Totok R. Biyanto
Institute Technology Sepuluh Nopember

Published : 2 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 2 Documents
Search

Algoritma Genetika untuk Mengoptimasi Konsumsi Energi pada Proses Kolom Distilasi Metanol-Air R. Biyanto, Totok
Jurnal Teknik Elektro Vol 7, No 1 (2007): MARET 2007
Publisher : Institute of Research and Community Outreach

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (374.303 KB) | DOI: 10.9744/jte.7.1.43-49

Abstract

Distillation column has multivariable and nonlinear characteristics. High operation cost of distillation column required energy consumption optimization. The new alternative method to find out thelowestenergy consumtion of distillation column is optimization method using genetic algorithm. In this research, distillation model built up by neural network Multi Layer Perceptron (MLP) with Nonlinear Auto Regressive with eXternal input (NARX) structure, learning algorithm using Levenberg-Marquardt. Neural Network model has RMSE 3.9974x10-4 for condenser duty and RMSE 1.7435x10-4 for reboiler duty. Genetic algorithm optimization results are Qc 1.85E+07 and Qr 1.05E+07 which process variables are top pressure 106.846 Kpa, level condenser 30.289%, temperature feed 83.48 oC, fraction feed 0.5258, flow feed 493.518Kgmol/hour. In other word, there are decreasing steam and cooling water cost up to 46.2 %. Abstract in Bahasa Indonesia : Kolom distilasi merupakan unit operasi yang kompleks dan nonlinier. Biaya operasi kolom distilasi yang sangat tinggi menuntut pengembangan metode yang mampu mengoptimasi kosumsi energi. Salah satu alternatif metode tersebut adalah optimasi algoritma genetika. Pemodelan kolom distilasi yang dilakukan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan (JST) dengan struktur Multi Layer Perceptron (MLP). Struktur input model yang diturunkan adalah struktur Nonlinear Auto Regressive with eXternal input (NARX). Pangaturan bobot bagi jaringan syaraf tiruan dilakukan menggunakan algoritma Levenberg-Marquardt yang mampu memberikan hasil dengan RMSE cukup baik, yakni 3.9974x10-4 untuk beban energi condenser dan 1.7435x10-4 untuk beban energi reboiler. Hasil optimasi dengan metode algoritma genetika mendapatkan variabel proses pressure top 106.846 Kpa, level condenser 30.289%, temperatur feed 83.48 oC, fraksi feed 0.5258, feed 493.518 Kgmol/jam. Hasil optimasi diujikan secara simulasi pada plant hysys dan didapatkan Qc 1.83x107 dan Qr 1.33x107 atau menunjukkan terjadinya penurunan beban energi Qc dan Qr, sehingga menghemat biaya steam pada reboiler dan biaya cooling water sebesar 46.2 %. Kata kunci : Optimasi, Kolom distilasi, Jaringan syaraf tiruan, Algoritma genetika.
Internal Model Control (IMC) - Neural Network (NN) Gain Scheduling untuk Pengendalian Kolom Distilasi R. Biyanto, Totok
Jurnal Teknik Elektro Vol 5, No 2 (2005): SEPTEMBER 2005
Publisher : Institute of Research and Community Outreach

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.9744/jte.5.2.pp. 73-79

Abstract

This research is develop the alternative control algorithm using Internal Model Control - Neural Network Gain Scheduling (IMC-NNGS) to control mole fraction of methanol-water distillation column. Distillation column with L-V control strategy has pairing Xd-L and Xb-Qr. IMC performances depend on only ? tuning value or filter time constant. With ? tuning value manipulating IMC could be nonlinear control, where ? tuning value is outputs of NN that had been trained by using error variable, process variable, manipulated variable, and set point variable from plant. Gain scheduling using NN could be increase control system performance and product quality. The best IAE changing value shown at mole fraction feed increase. There are IAE equal with 0,234799 for IMC and IAE equal with 0, 00042 for IMC-NNGS. In other word IMCGS has IAE 559 times better than IMC. Beside that IMC-NNGS has faster response, offset free and robust to overcome set-point and disturbance changes. Abstract in Bahasa Indonesia : Pada penelitian ini dikembangkan suatu alternatif sistem pengendalian dengan algoritma Internal Model Control - Neural Network Gain Scheduling (IMC-NNGS) untuk mengendalikan fraksi mol metanol dan air pada kolom distilasi tunggal sistem biner metanol-air dengan struktur L-V. Pada struktur L-V Fraksi distilat (Xd) dipasangkan dengan laju aliran refluk (L) sedangkan fraksi bawah dipasangkan dengan laju panas pada reboiler (Qr). Karakteristik pengendali IMC hanya tergantung pada harga tuning ? atau time konstan filter yang diberikan kepadanya. Dengan memanipulasi harga tuning ? maka pengendali IMC akan menjadi pengendali nonlinier, dimana pada IMC-NNGS harga ? yang di-update dari output NN yang telah dilatih dengan input berupa error, proses variabel (PV), manipulated variabel (MV) dan setpoint dari plant. Kinerja NN dalam melakukan gain scheduling terhadap IMC dapat meningkatkan kualitas sistem pengendalian dan kualitas produk yang ditunjukkan secara kuantitatif dengan Integral Absolute Error (IAE). Perubahan IAE terbaik antara IMC dan IMC-NNGS tercapai pada pengujian penambahan fraksi input (Xf), diperoleh IAE sebesar 0,234799 untuk IMC dan IAE sebesar 0,00042 untuk IMC-NNGS atau 559 kali lebih baik. Selain itu IMC-NNGS memiliki respons sistem lebih cepat, tidak memiliki offset, serta bersifat kokoh terhadap perubahan setpoint dan kehadiran gangguan yang mempengaruhi proses. Kata kunci: Neural Network (NN), Internal Model Control (IMC) Gain Scheduling, kolom distilasi.