Internal Model Control (IMC) - Neural Network (NN) Gain Scheduling untuk Pengendalian Kolom Distilasi

IMC telah banyak diulas pada beberapa buku ajar [4], dan beberapa peneliti telah mengaplikasikan metode pengendalian IMC menggunakan pemodelan matematis. Dalam penelitian tersebut membanding¬kan respon pengendalian antara PID dengan IMC, dan didapatkan bahwa untuk proses yang komplek, IMC menampilkan respon yang lebih baik dan robust dibandingkan dengan PID (konvensional kontrol). Namun karakteristik IMC pada penelitian diatas tidak berbeda dengan PID yaitu pengendali yang linier. Sementara karakteristik umum dari proses di industri merupakan proses yang nonlinier,
kompleks, multivariabel serta dipengaruhi oleh gangguan-gangguan yang merugikan proses tersebut. Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas dan unjuk kerja sistem pengendalian di industri adalah mengembangkan strategi sistem pengendalian nonlinier.
IMC sebagai pengendali berbasis model, maka usaha membuat pengendali IMC nonlinier dapat dilakukan dengan membuat model yang nonlinier seperti yang telah dilakukan oleh [2] menggunakan model dan pengendali NN dan [3] model dan pengendali dengan Neurofuzzy. Namun cara ini mempunyai kendala untuk mendapatkan data openloop plant yang bervariasi pada seluruh range pengendalian [1], sehingga perlu dipikirkan metode lain untuk men-dapatkan pengendali yang nonlinier.


IMC (Internal Model Control )
Internal Model Control (IMC) adalah metode pengendalian yang berdasarkan pada ketepatan suatu model dari suatu proses, yang menjadi pedoman untuk mendesain sistem pengendalian yang stabil dan robust. Dimana, suatu sistem pengendalian yang robust adalah sistem pengendalian yang aman pada perubahan proses dinamik [5]


Sistem Yang Diteliti
Penelitian ini menggunakan model pemisahan sistem methanol-air dalam kolom distilasi tunggal dengan menggunakan struktur pengendalian L-V. Spesifi¬kasi perancangan sistem ditunjukkan pada Tabel 1 [1,3].
Tabel 1. Data steady state kolom distiasi metanol – air [1,3]
Diskripsi Variabel Nilai
Laju umpan (F), mol/meni 45.000
Laju distilat (D), mol/menit 22.500
Laju produk bawah (B), mol/menit 22.500
Komposisi umpan (Xf), fraksi mol methanol 1
Komposisi distilat (XD), fraksi mol methanol 1
Komposisi produk bawah (XB), fraksi mol 0
methanol
Perbandingan refluks 1
Jumlah plate 30
Letak plate umpan 5
Tekanan operasi (atm) 1
Beban condensor, 104 kcal/menit 35
Beban reboiler, 104 kcal/menit 35
Kolom tunggal dirancang dengan basis perbandingan refluks sebesar 1,1 kali perbandingan refluks minimum. Sistem yang digunakan adalah methanol-air pada tekanan 1 atm. Kemurnian produk adalah 99% frsksi mol metanol pada distilat dan 1% frsksi mol metanol pada produk bawah. Konsumsi energi panas untuk reboiler adalah sebesar 35,1 x 104 kcal/menit.

Kesimpulan
Telah dirancang IMC-NNGS untuk mengendalikan kualitas produk kolom distilasi methanol-air dan menunjukkan bahwa efektifitas NN dalam men-update harga tuning λ pada kontroler IMC membuat performansi sistem pengendalian IMC-NNGS lebih baik jika dibandingkan dengan IMC konvensional, ditinjau dari nilai IAE yang kecil, IAE yang kecil pada pengendalian kualitas kolom distilasi menun¬jukkan bahwa produk distilat (methanol) yang tidak sesuai spesifikasi dari kualitas yang ditentukan semakin sedikit dan produk bawah (air) semakin ramah lingkungan, penghematan energi pada reboiler dan kondenser dan secara keseluruhan performansi sistim menjadi lebih baik.