LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

KONFIGURASI PENGENDALIAN TEKANANDosen Pembimbing : Pak In Jumanda

Kelompok c10

:

Neneng Irma Riskandari (07401077) Tubagus Aryandi Gunawan(07401063) Uray Irzandi (07401086) Kelas :2C

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2009KONFIGURASI PENGENDALI TEKANAN

I. Tujuan Praktikum: 1. Mengetahui elemen / unit pengendalian proses dengan melakukan identifikasi unitunit / elemen-elemen pengendalian proses pada konfigurasi pengendalian tekanan 2. Menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses pada konfigurasi pengendalian tekanan 3. Melakukan identifikasi variabel-variabel / sinyal-sinyal pengendalian proses dan media transmisinya dan dapat menggambarkan diagram pengendalian proses. II. Dasar Teori Pengendalian proses adalah bagian dari pengendalian automatic yang diterapkan di bidang teknologi proses dengan tujuan untuk menjaga kondisi proses agar sesuai yang diinginkan. Komponen yang terlibat di dalam pengendalian proses terdiri atas system proses dan system kendali. Pengendalian proses pada dasarnya adalah mengendalikan satu atau beberapa variabel agar terjaga pada nilai yang dikehendaki. Dalam pengendalian proses ini, variabel yang akan dikendalikan yaitu tekanan gas yang mengalir melalui pipa bertekanan. Dalam pengendalian tekanan gas ini, terdiri dari beberapa unit pengendalian. Pengendalian proses merupakan bagian tak terpisahkan dalam ilmu teknik kimia. Dalam industri kimia pengendalian proses diperlukan untuk menjaga agar proses berlangsung sesuai dengan setting yang dikehendaki. Unit unit yang dibahas secara teori dan unit yang terpasang pada peralatan biasanya memiliki kerumitan yang berbeda. Oleh karena itu, pengetahuan tentang konfigurasi suatu pengendalian proses sangat diperlukan. Pengetahuan tersebut dapat menyangkut tentang identifikasi alat, fungsinya, dan variabelvariabel atau sinyal-sinyal yang terkait dengan masing-masing unit. Elemen / unit pengendalian proses terdiri dari: 1. Unit Pengukuran

Bertugas mengubah informasi nilai variable proses yang berupa besaran fisik atau kimia menjadi sinyal standar. Unit pengukuran berupa sensor dan transmitter. 2. Unit Pengendali Bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan mengirimkan sinyal ke unit pengendali akhir. (AC). 3. Unit Kendali Akhir Bertugas menterjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau tindakan koreksi melalui pengaturan variable termanipulasi. Terdiri dari actuator dan elemen kendali akhir yang memiliki sinyal elektrik maupun pneumatic. 4. Unit Proses Merupakan tempat / bagian yang akan dikendalikan. 5. Tranduser atau converter. Mengubah bentuk sinyal, misalnya sinyal arus menjadi sinyal pneumatic atau sebaliknya atau melakukan operasi matematik. Variabel-variabel pengendalian proses yaitu setpoint (SP), variable proses (PV), manipulated variable (MV), dan gangguan / beban. Diagram pengendalian proses dapat dilihat seperti dibawah ini: Unit pengendali berupa temperatur controller (TC), pressure controller (PC), level controller (LC), flow controller (FC), dan analyze controller

controller

EKA

Plant proses

Sensor / transmiter

III. Data Pengamatan a. Sketsa Alat

PI

I/P converter PI PI

Controller PCT-10

PT PI

Gambar 1

P

P V6

P1

V1

airV2

I/ P CO NV ET ER EF FS DF CO NV ER TR ER

P2 P4 V5

V7

V4 P3

Air Vessel

CV

Orific e

V3

Gambar 2 KETERANGAN: 1. P1, P2, P3, P4 2. V1, V3 : manometer : gate valve

3. V2, V4, V5, V6 : ball valve 4. V7 5. P 6. P 7. I/ P 8. CV : safety valve : differential pressure controller : pressure controller : I/ P converter : control valveP P V6

P1

V1

I/ P CO NV ET ER EF FS DF CO NV ER TR ER

P2 P4 V5

V7

V4 P3

Air Vessel

airV2 V3

CV

Orific e

Gambar 3

Gambar 4

b. Tabulasi Data Pengamatan No Unit Nama Alat Spesifikasi Masukan Nama Jenis/Besaran Variabel : MV Laju alir gas Keluaran Nama Variabel PV Jenis Besaran Tekanan /

1

Unit Proses

Pipa

Bahan P = 30cm

Aluminium Aluminium, D = 4cm Range : 0- PV 30 psi / 0-2 bar Range : 3- Sinyal 15 psi Merk Armfield Range : 0-1 Terukur : Sinyal Kendali Sinyal Elektrik Sinyal Elektrik Sinyal kendali Sinyal Kendali Sinyal Elektrik Sinyal Elektrik

2

Unit

Pressure

Tekanan

PV

Tekanan

Pengukuran Gauge 3 4 Unit Pengubah Unit Kendali Transducer P/I Controller

Volt / 4-20 5 6 Unit Pengubah Unit Kendali Akhir I/P Transducer Control Valve Pneumatik mA Range : 4- Sinyal 20 mA Merk Platon Basingstoke Type : SCR No 172310 Act : A.T.C Signal : 315 Trim HLIN Made England in : : Kendali : Sinyal Kendali Sinyal Elektrik Sinyal Pneumatik Sinyal Sinyal

Pengukuran Pneumatik MV Laju alir gas

c. Skema Peralatan Konfigurasi Pengendalian Tekanan (Hasil Foto)

Laju alir gas masuk

Control valve (unit kendali akhir)

Pipa pengukuran tekanan

Sinyal elektrik Transducer Unit pengukuran (Tekanan)

Sinyal pneumatik Sinyal elektrik Unit kendali Transmitter

Penjelasan : 1. Unit proses, berupa pipa yang berfungsi untuk mengukur tekanan gas yang masuk. 2. Unit pengukuran, berupa tekanan sensor dan transmitter yang berfungsi untuk mengukur flow dan mengubahnya menjadi sinyal tekanan untuk selanjutnya dikirimkan ke transmitter.

3. Transmitter, berupa tekanan sensor yang berfungsi mengubah sinyal tekanan yang diberikan oleh unit pengukuran, dan mengubahnya menjadi sinyal elektrik untuk selanjutnya di kirimkan ke unit kendali. 4. Unit kendali, berupa pressure control regulation yang berfungsi menerima dan mengolah data yang diterima dari unit pengukuran untuk keputusan yang dikirimkan ke unit kendali akhir. 5. Transducer, berupa pressure sensor dan transmitter berfungsi untuk menerima sinyal kendali dari unit kendali berupa sinyal elektrik yang dirubah menjadi sinyal pneumatik yang dikirimkan menuju unit kendali akhir (control valve) untuk mengatur besar kecilnya bukaan valve. 6. Unit kendali akhir (control valve pneumatik), berfungsi sebagai pengatur laju alir umpan cairan pada tangki. d. Diagram Blok Pengendali Tekanan menerima sinyal kendali berupa sinyal pneumatik yang digunakan untuk mengatur besar kecilnya bukaan valve selanjutnya mengambil

Gangguan/load

Pressure controller

Converter I/P

Control Valve

Pipa

Sensor/transmit er tekanan

Hasil FotoLevel Setpoint error Tekanan gas

Sinyal kendali Control valve (unit kendali akhir)

Tekanan Umpan gas

Unit kendali

Pipa pengukuran tekanan

Sinyal pengukuran

Sensor/Transmitter

IV. PEMBAHASAN Neneng Irma Riskandari 07401077 Praktikum kali ini bertujuan untuk melakukan pengamatan terhadap konfigurasi alat pengendalian tekanan, yaitu dengan melakukan identifikasi terhadap unitunit/elemen-elemen dan variable-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses serta menjelaskan jenis beserta fungsi alatnya. Pada suatu proses pengendalian terdapat beberapa unit yang digunakan dalam proses pengendalian tersebut. Begitupun halnya dengan pengendalian tekanan, disini terdapat beberapa unit pengendalian proses. Unitunit tersebut meliputi unit proses,unit pengukuran, unit pengubah, unit kendali akhir,dan unit kendali akhir. Dari pengamatan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut : a. Unit Proses Pada unit ini berlangsung proses variabel yang akan dikendalikan (PV), yaitu tekanan gas. Unit proses ini berupa pipa gas bertekanan yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses. Sinyal yang masuk dalam unit ini merupakan manipulated variabel yang berupa laju alir gas yang dikeluarkan dari unit kendali akhir. Sinyal keluaran dari unit proses ini merupakan proses variabel yang berupa tekanan. b. Unit Pengukuran Pada unit ini, PV yang merupakan sinyal keluaran dari unit proses diukur besarnya dengan menggunakan pressure gauge. Besaran tekanan yang terukur kemudian akan dikirimkan ke unit kendali (controller) untuk dibandingkan nilainya dengan nilai setpoint. Namun sebelum dikirim ke unit kendali terlebih dahulu sinyal terukur ini diubah terlebih dahulu menjadi sinyal kendal oleh transducer P/I. c. Unit Pengubah Unit ini terdiri dari transducer P/I dan I/P transducer. Unit ini berfungsi untuk mengubah sinyal/besaran mekanik menjadi besaran/sinyal elektrik ataupun sebaliknya. Pada praktikum ini, Transducer P/I mengubah sinyal keluaran yang berupa tekanan (PV) menjadi sinyal kendali yang berupa sinyal elektrik agar dapat dibaca oleh controller. Adapun I/P transducer berfungsi untuk mengubah sinyal

keluaran dari controller yang berupa sinyal elektrik menjadi sinyal kendali yang berupa sinyal pneumatik yang merupakan masukan untuk unit kendali akhir. d. Unit Kendali Unit ini berupa controller yang berfungsi untuk mengendalikan sinyal terukur yang telah diubah terlebih dahulu menjadi sinyal kendali (masukan) oleh transducer P/I. Besarnya PV yang terukur dibandingkan dengan set point. Selisih antara PV dengan set point ini menghasilkan error. Besarnya error ini digunakan untuk mengevaluasi besar kecilnya bukaan valve sehingga nantinya unit kendali akhir (control valve pneumatik) akan melakukan koreksi terhadap % bukaan valve. Sinyal keluaran dari controller ini berupa sinyal kendali (sinyal elektrik). Sinyal elektrik ini diubah terlebih dahulu menjadi sinyal pengukuran yang berupa sinyal pneumatik oleh I/P transducer agar dapat dibaca oleh control valve pneumatik. e. Unit Kendali Akhir Unit ini berupa control valve pneumatik yang berfungsi menerima perintah atau keputusan dari controller utuk mengoreksi % bukaan valve. Sinyal masukan berasal dari controller berupa sinyal kendali (sinyal pneumatik) dan menghasilkan sinyal keluaran manipulated variabel (MV) yang berupa laju alir tekanan yang akan masuk ke unit proses. Unit ini merupakan unit paling akhir dari sistem pengendalian proses. Langkah langkah Pengendalian Tekanan, yaitu : a. Mengukur Tahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau mengamati nilai variabel proses yang keluar dari unit proses (pipa) yang berupa tekanan. b. Membandingkan Variabel proses (nilai terukur) hasil pengukuran atau pengamatan yang berupa tekanan yang diubah menjadi sinyal terukur dibandingkan dengan nilai acuan (set point). c. Mengevaluasi (menghitung) Perbedaan antara nilai terukur dengan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itu. d. Mengoreksi.

Dilakukan koreksi variabel proses yang berupa sinyal pneumatik, agar perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin. Pada umumnya, konfigurasi pengendalian tekanan sama dengan konfigurasi pengendalian proses yang lainnya, yaitu Process Variabel (PV) yang berupa tekanan diukur oleh pressure gauge. Pressure gauge mengirim besarnya tekanan yang terukur ini ke unit kendali yang berupa controller untuk dibandingkan nilainya dengan set point. Terlebih dahulu sinyal pengukuran ini diubah oleh transducer P/I menjadi sinyal elektrik. Setelah itu, unit kendali (controller) menerima sinyal elektrik ini kemudian membandingkan nilai PV dengan set point. Selisih dari PV dan setpoint ini merupakan error yang akan dijadikan sebagai evaluasi untuk unit kendali akhir (conrol valve pneumatik) untuk melakukan koreksi terhadap % bukaan valve. Sinyal keluaran dari controller ini berupa sinyal kendali yang akan diubah oleh transducer I/P untuk diubah menjadi sinyal pneumatik. Sinyal pneumatik yang masuk kedalam control valve pneumatik akan dijadikan koreksi terhadap % bukaan valve sehingga akan dihasilkan manipulated variabel (MV) yang berupa laju alir gas masuk sesuia dengan set point yang diinginkan. Adapun sinyal-sinyal yang terdapat dalam pengendalian tekanan ini berupa sinyal pengukuran dan sinyal kendali. Sinyal pengukuran ini berupa sinyal elektrik, sedangkan sinyal kendali berupa sinyal pneumatik. Sinyal pengukuran ini berasal dari unit pengukuran (pressure gauge) yang diubah oleh transducer P/I menjadi sinyal elektrik. Selanjutnya dari controller sinyal elektrik ini diubah oleh I/P transducer menjadi sinyal pneumatik untuk dikrimkan ke unit kendali akhir (control valve pneumatik).

Uray Irzandi

07401086

Tubagus Aryandi Gunawan 07401063

V.

KESIMPULAN

1. Pengendalian tekanan ini bersifat direct acting pada aksi plant dan bersifat reverse acting pada aksi pengendali. 2. Variabel pengendalian proses yaitu PV berupa tekanan dalam pipa, MV berupa laju alir udara tekan dan SP adalah besaran referensi yang dimasukkan dalam controller. 3. Unit unit utama di dalam sistem pengendalian tekanan - Unit proses - Unit pengukuran - Unit kendali - Unit pengubah - Unit kendali akhir : pipa : manometer : controller : I/P dan P/I transducer : control valve

4. Jenis sinyal untuk Pressure Control secara umum yaitu, MV, PV, Sinyal Pengukuran dan Sinyal Kendali. 5. Jenis sinyal Pressure Control secara khusus yaitu, Sinyal Hidrostatik,

Sinyal Pneumatik dan Sinyal Elektrik.

DAFTAR PUSTAKA Jobsheet Praktikum Pengendalian Proses. Konfigurasi Pengendalian Level. Bandung : Poltikenik Negeri Bandung. www.che.itb.ac.id. Modul Pengendalian Proses. Tanggal penelusuran 18 Juni 2007.