BAB II DASAR TEORI
2.2 Jenis – Jenis Alat Ukur Tekanan
2.2.1 Pressure Gauge dengan Tabung Bourdon
Tabung bourdon adalah suatu logam mudah mengembang yang dibuat
berlubang. Ujung yang satu dibuat tertutup, ujung yang satu lagi dibuat terbuka untuk
dihubungkan dengan tekanan yang akan diukur dan ujung disebut sebagai socket.
Pada umumnya prinsip kerja dari Pressure gauge dengan tabung bourdon ini
adalah tekanan yang akan diukur masuk ke Tabung bourdon melalui socket, tekanan ini
akan mengakibatkan tabung bourdon memuai, sehingga menghasilkan suatu pergerakan
mekanik pada ujung yang tertutup. pergerakan ini kemudian diteruskan kesuatu
susunan roda — roda gigi melaui tuas penghubung yang disebut LEVER. Roda gigi ini
terdiri dari dua buah roda gigi yaitu : roda gigi gerak dan roda gigi Pinion.
Roda gigi gerak tersambung langsung dengan lever, sedangkan roda gigi Pinion
dipatri coati dengan pointer sehingga dengan demikian, bila tabung bourdon bergerak
maka pointerpun akan turut bergerak seperti terlihat pada Gambar 2.1 [5].
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) 2.2.2 Pressure Gauge dengan Pengembus (Bellow)
Pengembus adalah logam tipis yang dibentuk menyerupai pengembus Akordion.
Sama seperti tabung bourdon, pengembus juga bergerak memuai bila tekanan dibagian
dalamnya lebih besar daripada tekanan luarnya. Setiap perubahan tekanan dibagian
dalam pengembus akan menghasilkan suatu gerak mekanik mundur atau maju.
Pergerakan mundur – maju ini melalui Tuns dan tabung pemuntir kemudian dirubah
kedalam bentuk pergerakan melingkar pada penunjuk diatas suatu skala angka - angka
yang telah dikalibrasi seperti terlihat pada Gambar 2.2 [5].
Gambar 2.2 Gauge Pengembus (Below)
2. 2. 3 Pressure Gauge dengan Diafragma (Membran)
Yang dimaksud dengan diafragma adalah suatu bahan yang mudah melentur
atau biasa disebut membran, yang biasanya terbuat dari logam tipis, kulit, karet, clan
lain sebagainya. Prinsip kerjanya seperti terlihat pada Gambar 2.3 [5] berdasarkan sifat
kelentingan logam / plat tipis yang menjadi lengkungan akibat perulangan tekanan pada
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) tekanan yang berbeda.
Kemampuan untuk membaca selisih tekanan tersebut adalah berdasarkan :
1. Luas bidang Membran.
2. Tebal Membran.
3. Jenis bahan Membran.
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) Perbandingan antara. Elemen utama tabung bourdon, pengembus dan diafragma
dapat dilihat pada Tabel- 1 berikut :
Tabel 2.1 Perbandingan elemen utama tabung bourdon, pengembus, dan diafragma.
TABUNG BOURDON PENGEMBUS DIAFRAGMA
1. Kurang peka terhadap perubahan tekanan.,
Peka terhadap perubahan tekanan.
Sangat peka terhadap perubahan tekanan
2. Dapat dipakai untuk mengukur suhu
Dapat dipakai untuk Mengukur tinggi permukaan cairan
Dapat dipakai mengukur tinggi permukaan cairan
3. Tidak dapat dipakai untuk mengukur beda tekanan
Dapat dipakai untuk beda tekanan
Dapat dipakai untuk beda tekanan
4. Jarang dipergunakan pada transmitter
Dapat dipergunakan pada transmitter
Dapat dipergunakan pada transmitter
5. Jarang dipergunakan mengukur aliran
Dapat dipergunakan untuk mengukur aliran
Dapat dipergunakan untuk mengukur aliran
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) 2. 3 Transmitter
Transmitter dengan nama lain signal amplifier pada dasar telekomunikasi adalah
alas penguat sinyal, tetapi pada instrumentasi transmitter adalah sebagai pengubah dan
pengirim sinyal phisis menjadi sinyal instrument. Transmitter dipergunakan dalam
control system apabila pada control system tersebut terdapat dua hal yaitu :
1. Sinyal harus menggerakkan peralatan yang membutuhkan daya yang lebih
besar.
2. Jarak antara peralatan - peralatan yang termasuk dalam control system
berjauhan sehingga sinyal harus dikirimkan lewat.jalur transmisi.
2.3.1 Bagian – bagian Transmitter terdiri dari dua bagian yaitu :
1. Meter Body
Pada meter body inilah terletak sensor yang dapat menerima sinyal input berupa
tekanan ataupun gays.
2. Transmitter
Transmitter yang akan mengubah sinyal input dan akan mengirimkan menjadi
sinyal instrument.
Alat sebagai pengubah sinyal proses tekanan dikenal dengan Pressure
Transmitter. Adapun pressure transmitter itu sendiri adalah piranti instrument
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) digunakan untuk pengukur level.
Pressure transmitter merupakan instrumen pengukur tekanan dimana tekanan
yang masuk akan diukur oleh sensor dan selanjutnya akan dikonversikan sebagai sinyal
analog 4 — 20 mA, dimana sinyal analog ini akan dikirim ke DCS. Secara umum
Pressure Transmitter dapat dibagi atas 8 ( Delapan ) yaitu
1. Absolut Pressure Transmitter ( mbar )
2. Gauge Pressure Transmitter ( bar gauge )
3. Differensial Pressure Transmitter
4. Differensial Pressure Transmitter Flanges Mounting
5. Diafragma Sealed differensial Pressure Transmitter
6. Diafragma Sealed absolute pressure transmitter
7. Diafragma Sealed gauge Pressure Transmitter
8. Low Flow Transmitter
Agar pembahasan tidak meluas penulis hanya akan membahas Pressure
Transmitter yang digunakan untuk mengatur tekanan pada Boiler HRSG dimana
pressure transmitter yang digunakan berupa Figure Diffirensial Pressure Transmitter
dengan memakai Cerrabar Series.
2.3.2 Figure Differential Pressure Transmitter Cerrabar Series
Figure Differential Pressure Transmitter juga disebut dengan DP Cell
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) transmitter merupakan alat yang digunakan sebagai alat pengirim lokasi tempat proses
berlangsungnya ke control room.
Untuk Transmitter baik itu tekanan absolut, tekanan gauge atau beda tekanan
(Differential Pressure), tidak dapat ditransmisikan atau digunakan secara langsung
sebagai pengaturan, maka sinyal tersebut harus diubah dahulu menjadi sinyal
pneumatik 3-15 psi dengan menggunakan transmitter sesuai dengan ketiga jenis
tekanan yang diukur, dikenal tiga jenis transmitter tekanan, yaitu :
Transmitter Tekanan Differensial, digunakan untuk mengukur perbedaan
tekanan, terutama dalam pengukuran flow (aliran) dimana elemen-elemen orifice
(pengukuran beda tekanan yang dapat dibaca oleh transmitter) yang ditimbulkan beda
tekanan transmitter 3-15 psi untuk kontroller atau recoder berupa indicator seperti
terlihat pada Gambar 2.4a [5]
Pressure Transmitter Absolut, digunakan untuk mengubah tekanan absolut
(hasil pengukuran) menjadi sinyal pneumatik 3-15 psi seperti terlihat pada
Gambar 2.4b [5].
Pressure Transmitter (PT) Gauge, digunakan untuk mengubah besaran tekanan
gauge hasil pengukuran (misalnya pada pengukuran level dari suatu rangkaian yang
terbuka menjadi sinyal pneumatik 3-15 psi) seperti terlihat pada Gambar 2.4c [5].
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) ( a ) ( b )
( c )
Gambar 2.4 ( a ) Figure Differential Pressure Transmitter ( b ) Figure Zero Adjustment
( c ) Figure Eximple of Liquid Piping
2.4 Prinsip kerja Pressure Transmitter
Salah satu jenis dari Differential Pressure Transmitter adalah Differential
Pressure Transmitter Cerrabar Series. Dikatakan Cerrabar Series karena Pressure
Transmitter ini menggunakan ceramic ( keramik ) sebagai sensor.
Tekanan diatur sesuai dengan yang diinginkan oleh proses, dimana pada
aplikasinya tekanan haruslah dijaga agar produksi yang dihasilkan bagus dan tidak ada
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) Cara kerja dari sistem ini dapat kita ikuti dengan memperhatikan blok diagram
Gambar 2. 5 [7] Dimana pada blok ini akan dibahas secara garis besarnya, dikarenakan
rangkaian secara keseluruhan tidak ada, maka yang akan dibahas disini adalah fungsi
dari tiap - tiap blok berikut :
PRESSURE
Gambar 2.5 Block Diagram Figure Differential Pressure Transmitter
Tekanan berupa uap ( steam ) sebagai bahan material karena ada tekanan yang
masuk menuju sensor ceramic untuk kapasitansi pengukuran tekanan, dmana
kapasitansi ini ni diukur oleh elektroda yang ada didalam sensor ceramic dan
diagprahma. Dari sensor ceramic, steam kemudian dirubah dari sinyal analog yang
dikonversikan menjadi sinyal digital didalam area electronic module, yang seterusnya
akan merubah sinyal analog menuju sinyal digital kedalam sebuah Mikroprocessor (µ ) dimana pada microprocessor ini terdiri dari bagian me-linearisasikan steam yang
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS )
dideteksi pada sensor ( sensor linearization ), Pengkoreksian kooefisien sinyal
( Correction Cooefisien ), perubahan ( Re-Range ), Penundaan waktu sementara
( Damping ), Mendiagnosa sinyal yang akan dirubah ( Diagnotics ), Batas Value
( Range Value ), dan terakhir meng- konfigurasikan sinyal. Keluaran dari µ ini berbentuk pulsa, dimana pulsa yang dihasilkan akan semakin banyak apabila tekanan
semakin besar. Sinyal yang telah di konversikan dari sinyal analog menuju sinyal
digital tadi dikirim ke Display untuk ditunjukkan berapa tekanan uap yang masuk.
Setelah ke display kemudian sinyal dikonversikan kembali dari sinyal digital menjadi
sinyal analog, yang akan menghasilkan output sinyal analog sebesar 4 – 20 mA.
Pulsa yang dihasilkan oleh µ akan dihitung oleh elektronik counter dan dilewatkan oleh optocoupler. Yang terjadi pads optocoupler adalah apabila pulsa yang
masuk berlogika " 1 " maka LED akan menyala, yang menyebabkan phototransistor
aktif bekerja. Keluaran dari optocoupler ini adalah berupa frekuensi dan frekuensi ini
akan diubah menjadi arus oleh F/I converter. Arus yang dihasilkan ini telah siap dikirim
pads DCS, dimana pada saat arus minimum ( 4 mA ). maka tekanannya adalah 0 % dari
tekanan maksimum ( 20 mA ) maka tekanan pada splitting coloum adalah 100 % dari
tekanan maksimum.
Pengukuran beda tekanan berkaitan dengan nilai absolute misalnya untuk
memonitor sebuah saringan dalam sebuah tekanan pipa. Tekanan yang turun digunakan
sebagai penunjukan sinyal bagi efesiensi dari saringan, inti dari pengukuran tekanan
dengan cerrabar, adalah terbuat dari keramik - keramik. Kaki material adalah
aluminium dengan kemurnian sampai 96%.
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) tekanan pada suatu perubahan didalam jarak antara dua pelat ceramic dengan tekanan
udara terdapat lapisan emas murni. Pengukuran capacitive antara kedua pelat adalah
proposional sampai ke proses tekanan. Dalam kasus kelebihan beban (overload) maka
ceramic akan berhenti pada sekat setebal 1 cm lapisan bawah ceramic tanpa
kehilangan.
Pressure Transmitter Cerrabar Series banyak digunakan pada pengontrolan
tekanan di industri yaitu untuk mengetahui seberapa besar tekanan uap ( steam ) liquid
yang melewati suatu pipa dan yang masuk kedalam suatu tangki.
Penggunaan sensor sebenarnya adalah untuk mendeteksi tegangan listrik yang
timbul karena adanya tekanan melalui medan magnet yang terdapat pada sensor.
2.4.1 Keuntungan dan Batasan Pemakaian
Alat ukur tekanan yang menggunakan Pressure Transmitter terdiri dari berbagai
macam dan jenis. Salah satu adalah cerrabar series sensor dirancang sedemikian rupa
sehingga mudah digunakan untuk pengukuran tekanan steam ( uap ) atau liquid.
Dengan menggunakan Cerrabar Series akan didapatkan keuntungan. Adapun
keuntungan dan batasan – batasan dari pemakaian cerrabar series ini adalah :
- Dapat digunakan untuk pengukuran level dari suatu material yang terdapat
dalam sebuah tangki.
- Sensor yang terpisah dengan rangkaian elektroniknya membuat perawatan yang
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) - Karena ketelitian yang menengah, membuat alat ini banyak digunakan untuk
pemakaian yang begitu mempersyaratkan ketelitian yang tinggi.
2. 4. 2 Prinsip Kerja Sensor Ceramic
Sedikit disini akan diuraikan prinsip kerja sensor ceramic yang digunakan pada
sensor pressure transmitter cerrabar series. Pada Gambar 2.6a [4] di bawah dapat
dijelaskan bahwa besarnya tekanan yang masuk akan menyentuh keramik yang terdapat
pada sensor, karena besarnya tekanan yang menekan material tersebut maka akan
menghasilkan resistansi yang semakin besar. Pada sensor ceramic yang mempunyai
difragma yang terbuat dari keramik tipis terjadi pemampatan atau tertekannya keramik
sehingga akan terjadi defleksi / lengkungan sebesar 0,002 mm maksimum. Sehingga
pemampatan yang terjadi akan menghasilkan arus listrik berupa sinyal input menuju
pengubah sinyal ( signal converter ). Dapat pula dilihat pada Gambar 2.6b [4] dimana
suplay tegangan untuk membangkitkan arus 4 – 20 mA sebesar 24 Volt DC. Sinyal
input yang terima dari tekanan yang masuk pads sensor akan menghasilkan resistansi
( tahanan ) yang besar yaitu 150 ( Ohm ), sinyal input akan dikirimkan ke signal
converter yang terdapat pada pressure transmitter untuk diterima oleh display dalam
bentuk sinyal digital , selanjutnya di rubah kembali oleh signal converter dengan signal
analog 4 — 20 mA ke alas penunjuk tekanan pada DCS. Pada Gambar 2.6c [4]
ditunjukkan sistem komponen dari sensor cerrabar series / sensor ceramic dimana
kerjanya sama dengan Gambar 2.6 berikut :
- Ceramic Substrate - Ceramic Diafragma Cerabar S PMC 731
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) Tekanan
( a )
( b )
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS )
Gambar 2. 6 ( a ) Electrical Connection ( b ) Ceramik Sensor ( c ) System Component
4.3 Spesifikasi Teknik
Untuk mengetahui prinsip kerja maupun aplikasi Pressure Transmitter Cerrabar
Series terlebih dahulu penulis mengetahui data - data teknik ( spesifiksi teknik ) hal ini
penting karena merupakan perincian pokok tentang karakteristik Pressure Transmitter
Cerrabar Series adalah sebagai berikut :
Objek yang diukur : Tekanan steam / liquid
Prinsip pengukuran : Menggunakan sensor ceramic capasitiv
Batas perigukuran : Zero : 4.100 % skala penuh ( Keadaan tertutup )
Span : 26100 % skala penuh
Batas Temperatur : Rumah - 20....+ 80 OC
Proses - 20....+ 100 OC
Sinyal Output : 4 - 20 mA 2 - wire
Certificates : Ex la ( standard ) or Ex d
Supply Tegangan : 11,5 ...45V DC
RFI Resistance : 30 V/m Pengukuran / innacurasi
Kalibrasi : 0.1 % batas pengukuran
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS )
Sarang : aluminium, epoxy coated
Kabel penyambung : Kabel M20
2.5 Pengkalibrasian Figure Diffrensial Pressure Transmitter
Secara umum kalibrasi adalah memeriksa ketelitian penunjukan atau output
suatu instrument dibandingkan dengan standart yang ditentukan. Karakteristik
instrument secara berangsur – angsur akan berubah dalam waktu tertentu. Untuk
mendapatkan hasil yang terbaik diperlukan kalibrasi yang teratur dan cermat. Jadi
tujuan kalibrasi adalah untuk menjamin agar instrument tetap dapat memberikan respon
dalam batas – batas ketelitian yang sudah ditentukan. Ketelitian yang ditunjukkan
instrumen tergantung pada keteraturan pengkalibrasiannya. Jika perlu dilakukan
penyetelan terhadap instrument untuk mencapai penunjukan yang terbaik pada batas
yang ditentukan.
2. 5. 1 Ketelitian
Accuracy sering diterjemahkan sebagai ketelitian atau keakuratan yang artinya ketepatan suatu alai ukur dalam memberikan hasil bacaannya dengan Figure Diffrensial
Pressure Transmitter Cerrabar Series.
2.5.2 Kalibrasi
Kalibrasi dalam istilah instrument adalah sebuah tabel yang menyatakan
hubungan input dan output suatu elemen dan aktivitas yang dilakukan pada saat
mengkalibrasi adalah penyetelan. Mengkalibrasi suatu transmitter pada hakekatnya
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) output sesuai dengan yang dikehendaki. Jadi syarat utama dalam melakukan kalibrasi
adalah dengan membuat simulasi input yang akurat.
Point pertama untuk mengetahui kapan diperlukan untuk melakukan kalibrasi
adalah apabila nilai atau variabel pada alai ukur tersebut tidak sesuai dengan range
yaitu dalam elektrik 4 – 20 mA dan pada pneumatik 3 - 15 Psi seperti terlihat pada
Gambar 2.7 [5].
Adapun langkah - langkah yang dilakukan untuk mengkalibrasi adalah :
a. Kalibrasi selalu dimulai dari titik Zero - Zero dari transmitter ini adalah 50 psig.
Pada input 50 psig, output harus 3 psig. Bila output ternyata tidak 3 psig, bagian
zero adjustment harus disetel agar didapatkan output 3 psig.
b. Titik maksimum kemudian disimulasi dengan memberikan tekanan sebesar
100 psig. Bila output tidak 15 psig, bagian span adjustment harus disetel agar
didapatkan output 15 psig.
c. Pada beberapa transmitter, penyetelan span akan berpengaruh pada penyetelan
zero, atau sebaliknya penyetelan zero akan berpengaruh pada penyetelan span. Bilamana hal itu terjadi, dikatakan bahwa terjadi interaksi ( interaction ) antara
zero dan span. Kalau demikian halnya, ulangi langkah 1 dan 2 sampai didapatkan output zero dan span yang tepat.
d. Setelah kalibrasi zero dan span didapat, perlu dilakukan pengujian linieritas.
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) penyimpangan liniearitas masih dalam batas-batas toleransi, kalibrasi
transmitter sudah bisa dianggap selesai. Namun, bila penyimpangan cukup
besar, perlu diadakan penyetelan linearitas.
e. Repotnya, tidak semua instrumen mempunyai fasilitas penyetelan linearitas.
Kalau fasilitas penyetelan linearitas tersedia, penyetelan dapat dilakukan dengan
menyetel bagian linearitas yang selalu diterangkan didalam instruction manual
instrument. Akan tetapi, kalau penyetelan linearitas tidak tersedia, kalibrasi
perlu " dicuri " dengan sedikit menggeser titik zero dan span agar titik yang
lain, 25%, 50%, clan 75% juga masuk kebatas-batas toleransi linearitas.
Gambar 2.7 Kalibrasi sebuah Pressure Transmitter
2.6 Pengendalian Akhir ( Final Control Element )
Elemen pengendali akhir merupakan terjemahan dari final control elemen.
Elemen ini adalah bagian akhir sistem pengendalian yang bertugas melakukan langkah koreksi Ada banyak macam final control elemen, namun hanya control valve yang
umum dipakai di sistem pengendalian proses.
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) Error = Set Point – Proses Variabel
valve sebagai final control element, namun fungsi control valve dipengendalian itu
tidak lebih istimewa dari kerja sebuah selenoid valve. Control valve hanya akan bekerja
di dua posisi, yaitu terbuka atau tertutup. Pada pengendalian continuous artinya
pengendalian dengan pengendali P, P1, PD atau PID-control valve justru tidak
diharapkan berada di posisi tertutup penuh atau terbuka penuh. Control valve harus
secara kontiniu mengendalikan manipulated variable agar proses variable selalu tetap
sama dengan set point.
Jenis – jenis aksi pengendali pengontrolan :
a. Pengendali on-off (two position controller)
Karakteristik pengendali on – off ini hanya bekerja pada 2 posisi, yaitu on – off.
Kerja pengendali on – off banyak digunakan pada aksi pengontrolan yang sederhana
karena harganya murah. Karena sistem kerja yang digunakan adalah on – off saja, hasil
output dari sistem pengendali ini akan menyebabkan proses variabel tidak akan
konstan.
Besar kecilnya fluktuasi proses variabel ditentukan oleh titik dimana kontroller dalam
keadaan on dan off. Pengendali dengan aksi kontrol ini juga menggunakan feedback
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS )
Gambar 2.8.a Aksi Kendali on – off
b. Pengendali Proporsional
Aksi kontrol proporsional memiliki karakteristik dimana besar output unit
control P selalu sebanding dengan besarnya input. Bentuk transfer function dari aksi
pengendali proporsional sbb seperti terlihat pada Gambar 2.8b [4]:
input output
X Y
Y = kX k = konstanta
Gambar 2.8.b Aksi Kendali Proporsional
Gain control proporsional dapat berupa bilangan bulat, bilangan pecahan, positif
atau juga negatif. Dengan syarat besarnya tetap, linier di semua daerah kerja dan tidak
bergantung pada fungsi waktu. Pengertian gain disini dapat berbentuk bilangan pecahan
bahkan negatif, sehingga nilai output dapat lebih kecil dari input bahkan negatif.
Oleh karena itu, istilah gain jarang dipakai dan yang lazim dipakai adalah proporsional
band.
c. Pengendali integral
Berfungsi untuk menghilangkan offset sebagai hasil dari reset yang dapat Output = Gain * Input
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) menghasilkan output walaupun tidak terdapat input, sehingga dibutuhkan suatu
pengendali yang dapat menghasilkan output lebih besar atau lebih kecil pada saat
error = 0. Fungsi transfer dari aksi kontrol integral adalah sebagi berikut diperlihatkan
grafik pada Gambar 2.8c [ 4 ] :
Secara matematika luaran Kontroller Integral sendiri dapat di tentukan dengan rumus :
∫
° = e dt R PB mi 100 1 . Dimana :mi = proses output Kontroler Integral PB = propotional band
R = waktu reset (Reset Time) E = error (r – c )
dt = lamanya aksi reset berlangsung
Gambar 2 .8.c Aksi Kendali Integral
d. Pengendali derivatif
Memiliki karakteristik cenderung untuk mendahului atau bisa disebut anti pasif
controlling. Oleh karena itu aksi kontrol ini sering diterapkan pada sistem yang
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) derivatif seperti terlihat pada Gambar 2.8d [4]:
Gambar 2.8.d Aksi Kendali Derivatif
Output Kontroler aksi derivative dapat ditentukan dengan rumus dibawah ini :
dt de D
md . Dimana :
Md = proses luaran kontroler derevatif D = waktu derevative
dt de
= laju perubahan error
e. Pengendalian proporsional + integral
Seperti terlihat pada Gambar 2.8e [4]: pengontrolan proporsional dapat
menimbulkan offset pada keluaran pengendali. Untuk proses-proses dimana offset tidak
dapat ditolerir maka perlu ditambahklan aksi pengontrolan integral. Aksi kontrol
integral dapat menghilangkan perbedaan pengukuran dan titik acuan yang dapat
mengakibatkan keluaran pengendali berubah sampai dengan perubahan tersebut
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS ) Integrator
∫
Apabila sinyal pengukuran meningkat dan tekanan pada titik acuan dalam
keadaan tetap maka titik B akan bergerak ke kanan sehingga floofer akan menutupi
nozzle dan turunnya tekanan keluaran. Tekanan keluaran dari proporsional bellow
mengikuti perubahan tekanan keluaran dengan waktu selisih yang kecil, sedangkan
pada integral bellow akan mengalami perubahan yang lambat ( dengan adanya
perubahan pada katup ).
input output
F ( t ) F ( t ) = ∫ f ( t ) dt
Gambar 2.8.e Aksi Kendali proporsional + integral
f. Pengendali proporsional + integral + derivatif
Sistem pengendali derivatif seperti terlihat pada Gambar 2.8f [4] merupakan
pengendali dengan proses umpan balik yang berlawanan dengan cara pengendali cara
pengendali integral. Penambahan aksi derivatif pada pengendali proporsioanal +
integral bertujuan untuk meningkatkan kestabilan pengendalian diperoleh dari
penurunan overshoot.
Jika terjadi perubahan sinyal pengukuran maka keluaran pengendali dengan
proporsional bellow tidak terhubung langsung tetapi katup yang akan memperkecil
aliran ke arah proporsional bellow.
F ( t ) F ( t ) = dt d f ( t ) Differentiator dt d
Mulindra Pratama : Pengontrolan Tekanan Pada Boiler Dengan Menggunakan Distributed Control System ( DCS )
Gambar 2.8.f Aksi Kendali proporsional + integral + derivative
2.7 Control Valve
Kata valve sering kali diartikan menjadi kelep, atau kadang-kadang menjadi
katup, dan tidak jarang pula menjadi kerangan. Walaupun kata kerangan biasanya
dipakai untuk menunjukkan valve yang dibagian atasnya dilengkapi roda pemutar
( hand-wheel ).
Bentuk umum konstruksi sebuah valve dapat dilihat pada Gambar 2.9a [2] Kerja