## RANCANG BANGUN SISTEM PENGENDALIAN DAN MONITORING  PADA  LEVEL  TANGKI  BERBASIS  PLC  DENGAN MEMBANDINGKAN  METODE  TUNING  COHEN-COON  DAN ZIEGLER-NICHOLS
Sutan Alif Darmawan 1 , Wasis Waskitto Adi 1 , Alfin Sahrin 2*
1 Teknik Instrumentasi Kilang, Politeknik Energi dan Mineral Akamigas, Indonesia
2 Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia

## ABSTRAK
Sistem kontrol merupakan salah satu elemen yang penting dalam dunia industri khususnya min- yak dan gas. Sistem kontrol memiliki fungsi untuk mengendalikan variable proses supaya sesuai dengan  nilai  yang  dikehendaki  guna  menghasilkan  produk  yang  memiliki  mutu  tinggi  sesuai dengan spesifikasi. Pengendalian level merupakan salah satu variable yang sering dikendalikan, dalam  pengaplikasiannya level air  harus  tetap  dijaga  agar  tidak  terjadi  kekosongan  ataupun melebihi kapasitas. Komponen utama yang digunakan dalam prototype pengendalian dan moni- toring level tangki  adalah  PLC  Outseal  sebagai controller ,  sensor submersible  water  level yang digunakan sebagai sensing element , dan servo valve sebagai final element . Haiwell cloud SCADA digunakan sebagai human machine interface (HMI) yang digunakan untuk memonitoring dan pen- gendalian serta pengambilan data dari proses prototipe. Pada prototipe ini menggunakan PI con- troller yang dicari menggunakan dua metode yaitu ziegler-nichols dan cohen-coon yang kemudian respon dari sistem akan dibandingkan guna mendapatkan respon terbaik untuk protitipe. Pada metode ZN didapatkan nilai Kp 28.03 dan Ki 0.32, dan metode CC didapatkan nilai Kp 89.03 dan Ki 1.06. Berdasarkan hasil tuning yang telah dilakukan kedua metode sama-sama tidak memiliki error steady state . Metode CC memiliki respon yang sedikit lebih cepat dibandigkan dengan ZN, tetapi  pergerakan  MV  pada  metode  CC  lebih  besar  dibandingkan  dengan  ZN,  oleh  karena  itu metode ZN dinilai lebih cocok digunakan pada prototipe. Selanjutnya dilakukan fine tuning untuk mendapatkan nilai respon yang lebih baik dari metode ZN dan didapatkan nilai Kp 58.5 dan Ki 0.01. Lalu diaplikasikan pada plant dan terbukti mendapatkan respon yang lebih baik,
Kata Kunci: level, Cohen-Coon, Ziegler-Nichols, SCADA, PLC.
alfin.sahrin@esdm.go.id

## 1. Pendahuluan
Dalam suatu proses industri ketinggian cair- an atau level cairan merupakan salah satu var- iable yang menjadi perhatian, suatu cairan di- pertahankan  pada  ketinggian  tertentu  agar dapat mencapai syarat volume sehingga pro- ses  dapat  berjalan  sesuai  dengan  yang  di- inginkan.  Untuk  dapat mempertahankan  ke- tinggian cairan diperlukan suatu sistem ken- dali atau sistem kontrol.[1]
Sistem  kontrol  merupakan  komponen-kom- ponen yang dirancang sedemikian rupa untuk mampu  mengatasi  masalah  yang  terkait  da- lam  akurasi,  kestabilan,  dan  mengeliminasi kesalahan dalam sebuah sistem. Dalam pen- gontrolannya  bisa  menggunakan Program- mable Logic Controller (PLC) yang merupakan perangkat elektronika yang dapat mengkon- trol  ataupun  memperoses  sinyal  input  yang kemudian output atau keluarannya  dapat di- sesuaikan dengan keinginan pengguna. Seca- ra khusus PLC merupakan suatu pengontro- lan berbasis mikroprosesor dengan menggu- nakan  memori  agar  dapat  diprogram  untuk menyimpan  intruksi-intruksi  dan  menga- plikasikan  fungsi-fungsi  logika  semisal  lo- gika  pewaktuan,  sekuensial,  kombinasional, pencacahan, dan aritmatika guna mengontrol mesin  atau  proses  yang  ada  dilapangan  [2]. Yang nantinya PLC akan dimanfaatkan seba- gai control PID.  Kontrol PID merupakan kon-
troller  berumpanbalik  yang  paling  populer dalam dunia industri. Hal krusial dalam con- trol PID ialah tuning atau memberikan ni-lai parameter Kp, Ki, Kd agar mendapatkan res- pon sistem yang diperlukan. Dalam proyek ini nilai  -  nilai  tersebut  didapatkan  mengguna- kan metoda tuning ziegler-nichols dan Cohen- coon.
Dalam  penelitian  akan  dibandingkan  kedua metode tuning yaitu ziegle-nichols dan cohen- coon . Yang mana metode cohen-coon merupa- kan versi lebih kompleks dari metode ziegler- nichols tetapi  perbedaannya  dengan  fakta bahwa cohen-coon memberikan  waktu  naik yang lebih cepat. Oleh karena itu penulis ingin melihat perbandingan respon yang di aplika- sian terhadap prototipe yang dibuat.
SCADA  atau Supervisory  Control  and  Data Aqcuisition merupakan salah satu sistem yang paling sering diaplikasikan pada dunia indus- tri,SCADA  digunakan  untuk Human  Machine Interface atau biasa disingkat (HMI) yang se- cara sederhana dapat dikatakan se bagai “jem- batan”  yang  dapat  mempermudah  opera- tor/user  dalam  memonitoring,  controlling, data  aqcuisition  atau  pengambilan  dan perekaman data, tiga fungsi disamping dapat dipenuhi dengan mewujudkannya dalam ben- tuk hardware maupun software [3].

## 2. Desain Perancangan
Gambar 1. Rancangan Prototype alat Keseluruhan
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037
Perancangan Hardware Prototipe pengenda- lian dan monitoring level ketinggian air dapat dilihat  pada Gambar  1. Pekerjaan  mekanik dilakukan  untuk  membuat  prototipe  sesuai dengan  apa  yang  telah  dirancang,  dimulai membuat  prototipe  tangki  yang  dibuat  de- ngan pipa pvc 8 inch yang di bor sedemikian rupa untuk pemasangan sight glass dan jalur keluar  masuk  fluida,  membuat  meja  meng- gunakan kayu yang dipotong dan dipasang se-
demikian rupa sehingga pas untuk tangki dan storage tank , penyambungan servo motor de- ngan globe  valve serta  pemasangan  pipa, el- bow,  check  valve,  gate  valve ,  pompa,  dan pemasangan  panel  box,  serta  memastikan bahwa  projek  berjalan  dengan  baik  tanpa adanya  kebocoran.  Setelah  dilakukan  tahap perancangan  hardware  maka  akan  direal- isasikan dalam sebuah prototipe seperti pada Gambar 2 .
Gambar 2. Implementasi Hardware Prototype
Untuk  mengendalikan  proses  level  air  maka digunakan  PID  controller  berbasis  PLC  Out- seal  Mega  V.1.2  untuk  mengatur  buka  tutup dari  servo  valve  berdasarkan  sinyal  proses variable yang diterima dari sensor submersi- ble water level sehingga proses akan menye- suaikan  dengan set  point. Pengkabelan  pada
prototype dapat dilihat pada Gambar 3. Pem- berian  warna  pada  rancangan  tersebut ber- tujuan  untuk  mempermudah  dalam  pem- bedaan  jalur  koneksi wiring dengan  ket- erangan dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar 3. Wiring Keseluruhan System
Tabel 1. Keterangan Warna Rancangan Wiring
Warna Keterangan Merah Sumber 220V AC/ 24V DC Hitam Netral / Negatif Biru Muda Analog A1 Outseal Biru Tua Digital Input Hijau Ground Ungu Digitall Output Coklat Kabel USB Printer
Untuk mempermudah dalam monitoring dan pengendalian penulis menggunakan interface dari  Haiwell  SCADA  yang  dapat dilihat  pada Gambar 4. Pada Gambar 4 dapat dilihat bah- wa layout interface pengendalian dan moni- toring level terdapat grafik real time dan gra- fik historical yang menampilkan respon dari process variable dan set point. Kemudian di- samping  atas  menampilkan  tampilan  hard- ware prototype dengan indikator ketinggian level  serta  lampu  indikator  LSH  dan  LSL.
Kemudian  dibawahnya  terdapat  informasi read & write untuk nilai gain propotional, in- tegral  time,  time  derivative,  setting  nilai  set point dan manipulated variable . Disebelah ka- nan kotak PID terdapat tombol on-off pompa 1  dan  pompa  2.  Kemudian  dibawah  tombol pompa terdapat switch yang berfungsi untuk mengubah  mode  otomatis  PID  dan  mode manual yang mana kita dapat mengubah nilai Mv secara manual.

## Gambar 4 Rancangan Desain Interface SCADA Haiwell

## 3. Hasil Pengujian
a. Plant Transfer Function
Plant transfer function atau fungsi alih plant dapat diperoleh menggunakan metode bump test dengan memanualkan mode control ter- hadap controller pada  keadaan  stabil.  Ke- mudian  dilakukan  pengamatan  terhadadap proses variable dari level tangki. Hasil data ex- cel dari  PV  dan  MV  dimasukkan  ke system identification  tool pada  MatLab.  Hasil  dari
perhitungan gain process orde satu dengan fit to estimate sebesar 99.02%. Adapun hasil dari bump  test proses level dapat  dilihat  pada gambar 5 dengan nilai transfer function plant sebesar
GainPlant = −0.32476 580.39s+1 (1)
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037

## Gambar 5 Grafik Bump Test
Untuk  mempermudah  penarikan  garis  sing- gung pada kurva reaksi maka dibalikkan junc- tion box pada simulasi Simulink MatLab sep- erti pada Gambar 6 . Perlu ditekankan bahwa aksi  proses  yang  terjadi  tetap reverse tetapi
untuk  mempermudah  penarikan  garis  sing- gung  maka  pada  simulasi  dibalikkan plant transfer  function sehingga  didapatkan  grafik seperti pada Gambar 7 .

## Gambar 6 Simulink Plant Transfer Function
Gambar 7 Plant Transfer Function Setelah dibalik
b. Perancangan PI Metode Ziegler- Nichols
Dalam  penelitian  ini  digunakan  tuning zieg-
ler-nichols metode  pertama  yaitu  dengan
mencari  kurva  reaksi,  tahap  pertama  yaitu menentukan inflection  point seperti  pada Gambar 8 setelah itu ditarik garis tangen of inflection dan ada dua konstanta yang dicari
untuk digunakan dalam persamaan, yang per- tama  yaitu  konstanta L yang  menyatakan waktu  tunda  dan  yang  kedua  konstanta T yang  menyatakan  konstanta  waktu.  Pada kurva dibuat suatu garis bersinggungan pada
titik  belok  dari  kurva  berbentuk  S  dengan garis  kurva.  Garis  singgung  akan  memotong sumbu absis dan garis maksimum yang meru- pakan T atau konstanta waktu.
Gambar 8 Inflection Point Kurva Reaksi
Gambar 9 Kurva Reaksi Nilai T dan L
Berdasarkan kurva reaksi Gambar 9 dapat diketahui nilai konstanta L ( dead time ) dan nilai konstanta T (waktu tunda) yaitu : L = 26.7 second T = 641.5-26.7 = 614.8 second
Setelah semua konstanta diperoleh, maka tu- ning untuk pengontrolan dilakukan berdasar- kan tabel acuan tuning kurva reaksi metode ziegler-nichols yang dapat dilihat pada Tabel 2 . Dan diperoleh PI Controller , dengan persa- maan,
a. Konstanta Proportional Kp = 0.9 x T L (2)
b. Konstanta Integral Ti = 𝐿 0.3
(3)
Ki = 𝐾𝑝 x 1 𝑇𝑖 (4)
Tabel 2 Hasil tuning Tipe Controller PI Metode Ziegler-Nichols Type of Controller Kp Ti Td Ki Kd PI 23.02 89 0 0.25 0
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037
c. Perancangan PI Controller Metode Co- hen-Coon Sama  seperti  dengan  metode  1 ziegler-nich- ols , metode cohen-coon juga memerlukan dua konstanta  yang  harus  diketahui  yaitu  kon- stanta T yang menyatakan waktu tunda, dan konstanta L yang  menyatakan  waktu  mati ( dead  time ).  Nilat  T  dan  L  didapatkan  dari kurva reaksi yang bisa dilihat pada Gambar 9. yang  dapat  diketahui  nilai  konstanta L ( dead  time )  dan  nilai  konstanta T (waktu tunda) yaitu:
L = 26.7 second T = 641.5-26.7 = 614.8 second
Setelah  semua  konstanta  diperoleh,  maka tuning untuk  pengontrolan  dilakukan  ber- dasarkan  tabel  acuan  tuning  kurva  reaksi
metode cohen-coon diperoleh  PI Controller , yaitu :
a. Konstanta Proportional Kp = 𝑇 𝐾𝑝𝐿 [ 9 10 + 𝐿 12𝑇 ] (5)

## b. Konstanta Integral
Ti = 𝐿(30+ 3𝐿 𝑇 ) 9+ 20𝐿 𝑇 (6)
Ki = 𝐾𝑝 x 1 𝑇𝑖 (7)
Tabel 3 Hasil tuning Tipe Controller PI Metode Cohen-Coon
d. Pengamatan  Respon Controller dengan Simulink MatLab Setelah  mendapatkan  nilai transfer  function plant dan hasil tuning controller PI dari kedua metode  yaitu ziegler-nichols dan cohen-coon maka  dapat  diperoleh  grafik  respon  melalu Simulink MatLab  untuk  mencari  nilai error steady state, overshoot, settling time, time de- lay, time constant.
⚫ Respon sistem ziegler-nichols Berikut pemodelan sistem pengendalian level tangki yang disimulasikan menggunakan Sim-
ulink  MatLab  dengan  menggunakan control- ler PI  metode ziegler-nichols dapat  disimu- lasikan seperti pada Gambar 10 . Sedangkan hasil Simulink sistem  pengendalian level tangki  menggunakan  PI controller dengan metode ziegler-nichols dapat  dilihat  pada Gambar  11. Berdasarkan  hasil  simulasi dengan  Simulink  pada Gambar  11, sistem pengendalian level tangki  menggunakan  PI controller dapat  diketahui  spesifikasi re- sponse nya pada Tabel 4.
Gambar 10 Simulink Sistem Pengendalian pada Level Tangki Menggunakan PI Controller dengan
Metode Ziegler-Nichols Type of Controller Kp Ti Td Ki Kd PI 64.06 81.51 0 0.78 0
Gambar 11 Response Sistem Pengendalian Level Tangki menggunakan PI Controller Metode Ziegler-Nichols
Tabel 4 Respon Desain PI Controller Metode Ziegler-Nichols Spesifikasi Nilai Time Constant (s) 57.970 Settling Time (s) 876.88 Overshoot (%) 19.88 Peak time (s) 210.5 Error  Steady  State (%) - ⚫ Respon sistem cohen-coon Berikut pemodelan sistem pengendalian level tangki  yang  disimulasikan  pada  Simulink MatLab  dengan  menggunakan controller PI metode cohen-coon dapat disimulasikan sep- erti  pada Gambar  12 .  Hasil Simulink sistem pengendalian level tangki  menggunakan  PI
controller dengan  metode cohen-coon dapat dilihat  pada Gambar  13 .  Berdasarkan  hasil simulasi  dengan  Simulink  pada Gambar  13 , sistem  pengendalian level tangki  menggu- nakan  PI controller dapat  diketahui  spesifi- kasi response nya pada Tabel 5 .
Gambar 12 Simulink Sistem Pengendalian pada Level Tangki Menggunakan PI Controller dengan Metode Cohen-Coon
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037
Gambar 13 Response Sistem Pengendalian Level Tangki menggunakan PI Controller Metode Co- hen-Coon
Tabel 5 Respon Desain PI Controller Metode Cohen-Coon Spesifikasi Nilai Time Constant (s) 24.980 Settling Time (s) 444.48 Overshoot (%) 13.06 Peak time (s) 108.4 Error Steady State (%) -
e. Pengamatan Respon Semua Controller dengan Disturbance Pada  kenyataannya  respon  sistem  pengen- dalian level tangki dapat dipengaruhi oleh dis- turbance yang  dapat  berupa  tegangan  yang masuk ke pompa DC baik pompa output atau- pun  pompa input dari  tangki  berkurang  se- cara tiba-tiba sehingga mempengaruhi aliran masuk aaupun keluaran. Oleh karena itu, sim- ulasi  sistem  pengendalian  perlu  diberikan disturbance untuk  mengetahui  peforma  re- spon  sistem  setelah  diberikan disturbance. Adapun  menghitung gain  disturbance dapat menggunakan persamaan berikut :
𝐺 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑒 = 1 𝐴 (8)
dengan A adalah luas penampang tangki (m 2 ) Berdasarkan  persamaan  diatas gain  disturb- ance dapat diketahui dengan cara berikut :
⚫ Diameter tangki  = 8inch = 0.2032 m
⚫ Jari-jari tangki = 0.1016 m maka  L Ptangki didapatkan  sebesar  0.0324  m 2 , sehingga G Disturbance didapatkan sebesar 1 0.0324 . Hasil Simulink pada Gambar 14 merupakan proses controller PI ziegler-nichols dan cohen- coon yang diberi disturbance = 1
0.0324
Gambar 14 Simulink Proses Controller PI Ziegler-Nichols dan Cohen-Coon diberi Disturbance
Setelah  dilakukan  simulasi  dengan  simulink diketahu  respon  sistem  pengendalian level tangki menggunakan PI controller dari kedua metode yang digunakan yang diberi disturb- ance 1 0.0324 dengan input step sebesar -0.009 diwaktu 1500 detik menghasilkan undershoot
untuk  metode ziegler-nichols sebesar  28% dan kembali ke steady state ±862 detik . Un- tuk  metode cohen-coon memiliki undershoot sebesar  28%  dan  kembali  ke steady  state ± 440  detik.  Adapun  simulasi  grafik  respon pengendalian level tangki dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15 Perbandingan Response Sistem Pengendalian Level Tangki Menggunakan PI Control- ler Menggunakan Metode Ziegler-Nichols dan Cohen-Coon dengan diberi Disturbance

## 4. Hasil Pengujian
Dalam  melakukan  pengujian  PI controller menggunakan kedua metode didapatkan nilai parameter  PI  menggunakan  metode ziegler- nichols yaitu nilai Kp 23.02, Ki 0.32. Sedang- kan untuk metode cohen-coon didapatkan pa- rameter  PI  yaitu  Kp  89.03  dan  Ki  1.06.  Ke- mudian  parameter  PI  dimasukkan  kedalam controller sistem  pengendalian level melalui HMI dan dilakukan pengujian terhadap proto- tipe  sehingga  didapatkan  respon  dari  kedua metode sebagai berikut.
a. Respon sistem metode ziegler-nichols pada perubahan set point 20 cm-30 cm Pada Gambar 16 dapat dilihat grafik set point dan process  variable memiliki error  steady state  0. Berdasarkan Gambar  17 dapat  di- ketahui  spesifikasi  respon  perubahan set point 20 cm menuju ke 30 cm sistem pengen- dalian level menggunakan  PI controller de- ngan  metode ziegler-nichols dapat  dilihat pada Tabel 6 .
Gambar 16 Respon Metode Ziegler-Nichols Pv Saat Set Point 20 cm ke 30 cm
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037
Gambar 17 Grafik Ziegler-Nichols MV saat Set Point 20 cm ke 30 cm
Tabel 6 Respon PI Controller Metode Ziegler-Nichols pada Plant Spesifikasi Nilai Time Constant (s) 19 Settling Time (s) 224 Overshoot (%) 5.3 Peak time (s) 48 Error Steady State (%) 0
b. Respon  sistem  metode cohen-coon pada perubahan set point 20 cm-30 cm Pada Gambar 18 dapat dilihat grafik set point dan process  variable memiliki error  steady state  0. Berdasarkan Gambar  19 dapat  di-
ketahui  spesifikasi  respon  perubahan set point 20 cm menuju ke 30 cm sistem pengen- dalian level menggunakan  PI controller de- ngan  metode cohen-coon dapat  dilihat  pada Tabel 7 .
Gambar 18 Respon Metode Cohen-Coon Pv Saat Set Point 20 cm ke 30 cm
Gambar 19 Grafik Metode Cohen-Coon MV saat Set Point 20 cm ke 30 cm Tabel 7 Respon PI Controller Metode Cohen-Coon pada Plant
Setelah didapatkan respon sistem dari kedua metode  yang  merupakan  acuan  atau  nilai awal untuk melakukan fine tuning yang mana melakukan  penyesuaian  nilai  Kp  dan  Ki,  se- hingga mendapatkan respon yang lebih baik. Dengan cara menaikkan nilai Kp untuk mem- percepat respon dan mengurangi nilai Ki un- tuk  mengurangi overshoot .    Dan  didapatkan nilai Kp 58.5 dan nilai Ki 0.01 yang telah diap- likasikan  pada plant dan  didapatkan  respon seperti pada Gambar 20 dan Gambar 21 .
Berdasarkan Gambar  21 dapat  diketahui spesifikasi respon perubahan set point 20 cm menuju  ke  30  cm  sistem  pengendalian level setelah  dilakukan fine  tuning dapat  dilihat pada Tabel  8 .  Setelah  dilakukan fine  tuning dengan nilai Kp 58.5 dan Ki 0.01. Didapatkan respon yang lebih cepat dan stabil pada plant serta memiliki overshoot sebesar 1%.
Gambar 20 Respon Setelah Fine Tuning Pv Saat Set Point 20 cm ke 30 cm
Spesifikasi Nilai Time Constant (s) 18 Settling Time (s) 178 Overshoot (%) 5 Peak time (s) 32 Error Steady State (%) 0
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037
Gambar 21 Respon Setelah Fine Tuning MV Saat Set Point 20 cm ke 30 cm
Tabel 8 Respon Sistem Setelah Fine Tuning
Dalam  pengujian  kedua  metode  mengguna- kan tipe controller PI. Controller PI dipilih ka- rena  dinilai  sudah  cukup  untuk  mengenda- likan proses level yang terbilang relatif cepat. Aksi  proposional  cenderung  menstabilkan sistem,  ditambah  aksi control  integral yang cenderung  menghilangkan  atau  mengurangi steady state error dalam mengaggapi berbagai masukan. Berdasarkan data dari nilai param- eter  PI controller pada  sistem  pengendalian dan  monitoring level tangki  dari  kedua  me- tode yang telah di uji coba pada plant didapat- kan hasil respon seperti pada Tabel 9 .
Dapat dilihat pada Tabel 9 dalam sistem pen- gendalian level tangki dari kedua metode tun- ing yaitu cohen-coon dan ziegler-nichols re- spon sistem set point 20 cm sampai 30 cm dari metode  CC  lebih  cepat  mencapai set  point
yaitu 178 detik sedangkan untuk metode ZN membutuhkan  waktu  24  detik.  Untuk over- shoot metode CC mencapai 5% yaitu sekitar 1.5cm sedangkan untuk metode ZN mencapai 5.3%  yaitu  sekitar  1.6  cm.  Kedua  metode sama-sama tidak memiliki error steady state . Pergerakan MV pada metode CC terbilang le- bih  besar  jika  dibandingkan  dengan  metode ZN dikarenakan nilai gain Kp pada metode CC lebih  besar  hal  ini  menyebabkan  semakin besarnya aksi pengontrolan untuk mengejar error tertentu, yang mana jika semakin besar nilai Kp responnya  semakin  cepat  tetapi  se- makin besar pula untuk sistem berosilasi. Osi- lasi terjadi karena ketertinggalan waktu atau jeda waktu pada sistem, dimana semakin be- sar gain maka akan semakin besar aksi pen- gontrolan untuk suatu nilai error tertentu.
Tabel 9 Perbandingan Resnpon PI Controller Ziegler-Nichols dan Cohen-Coon pada Plant
Spesifikasi Nilai Time Constant (s) 20 Settling Time (s) 32 Overshoot (%) 1 Peak time (s) 57 Error Steady State (%) 0 Metode Time Con- stant (s) Settling Time (s) Overshoot (%) Peak time (s) Error Steady State (%) Ziegler-Nich- ols 19 224 5.3 48 0 Cohen-Coon 18 178 5 32 0
Berdasarkan Gambar 22 dan Gambar 23 da- pat dilihat prototipe pengendalian dan moni- toring level tangki masih terdapat banyak dis- turbance pada prosesnya seperti sinyal jump- ing dari pembacaan sensor analog submersi- ble water level yang dibaca PLC outseal serta dari head losses yaitu minor losses yaitu keru- gian  pada  sistem  perpipaan  akibat  sambun- gan  pipa  dan mayor  losess yang  merupakan kerugian pada perpipaan akibat gaya gesekan fluida dengan dinding pipa yang memanjang . Metode ZN dinilai lebih cocok untuk prototipe pengendalian  dan  monitoring level tangki.
Yang  mana  metode  ZN  dapat  mengatasi dis- turbance dengan lebih baik jika dibandingkan dengan metode CC.
Setelah  mendapatkan  parameter  awal  dari tuning  ziegler-nichols selanjutnya  dilakukan fine  tuning agar  mendapatkan  respon  yang lebih baik pada proses. Didapatkan nilai fine tuning sebesar Kp 58.05, Ki 0.01 dan didapat- kan respon seperti pada Gambar 22 dengan spesifikasi respon pada Tabel 9 . Berdasarkan data  respon  didapatkan  respon  yang  lebih baik dengan waktu menuju ke steady state 32 detik dan memiliki overshoot yang lebih kecil yaitu 1%.
Gambar 22 Ripple pada Metoda Cohen-Coon
Gambar 23 Ripple pada Metoda Ziegler-Nichols
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2023) Vol. 3 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2023/3.1/1037

## 5. Kesimpulan & Saran
⚫ Alat dapat bekerja dengan baik dan dapat digunakan  untuk  memonitoring  dan mengendalikan level air  pada  tangki sesuai  dengan  yang  diharapkan.  Yaitu mampu  mengontrol process  variable sesuai  dengan set  point yang  dapat  di atur melalui interface Haiwell SCADA.
⚫ Dari    perhitungan  yang  telah  dilakukan tuning PI controller dari  kedua  metode didapatkan nilai Kp 28.83, Ki 0.32, Kd 0 untuk metode ZN dan nilai Kp 89.03, Ki 1.06, Kd 0 untuk metode CC.
⚫ Hasil respon dari kedua metode yang te- lah  diaplikasikan  pada  prototipe  mem- iliki error  steady  state 0,  hal  ini  berarti kedua metode dapat membuat prototipe berfungsi  mengendalikan level sesuai dengan set point.
⚫ Dari  kedua  metode  yaitu  ZN  dan  CC memiliki kekurangan dan kelebihan mas- ing-masing,  Metode  ZN  lebih  lambat mencapai set  point dan  memiliki over- shoot yang sedikit lebih besar dibanding- kan  CC  tetapi  pergerakan  MV  pada  me- tode  ZN  lebih  stabil  dibandingkan  de- ngan  metode  CC,  sehingga  metode  ZN dinilai lebih cocok untuk plant prototipe yang  telah  dibuat  karena  dapat  menga- tasi disturbance dengan lebih baik.
⚫ Untuk  membuat  respon  menjadi  lebih baik  maka  dilakukan fine tuning yang mana menyesuaikan nilai Kp dan Ki, lalu didapatkan nilai Kp 58.5 dan Ki 0.01. Dari hasil fine tuning didapatkan nilai respon yang lebih baik.
⚫ Interface Haiwell  Cloud  SCADA  berjalan dengan  baik  dan  dapat  meng inputkan variable-variable  seperti Kp,  Ki,  Kd,  Sp, Mv ,  serta  dapat  memonitoring level air dan  memberikan  indikator  dari  sensor LSL dan LSH.
⚫ Agar respon control actual memiliki ka- rakteristik  yang  sama  dengan  respon kontrol  simulasi  maka  perlu  dilakukan permodelan matematis terhadap seluruh hardware.
⚫ Untuk  pengembangan  kedepannya,  me- rujuk  pada  standart  IEC  61508 , sistem proteksi  dari plant dan  sistem control continue dapat dibuat terpisah, sekaligus
untuk final  element pada  proses  dan safety dibuat terpisah.

## Daftar Pustaka
[1]    S. P. Almanda, E. Susanto, D. Ph, and A. S. Wibowo,  “Desain  Dan  Implementasi Kontrol Ketinggian Air Design and Imple- mentation of Water Level Control Using,” vol. 3, no. 3, pp. 4059 – 4064, 2016.
[2] A. Saputra, A. Wahyu, and F. Rahman, “SIS- TEM  KOREKSI  OTOMATIS  PADA  MESIN PACKAGING  DENGAN  PENGENDALI  PLC ISSN :  2086  -  9479  Jurnal  Teknologi  El- ektro  ,  Universitas  Mercu  Buana,” J. Teknol. Elektro Mercubuana , vol. 8, no. 1, pp. 54 – 57, 2017.
[3]  A.  Susiono,  H.  Wicaksono,  and  H.  Ferdi- nando, “Aplikasi Scada System pada Min- iatur Water Level Control,” J. Tek. Elektro , vol.  6,  no.  1,  pp.  37 – 45,  2006,  doi: 10.9744/jte.6.1.
[4]  B. Sampurno, A. Abdurrakhman, and H. S. Had,  “Sistem  Kendali  PID  pada  Pengen- dalian  Suhu  untuk  Kestabilan  Proses Pemanasan Minuman Sari Jagung,” p. 242, 2016, doi: 10.5614/sniko.2015.34.
[5]  Bimbingan  Profesi  Sarjana  Teknik (BPST), “Dasar Instrumentasi dan Proses Kontrol,” Direktorat  Pengolah.  Angkatan XVII-Balongan 2007 , pp. 1 – 158, 2007.
[6] E.  Ramdani,  “Parameter  Identifikasi Transfer Fungsi Menggunakan MATLAB ,” Setrum  Sist. Kendali-Tenaga-elektronika- telekomunikasi-komputer , vol. 4, no.  1, p. 30, 2016, doi: 10.36055/setrum.v4i1.463.
[7] H.  Wicaksono,  “Analisa  Performansi  dan Robustness  Beberapa  Metode  Tuning Kontroler PID pada Motor DC,” vol. 4, no. 2, pp. 70 – 78, 2004.
[8]  S.  Faradisa,  P.  Wanarti  Rusimamto,  K. Kunci,  P.  Suhu,  I.  Bayi,  and  K.  P.  Cohen- Coon, “Perancangan Kontroler Pi Dengan
Metode  Tuning  Cohen-Coon  Untuk  Ken- dali  Suhu  Pada  Inkubator  Bayi  Berbasis
Labview 2014,” Jurnalmaha- siswa.Unesa.Ac.Id , 2014.
[9] T. Suksawat and P. Kaewpradit, “Compar- ison  of  Ziegler-Nichols  and  Cohen-Coon Tuning Methods: Implementation to Wa- ter Level Control Based MATLAB and Ar- duino,” Eng. J. Chiang Mai Univ. , vol. 28, no. 1, pp. 153 – 168, 2021, [Online].