Sistem Pengendalian Level dan Aliran Air Menggunakan Metode Cascade PID pada Modul Latih RT 512 dan RT 522
DOI:
https://doi.org/10.59188/jurnalsostech.v6i7.32935Keywords:
Aliran, Cohen Coon, Cascade, Level, PID (Proportional, Integral, Derivative)Abstract
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja sistem pengendalian level dan aliran air pada Modul Latih RT 512 dan RT 522 menggunakan metode kontrol Cascade PID. Modul latih yang digunakan merupakan perangkat eksperimen sistem kontrol yang terdiri dari plant pengendali level (RT 512) dan plant pengendali aliran (RT 522) yang saling terhubung secara hidrolik. Penelitian dilakukan melalui pengambilan data open loop untuk memperoleh kurva respon plant, kemudian pemodelan matematis dalam bentuk fungsi alih First Order Plus Dead Time (FOPDT), serta perhitungan parameter tuning PID menggunakan metode Cohen-Coon. Parameter PID yang diperoleh untuk loop primer (level) adalah Kp = 0.2196, Ki = 0.0089, dan Kd = 0.8231, sedangkan untuk loop sekunder (aliran) adalah Kp = 0.0861, Ki = 0.0871, dan Kd = 0.1702. Pengujian closed loop dilakukan pada set point 40 cm dengan membandingkan kinerja kontroler single loop PID dan Cascade PID. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kontroler Cascade PID menghasilkan respon transien yang lebih cepat dengan rise time 140.5 detik, delay time 75.5 detik, settling time 432.975 detik, dan error steady state 2.5%, dibandingkan single loop PID yang memiliki rise time 271.5 detik, delay time 127.5 detik, settling time 722.464 detik, dan error steady state 5%. Meskipun overshoot pada Cascade PID lebih tinggi (17.5%) dibandingkan single loop (5%), nilai tersebut masih dalam batas toleransi sistem. Analisis kestabilan menggunakan metode Routh-Hurwitz memastikan bahwa sistem closed loop dalam kondisi stabil. Penelitian ini membuktikan bahwa metode Cascade PID dengan tuning Cohen-Coon efektif meningkatkan kinerja pengendalian level dan aliran pada sistem dengan dinamika yang berbeda, serta memberikan kontribusi praktis bagi pengembangan sistem kontrol di industri proses.
References
Abdul Aziz, A. N., & Rahmad, R. (2021). Experimental study of level and flow control. Progress in Engineering Application and Technology, 2(1), 813–822.
Agustha, D. N., Wardhana, A. S., & Triyanto, R. H. (2021). Preliminary perancangan metering system pada proses custody transfer produk LPG di PT. XYZ. Jurnal Teknologi Energi dan Mineral, 1(November), 962–972.
Aji, K. P., Darusalam, U., & Nathasia, N. D. (2020). Perancangan sistem presensi untuk pegawai dengan RFID berbasis IoT menggunakan NodeMCU ESP8266. JOINTECS (Journal of Information Technology and Computer Science), 5(1), 25–32.
Baradkar, A. M., Dalvi, P. S., Yadav, D. M., Patil, S. P., Pawar, P. P., & Chaudhari, H. (2021). Review on design and fabrication of electromagnetic flowmeter. International Journal of Creative Research Thoughts, 9(5), 67–73.
Beck, K. J., Barfuss, S. L., Sharp, Z. B., & Moon, T. K. (2021). An alternative analysis method for evaluating electromagnetic flowmeter performance. AWWA Water Science, 3(5), e1242. https://doi.org/10.1002/aws2.1242
Dethan, M. A., Oematan, H. M., & Windya, Y. E. C. (2024). Aplikasi sistem presensi berbasis RFID untuk meningkatkan efektivitas pengelolaan kehadiran. Jurnal Media Informatika Budidarma, 8(1), 1–10.
Ge, L., Chen, J., Tian, G., Zeng, W., Huang, Q., & Hu, Z. (2020). Study on a new electromagnetic flow measurement technology based on differential correlation detection. Sensors, 20(9), Article 2489. https://doi.org/10.3390/s20092489
Hadi, S., Nugroho, A., & Prasetyo, E. (2023). Implementasi sensor tekanan untuk monitoring level cairan berbasis programmable logic controller. Jurnal Teknik Elektro, 15(2), 120–128.
Hady, M. A., Yusuf, M., Fatoni, A., & Arifin, I. (2021). Self-tuning PID-genetic algorithm controller for steam drum boiler water level control system. Journal on Advanced Research in Electrical Engineering, 5(2), 57–64. https://doi.org/10.12962/jaree.v5i2.102
Heriyanto, H. (2010). Pengendalian proses. Proses Pengendalian Kimia.
INDRIYANI, M. D. (2018). Monitoring sistem automatic transfer switch–main failure (ATS–MF) dengan pembebanan bertingkat menggunakan Arduino Mega 2560 berbasis Internet of Things (IoT) [Skripsi, Universitas Diponegoro].
Islamiyah, R. (2021). Sistem kontrol level dan aliran air menggunakan metode Cohen–Coon pada Modul Latih RT 512 dan RT 522 [Skripsi, Politeknik Negeri Jakarta].
Jianwang, H. (2021). Direct data-driven control for cascade control system. Mathematical Problems in Engineering, 2021, Article 1465493. https://doi.org/10.1155/2021/1465493
Li, Z., Wang, H., Liu, Y., & Chen, X. (2021). Pressure sensor-based liquid level measurement and monitoring system for industrial applications. Sensors, 21(18), Article 6112. https://doi.org/10.3390/s21186112
Mahnke, W., Leitner, S.-H., & Damm, M. (2020). OPC Unified Architecture. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-60767-3
Pratama, M. R., Siregar, A., & Putra, D. A. (2024). Sistem pengendalian level dan aliran air menggunakan metode Cascade PID pada Modul Latih RT 512 dan RT 522 [Skripsi, Politeknik Negeri Jakarta].
Profanter, S., Rickert, M., Knoll, A., Biffl, S., & Fromm, J. (2021). OPC UA and REST: Bridging industrial interoperability and IoT applications. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 17(8), 5586–5595. https://doi.org/10.1109/TII.2020.3037753
Rahman, M. A., Sutanto, H., Nalle, C. Y. A., & Fandi, F. (2022). Rancang bangun modul praktikum dan trainer sistem kontrol berbasis remote laboratory sebagai media pembelajaran jarak jauh. JPB: Jurnal Patria Bahari, 2(2).
Ramos, P. M., Silva, G., & Martins, R. C. (2022). Pressure sensor applications for liquid level measurement in industrial automation: A review.
Setiawan, I. R., & Munandar, A. (2019). Pengaruh perubahan luas bukaan katup untuk air keluar dari dalam tangki pada sistem pengendalian tinggi muka air. TELKA: Telekomunikasi, Elektronika, Komputasi dan Kontrol, 5(1), 31–42. https://doi.org/10.15575/telka.v5n1.31-42
Siddiqui, M. A., Anwar, M. N., Laskar, S. H., & Mahboob, M. R. (2021). A unified approach to design controller in cascade control structure for unstable, integrating and stable processes. ISA Transactions, 114, 331–346. https://doi.org/10.1016/j.isatra.2020.12.038
Siregar, R., Siahaan, A. P., & Simanjuntak, M. (2022). Implementasi kendali PID pada sistem level dan flow berbasis programmable logic controller. Jurnal ELKOMIKA, 10(2), 284–296.
Supriadi, D. (2015). Rancang bangun sistem pengendalian ketinggian air menggunakan sensor ultrasonic berbasis PLC (Programmable Logic Controller). TEDC, 9(3), 192–196.
Wang, X., Liu, Y., Zhang, H., & Li, Z. (2021). Study on a new electromagnetic flowmeter based on three-value trapezoidal wave excitation. Flow Measurement and Instrumentation, 78, Article 101882. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101882
Zhang, C., & Fang, H. (2021). Review of sewage flow measuring instruments. Alexandria Engineering Journal, 60(2), 2089–2098. https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.08.031
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Galih Tejo Bowo Laksono, Dian Figana
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC-BY-SA). that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
