Kendali Loop Tertutup Dan Loop Terbuka

• Sistem Kendall Loop Tertutup.

Sistem kendali loop tertutup (closed-loop control system) adalah sitem kendali yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung terhadap aksi pengendaliannya. Dengan kata lain sistem kendali loop tertutup adalah sistem kendali berumpan-balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turunannya), diumpankan ke elemen kendali untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Hal ini berarti bahwa pemakaian aksi umpan-balik pada loop tertutup bertujuan untuk memperkecil kesalahan sistem.

Diagram yang menyatakan hubungan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem loop tertutup ditunjukkan pada Gambar I. la. Sementarauntuk memahami konsep sistem kendali loop tertutup, perhatikan sistem pengaturan tegangan keluaran generator de dengan penggerak mula turbin uap sebagaimana ditujukkan pada Gambar dibawah (b)

Melalui observasi mata terhadap voltmeter yang terpasang pada terminal keluaran generator, operator dengan cepat mengetahui penyimpangan (kesalahan) jarum penunjuk tegangan dari tegangan kerja yang diharapkan dan secepat itu pulalah ia harus segera bertindak untuk mengatasi pad a kedudukan normalnya. Walhasil operator harus berusaha membuat penyimpangan atau kesalahan jarum penunjuk voltmeter sekecil mungkin bahkan nol, dengan memutar handle katup pengatur catu uap ke kanan atau ke kiri tergantung arah simpangan jarum penunjuk yang sesekali lebih besar atau lebih kecil dari tegangan yang ditetapkan. Mengingat balikan keluaran (tegangan generator de) selalu dibandingkan dengan masukan acuan dan aksi pengendalian terjadi melalui aksi operator, maka sistem ini disebut sistem kendali manual berumpan-balik (manual feedback control system) atau sistem kendali manual loop tertutup (manual closed-loop contro lsystem).

Gambar ;I  Sistem kendali berumpan-balik dari sebuah PLTV (a) dan diagram blok sistem loop tertutup (b)

Seandainya elemen kendali automatik digunakan untuk menggantikan operator manusia seperti ditunjukkan pada Gambar I. 2, sistem kendali tersebut menjadi automatik, yang biasa disebut sistem kendali automatik berumpan-balik atau sistem kendali automatik loop tertutup. Posisi katup pengatur laju aliran uap (elemen kendali) automatik akan mengatur tekanan aliran uap gun a memperoleh putaran turbin dan poros generator sehingga didapat tegangan keluaran yang diharapkan. Tegangan keluaran generator yang sebenarnya diukur dengan menggunakan voltmeter untuk dibandingkan dengan tegangan yang telah ditetapkan (sinyal referensi) sehingga dihasilkan sinyal kesalahan penggerak. Sinyal kesalahan yang dihasilkan elemen kendali automatik diperkuat, dan keluaran elemen kendali dikirim ke motor kecil mengubah posisi katup aliran catu uap pengatur putaran turbin dan poros generator untuk mengoreksi tegangan keluran yang sebenarnya. Jika tidak terdapat penyimpangan atau kesalahan tegangan, maka tidak terjadi perubahan posisi katup pengatur aliran catu uap. Sistem kendali manual berumpan-balik dan sistem kendali automatik berumpan-balik tersebut di atas rnerniliki prinsip kerja yang sarna. Garis pandang rnata operator analog dengan detektor kesalahan, otaknya analog dengan elernen kendali autornatik dan tangannya analog dengan aktuator.

Gambar I. 2. Pengatur tegangan sederhana

Pengendalian suatu sistem yang kompleks dengan operator manusia sungguh tidak efektif, karena terdapat beberapa timbal-balik antara beberapa variable. Kita ketahui bahwa, dalam sistem yang sederhanapun sistem kendali automatik dapat menghilangkan setiap kesalahan operasi yang disebabakan oleh manusia. Dengan kata lain bila memerlukan pengendalian presisi tinggi, pengendalian sistem harus automatik. Beberapa contoh antara lain semua sistem servomekanisme, sistem pengendali proses, pemanas air automatik, almari es, sistem pemanas ruangan automatik dengan termostatik, dan sebagainya.

• Sistem Kendali Loop Terbuka.

Sistem kendali loop terbuka (open-loop control system) adalah sistem kendali yang sinyal keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi pengendaliannya. Dalam hal ini sinyal keluaran tidak diukur atau diumpan- balikan untuk dibandingkan dengan sinyal masukannya. Gambar dibawah ini menunjukkan hubungan masukan-keluaran suatu sistem kendali loop terbuka. Sebuah contoh praktis adalah mesin cuci (washing machine). Sejak perendaman, pencucian dan pembilasan pada me sin cuci ini tidak mengukur sinyal keluaran, misalnya kebersihan pakaian yang dicuci. Contoh lain yaitu pengendalian atau pengaturan lampu lalu-lintas yang operasinya juga berdasarkan basis waktu. Pada sistem ini tidak memperhitungkan perubahan arus lalu-lintas yang terjadi pada setiap persimpangan jalan. Tepatnya adalah kendaraan yang dapat lewat saat lampu hijau menyala tidak harus sarna dengan banyaknya kendaraan yang masuk atau antri pada ruas jalan yang bersangkutan, karena dibatasi oleh waktu nyala lampu yang sudah ditetapkan.

Gambar :I.3 Diagram blok sistem kendali loop terbuka.

Jadi pada sistem kendali loop terbuka, keluaran tidak dibandingkan dengan masukan acuannya. OIeh sebab itu, untuk setiap masukan acuan terdapat suatu kondisi operasi yang tetap. Perlu diketahui bahwa sistem kendali loop terbuka harus dikalibrasi dengan hati-hati, agar ketelitian sistem tetap terjaga dan berfungsi dengan baik. Dengan adanya gangguan (disturbances), sistem kendali loop terbuka tidak dapat bekerja seperti yang diharapkan. Kendali loop terbuka dapat digunakan dalam praktek hanya jika hubungan masukan dan keluaran diketahui dan jika tidak terdapat gangguan internal maupun gangguan eksternal. Dengan demikian jelas bahwa sistem semaeam ini bukan sistem kendali berumpan-balik. Demikian pula bahwa setiap sistem kendali yang bekerja berdasar basis waktu adalah sistem loop terbuka.