Kuli Uyah (KuliYah)

 

KONTROL POSISI AKTUATOR PNEUMATIK

DENGAN KATUP ON/OFF SECARA PWM 

    

   abstrak

Gerakan pada aktuator pneumatik pada umumnya hanya dapat berhenti pada kedua ujung terminalnya. Dengan tujuan melebarkan aplikasi dari sistem pneumatik maka pada penelitian ini dikembangkan sistem kontrol yang memampukan sebuah aktuator pneumatik untuk dapat berhenti pada setiap posisi sepanjang langkahnya.

Katup solenoid on-off 3/2 dengan sinyal PWM diuji coba untuk digunakan menggantikan katup servo proporsional dengan pertimbangan lebih ekonomis. Sedangkan algoritma kontrol yang diujicoba adalah Kontrol Konvensional dan Kontrol Fuzzy.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa periode PWM yang terjadi masih cukup besar dan efek pegas udara bertekanan pada sistem pneumatik menghalangi penerapan Kontrol Konvensional (PID) untuk dapat bekerja dengan baik. Sedangkan penggunaan Kontrol Fuzzy menghasilkan nilai steady state error yang cukup baik (dengan angka maksimal 1 quanta level pembacaan encoder).

Aktuator pneumatik menawarkan beberapa keuntungan untuk aplikasi-aplikasi di industri manufaktur, antara lain karena gerakannya yang cepat dan murah jika dibandingkan dengan jenis lainnya, seperti hidraulik atau motor listrik. Secara umum, untuk gerak linier, aktuator dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu: aktuator linier pneumatik, aktuator linier hidraulik dan motor listrik linier. Masing-masing jenis aktuator linier tersebut mempunyai kekurangan dan kelebihan. Sayangnya kelebihan aktuator linier pneumatik yang cukup menonjol, yaitu kemampuan gerak liniernya yang cepat, tidak diimbangi dengan kemampuan untuk berhenti pada setiap posisi geraknya. Aktuator linier pneumatik hanya dapat berhenti pada kedua ujung (endpoint)-nya. Sehingga sistem kontrol yang umum digunakan adalah Bang-bang. Sedangkan untuk dapat berhenti pada setiap posisi gerakannya dibutuhkan sistem kontrol yang lebih ekstra, yaitu sistem kontrol umpan balik dengan menggunakan katup proporsional (Maeda, 1999; Situm, 2001; Shu Ning, 2002; Khayati, 2004, Parnichkun, 2001). Tetapi karena desain dari katup ini sendiri sangat komplek maka harganya sangat mahal, dan sebagai alternatif lain yang lebih murah adalah dengan mengfungsikan dua buah katup on/off sebagai ganti katup servo proporsional. Harga satu buah katup tersebut hanya sekitar 15% dari katup proporsional. [sumber: Festo]

Penggunaan dua buah katup on/off 3/2 dimungkinkan apabila sinyal input untuk katup tersebut berupa sinyal PWM (Pulse Width Modulation), serta kedua katup tersebut diatur dengan fase saling berlawanan.

Akibat sulitnya memodelkan sistem pneumatik maka untuk algoritma kontrolnya, penggunaan kontrol fuzzy logic masih merupakan solusi yang diunggulkan dalam penelitian ini. Hal ini disebabkan kontrol fuzzy logic tidak bergantung pada model matematika sistem tetapi lebih didasarkan pada logika pengalaman, seperti penentuan jumlah input membership function, bentuk membership function dan rule base yang akan dipakai