Dasar-Dasar Proses Integrasi vs. Pengaturan Mandiri

Suatu proses yang bersifat integratif cenderung menghasilkan output yang sebanding dengan total nilai input yang dijalankan. telah terakumulasi dari waktu ke waktu. Jika input berubah negatif maka proses akan membawa penurunan proporsional dalam amplitudonya, menurunkan output. Misalnya, untuk tangki air, inputnya adalah jumlah cairan yang mengalir, sedangkan outputnya adalah level air yang dipertahankan tangki. Selama input tetap positif, level air akan terus naik, tetapi ketika input menjadi negatif (lebih banyak outflow daripada inflow), level output akan turun.

Sekarang mari kita pertimbangkan pengoperasian motor servo. Tegangan input di motor menentukan torsi, yang kemudian mempercepat beban. Rotasi terus menerus selama tegangan input tidak nol dan posisi beban tergantung pada akumulasi rotasi. Jika tegangan input menjadi negatif, poros mulai berputar ke belakang dan posisi output menurun. Perilaku tangki air dan motor servo serupa karena kedua entitas akan mempertahankan tingkat outputnya selama inputnya non-negatif.

Semua proses integrasi berperilaku dengan cara ini. Input terakumulasi dan tersebar ke lingkungan sekitarnya. Tingkat di mana kedua proses ini terjadi tergantung pada mesin yang dikendalikan serta faktor fisik seperti gesekan, drag dan inersia. Tapi begitu input ditambahkan ke dalam sistem, input itu ada sampai nilai negatif membatalkannya.

Proses Tidak Terintegrasi

Pertimbangkan tangki air yang bocor. Itu akan terus kehilangan air terlepas dari apa inputnya. Demikian pula, motor servo yang berputar melawan pegas puntir akan terus kehilangan posisinya tidak peduli berapa nilai tegangannya. Proses tersebut dapat mencapai titik ekuilibrium di mana penambahan dapat diimbangi dengan kerugian yang tidak terduga. Misalnya, tidak mungkin tangki dengan beberapa kebocoran memiliki tingkat keluaran melebihi titik tertentu. Proses-proses ini bersifat non-integratif, mengumpulkan inputnya tetapi hanya mencapai titik tertentu yang merupakan keseimbangan antara aliran masuk dan aliran keluar.

Perlu diperhatikan bahwa hanya ada beberapa proses integrasi yang tidak memiliki rugi-rugi spontan, sedangkan beberapa proses yang tidak terintegrasi memiliki konstanta waktu yang cukup lama, sehingga sulit untuk mencapai titik kesetimbangan. Ini mengaburkan batas antara keduanya.

Memilih Pengontrol

Tugas seorang insinyur kontrol adalah mengidentifikasi sifat proses dan ujung spektrum mana yang menjadi miliknya. Hal ini memungkinkan dia untuk memilih strategi kontrol yang sesuai dengan proses. Mengatur proses non-integrasi lebih mudah karena titik ekuilibrium membebankan batas alami pada output. Pengontrol tidak harus melalui proses yang melelahkan untuk menemukan input yang tepat.

Karena alasan inilah proses non-integrasi kadang-kadang disebut self-regulating karena kemampuannya untuk mencapai keadaan tunak tanpa memerlukan intervensi dari pengontrol. Meskipun demikian, upaya pengontrol umpan balik masih diperlukan untuk menambah/mengurangi input proses jika diperlukan.

Pengontrol PI dan PID tradisional dirancang untuk bekerja dengan proses pengintegrasian dan pengaturan mandiri; konfigurasi bagaimanapun, tidak berbeda. Sebagian besar aturan penyetelan memperhitungkan kedua proses ini, memberikan formula yang melaluinya parameter P, I, dan D pengontrol dapat dihitung.

Kadang-kadang, bahkan pengontrol-P sederhana dapat memenuhi persyaratan proses integrasi karena akumulasi yang berlangsung. Ini memberikan pengontrol karakteristik yang sama dengan integrator dalam pengontrol PI atau PID. Juga, jika tujuan pengontrol adalah untuk mengidentifikasi besarnya input yang diperlukan untuk memaksa output agar sesuai dengan setpoint tertentu, maka pengontrol-P sangat cocok.

Hal yang sama tidak dapat dikatakan untuk proses yang tidak terintegrasi karena pengontrol-P mungkin menyerah sebelum output mendekati setpoint. Ini akan menyebabkan kesalahan kondisi tunak yang akan mempertahankan dirinya sendiri bahkan jika pengontrol mencoba untuk mengkompensasi gangguan beban. Kesalahan ini juga dapat mempengaruhi proses integrasi dan disebabkan oleh parameter fisik seperti kepadatan fluida yang bervariasi.

Tantangan Teratas di Industri 4.0 Interkoneksi IT/OT