Sistem
Sistem merupakan kumpulan komponen-komponen yang saling berhubungan dan bekerja sama untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Sistem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja. Konsep sistem dapat digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis seperti yang dijumpai dalam ekonomi.
Oleh karena itu istilah ”sistem” dapat diinterpretasikan untuk menyatakan sistem :
• Fisik
• Biologi
• Sosial
• Ekonomi, dan lain-lain
Contoh sistem :
1. Sistem pencernaan makanan pada manusia
Komponen-komponen sistem pencernaan makanan pada manusia terdiri dari mulut, kerongkongan, lambung, usus 12 jari, usus besar dan anus.
2. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air
Komponen – komponen Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air terdiri dari air terjun, turbin, dan generator. Hal ini mengantar kita pada istilah lain yaitu proses dan plant
Proses
Proses adalah nama lain untuk sistem. Kamus Merriam-Webster mendefinisikan proses sebagai operasi atau perkembangan alamiah yang berlangsung secara kontinyu yang ditandai oleh suatu deretan perubahan kecil yang berurutan dengan cara yang relatif tetap dan menuju ke suatu hasil atau keadaan akhir tertentu.
Pada umumnya, setiap operasi yang dikontrol disebut proses. Sebagai contoh adalah proses kimia, ekonomi, dan biologi.
Plant
Plant adalah nama lain untuk sistem. Plant adalah seperangkat peralatan mungkin hanya terdiri dari beberapa bagian mesin yang bekerja bersama-sama, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu. Pada sistem pengaturan, setiap obyek fisik yang dikontrol disebut plant.
Contoh plant :
Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR).
Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) merupakan suatu tangki reaktor yang digunakan untuk mencampur dua atau lebih bahan kimia dalam bentuk cairan dengan menggunakan pengaduk (mixer).
Pada Continuous Stirred-Tank Reactor terdapat heater yang akan menghasilkan panas untuk mengatur temperatur cairan pada harga tertentu. Gambar fisik Continuous Stirred-Tank Reactor dapat dilihat pada gambar di bawah ini
:
Pada saat steady state, CSTR memenuhi persamaan berikut :
dimana
C : panas spesifik dari cairan
w : laju aliran cairan
Tin : temperatur cairan pada aliran masuk
Tout : temperatur cairan pada aliran keluar
Variabel
Variabel adalah suatu besaran yang nilainya dapat berubah-ubah Variabel dapat diklasifikasikan menjadi masukan, keluaran, dan parameter. Masukan merupakan variabel yang menyebabkan atau menghasilkan keluaran. Masukan juga dapat didefinisikan sebagai rangsangan yang diberikan pada sistem pengaturan dari sumber daya luar, biasanya untuk menghasilkan respon tertentu dari sitem pengaturan tersebut.
Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan variabel masukan adalah temperatur cairan pada aliran masuk (Tin), laju aliran cairan (w) dan panas yang dihasilkan heater (Q) Keluaran merupakan variabel yang merupakan hasil atau respon nyata dari sistem pengaturan, dapat sama dengan yang diharapkan sebagai akibat dari masukan, dapat juga tidak sama. Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan variabel keluaran adalah temperatur cairan pada aliran keluar (Tout) arameter merupakan variabel yang tertentu dan konstan berkaitan dengan batasan fisik dari sistem Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan parameter adalah panas spesifik (C). Klasifikasi variabel ini dapat dinyatakan dalam diagram blok berikut :
Sedangkan untuk Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) klasifikasi variabelnya dapat dinyatakan dalam diagram blok berikut :
Selain itu, variabel juga dapat diklasifikasikan menjadi :
– Variabel yang dimanipulasi adalah variabel atau keadaan yang diubah oleh kontroler untuk mempengaruhi nilai variabel yang dikontrol. Variabel yang dimanipulasi dapat juga didefinisikan sebagai masukan yang dapat kita atur. Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan variable yang dimanipulasi adalah panas yang dihasilkan heater (Q)
– Variabel yang dikontrol adalah besaran atau keadaan yang diukur dan dikontrol Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan variable yang dikontrol adalah temperature cairan pada aliran keluar (Tout)
– Variabel exogenous adalah masukan yang berasal dari luar sistem dan tidak dapat diubah oleh kontroler. Sebagai contoh, pada sistem Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) yang merupakan variable exogenous adalah temperatur cairan pada aliran masuk (Tin) dan laju aliran cairan (w) Klasifikasi variabel ini dapat dinyatakan dalam diagram blok berikut :
dimana
d : variabel exogenous
u : variabel yang dimanipulasi
y : variabel yang dikontrol
Sedangkan untuk Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR) klasifikasi variabelnya
dapat dinyatakan dalam diagram blok berikut :
