Pemodelan dan simulasi kontrol proporsional integral pada proses pembuatan pupuk kandang

Abstract

Dalam proses dekomposisi (pembusukan) pupuk kandang dari kotoran kambing, faktor suhu sangat berpengaruh pada tingkat kematangan pupuk kandang. Suhu untuk melakukan proses pembusukan pada kotoran kambing sebesar 50oC karena mikroorganisme yang berperan dalam proses dekomposisi dapat bekerja secara optimal. Secara konvensional, pengamatan suhu pada proses pembusukan dilakukan di bawah sinar matahari yang bergantung dengan perubahan cuaca, sehingga waktu pengeringan lama dan tidak efisien. Oleh karena itu, diperlukan sistem pengontrol suhu pada kotoran kambing menggunakan heater yang bersumber dari AC-AC voltage controller. Dengan adanya sistem pengontrol suhu dalam proses dekomposisi (pembusukan), suhu kotoran kambing akan konstan sebesar 50oC. Pada penelitian ini, teknik pengontrol suhu pada kotoran kambing dimodelkan dan disimulasikan menggunakan kontrol PI (proporsional integral). Kontrol PI dimodelkan untuk menentukan nilai Kp dan Ki serta disimulasikan untuk mengatur tegangan keluaran konverter yang mengontrol tegangan AC yang disebut dengan AC-AC voltage controller. Untuk mendapatkan nilai parameter Kp dan Ki, diperlukan pengujian open-loop dengan beban kotoran kambing sebesar 5000 gram sehingga mendapatkan suhu dalam kondisi steady. Tegangan 170 V digunakan sebagai setting point tegangan pada simulasi kontrol AC-AC voltage controller karena setara dengan nilai setting point suhu pada proses dekomposisi pupuk kandang sebesar 50o RMSC dengan berat 5000 gram sehingga diperoleh nilai Kp sebesar 2,9162814587 dan nilai Ki sebesar 1,7462763226. Waktu yang diperlukan respon untuk mencapai kondisi steady sebesar 12 menit dengan error steady state sebesar 0,3%. Dengan pengontrol suhu menggunakan kontrol PI ini waktu pengeringan kotoran kambing hingga menjadi pupuk kandang lebih cepat dan efisien.

In the process of manure decomposition (decay) from goat dung, the temperature factor is very influential in the maturity level of manure. The temperature for the decay process in goat dung is 50oC because micro-organisms that play a role in the decomposition process can work optimally. Conventionally, the observation of temperature in the decay process is carried out under the sunlight depending on the weather changes, so that the drying time is long and inefficient. Therefore, a temperature control system in goat dung is needed, using a heater sourced from AC-AC Voltage Controller. With the temperature control system in the process of decomposition (decay), the temperature of goat dung will be constant by 50oC. In this study, the temperature control technique of goat manure is modeled and simulated using the PI (proportional integral) controls. The PI control is modeled to determine the value of Kp and Ki and is simulated to regulate the output voltage of the converter that controls the AC voltage called the AC-AC Voltage Controller. To obtain the value of the Kp and Ki parameters, an open-loop test is required with a goat load of 5000 grams so that the temperature is in steady condition. 170 VRMS voltage used as a voltage set point in the AC-AC Voltage Controller Control simulation because of the equivalent temperature point setting value in the manure decomposition process of 50oC with a weight of 5000 grams so that the value of Kp for 2,9162814587 and Ki value amounting to 1,7462763226. The time required to reach a steady condition is 12 minutes with a steady state error of 0,3%. With this PI control, the drying time of goat dung to become manure is faster and more efficient.