Tiga Pengendali Dasar Ini Masih Eksis di Dunia Industri Sampai Sekarang

omron pidPID merupakan salah satu alat pengendali dasar yang paling awal dipelajari oleh para mahasiswa fakultas teknik. Meskipun teknologi ini termasuk teknologi lama, sekitar 75% industri manufaktur saat ini masih menggunakan PID sebagai salah satu alat pengendali prosesnya. Fungsi utama dari berbagai alat pengendali adalah untuk mencapai suatu proses yang stabil, cepat, efisien, serta tidak banyak melakukan kesalahan.

PID, singkatan dari Proportional-Integral-Differential, merupakan gabungan dari tiga alat pengendali: Proportional Controller, Integral Controller, dan Differential Controller. Setiap pengendali tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan yang khas. Oleh karena itu, dalam pelaksanaan di lapangan, ketiga pengendali ini sering dikolaborasikan satu sama lain agar diperoleh hasil yang optimal, tergantung dari kebutuhan sistem yang dikendalikan.

Sebuah Proportional Controller (P), pada dasarnya, adalah sebuah penguat biasa. Satu ciri khas dari Proportional Controller adalah ketidakmampuannya untuk menghilangkan error. Secara teoritis, error akan dapat dihilangkan jika kita menggunakan Proportional Controller dengan gain tidak terhingga. Pada kenyataan di lapangan, hal ini merupakan suatu hal yang mustahil untuk dicapai.

Kekurangan pada Proportional Controller di atas membuat para praktisi dan akademisi merancang sebuah pengendali yang lebih baik, sehingga ditemukanlah Integral Controller (I). Integral Controller, yang sesungguhnya merupakan sebuah integrator, dapat menghilangkan error sistem yang tidak dapat dilakukan oleh Proportional Controller. Sayangnya, untuk menghasilkan keluaran menggunakan Integral Controller, diperlukan waktu yang sangat lama.

Waktu respon yang sangat lama pada Integral Controller segera dapat diatasi dengan ditemukannya Differential Controller (D). Meskipun respon menggunakan Differential Controller bisa sangat cepat, tapi pengendali ini menghasilkan error cukup besar sebelum sistem mencapai kondisi tunak (steady state), sehingga memungkinkan terjadinya osilasi yang cukup banyak.

***

Dengan mengetahui kelebihan dan kekurangan setiap pengendali di atas, dalam praktik di lapangan, ketiga pengendali tersebut sering dikombinasikan satu sama lain sesuai kebutuhan menjadi Proportional-Integral (PI), Proportional-Differential (PD), atau Proportional-Integral-Differential (PID). Agar dapat memilih kombinasi yang paling tepat atau justru tidak menggabungkan, diperlukan beberapa faktor pertimbangan. Di antara faktir-faktor yang perlu dipertimbangkan yaitu jenis proses yang akan diatur, error yang diperkenankan, kecepatan respon awal yang dituntut, dan error yang diperbolehkan sebelum mencapai keadaan tunak.

Baca juga artikel terkait: Teknik Kontrol di Dunia Industri, PID Saja Tidak Cukup

Keempat faktor dibatas akan sangat mempengaruhi transfer function dari setiap pengendali. Transfer function dari P akan menjadi pengendali gain, transfer function dari I akan menjadi konstanta integrasi, dan transfer function dari D akan menjadi konstanta diferensiasi. Penentuan nilai yang tidak tepat akan dapat mengakibatkan terjadinya error yang terlalu besar, pencapaian keadaan tunak yang terlalu lama, atau pun terjadinya osilasi.