Optimasi Tekanan Keluaran Pada Sistem Pompa Paralel Tipe Sentrifugal Untuk Injeksi Sumur Dengan Pengontrol Hybrid MPC-PID

Ma'ruf, Annas (2025) Optimasi Tekanan Keluaran Pada Sistem Pompa Paralel Tipe Sentrifugal Untuk Injeksi Sumur Dengan Pengontrol Hybrid MPC-PID. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6022231011-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Water Injection Pump merupakan salah satu peralatan penting dalam industri hulu minyak dan gas. Pompa ini terutama digunakan untuk menginjeksikan air ke dalam reservoir untuk mempertahankan tekanan reservoir, atau membuang kelebihan air setelah eksplorasi. Kontrol tekanan yang paling umum digunakan adalah kontrol PID, yang memiliki keterbatasan seperti tuning parameter yang kompleks, memakan waktu, dan kemampuan beradaptasi yang kurang baik terhadap perubahan parameter. Untuk mengatasi tantangan ini, penelitian ini mengembangkan kontrol hybrid MPC- PID untuk kontrol tekanan untuk meningkatkan waktu respon dan mengurangi overshoot akibat perubahan parameter. Untuk mendapatkan model plant, ARMAX (Auto Regressive Exogenous Moving Average with Exogenous Input) digunakan dengan menganalisis data pengukuran historis untuk tekanan dan throttle valve. Strategi yang diusulkan secara efektif menggabungkan respons cepat pengontrol PID dengan kemampuan pandangan ke depan dan optimalisasi MPC. Simulasi perubahan beban menunjukkan bahwa pengontrol hybrid MPC-PID menunjukkan waktu respon yang lebih cepat dan kemampuan pengurangan overshoot yang lebih tepat dibandingkan dengan strategi PID konvensional dan MPC murni. Model akhir yang dioptimalkan mencapai peningkatan substansial dalam indeks IAE, di mana hybrid MPC-PID mencapai 0,37% dibandingkan dengan MPC murni sebesar 4,71% dan PID konvensional sebesar 7,24%. Implementasi kontrol ini memungkinkan peningkatan efisiensi pada pompa injeksi air dikarenakan respon yang cepat dan overshoot yang lebih kecil.
=====================================================================================================================================
Well Injection pump is essential equipment in the upstream oil and gas industry. These pumps are primarily employed to inject water into the reservoir to maintain reservoir pressure, or to waste the water excess after exploration. The most common use Pressure control is only PID control, which has limitations such as Complex and Time-Consuming Parameter Tuning and Poor Adaptability to Parameter Changes. To address this challenge, this study develops hybrid MPC and PID control for pressure control to increase response time and reduce overshoot due to parameter changes. To get the plant model, ARMAX (Auto Regressive Exogenous Moving Average with Exogenous Inputs) is used by analysing historical measurement data for pressure and throttle valve. The proposed strategy effectively combines the fast response of the PID controller with the foresight and optimization capabilities of the MPC. Load change simulations show that the Hybrid MPC-PID controller exhibits faster response time and more precise overshoot reduction capability compared to the single PID and pure MPC strategies. The final optimized model achieved substantial improvements in the IAE index, where the hybrid MPC-PID achieved 0.37% compared to 4.71% for the pure MPC and 7.24% for the PID controller. The implementation of this Control enables increased efficiency in the Water Injection Pump due to fast response and smaller overshoot.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Kontrol tekanan, ARMAX, Hybrid MPC-PID, efisiensi Pompa, pompa paralel injeksi sumur.
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK3070 Automatic control
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Annas Ma'ruf
Date Deposited:	25 Jul 2025 05:21
Last Modified:	25 Jul 2025 05:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/121606

Actions (login required)

View Item