Neuro Furnace Controller (NFC)


Jaringan Saraf Tiruan (JST) merupakan jaringan dari sekelompok unit pemroses kecil yang memproses sejumlah besar informasi secara paralel dan terdistribusi yang dimodelkan berdasarkan jaringan saraf biologis manusia yang bertujuan supaya sistem dari jaringan tersebut mempunyai kemampuan belajar dari pengalaman sehingga dapat dilatih memecahkan suatu masalah tanpa kita perlu tahu korelasi seluruh faktor-faktor yang mempengaruhi masalah tersebut. Neuro Furnace Controller (NFC) merupakan salah satu aplikasi jaringan saraf tiruan yang ditujukan untuk menanggulangi masalah tidak efisiennya pemakaian energi listrik dan elektroda pada mesin EAF (Electric Arc Furnace) di Industri Baja. Aplikasi Neuro Furnace Controller (NFC) merupakan penelitian proyek penelitian RUK (Riset Unggulan Kemitraan) yang dimulai sekitar awal 1996 antara PT Krakatau Steel (PTKS) dengan UPT-LDSE BPPT yang dibiayai bersama oleh PT Krakatau Steel dan Kantor Menristek.

penampungan_bahan_baku_di_EAF

Gambar 1. Proses Penampungan Bahan Baku ke Tungku EAF

pskema_EAF

Gambar 2. Skema dari EAF

elektroda_EAF

Gambar 3. Tampilan Elektroda pada EAF

EAF (Electric Arc Furnace) atau bisa dinamakan tungku busur listrik (gambar 1 dan gambar 2) adalah peralatan yang dipakai di industri baja untuk melebur bahan baku besi spons (sponge iron) (gambar 4) dan besi tua (scrap) (gambar 5) dalam pembuatan baja. Untuk melebur bahan baku tersebut menjadi baja cair, EAF membutuhkan puluhan Mega-Watt daya listrik yang dihantarkan melalui tiga buah elektroda (gambar 3). Jumlah daya listrik yang dihantarkan tergantung pada jarak atau posisi ketiga elektroda tersebut dilakukan oleh suatu sistem kendali elektroda.

besi_spons

Gambar 4. Besi Spons (Sponge Iron)

scrap

Gambar 5. Besi Tua (Scrap)

Mengapa muncul masalah tidak efisiennya pemakaian energi listrik dan elektroda pada mesin EAF (Electric Arc Furnace) di PT Krakatau Steel? Hal ini disebabkan proses yang terjadi dalam EAF mempunyai dinamika perubahan yang sangat cepat dan acak sehingga sangat sulit (kalau tidak bisa dikatakan tidak mungkin) diformulasikan dalam bentuk model matematik yang mewakili dinamika proses tersebut secara utuh. Akibatnya sistem kendali elektroda konvensional berbasis PLC (Programmable Logic Controller) kurang dapat memberikan respon secara akurat dan cepat terhadap perubahan yang sangat dinamis dan acak selama proses peleburan berlangsung sehingga hal inilah yang diduga menjadi salah satu penyebab tidak efisiennya pemakaian energi listrik dan elektroda.

Dengan aplikasi jaringan saraf tiruan diharapkan pemakaian energi listrik dan elektroda akan menjadi lebih hemat. Salah satu dari 10 buah EAF yang dimiliki PTKS yaitu EAF nomer 9 di Slab Steel Plant 2 (SSP2), dipakai sebagai objek penelitian. Ada dua pendekatan yang dipakai dalam memecahkan masalah diatas yaitu pertama mengganti pengendali PI dengan pengendali berbasis Jaringan Saraf Tiruan, kedua mengganti Tabel Impedansi Acuan dengan apa yang disebut Optimasi Nilai-Acuan Impedansi.

pi_nnr

Gambar 6. Perbandingan Penggendali PI dengan NNR

Dengan pendekatan pertama, dari beberapa jaringan saraf tiruan dengan konfiguarsi berbeda yang dilatih di PTKS sedemikian rupa dengan ratusan ribu data hasil pengukuran lapangan, akhirnya dihasilkan sebuah jaringan saraf tiruan pengendali ketiga elektroda secara terpadu yang disebut Neural Networks Regulator (NNR). Salah satu karakteristik yang menarik dari NNR adalah selalu menjaga ketiga elektroda berada dalam keadaan setimbang, seakan Neural Networks Regulator (NNR) mempunyai “naluri” bahwa perubahan pada satu elektroda akan mempengaruhi elektroda yang lain.

Pada pendekatan kedua diperoleh Set Points Optimizer (SPO) yang berfungsi mennetukan nilai acuan impedansi yang optimal sesuai dengan dinamika proses yang terajdi didalam EAF.

Neuro Furnace Controller (NFC) diperoleh dengan menggabungkan Neural Networks Regulator (NNR) dan Set Points Optimizer (SPO) dan berjalan pada PC (personal Computer) berbasis Processor Pentium. NFC saat ini telah dipakai pada operasi rutin EAF nomer 9 SSP2 dan dapat menghemat pemakain energi listrik elektroda yang cukup signifikan dengan total penghematan sebesar Rp.3,5 milayar per tahun per EAF.

conf_nfc

Gambar 7. Konfigurasi NFC

Neuro Furnace Controller (NFC) merupakan hasil karya inovasi tenaga-tenaga ahli PT.Krakatau Steel dan LSDE-BPPT dan dapat dipakai pada EAF pabrik baja lain baik didalam negeri maupun mancanegara, paling tidak dikawasan ASEAN, dan oleh karena itu paten Neuro Furnace Controller (NFC) telah didaftarkan pada Ditjen Hak Cipta, Paten dan Merek dengan No. P990187.

REFERENSI

  1. Dokumentasi PT Krakatau Steel (PERSERO) Tbk.
  2. http://www.steelindonesia.com
  3. http://www.mm-industri.com
  4. http://en.wikipedia.org

Posted on January 13, 2013, in Neuro Furnace Controller (NFC), Steel Industry and tagged , , , , , . Bookmark the permalink. Leave a comment.

Comments are closed.

%d bloggers like this: