Control Engineering atau Teknik kendali merupakan salah satu cabang atau konsentrasi dari Teknik Elektro.
Artikel ini merupakan lanjutan dari artikel sebelumnya mengenai teknik elektro yaitu : Standar Electrical Engineer.
Teknik Kendali atau Control Engineering adalah bidang ilmu keteknikan yang mempelajari berbagai sistem kendali atau Control Systems.
Orang yang ahli di bidang Teknik Kendali disebut Control Engineer atau Insinyur Kendali.
Aplikasi
Konsep dari teknik kendali umumnya digunakan dan dikombinasikan dengan cabang ilmu teknik elektro lainnya.
Berikut adalah contoh penerapan konsep dari teknik kendali pada aplikasi langsung seperti :
- Elektronika dan kendali menghasilkan : mobil mainan dengan remote control.
- Telekomunikasi dan Kendali menghasilkan : perangkat pengendali antena, satelit, PLL (Phase Locked Loop) dan AGC (Automatic Gain Control).
- Komputer dan Kendali menghasilkan : rancangan pengendali digital atau digital controller.
Sistem Kendali
Sistem Kendali menjadi fokus kajian di bidang Teknik Kendali, sistem ini sangat luas dan tidak terbatas hanya pada yang terkait langsung dengan teknik elektro.
Namun sebenarnya, Sistem kendali yang ada di dunia bukan hanya sistem kendali buatan manusia.
Banyak sekali sistem kendali yang terjadi secara alami, mulai dari elemen terkecil tubuh manusia hingga alam semesta yang kompleks.
Namun yang akan dibahas dalam lingkup teknik kendali adalah sistem kendali buatan manusia saja.
Definisi Sistem Kendali
Pengertian atau definisi
Sistem memiliki beberapa arti seperti :
- Kumpulan berbagai hal yang terhubung atau terkait sehingga membentuk kesatuan untuk tujuan tertentu.
- Susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga membentuk satu kesatuan.
Sedangkan arti dari kontrol atau kendali seperti :
- mengatur
- mengarahkan
- perintah
Dari gabungan kedua makna dari sistem dan kontrol atau kendali, maka :
Sistem Kendali adalah susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga dapat memerintah, mengarahkan, atau mengatur diri sendiri atau sistem lain.
Sub-Sistem Kendali
Struktur dari sistem kendali minimal tersusun dari 2 bagian atau sub-sistem, yaitu : Plant dan Controller.
Plant
Adalah istilah pada sistem kendali untuk bagian yang dikendalikan.
Biasanya berupa : peralatan, perangkat, atau proses yang menghasilkan keluaran, berupa :
- output atau hasil
- produk
- isyarat keluaran (output signal)
Bagian ini dikendalikan oleh bagian controller.
Controller
Istilah controller ini bisa berupa peralatan, perangkat, atau proses yang menghasilkan Isyarat Kendali atau Control Signal untuk mengendalikan sub-sistem Plant.
Struktur
Secara konsep, berikut struktur atau konfigurasi dari Sistem Kendali :
Sesuai gambar diatas, bagian-bagian dari Sistem Kendali yang utama secara umum adalah isyarat :
- Keluaran (output signal)
- Kendali (control signal)
- Umpan-balik (feedback signal)
Mekanisme Kendali
Dalam operasinya sesuai gambar diatas, ketiga bagian tersebut dibandingkan dengan suatu masukan.
Masukan dapat berupa :
- Isyarat masukan acuan (reference input signal)
- Perintah (command)
- Set-point
Kombinasi diatas dilakukan agar pengendali dapat menghasilkan isyarat Kendali.
Isyarat Kendali tersebut yang mengendalikan kendalian sampai menghasilkan keluaran yang diharapkan.
Jenis Sistem Kendali seperti diatas adalah termasuk Sistem Kendali dengan Umpan-Balik (Feedback Control Systems).
Namun tidak semua Sistem Kendali berupa Feedback Control Systems, karena banyak juga yang beroperasi tanpa umpan-balik.
Identifikasi Sistem Kendali
Pada kehidupan sehari-hari, kita dapat meng-identifikasi berbagai Sistem Kendali yang beroperasi di sekeliling kita.
Analogi Televisi
Sebagai contoh adalah Televisi, maka bagian-bagian nya dapat dianalogikan sebagai :
- bagian kendalian adalah televisi nya
- pengendali nya adalah remote-control
- Isyarat Kendali berupa tombol apa yang ditekan pada remote-control.
- Keluaran dan isyarat umpan balik berupa apa yang tampil di layar televisi.
Analogi AC
Contoh berikutnya adalah perangkat penyejuk ruangan atau AC (Air Conditioning).
Keluaran yang diharapkan akan dihasilkan adalah suhu ruangan yang sejuk.
Perangkat AC ini akan menyala bila suhu ruangan memanas, dan akan padam jika sudah cukup sejuk.
Pengguna dapat mengatur suhu ruangan yang diinginkan pada bagian pengendali atau remote control nya.
Sistem Kendali nya berupa komponen sistem pendingin yang disebut “thermostat” yang akan mengatur pendingin ruangan secara otomatis.
Sistem Kendali yang peran manusia didalam nya sedikit atau bahkan tidak ada ini disebut Sistem Kendali otomatis (automatic control systems).
Jadi peran manusia nya hanya memberi isyarat masukan acuan melalui remote control saat mengatur suhu berapa yang diinginkan.
Sedangkan Sistem Kendali dengan peran manusia dalam operasonal yang porsinya besar seperti pada televisi diatas disebut Sistem Kendali manual (manual control systems).
Contoh lain adalah pesawat terbang modern yang memiliki sistem kemudi otomatis yaitu auto-pilot.
Sehingga pilot yang mengemudikannya hanya memasukkan berbagai data penerbangan ke dalam suatu sistem komputer.
Kemudian dia hanya mengawasi pesawat tinggal landas dan mendarat secara otomatis.
Analisa dan Desain
Aplikasi nyata dari Sistem Kendali sangat banyak ditemukan dalam kehidupan.
Untuk mempermudah analisis dan desain suatu Sistem Kendali, penting dilakukan identifikasi struktur dan bagian-bagian nya terlebih dahulu.
Umumnya lebih mudah melakukan identifikasi sub-sistem kendalian terlebih dahulu, yaitu sub-sistem yang menghasilkan keluaran (output).
Setelah itu, dengan mudah dapat diketahui (isyarat) Kendali atau control nya, yaitu yang menjadi masukan (input) dari sub-sistem kendalian.
Isyarat Kendali ini dihasilkan dari bagian atau sub-sistem pengendali berdasarkan masukan acuan dan umpan-balik.
Maka jika diberikan pada bagian kendalian, akan dihasilkan keluaran yang diharapkan.
Dalam Sistem Kendali pada umumnya, bagian kendalian sudah tersedia apa adanya, tidak bisa “diapa-apakan” lagi sehingga pada dasarnya suatu pengendali dirancang untuk menghasilkan isyarat Kendali yang sesuai supaya kendalian menghasilkan keluaran yang diharapkan.
Baca artikel Standar lain :
Sumber referensi :