Studi Komparatif Tuning PI Controller Ziegler-Nichols dan Cohen-Coon untuk Pengendalian Level Air pada Boiler Drum Simulator

Authors

  • Andini Friskilia Universitas Brawijaya, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.37525/sp/2026-2/2489

Keywords:

Boiler, Cohen-Coon, Tuning, PI, Ziegler-Nichols

Abstract

Pengendalian level air pada boiler merupakan aspek penting untuk menjaga efisiensi dan keselamatan operasional, karena ketidakstabilan level air dapat menyebabkan gangguan proses dan potensi kerusakan peralatan. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kinerja metode tuning PI controller menggunakan Ziegler-Nichols dan Cohen-Coon pada sistem pengendalian level air Tangki 11 Boiler Drum Simulator BDT921 di PPSDM Migas Cepu. Berdasarkan tinjauan pustaka, kedua metode memiliki karakteristik perhitungan parameter Kp dan Ti yang berbeda, sehingga memengaruhi respons transien sistem. Penelitian dilakukan secara eksperimental dengan pengujian step input pada manipulated variable (MV) untuk memperoleh data karakteristik respons sistem, meliputi dead time (DT) dan time constant (TC). Parameter DT dan TC digunakan untuk menentukan nilai Kp dan Ti PI controller sesuai formulasi masing-masing metode tuning. Simulasi dilakukan menggunakan MATLAB untuk menganalisis rise time, settling time, overshoot, dan peak time. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Ziegler-Nichols menghasilkan rise time 0,8376 s dan settling time 1,2828 s, lebih cepat dibanding Cohen-Coon yang memiliki rise time 1,0314 s dan settling time 1,5990 s. Kedua metode menghasilkan respons yang stabil tanpa overshoot maupun undershoot, dengan peak time masing-masing sebesar 13,0136 s dan 13,9836 s. Berdasarkan hasil tersebut, metode Ziegler-Nichols memberikan respons sistem yang lebih cepat tanpa mengurangi kestabilan, sehingga direkomendasikan untuk aplikasi pengendalian level air boiler yang membutuhkan respons cepat dan stabil.

References

Astrom, Karl J; Hagglund, Tore. (1995). PID Controllers, 2nd Edition. Durham: Instrument Society of America.

Halim, C. V., & Indriawati, K. (2024). Comparative analysis of Cohen–Coon and Ziegler–Nichols tuning methods for three-phase induction motor with speed sensorless control. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 39(2), 885–895. https://doi.org/10.11591/ijeecs.v39.i2.pp885-895

Nguyen, N. H., & Nguyen, P. D. (2018). Overshoot and settling time assignment with PID for first‐order and second‐order systems. IET Control Theory & Applications, 12(17), 2407-2416. https://doi.org/10.1049/iet-cta.2018.5076

Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering Fifth Edition. Upper Saddle River: Pearson Education.

Patil, A. R., et al. (2024). A review on PID controller tuning methods and their applications. Journal of Robotics and Control, 5(1), 1–12. https://journal.umy.ac.id/index.php/jrc/article/view/20850

Setiawan, Iwan. (2008). Kontrol PID untuk Proses Industri. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

Shahab, A., & Amna, S. (2023). Efficiency analysis of fire tube boiler type at refinery utility unit center for oil and gas human resources development. Jurnal Cakrawala Ilmiah, 2(7), 3109-3118. https://doi.org/10.53625/jcijurnalcakrawalailmiah.v2i7.5401

Sugiharto, A. (2020). Perhitungan Efisiensi Boiler Dengan Metode Secara Langsung pada Boiler Pipa Api. Swara Patra: Majalah Ilmiah PPSDM Migas, 10(2), 51-57. https://doi.org/10.37525/sp/2020-2/260

Utama, Y. A. K., & Tamaji. (2022). Perbandingan metode tuning PID pada pengaturan kecepatan parallel hybrid electric vehicle. TELEKONTRAN, 10(1), 13–21. https://doi.org/10.34010/telekontran.v10i1.7411

Wicaksono, H. (2004). Analisa Performansi dan Robustness Beberapa Metode Tuning Kontroler PID pada Motor DC. Jurnal Teknik Elektro, 4(2). https://doi.org/10.9744/jte.4.2

Zywno, Malgorzata. (2023). Introduction to Control System. Toronto: Ryerson University Toronto.

Published

09/30/2026