TRANSMISI : JURNAL ILMIAH TEKNIK ELEKTRO, 24, (3), JULI 2022 p-ISSN 1411-0814 e-ISSN 2407-6422 https://ejournal.undip.ac.id/index.php/transmisi DOI : 10.14710/transmisi.24.3.98-105 | Hal. 98 RANCANG BANGUN PROTOTYPE SISTEM KONTROL BERTINGKAT MENGGUNAKAN FUZZY-PID BERBASIS ARDUINO Chalidia Nurin Hamdani 1*) , Arfany Azizy 1 , Roni Heru Triyanto 1 dan Humaidillah Kurniadi Wardana 2 1 Politeknik Energi dan Mineral Akamigas, Jalan Gajah Mada No. 38 Cepu, Blora – Jawa Tengah 58312 2 Universitas Hasyim Asy’ari, Jalan Irian Jaya No.55 Jombang - Jawa Timur 61471 *) E-mail: hamdani113@gmail.com Abstrak Sistem kontrol bertingkat merupakan skema kontrol yang banyak digunakan di industri proses. Skema kontrol ini menawarkan respon terhadap gangguan yang relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sistem kontrol single-loop. Selain gangguan, tantangan dalam kontrol proses adalah adanya perubahan kebutuhan karakteristik respon ketika process variable yang diinginkan juga berubah. Tantangan ini bersifat nonlinier sehingga seringkali menyebabkan operator harus merubah parameter PID secara trial and error guna menghasilkan karakteristik respon yang berbeda berdasarkan process behavior. Dalam penelitian ini, peneliti melakukan desain dan implementasi sistem kontrol bertingkat untuk level fluida (primary loop) dan aliran fluida (secondary loop) dengan menggunakan kontroler fuzzy - PID. Sistem kontrol fuzzy akan melakukan penalaan parameter PID secara langsung berdasarkan pemetaan parameter PID yang ditentukan sehingga operator tidak perlu mengganti parameter PID secara manual. Pemetaan parameter PID dibuat berdasarkan titik kerja proses dan process behavior sehingga parameter PID akan berubah berdasarkan setpoint yang diberikan. Sistem kontrol hasil rancangan diuji dengan simulasi dan diimplementasikan dalam bentuk prototype berbasis Arduino. Hasil pengujian pada prototype menunjukkan hasil yang menjanjikan: respon zero overshoot dan zero offset dengan settling time yang berbeda-beda menyesuaikan setpoint yang diberikan. Kata kunci: sistem kontrol bertingkat, level fluida, aliran fluida, fuzzy-PID, arduino Abstract Cascade control system is the one of control scheme that is widely used in process industry. This control scheme propose a better response to disturbance rather than single-loop control system. Beside of disturbance, response characteristics changing is another challenge on process control system. Operator frequently need to retune PID parameter so the system can give an appropriate response characteristic based on process requirement. In this research, we have designed and implemented a cascade control system for fluid level (primary loop) and flow (secondary loop) using Fuzzy-PID controller. Fuzzy control system have been designed to retune the PID parameter on primary loop based on determined PID parameters mapping so operator do not need to retune the PID manually. Parameters mapping is made based on operating point and process behavior so PID parameter will be changed by fuzzy logic control ouput based on setpoint given. Control system design have been tested by simulation and implemented on prototype product based on Arduino. The prototype test show the promising results: zero overshoot dan zero offset responses with settling time value that can adapt to the setpoint given. Keywords: cascade control system, fluid level, fluid flow, fuzzy-PID, arduino 1. Pendahuluan Salah satu skema kontrol yang masih banyak diterapkan di industri proses seperti pada kilang minyak dan industri petrokimia adalah sistem kontrol bertingkat atau cascade. Secara umum, skema ini membagi sistem kontrol proses menjadi dua bagian, yaitu outer-loop/ primary-loop dan inner-loop/ secondary-loop [1]. Struktur sistem kontrol bertingkat dapat dilihat pada Gambar 1. Kontroler untuk primary-loop adalah G c1 dan kontroler untuk secondary- loop adalah G c2 . G p1 dan G p2 berturut-turut adalah proses pada primary-loop dan proses pada secondary-loop. Komponen r 1 merupakan setpoint untuk primary-loop dan keluaran dari G c1 menjadi setpoint untuk secondary-loop. Keunggulan skema ini adalah secondary-loop mampu mengatasi gangguan sebelum gangguan tersebut berpengaruh pada primary-loop [2].