BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi berkembang sejalan dengan kehidupan manusia itu sendiri. Tidak ada satu bagian dari kehidupan kita yang terlepas dari sentuhan teknologi. Bahkan, segala sesuatu yang dilakukan oleh manusia untuk mempermudah dan memperlancar aktifitasnya termasuk dalam kategori teknologi. Penggunaan alat untuk tujuan tertentu dengan efektif dan efisien, mulai dari yang paling sederhana sampai yang paling canggih, merupakan bagian dari teknologi. Oleh karena itu, lingkup teknologi sangat luas, merambah keseluruh aspek kehidupan manusia, meliputi semua perkembangan pola pemikiran manusia dari suatu teknik ke teknik yang lain.
Seiring dengan kemajuan zaman, kontrol automatik telah memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Disamping sangat diperlukan pada pesawat ruang angkasa, peluru kendali, sistem pengemudian pesawat dan sebagainya, kontrol automatik telah menjadi bagian yang penting dan terpadu dari proses-proses dalam pabrik dan industri modern. Banyak industri dan pabrik yang membutuhkan sistem kontrol automatik, baik untuk menunjang proses berjalannya industri tersebut ataupun untuk meningkatkan efisiensi dalam proses produksi. Misalnya, dalam proses industri diperlukan kontrol automatik seperti pengontrolan tekanan, suhu, kelembaban, viskositas, dan arus.
Kontrol automatik tidak hanya memberikan kemudahan dalam
mendapatkan performansi dari sistem dinamik, tetapi juga mempertinggi kualitas
dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, meniadakan
pekerjaan-pekerjaan rutin dan membosankan yang harus dilakukan oleh manusia
dan sebagainya. Teori kontrol yang meliputi pemodelan, analisis kestabilan,
analisis performansi sistem, serta desain sistem telah dimulai pada tahun 1922 dan
terus berkembang sampai saat ini. Pemahaman yang baik terhadap teori kontol
automatik sangat diperlukan oleh sebagian besar ilmuwan, agar dapat
mengaplikasikannya dengan tepat dan baik.
Air merupakan karunia Allah Swt. dibumi yang sangat berlimpah, baik didanau, dilaut, sungai maupun air yang turun dari langit. Air termasuk salah satu kebutuhan primer bagi kehidupan makhluk dibumi. Mulai dari amoeba yang kedudukannya paling rendah sampai pohon kayu yang menjulang tinggi membutuhkan air sebagai sumber kehidupannya. Dengan air itulah siklus kehidupan makhluk terus berlangsung. Menurut Leopold (dalam cakrawala ilmu dan Al-Qur’an) mengatakan bahwa ” Manusia dapat hidup beberapa pekan tanpa makanan, tetapi tanpa air, manusia hanya dapat mengharapkan hidup paling lama sepuluh hari”. Beberapa bakteri hidup subur tanpa oksigen, tetapi baik bakteri maupun bentuk kehidupan lainnya tidak dapat tumbuh tanpa air. Leopold lebih lanjut menjelaskan bahwa manusia akan segera menemui ajalnya jika ia kehilangan sedikitnya lima belas persen saja dari air tubuhnya, dan hampir semua organisme sangat tergantung pada air, sebanyak lebih dari lima puluh persen dari bobot tubuhnya.
Dalam Al-Qur’an banyak ditemukan ayat-ayat yang berbicara tentang air, mulai dari proses terjadinya hujan sampai kegunaan air bagi kelangsungan hidup makhluk dibumi termasuk keperluan peribadatan. Oleh karena itu Allah memberi tempat air yang paling pertama dalam menyebutkan fenomena alamiah bumi, seperti difirmankan dalam surat Al-Mu’minun/ 23: 18.
“Dan Kami turunkan air dari langit menurut suatu ukuran; lalu Kami jadikan air itu menetap di bumi, dan Sesungguhnya Kami benar-benar berkuasa menghilangkannya”(QS. Al-Mu’minun/23: 18)
Dalam ayat Diatas Allah berfirman bahwa Allah menurunkan hujan dari langit menurut suatu ukuran. Hal ini berarti Allah menurunkan hujan dengan ukuran menurut kebutuhan, tidak terlalu banyak sehingga dapat merusak bumi, tidak pula tarlalu sedikit sehingga tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan kehidupan di bumi. Oleh karena itu, manusia sebagai makhluk yang berakal, harus bisa memanfaatkan air yang telah diturunkan sebagai anugerah dengan sebaikbaiknya. Tidak lantas menghambur-hamburkan atau bahkan pemakaian yang berlebihan sehingga menghasilkan sesuatu yang tidak bermanfaat. Selain itu Allah mengharamkan pemakaian atau pengguanaan segala sesuatu secara berlebihlebihan. Dalam bidang teknologi telah dikembangkan suatu pengontrol yang dapat mengatur aliran cairan atau biasa disebut pengontrol ketinggian volume cairan, sehingga pemakaian cairan atau air tersebut sesuai dengan takaran yang telah di tentukan. Pengontrol ketinggian volume ini telah banyak dimanfaatkan baik dalam rumah tangga ataupun industri. Pengontrolan ketinggian volume cairan dibutuhkan oleh setiap industri yang berhubungan dengan penggunaan cairan. Sebagai contoh, industri air minum, PDAM, pertamina dan lain sebagainya. Pengontrolan ketinggian volume ini dimaksudkan untuk menghindari adanya luberan cairan, menghindari terjadinya keterlambatan waktu antara pemberian perintah untuk mengatur aliran terhadap pelaksanaan pengaturan keran sehingga berakibat pada penunjukan indikator ketinggian air memberikan harga yang tidak tepat, menghindari adanya penempatan tenaga operator (pengatur keran) terutama ditempat-tempat yang sukar dicapai dan dilihat, serta dapat memberikan ketepatan (presisi) untuk kondisi-kondisi tertentu, seperti harga variabel yang tetap.
Suatu sistem diharapkan mempunyai performansi yang baik ditinjau dari respon sistem terhadap masukan yang disengaja, seperti perubahan set point ataupun yang tidak disengaja seperti gangguan dari luar sistem dan dalam sistem itu sendiri. Suatu sistem dikatakan tidak stabil jika responnya terhadap suatu masukan menghasilkan osilasi yang bergetar pada suatu harga amplitudo tertentu, sebaliknya suatu sistem disebut stabil jika sistem tersebut akan tetap dalam keadaan diam atau berhenti kecuali dirangsang oleh suatu fungsi masukan dan akan kembali dalam keadaan diam jika fungsi masukan dihilangkan. Ketidakstabilan merupakan suatu keadaan yang tidak menguntungkan bagi sistem loop tertutup, demikian juga bagi sistem loop terbuka. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa untuk memperoleh nilai yang memberikan manfaat praktis, sebuah sistem kontrol harus stabil.
Cara kerja dan prinsip-prinsip suatu sistem serta respon transien akan terasa sulit dipahami jika hanya menggunakan teori saja, oleh karena itu diperlukan suatu cara agar lebih mudah dalam memahami suatu sistem kontrol. Salah satunya adalah dengan membuat simulasi yang memanfatkan komputer, sehingga lebih memudahkan pemakai. Dengan simulasi, memungkinkan kita untuk berinteraksi dengan komputer dan dapat melihat langsung serta menganalisis hasil simulasi tersebut.
Pada tugas akhir ini akan dibuat suatu simulasi sistem kontrol pada permukaan cairan yang saling berinteraksi dengan menggunakan metode Zigler- Nichols, hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam penalaan (tunning) parameter kontroler. Sistem terdiri dari tangki yang berinteraksi, katup pengontrol dan katup beban. Dengan adanya rancangan dalam bentuk simulasi mengenai sistem kontrol ini maka akan memudahkan pemakai memberikan input-input yang berbeda sehingga menghasilkan keluaran yang memberikan kestabilan suatu sistem kontrol.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka terdapat permasalahan sebagai berikut :
a. Bagaimana membuat simulasi kestabilan sistem permukaan cairan dengan menggunakan metode kurva reaksi dalam metode Ziegler-Nichols pada program Delphi untuk mempermudah mensimulasikan respon transien?
b. Bagaimana menghasilkan respon transien yang menunjukkan kestabilan dan performansi (kinerja sistem) yang baik pada sistem permukaan cairan dengan menggunakan metode kurva reaksi dalam metode Zigler-Nichols?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Membuat simulasi kestabian dari sistem permukaan cairan dengan metode kurva reaksi dalam metode Ziegler-Nichols pada program delphi untuk mempermudah mensimulasikan respon transien.
b. Menghasilkan respon transien yang menunjukkan kestabilan dan performansi (kinerja sistem) yang baik pada sistem permukaan cairan dengan metode kurva reaksi dalam metode Ziegler-Nichols.
1.4 Manfaat
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperoleh manfaat sebagai berikut :
a. Simulasi respon transien pada permukaan cairan dengan menggunakan metode Ziegler-Nichols dapat membantu mempermudah pemahaman suatu sistem kontrol
b. Analisis terhadap suatu sistem akan lebih mudah dan cepat dilakukan
c. Dapat meningkatkan kestabilan dan performansi (kinerja sistem) suatu sistem kontrol pada tangki permukaan cairan.
1.5 Batasan Masalah
a. Sistem kontrol yang digunakan adalah linier dan sistem invarian waktu dengan Q (s) sebagai masukan, dan H2 (s) sebagai keluaran.
b. Aksi kontrol yang digunakan adalah jenis proporsional, derifatif dan proporsional derivatif.
c. Bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah Delphi.
d. Media yang dikontrol adalah cairan berupa air.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan suatu pembahasan skripsi diperlukan suatu sistematika agar semua pelaksanaan dan bentuk laporan tersusun secara sistematik, adapun sistematika yang digunakan ada lima bab yaitu :
BAB I : PENDAHULUAN
Pendahuluan meliputi : latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : KAJIAN PUSTAKA
Berisi landasan teori yang membahas tentang teori-teori yang mendukung dalam penelitian.
BAB III : METODE PENELITIAN
Membahas tentang waktu dan lokasi penelitian, alat penelitian, tahap implementasi, pengujian dan teknik analisa data. Bab ini merupakan langkah yang digunakan untuk membahas bab berikutnya.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab membahas tentang hasil penelitian dan analisanya sesuai dengan urutan masalah, yaitu membahas hasil pengujian dan unjuk kerja Delphi dari simulasi yang dibuat.
BAB V : PENUTUP
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran. Selain kelima sistematika penulisan diatas, juga di tambahkan daftar pustaka dan lampiran.
