Pengertian Sistem Pengaturan

Pengertian kontrol atau pengaturan adalah proses atau upaya untuk mencapai tujuan. Sebagai contoh sederhana dan akrab dengan aktivitas sehari-hari dari konsep kontrol atau pengaturan adalah saat mengendarai kendaraan. Tujuan yang diinginkan dari proses tersebut adalah berjalannya kendaraan pada lintasan (track) yang diinginkan. Ada beberapa komponen yang terlibat di dalamnya, misalnya pedal gas, speedometer, mesin (penggerak), rem, dan pengendara.

Sistem kontrol berkendaraan berarti kombinasi dari komponen-komponen tersebut yang menghasilkan berjalannya kendaraan pada lintasan yang diinginkan. Ketika jalan lengang dan aturan memperbolehkan, pengendara mempercepat laju kendaraan dengan membuka pedal gas. Demikian pula, jika ada kendaraan lain di depan atau lampu penyeberangan berwarna merah maka pengendara menginjak rem dan menurunkan kecepatannya. Semua upaya itu dilakukan untuk mempertahankan kendaraan pada lintasan yang diinginkan.

Misalnya kita ingin mengatur agar tegangan yang dihasilkan oleh Generator arus searah bernilai konstan, seperti pada gambar 12.1.


   Gambar 12.1 Pengaturan manual tegangan pada Generator

Dalam sistem tersebut, karena tegangan keluaran U diinginkan tetap maka arus keluaran I berubah sesuai dengan nilai beban. Arus keluaran dihasilkan oleh kecepatan putar rotor pada Generator yang dibangkitkan oleh arus eksitasi Ie. Dengan berubah-ubahnya arus I maka arus eksitasi Ie juga harus berubah mengikuti nilai arus I tersebut. Perubahan arus eksitasi dilakukan secara
manual. Besar arus eksitasi disesuaikan dengan kebutuhan untuk menghasilkan arus keluaran I oleh Generator. Karena pengaturan ini dilakukan secara manual, seorang operator harus terus-menerus melihat besar arus keluaran yang diinginkan untuk disesuaikan dengan besar arus eksitasi yang diperlukan. Dalam istilah teknik kontrol, tegangan U disebut variabel yang dikontrol x, arus eksitasi disebut variabel buatan (manipulated variable) y, dan arus beban I disebut variabel gangguan (disturbance variable) z. Tegangan konstan yang diinginkan dalam pengaturan ini disebut variabel acuan (referensi). Dalam bentuk diagram blok, sistem kontrol digambarkan pada gambar 12.2. Dalam diagram blok tersebut, plant menghasilkan variabel yang dikontrol serta kontroler menghasilkan variabel termanipulasi.


Gambar 12.2 Diagram blok sistem kontrol

Contoh lain dapat disebutkan berupa proses memindahkan barang oleh tangan kita. Pada proses tersebut, tujuannya adalah posisi atau letak barang yang diinginkan. Komponennya berupa tangan (dalam hal ini tentunya dengan otot tangan), mata, dan otak sebagai pengontrol. Pada saat tangan bergerak untuk memindahkan barang, mata akan menangkap informasi tentang posisi pada saat itu. Informasi tersebut diproses oleh otak untuk disimpulkan apakah posisinya sudah benar atau tidak. Selanjutnya, apabila posisinya masih belum tercapai maka otak akan memerintahkan otot tangan untuk bergerak memindahkan barang ke posisi yang diinginkan. Proses pengaturan suhu tubuh adalah juga contoh dari sistem kontrol. Tujuannya adalah menjaga suhu tubuh agar berjalan normal. Secara umum dapat dikatakan semua proses yang terjadi di alam pada hakikatnya adalah sebuah sistem kontrol.


Dalam teknik kontrol dipelajari tentang pengaturan sistem agar menghasilkan keluaran yang diinginkan. Komponen utama sistem kontrol terdiri atas objek yang dikontrol (disebut plant), variabel (besaran) yang dikontrol, dan aktuator.  Tabel 12.1 memperlihatkan contoh sistem kontrol dengan komponenkomponennya. Misalnya plant berupa motor listrik, maka variabel yang dikontrol adalah kecepatan dan aktuatornya adalah kontaktor.


Tabel 12.1. Contoh komponen sistem kontrol

Tabel 12.2 memperlihatkan istilah teknis dalam sistem kontrol serta simbol formalnya.

Tabel 12.2. Istilah penting dalam sistem kontrol


Selain secara manual, pengaturan tegangan pada Generator bisa dilakukan secara otomatis dengan menggunakan Thyristor, seperti diperlihatkan pada gambar 12.3.
 
Gambar 12.3 Pengaturan tegangan secara otomatis


Dalam pengaturan secara otomatis, peranan operator diganti oleh peralatan atau komponen yang secara otomatis bekerja sesuai dengan fungsi operator. Pada gambar 12.3, peranan operator diganti oleh gabungan antara sensor tegangan (berupa trafo tegangan) dan Thyristor sebagai aktuator penghasil arus eksitasi yang mengatur kecepatan putar rotor dalam Generator.


Dalam sistem tersebut, setiap harga tegangan yang dihasilkan oleh Generator ditangkap oleh trafo tegangan untuk dibandingkan dengan tegangan acuan (referensi). Selisih tegangan ini menjadi input pemicu (trigger) Thyristor yang menentukan nilai arus eksitasi dan output tegangan yang selanjutnya
mempengaruhi Generator untuk menghasilkan tegangan output yang diinginkan.


Prinsip pengaturannya adalah sebagai berikut : apabila tegangan output lebih rendah dari tegangan acuan maka Thyristor akan menghasilkan arus eksitasi sehingga tegangan output Generator naik mendekati harga tegangan acuannya, sebaliknya jika tegangan output lebih tinggi dari tegangan acuan
maka Thyristor akan menghasilkan arus eksitasi sehingga tegangan output Generator turun mendekati harga tegangan acuannya.