluida proses dan gangguan masukan fluida proses ke heat exchanger. Pengujian dengan gangguan penurunan suhu fluida proses, Tr 900 detik dan Ts sebesar Ts 4600 detik.Pengujian dengan gangguan inlet fluida proses, menghasilkan Tr 1000 s dan Tr sebesar 4500 s.Dengan demikian perancangan kontrol PID fuzzy yang dilakukan dapat menghasilkan respon yang baik dan stabil dan dapat menanggapi adanya gangguan.

Kata kunci : Suhu, Heat Exchanger, PID, Fuzzy Logic, Mikrokontroler ATmega16

Abstract

Heat exchanger is an important component used in industries such as petroleum, power generation, waste treatment, petrochemicals, and others. In industry, controller which widely used to control the temperature of heat exchanger is PID control. PID requires the appropriate parameters to obtain the optimal performance of heat exchanger. In this final project, fuzzy logic was used to tune Kp, Ti and Td parameters. The Fuzzy PID control is expected can produce the rapid and stable system responses.The temperature control on this plant was done by regulating the amount of hot water flow that toward heat exchanger. Controlling the amount of fluid was done by adjusting the valve position that was driven by the servo motor. The PID fuzzy controller was embedded in the ATmega16 microcontroller. Temperature changes were detected by using  LM35 sensor. In testing the system with a fixed reference Tr ( rise time ) of 2660 seconds and 3110 seconds of Ts . In the increasing setting point test , the response system was able to keep up with the setting point . The response test generated Tr 900 seconds and Ts 1160 seconds .The system test  with the decreasing set point generated a response with Tr  620 seconds and Ts 1260 seconds. The system were given disturbances such as dropping the temperature of the process fluid and the input noise to the process fluid heat exchanger . Testing with the process fluid temperature decrease, resulted  in Tr 900 seconds and Ts 4600  s. The system testing  with the process fluid inlet disturbances generated Tr 1000 s and Ts 4500 s . Therefore, the design of fuzzy PID control which shows good and stable response  and could  respond the disturbances.

Key words : Temperature, Heat Exchanger, PID, Fuzzy, Microcontroller ATmega16