Sistem Kontrol - 11 Aplikasi dan instrumentasi sistem...

Sistem Kontrol - 11

Elemen-elemen sistem instrumentasi

dan kontrol

Dimas Firmanda Al Riza

Materi sebelum UTS (BDA)

• Pendahuluan Sistem Kontrol

• Pemodelan Matematik

• Transformasi Laplace

• Fungsi Transfer

• Perilaku Dinamik Sistem Orde 1 dan 2

• Respon Sistem

Materi setelah UTS

MBH • Dasar sistem kontrol • Dasar kontrol PID • Fuzzy DFA • Elemen2 Sistem Instrumentasi dan Kontrol • Computer Aided Control System,

(Microcontroller, PLC, SCADA, DCS) YHD • Artificial Neural Network • Genetic Algorithm

Materi 1 (DFA) Elemen sistem instrumentasi dan kontrol

• Pengenalan sistem instrumentasi dan kontroller • Sejarah dan perkembangan sistem

instrumentasi dan pengendalian proses • Elemen-elemen sistem instrumentasi dan

kontrol: ▫ Alat pengukuran (sensor) ▫ Karakteristik sistem pengukuran ▫ Transmitter, Converter, Instrument signal

transmission, Indicator, Controller, Recorder, Actuator, Control Valve

• Pengenalan PFD dan P and ID

Materi 2 (DFA) Computer Aided Control System

• Microcontroller • PLC (Programmable Logic Controller) - Pengenalan PLC - Ladder Diagram • Sistem kontrol PID sederhana • SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) • DCS (Decentralized Control System)

Pengenalan sistem instrumentasi dan

pengendalian proses

• Apakah sistem instrumentasi dan pengendalian proses itu?

Seni dan ilmu pengetahuan dalam penerapan alat ukur dan sistem pengendalian pada suatu obyek dengan tujuan mengetahui nilai numerik variabel proses dan juga untuk tujuan mengendalikan variabel proses supaya berada dalam batas nilai tertentu yang diinginkan (set point).

Mengapa diperlukan?

• Dapat menghemat biaya operasi (ekonomis):

- Penghematan bahan mentah dan bahan bakar

- Peningkatan efisiensi waktu mesin dan pekerja

- Pengurangan produksi yang rusak (off spec.)

• Kualitas produk yang lebih baik dalam waktu pemrosesan yang lebih singkat

• Peningkatan keselamatan personil dan peralatan

• Pengurangan polusi lingkungan dari bahan limbah hasil proses

Instrumentasi dan kontrol dalam

industri proses

RH

Flow rate

Industri Proses

Sistem pengendalian

Sistem Pengukuran

Temperature

Pressure

pH Level

… Pressure

Spesifikasi Produk

- Karakteristik

Proses

Pem

rosesa

n d

ata

Perkembangan teknologi instrumentasi

dan pengendalian proses

Perkembangan teknologi instrumentasi

dan pengendalian proses

Perkembangan teknologi instrumentasi

dan pengendalian proses

Perkembangan teknologi instrumentasi

dan pengendalian proses

Industrial Revolution

Pneumatic and Hydrolic

Rapid development of transistor,

micro-prosessor and electrical

devices

Rapid development of computer and software

1930-1970

1970-1990

1990-now

18th century

Diagram Blok Sistem Kontrol

Elemen-elemen SIDK

• Measurement Device

• Transmitter

• Converter

• Instrument signal transmission

• Indicator

• Controller

• Recorder

• Actuator (Final control element - Control Valve)

Measurement device

(sensor/input transducer)

• Temperature

• Flow

• Level

• Pressure

• Relative humidity

• pH

• Concentration

• Chemical content

• Power

• Solar radiation

• Light intensity

• PAR

• Conductivity

• Speed

• Position

• Direction

• …

Contoh transducer

Pengukuran Temperatur

• Thermometer raksa/alkohol

• Thermometer bimetal

• Thermocouple

• Thermistor

• RTD (Resistive Thermal Detector

• IC Sensor (LM35)

• IR camera

Thermometer raksa/alkohol

Bimetal thermometer

RTD

Thermistor

• PTC (Positive Temperature Coefficient)

• NTC (Negative Temperature Coefficient)

Thermocouple

• Pada tahun 1821 ahli fisika Jerman, Estonian Thomas Johann Seebeck menemukan bahwa suatu konduktor apapun (misalnya metal) akan menghasilkan suatu tegangan (voltage)ketika diberikan gradien thermal. Peristiwa ini dikenal sebagai efek Seebeck atau efek termoelektrik.

Thermocouple

LM-35

Infra Red

Sistem pengukuran pada sistem loop

terbuka dan tertutup

Loop terbuka (monitoring/recording)

Converter

• ADC

• DAC

• DC/DC Converter

• DC/AC Converter

• I/P Converter

• E/P Converter

• Amplifier

• …

Controller

• On off, PID

• Rangkaian elektronika sederhana

• Mikrokontroller

• PLC, SCADA, DCS

Actuator (Final Control Element)

Solenoid valve/Control Valve

1. Valve Body

2. Inlet Port

3. Outlet Port

4. Coil / Solenoid

5. Coil Windings

6. Lead Wires

7. Plunger

8. Spring

9. Orifice

Solenoid valve/Control Valve

Tipe valve: - Solenoid Valves - Hydraulic Valves - Butterfly Valves - Gate Valves - Check Valves - Ball Valves - Globe Valves

Aplikasi sistem kontrol sederhana:

Pengontrolan temperatur ruangan

TUGAS KELOMPOK

• Buat paper/makalah tentang aplikasi sistem pengendalian!

• 1 kelompok terdiri dari 5-6 orang

• Bahan paper/makalah boleh berasal dari:

- Ide sendiri (100%)

- Artikel Ilmiah (90%)

(Jurnal/prosiding/skripsi/thesis)

- Sumber lain (80%)

PFD (Process Flow Diagram)

P and ID

(Piping and Instrumentation diagram)

P and ID

(Piping and Instrumentation diagram)

Thank’s