SISTEM KERJA DIFFERENTIAL TRANSMITTER
ELECTRIC UNTUK MENGUKUR LEVEL AIR PADA
TANGKI D1 DI PABRIK MINI PTKI MEDAN
Oleh :KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
FAKULTAS TEKNIK USU
BAHAN SIDANG KARYA AKHIR
SISTEM KERJA DIFFERENTIAL TRANSMITTER
ELECTRIC UNTUK MENGUKUR LEVEL AIR PADA
TANGKI D1 DI PABRIK MINI PTKI MEDAN
O
L
E
H
NAMA : RIKO MARADONA
NIM : 005203018
PROGRAM DIPLOMA IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Transmitter electric merupakan sebuah alat perasa ( detector ) dan pengirim, dimana transmitter electric mendeteksi tinggi (level) air yang diterima oleh meter body sebagai detector dan transmitter tersebut merubah signal dari meter body menjadi signal instrumen dan mengirimkan ke kontroller.
Dalam sistem kerja transmitter tidak terlepas dari kerusakan dan gangguan seperti goncangan, kotoran yang menempel pada peralatan, getaran dan suhu yang terlalu tinggi. Ini semua menyebabkan kerusakan pada peralatan instrumen serta pencatatan yang tidak normal. Untuk mengendalikan atau mengurangi penyimpangan dibutuhkan proses kerja instrumentasi pengendali level seperti pengkalibrasian transmitter pada peralatan. Sedangkan untuk mengurangi kesalahan pada pengukuran level perlu diadakan pemeliharaan instrumen seperti membersihkan kotoran yang melekat pada peralatan instrumen. Dengan pengkalibrasian transmitter serta pemeliharaan secara kontinyu dapat mengurangi penyimpangan yang mengakibatkan kesalahan pada pengukuran level. Selain itu juga dapat memperpanjang umur dari peralatan instrumen yang dipakai.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena berkat kuasa dan kehendak-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan buku Karya Akhir ini dengan baik.
Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini dengan judul “Sistem Kerja Differential Transmitter Electric Untuk Mengukur Level Air Pada Tangki D1 di Pabrik Mini PTKI Medan”.
Dalam melakukan penulisan Karya Akhir ini penulis banyak sekali menemui kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dan kerja keras yang dilakukan akhirnya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Armansyah Ginting, M. Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Ba’afai, selaku Ketua Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. T. Ahri Bachriun, Msc, selaku Koordinator Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Soeharwinto,ST,MT, selaku Dosen Pembimbing penulis dalam menyusun Karya Akhir ini.
6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Universitas Sumatera Utara dan Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI).
7. Yang tecinta kedua orang tuaku, Marzuki Qeurisi (ayah) dan Rahmawaty Ginting (ibu) yang senantiasa memberikan dukungan semangat dan materi serta mendo’a kan penulis.
8. Mirna ( istriku tersayang ) dan Zaky anakku yang juga memberikan dukungan semangat serta mendo’akan penulis.
9. Seluruh keluarga dan kerabat yang telah memberikan masukan dan saran pada penulis selama ini.
10.Teman-temanku Mahasiswa / i khususnya angkatan “00” TIP D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyusun buku Karya Akhir ini penulis menyadari bahwa buku ini belum sempurna dan jauh dari kesempurnaan, baik dari segi ilmu pengetahuan dan tata bahasa. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi lebih baiknya buku Karya Akhir ini.
Akhir kata, segala bantuan dan budi baik yang penulis dapatkan, penulis menghaturkan terima kasih dan hanya ALLAH SWT yang dapat memberikan ridho dan rahmat-NYA, sehingga penulis dapat menyusun buku Karya Akhir ini.
Semoga buku Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.
Medan, Agustus 2007 Penulis,
DAFTAR ISI
Bab I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah ... 1
Bab III TRANSMITTER SECARA UMUM III.1 Transmitter ... 13
III.1.1 Bagian Perasa (Detector) ... 14
III.1.2 Bagian Pengirim ... 20
III.2 Signal Transmitter ... 24
III.3 Terminologi Pengukuran ... 24
III.4 Transmitter Electric ... 28 Bab IV PENGUKURAN LEVEL AIR DALAM TANGKI D1
DENGAN MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL
TRANSMITTER ELECTRIC
IV.1 Hasil Pengamatan ... 30 IV.2 Hubungan Keterpasangan Transmitter Electric Pada
Peralatan Pendukung ... 32 IV.3 Sistem Kerja Transmitter Electric Pada Tangki D1 ... 33
IV.4 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Transmitter Pada
Saat Beroperasi ... 35 IV.5 Keterpasangan Transmitter Electric Pada Tangki D1 ... 37
IV.6 Pengoperasian Alat Ukur Level ... 38 Bab V PENUTUP
V.1 Kesimpulan ... 40
V.2 Saran ... 40 Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.9 Pengembus untuk Transmitter Tinggi Permukaan Air ... 12
Gambar 3.1 Blok Diagram bagian – bagian Transmitter ... 14
Gambar 3.2 Meter Bodi ... 15
Gambar 3.8 Cara menghubungkan Sel Beda Tekanan pada Level, Flow dan Pressure Transmitter ... 20
Gambar 3.9 Force Balance Transmitter ... 21
Gambar 3.10 Transmitter Electric ... 28
Gambar 4.1 Keterpasangan Transmitter Electric PadaPeralatan Pendukung... 32
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran ... 38
ABSTRAK
Transmitter electric merupakan sebuah alat perasa ( detector ) dan pengirim, dimana transmitter electric mendeteksi tinggi (level) air yang diterima oleh meter body sebagai detector dan transmitter tersebut merubah signal dari meter body menjadi signal instrumen dan mengirimkan ke kontroller.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah
Perkembangan ilmu pengetahuan yang sangat pesat dewasa ini, membuat manusia selalu berusaha untuk menemukan serta menciptakan suatu peralatan yang dapat mempermudah dan mempercepat pekerjaan, baik di dalam industri kecil maupun industri besar.
Dalam perkembangan ilmu pengetahuan untuk menciptakan suatu peralatan tidak terlepas dari besaran-besaran fisika seperti : tekanan, temperatur, aliran dan ketinggian (level) yang kesemuanya dapat diukur dengan menggunakan alat.
Salah satu perkembangan dari ilmu pengetahuan tersebut adalah pengukuran level. Pengukuran level memegang peranan penting dalam era teknologi masa kini dan mungkin akan bertambah besar peranan dan keterkaitannya hampir dalam setiap kegiatan manusia dimasa yang akan datang. Pengukuran level bukan saja memudahkan dan meningkatkan prestasi kerja, tetapi membantu juga manusia untuk menggantikan sebagian dari tugasnya, karena tidak mungkin dilakukan sendiri. Hal tersebut terjadi justru karena kesadaran dan kemampuan manusia yang sangat terbatas akan waktu dan kesempatan yang tidak memungkinkan serta dapat membahayakan keselamatan jiwa seseorang.
Berdasarkan hal tersebut diketahui bahwa pengukuran level sangat penting keberadaannya, baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam proses kerja yang dilakukan manusia. Oleh karena itu pada Karya Akhir ini akan membahas
tentang cara kerja alat ukur level air pada tangki D1 dengan menggunakan transmitter electric UNE II SHK I.
Dengan transmitter electric ketepatan pengukuran level air di dalam tangki dapat di ukur. Transmitter tersebut dapat mengukur seluruh titik-titik yang terdapat di dalam tangki. Pengukuran level air pada tangki D1 dilakukan secara elektronik (otomatis). Karena pengukuran secara manual memperlambat proses kerja, maka digunakan alat ukur level air dengan menggunakan transmitter electric UNE II SHK I.
I.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah dipaparkan dapat dirumuskan pembahasan pokok yang akan dibahas adalah bagaimana cara kerja alat ukur level dan apa saja bagian – bagian utama dari alat ukur level.
I.3 Batasan Masalah
Melihat luasnya cakupan pembahasan tentang alat ukur level ini, maka penulis membahas mengenai :
1. Bagian-bagian utama alat ukur level 2. Cara kerja alat ukur level
3. Proses pengoperasian alat ukur level
I.4 Tujuan Penulisan Karya Akhir
3
I.5 Metodologi Penulisan
Dalam menulis karya akhir ini penulis memperoleh data langsung di lapangan dan juga bersumber dari buku – buku serta referensi internet yang berhubungan dengan fokus pembahasan.
I.6 Sistematika Penulisan
Dalam metode penulisan karya akhir ini penulis akan menjelaskan isi dari tiap-tiap bab sebagai berikut :
Bab I : Pendahuluan
Berisikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan karya akhir, metodologi penulisan dan sistematika penulisan.
Bab II : Dasar Teori
Pada bab ini menjelaskan tentang teori dasar mengenai alat ukur level dan beberapa metode-metode pengukuran level.
Bab III : Transmitter Secara Umum
Pada bab ini menjelaskan tentang transmitter, signal transmitter dan terminologi pengukuran dari transmitter.
Bab IV : Pengukuran Level Air
Pada bab ini menjelaskan tentang sistem kerja alat ukur level. Bab V : Penutup
Pada bab ini penulis akan menguraikan tentang kesimpulan dari karya akhir dan beberapa saran yang dianggap perlu.
BAB II
DASAR TEORI
II. 1 Pengertian Alat Ukur Level
Alat ukur level adalah alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan air. Dimana alat ukur ini memiliki beberapa tujuan yaitu :
1. Mencegah kerusakan dan kerugian akibat air terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses
3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan II. 2 Metode-Metode Pengukuran Level
Metode pengukuran level permukaan air ada dua macam cara, yaitu : 1. Pengukuran dilihat langsung
Gambar 2.1 memperlihatkan metode dilihat langsung dimana tinggi permukaan air dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditunjukkan dalam satuan pengukuran panjang (meter). Dengan diketahuinya tinggi permukaan air maka volume air yang diukur dapat dicari bila dikehendaki.
Dilihat Langsung Tinggi Air
Alat ukur menurut metode pengukuran dilihat langsung ada dua jenis, yaitu :
1. Gelas Penduga (Level Glass)
Gelas Penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan air dalam suatu bejana secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga adalah prinsip Bejana Berhubungan. Gelas Penduga terdiri dari dua jenis yaitu Gelas Penduga ujung terbuka dan Gelas Penduga ujung tertutup. Gambar 2.2 memperlihatkan sebuah bejana dan Gelas Penduga Ujung Terbuka. Pemasangan dari gelas penduga ini sangat sederhana. Pada bejana disediakan suatu pipa pengambilan dimana Gelas Penduga ditempatkan. Seal (packing) disediakan agar sambungan jangan sampai bocor. Klem juga disediakan agar Gelas Penduga tetap pada posisinya.
Gambar 2.2 Gelas Penduga ujung terbuka
Sebagian dari air dalam bejana akan mengalir ke dalam Gelas Penduga. Tinggi permukaan air pada Gelas Penduga dan bejana biasanya sama, karena bejana dan Gelas Penduga adalah merupakan dua bejana yang berhubungan. Gelas Penduga ujung terbuka dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan yang tingginya tidak melebihi 1,5 meter. Seperti tangki-tangki penampung minyak diesel, motor bakar dan lain-lain. Gambar 2.3 memperlihatkan Gelas Penduga Ujung Tertutup dengan bejana bertekanan tinggi. Kedua ujung Gelas Penduga dihubungkan dengan bejana. Ujung bagian bawah tersambung dengan bagian bejana berisi air, sedangkan ujung bagian atas tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong). Level Glass yang dipergunakan untuk air bertekanan tinggi harus diberi pelindung kaca tahan banting dan harus diperlengkapi dengan kerangan-kerangan isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari sistem sewaktu perbaikan atau pembersihan.
Gambar 2.3 Gelas Penduga ujung tertutup
Level Glass yang dipergunakan untuk air dengan temperatur yang
berfungsi untuk mencegah Thermal Shock yang dapat memecahkan
level glass sewaktu menjalankan kembali sesudah perbaikan. Level
Glass juga sering diperlengkapi dengan lampu penerang untuk
mempermudah pemeriksaan terutama pada malam hari. 2. Pemberat dan Pita
Gambar 2.4 merupakan cara termudah untuk mengukur tinggi permukaan air dalam tangki-tangki yaitu dengan menggunakan sebuah pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya diturunkan ke dalam tangki dan tinggi permukaan air dilihat langsung pada pipa pengukuran (pipa ini telah diberi skala). Disamping itu pada tangki harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk dan diturunkan.
Gambar 2.4 Pemberat dan Pita
2. Mekanik
Gambar 2.5 memperlihatkan metode mekanik. Gaya pada air menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi ke dalam bentuk skala angka-angka.
Kalibrasi Gerak Mekanik Gaya Pada Cairan
Gambar 2.5 Metode Mekanik
Alat ukur menurut metode mekanik ada dua jenis, yaitu :
1. Menurut Gaya Apung (bouyancy) dengan menggunakan Penggeser (displacer).
Gambar 2.6 Penggeser
Ada tiga hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini, yaitu : 1. Penggeser tidak akan terapung di atas air, melainkan sebagian akan
terbenam, karena penggser itu sendiri mempunyai berat tertentu dan terikat pada gantungan.
2. Naiknya tinggi permukaan air akan membuat Penggeser naik, karena adanya gaya apung yang lebih besar dari air. Akan tetapi pergerakan dari Penggeser hanya kecil sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan air.
3. Perubahan pada kedudukan Penggeser akan mengakibatkan perubahan pada kedudukan penunjuk dari timbangan.
Gambar 2.7 memperlihatkan Penggeser dengan Meteran Penunjuk. tabung pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakkan penunjuk (pointer). Baik untuk indikator maupun kontroler, Penggeser selalu dihubungkan dengan Transmitter sinyal. Output dari Transmitter kemudian dikirimkan ke Meteran Penunjuk. Output ini bisa berupa sinyal pneumatik maupun sinyal listrik.
Gambar 2.7 Penggeser dengan Meteran
Prinsip kerja dari alat ukur dengan Penggeser pada umumnya dapat dikatakan sebagai berikut :
1. Perubahan pada tinggi permukaan air yang diukur akan mengakibatkan perubahan pada gaya apung dari air tersebut. Ini akan membuat Penggeser bergerak turun atau naik.
2. Pergerakan Penggeser akan menghasilkan gerak memuntir pada Tabung Pemuntir.
2. Menurut Gaya Tekan (tekanan) dengan menggunakan Sistem Gelembung (bubble system) dan Beda Tekanan (differential pressure). Gaya Tekan (tekanan) dengan Sistem Gelembung (bubble system) Gambar 2.8 memperlihatkan alat ukur tinggi permukaan air dengan menggunakan Sistem Gelembung. Meteran Penunjuk untuk alat ukur ini umumnya adalah Pressure Gage dengan Tabung Bourdon yang telah dikalibrasi sebelumnya ke dalam bentuk skala persen. Alat ukur tinggi permukaan air dengan sistem gelembung dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan (tekanan statis).
Gambar 2.8 Sistem Gelembung
Sistem gelembung memerlukan catu udara bertekanan yang kontinyu. Biasanya tekanan udara ini maksimum 50 Psi. Udara ini dimasukkan ke dalam yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur. Semakin tinggi permukaan air yang diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi tekanan statis yang diberikan air. Dengan demikian, tinggi permukaan air dapat diukur melalui besaran tekanan udara yang dibutuhkan ini.
12
Gaya Beda Tekanan (Differential Pressure)
Gambar 2.9 memperlihatkan skematik dari pengembus yang dipergunakan dalam pengukuran tekanan. Pengembus seperti ini juga dapat dipergunakan untuk pengukuran tinggi permukaan cairan.
Gambar 2.9 Pengembus untuk Transmitter Tinggi Permukaan Air
BAB III
TRANSMITTER SECARA UMUM
III.1 Transmitter
Transmitter berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi sinyal instrumen serta mengirimkan sinyal instrumen itu ke alat penerima seperti pencatat, pengatur dan penunjuk. Transmitter ada dua jenis yaitu transmitter pneumatic dan electric. Dimana transmitter ini memiliki dua bagian yaitu bagian perasa (detector) dan bagian pengirim.
Karena variabel proses yang umum ada empat macam yaitu Pressure,
Level, Temperature dan Flow, maka transmitter yang mengirimkan sinyal proses
dari ke empat variabel ini disebut Pressure Transmitter (PT), Level Transmitter (LP), Temperature Transmitter (TT) dan Flow Transmitter (FT).
Gambar 3.1 menunjukkan blok diagram dari bagian-bagian transmitter. Dimana Detektor dan Gaya Seimbang dihubungkan melalui Batang Pemuntir. Batang Pemuntir termasuk bagian Detektor sedangkan Relai adalah termasuk pada bagian pengirim. Pencatat, kontroller dan penunjuk bukanlah bagian dari transmitter akan tetapi adalah alat yang menerima sinyal instrumen hasil dari transmitter. Sinyal proses masuk ke detektor menghasilkan tekanan. Tekanan tadi diteruskan ke batang pemuntir maka terjadi gerak pada batang pemuntir dan diteruskan ke bagian pengimbang tekanan. Relai mengatur adanya tekanan pada gaya seimbang melalui pemancar yang akan menghasilkan sinyal instrumen.
Gambar 3.1 Blok Diagram Bagian-bagian Transmitter III.1.1 Bagian Perasa (Detector)
Bagian Perasa berfungsi untuk mengubah sinyal proses ke dalam bentuk gerak-gerak mekanik. Misalnya suhu dari minyak lumas sebelumnya adalah 75oC, beberapa detik kemudian naik menjadi 76oC. Perubahan sebesar 1oC ini merupakan sinyal yang harus diubah oleh Detektor ke dalam bentuk pergerakan mekanik. Detektor yang umumnya dipergunakan pada sistem Transmisi Pneumatik adalah :
1. Meter Bodi (Meter Body) 2. Penggeser (Displacer)
3. Bola Berisi Cairan (Liquid Filled Bulb)
Gambar 3.2 Meter Bodi
Gambar 3.2 menunjukkan penampang dari meter bodi yang dipergunakan untuk mendeteksi tekanan mutlak maupun tekanan gage. Meter bodi seperti ini disebut Remote Seal Diaphram Bourdon Tube Meter Body.
Remote Seal Diaphram Bourdon Tube Meter Body terdiri dari bagian-bagian
sebagai berikut :
1. Plensa Penghubung (Process Connecting Flange) 2. Diafrakma Penyekat (Seal Diaphram)
3. Pipa Kapiler (Capillary Tube) 4. Elemen Perasa (Sensing Element) 5. Lengan Pemuntir (Torque Arm) 6. Batang Pemuntir (Torque Rod) 7. Badan (Body)
8. Penutup (Cover)
Prinsip kerja dari Remote Seal Diaphram Bourdon Tube Meter Body adalah sebagai berikut :
1. Pipa kapiler, bagian dalam diafrakma penyekat dan Tabung Bourdon diisi dengan cairan kental.
2. Perubahan tekanan proses mengakibatkan dafrakma penyekat bergerak mundur-maju. Ini mengakibatkan tekanan cairan kental berubah.
3. Berubahnya tekanan cairan kental pada Elemen Perasa (Sensing Element) mengakibatkan Tabung Bourdon itu bergerak mengembang atau menyusut. Pergerakan Tabung Bourdon mengakibatkan Lengan Pemuntir bergerak mundur-maju.
4. Pergerakan Lengan Pemuntir kemudian diterima oleh Batang Pemuntir dan diteruskan ke Bagian Pengirim dari Transmitter Tekanan (Pressure
Transmitter).
5. Dengan kalibrasi yang sempurna maka pergerakan dari Batang Pemuntir dapat dibuang sebanding dengan perubahan tekanan peoses.
Meter Bodi dari jenis Diafrakma Penyekat bila tidak dilengkapi dengan Pipa Kapiler, Diafrakma Penyekat dan cairan kental disebut sebagai Meter Bodi Tabung Bourdon.
Gambar 3.3 Meter Bodi Tabung Bourdon
Diafrakma Penyekat dan Pipa Kapiler. Berbeda dengan Seal Diaphram Meter
Body dimana gas atau cairan tidak langsung berhubungan dengan elemen perasa
maka pada meter bodi tabung bourdon dari gambar 3.3, materi proses adalah berhubungan langsung dengan elemen perasa, karena itu meter bodi seperti ini tidak cocok dipergunakan untuk uap, gas-gas korosif dan cairan-cairan berat. Untuk uap, gas-gas korosif dan cairan-cairan berat biasanya dipergunakan Seal
Diaphram Meter Body.
Gambar 3.4 Meter Bodi Pengembus
Gambar 3.4 menunjukkan penampang meter bodi jenis lain yang disebut Meter Bodi Pengembus. Perbedaan antara Pengembus dan Meter Bodi Tabung Bourdon adalah terletak pada Elemen Perasanya dimana Meter Bodi Tabung Bordon memakai Tabung Bourdon sedangkan Meter Bodi Pengembus memakai pengembus sebagai Elemen Perasa. Sama halnya dengan Meter Bodi Tabung Bourdon, Meter Bodi Pengembus juga dapat dimodifikasi sehingga menjadi
Remote Seal Diaphram Bellow Meter Body dengan menambahkan Diafrakma
Penyekat, Pipa Kapiler dan cairan kental di dalamnya. Cairan ini umumnya sama seperti yang digunakan pada Termometer Isi Cairan (Liquir Filled Thermometer). Prinsip kerja dari Meter Bodi Pengembus juga sama seperti Meter Bodi Tabung
Bourdon dimana perubahan tekanan proses menghasilkan gerak mundur-maju pada Pengembus. Kemudian gerak mundur-maju diubah menjadi gerak setengah melingkar pada Batang Pemuntir melalui Lengan Pemuntir.
Gambar 3.5 Penggeser
Bola Berisi Cairan (Liquid Filled Bulb) yang disambungkan dengan meter bodi dapat dipergunakan sebagai Detektor untuk Suhu Transmitter (Temperature
Transmitter).
Gambar 3.6 Bola Berisi Cairan
Gambar 3.6 menunjukkan Bola Berisi Cairan. Perubahan suhu proses menyebabkan cairan pada bola mengembang dan memberikan tekanan yang lebih besar pada Meter Bodi Elemen Perasa sehingga Elemen Perasa ini bergerak.
Gambar 3.7 Sel Beda Tekanan Jenis Diafrakma
Gambar 3.7 menunjukkan penampang dari Detektor Beda Tekanan. Elemen Perasa dari Detektor ini tidak mempunyai Batang Pemuntir dengan gerak memuntir, melainkan hanya mempunyai Batang Lentur yaitu Batang Penghubung yang menghubungkan Diafrakma dengan Batang Gaya. Detektor Beda Tekanan terdiri dari dua ruangan yaitu ruang tekanan tinggi dan ruang tekanan rendah.
Untuk Level Transmitter, ruang tekanan tinggi dihubungkan dengan tekanan cairan pada bejana, sedangkan ruang tekanan rendah dihubungkan dengan tekanan uap pada bejana. Untuk Flow Transmitter, ruang tekanan tinggi dihubungkan dengan tekanan hulu orifice sedangkan ruang tekanan rendah dihubungkan tekanan hilir orifice. Demikian juga untuk Pressure Transmitter. Skematik ini dapat dilihat pada gambar 3.8
DETECTOR Ruang Tekanan
Rendah
Gambar 3.8 Cara menghubungkan Sel Beda Tekanan pada Level, Flow dan Pressure Transmitter
III.1.2 Bagian Pengirim
Gambar 3.9 Force Balance Transmitter Bagian-bagian pokok dari Transmitter ini adalah : 1. Penyetel Titik Nol (Zero Adjusment)
Berfungsi untuk mendapatkan titik nol dari batasan operasi transmitter.
2. Pengimbang Kedua (Secondary Beam)
Berfungsi sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas terhadap gaya gerak Pengimbang Utama.
3. Kapsul Pengimbang Balik (Rebalancing Capsule)
Kapsul yang berisi diafrakma penggerak Pengimbang Kedua. 4. Pemancar (Nozzle)
Berfungsi sebagai buangan udara penggerak Diafrakma Besar pada Relai Pilot.
5. Pembalik (Baffle)
Berfungsi sebagai pelat penutup.
6. Pembatas Beban Balik Berlebih (Riverse Overload Stop)
Adalah sebagai ganjal pembatas gerak Pengimbang Utama (pada kedudukan maksimum).
7. Pengimbang Utama (Primary Beam)
Adalah sebagai batang penerus gerak-gerak mekanik setengah melingkat dari Batang Pemuntir pada Detektor.
8. Pipa-pipa Kapsul Pengimbang Balik (CapsuleTubing)
Pipa penyalur udara penghasil gaya gerak balas terhadap gaya gerak Pengimbang Utama.
9. Pipa untuk Pemancar (Nozzle Tubing) Pipa penyalur udara untuk Pemancar.
10.Penyetel Batasan Lebar (Coarse Span Adjusment)
11.Penyetel Batasan Sempit (Fine Span Adjusment)
Sebagai penyelan untuk mempersempit bidang gerak Pengimbang Utama. 12.Relai Pilot (Pilot Relay)
Sebagai kerangan pengatur tekanan udara instrumen out-put dari transmitter.
13.Pegas Peninggi atau Penekan (Suppression atau Elevation Spring)
Sebagai penyetelan untuk menaikkan skala perbandingan antara variabel peoses dengan tekanan udara instrumen out-put.
Prinsip kerja dari Transmitter Gaya Seimbang yaitu :
1. Pergerakan dari Batang Pemuntir menghasilkan pergerakan mundur- maju pada Pengimbang Utama.
2. Bergeraknya Pengimbang Utama akan mengubah kedudukan Pembalik sehingga menjauhi atau mendekati Pemancar.
3. Bila Pembalik menjauhi Pemancar maka tekanan balik udara penggerak Diafrakma Besar pada Relai Pilot akan berkurang dari sebelumnya. Sebaliknya bila Pembalik mendekati Pemancar, Tekanan Balik udara penggerak Diafrakma Besar dari Relai Pilot akan bertambah dari sebelumnya.
4. Berubahnya tekanan balik udara penggerak Diafrakma Besar pada Relai Pilot akan mengubah kedudukan Kerangan Pilot pada relai untuk membuka atau menutup.
5. Bila Kerangan Pilot membuka maka tekanan udara instrumen out-put bertambah. Sebaliknya, bila Kerangan Pilot menutup, tekanan udara instrumen out-put menjadi berkurang. Dengan demikian pergerakan
dari Batang Pemuntir menghasilkan perubahan pada tekanan udara instrumen out-put.
6. Perhatikan bahwa udara instrumen out-put juga dikirimkan ke Kapsul Pengimbang Balik (Rebalancing Capsule).
7. Tekanan udara instrumen out-put akan terus bertambah atau berkurang sampai Pengimbang Utama mendapat gaya balas yang sama besar dari Kapsul Pengimbang Balik melalui Pengimbang Utama.
8. Sekali gaya pada Pengimbang Utama sama dengan gaya pada Pengimbang Kedua maka tekanan udara instrumen out-put tidak berubah lagi.
III.2 Signal Transmitter
Signal Transmitter ada dua jenis yaitu signal pneumatic dan signal elektric. Signal Pneumatic dihasilkan dari Transmitter Pneumatic berkisar antara 0,2 sampai 1,0 kg/m2 sedangkan signal electric dihasilkan dari transmitter electric yang berkisar antara 4 sampai 20mA.
III.3 Terminologi Pengukuran
Terminologi yang umumnya digunakan dalam teknik instrumen dan kontrol adalah :
1. Process Variable
2. Controlled Variable
Besaran atau keadaan yang di ukur dan diatur oleh peralatan automatic
controller.
3. Control Agent (medium)
Bahan atau energi yang terdapat di dalam proses yang mempengaruhi harga dari Controlled Variable dan alirannya diatur oleh Final Control
Element.
4. Measurino Element
Elemen-elemen yang ikut serta dalam pengukuran perubahan dari
Controlled Variable.
5. Primary Control Element
Bagian dari Controller yang menyebabkan pergerakan atau variasi dari besaran yang di ukur untuk menjalankan Controller System.
6. Final Control Element
Bagian dari Controller System misalnya katup membran, electrical heater yang mengerjakan langsung suatu alat kontrol.
7. Automatic Controller
Suatu mekanisme yang mengukur harga-harga dari suatu besaran atau keadaan dan bekerja mempertahankannya di dalam batas-batas yang tertentu.
8. Set Point
Harga dari Controlled Variable yang ingin dicapai dan dipertahankan. Suatu Controller biasanya dilengkapi dengan suatu jarum penunjuk untuk
set point dan peralatan untuk pengaturan set point tersebut.
9. Control Point
Harga rata-rata dari Controlled Variable yang dipertahankan Controller pada keadaan beban konstan.
10.Controller Response
Operasi yang terjadi oleh Controller sebagai akibat dari perubahan pada
Controlled Variable.
11.On-Off Response
Suatu Controller Response dimana Final Control Element berubah dengan cepat dari suatu nilai ekstrim ke nilai ekstrim secara periodik sebagai akibat dari perubahan Controlled Variable.
12.Direct Acting Controller
Suatu Controller yang memperbesar tekanan udara bagi kontrol unit jika terjadi kenaikan pada harga Controlled Variable.
13.Reverse Acting Controller
Suatu Controller yang memperkecil tekanan udara bagi kontrol unit jika terjadi kenaikan pada harga Controlled Variable.
14.Adjustable Sensitivity atau Propotional Response
Suatu respon dari Controller yang sebanding dengan perubahan dari
Controlled Variable.
15.Throttling Range atau Propotional Band
Batas dari harga maksimum dan minimum dari perubahan Controlled
Variable untuk membuat pergerakan atau operasi dari Control Element
16.Sensitivity
Suatu unit dari Propotional Response yang dinyatakan dalam satuan tertentu. Untuk alat yang bekerja dengan tekanan Sensitivity dapat dinyatakan dengan p.s.i atau inch, Sensitivity dapat didefinisikan sebagai perbandingan dari Controller out-put dengan perpindahan jarum penunjuk yang di ukur dari Set Pointer.
17.Offset
Perbedaan antara besaran yang diinginkan (Set Point) dengan besaran yang terjadi sebagai out-put (Control Pont) dari sebuah Propotional Controller. 18.Load Change (perubahan beban)
Suatu perubahan di dalam keadaan-keadaan proses yang membutuhkan suatu perubahan dari posisi dari Control Element yang terakhir untuk menjaga harga yang diinginkan bagi Control Point.
19.Synchronization
Proses untuk menyetel Controller out-put melalui posisi dari Control
Element yang terakhir sedemikian rupa hingga Control Point yang
diinginkan dijaga pada suatu posisi yang tetap dengan Set Point. 20.Reset Rate
Suatu satuan pengukuran untuk menyatakan reset respon. Perbandingan antara kecepatan perubahan dari Control Element yang terakhir sesuai dengan reset respon dan juga terhadap Propotional Response yang mengikuti suatu keadaan perubahan dari alat ukur. Reset Rate biasanya dinyatakan dalam cycle per menit.
III.4 Transmitter Electric
Transmitter Electric berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi
sinyal elektrik serta mengirimkan sinyal elektrik tersebut ke alat penerima seperti pencatat, pengatur dan penunjuk. Transmitter Electric juga terdiri dari dua bagian yaitu bagian perasa (detektor) dan bagian pengirim.
Gambar 3.10 Transmitter Electric
29
Penghubung Utama sedangkan yang satunya lagi terikat pada dasar dari transmitter. Perhatikan bahwa ferrite yang satu ini mempunyai pick up koil yang dapat menangkap magnet tersambung dengan lingkaran osilator pada Kesatuan Detektor Daya Osilator (OPD).
BAB IV
PENGUKURAN LEVEL AIR DALAM TANGKI D1 DENGAN
MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL TRANSMITTER
ELECTRIC
IV.1 Hasil PengamatanUntuk mendapatkan data-data yang lengkap mengenai pengukuran level dalam tangki D1 dengan menggunakan transmitter electric sebagai alat ukurnya adapun data-data yang diperoleh dari hasil pengamatan adalah sebagai berikut :
3. Converter
IV.2 Hubungan Keterpasangan Transmitter Electric Pada Peralatan Pendukung
Gambar 4.1 Keterpasangan Transmitter Electric Pada Peralatan Pendukung Set Point adalah besar proses yang diinginkan. Sebuah controller akan selalu berusaha menyamakan proses variable dengan set point. Proses variabel adalah signal yang keluar dari Differensial Transmitter, besaran ini merupakan besarnya signal sistem pengukuran yaitu 4 – 20 mA. Control Variabel adalah besaran atau variable yang dikendalikan, besaran ini disebut Manivulated
Variabel (MV). Error adalah selisih antara Set Point dengan Proses Variabel.
(LRC). Controller adalah suatu alat yang membandingkan harga Set Point dengan harga yang di ukur (PV). Converter adalah suatu alat yang berguna untuk mengubah sinyal electric sinyal pneumatic. Control valve (Final Control) adalah bagian akhir dari instrumentasi sistem pengendalian dan berfungsi untuk mengubah Variable Proses dengan cara mengatur manivulated variable pada suatu alat controller.
IV.3 Sistem Kerja Transmitter Electric Pada Tangki D1
Transmitter merupakan alat atau kelanjutan dari sensor, dimana transmitter Ini dapat mengubah signal proses yang di terima oleh detektor di ubah menjadi signal listrik serta mengirimkan signal listrik tersebut ke alat penerima seperti pencatat (recorder), pengatur dan penunjuk.
Transmitter Electric mempunyai blok transmitter yang dapat merubah hasil sensor menjadi hasil pengukuran. Adapun yang disensor adalah tekanan dari pada aliran cairan (air) yang mengalir melalui pipa penyalur ke tangki D1. Output dari rangkaian ini berupa signal arus yang melalui kabel ruang sistem atau Level
Recorder Control (LRC). Untuk lebih jelas dapat di lihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Diagram Blok Sistem Transmitter
Rangkaian transmitter di bangun dalam beberapa diagram, dimana blok diagram ini bekerja sama untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Tegangan yang dibangkitkan oleh transmitter ini adalah tegangan DC, tegangan DC ini di berikan ke rangkaian dan disalurkan ke transmitter, tegangan ini di berikan untuk pengirim signal juga berfungsi untuk power.
Input dari rangkaian ini berupa signal proses yang di sensor oleh Bagian Perasa, jenis sensor yang digunakan adalah jenis diafragma dimana penyensoran menjadi hasil pengukuran. Signal output yang dihasilkan transmitter sebesar 4 – 20 mA.
IV.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Transmitter Pada Saat Beroperasi
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi transmitter saat beroperasi antara lain :
1. Getaran
Getaran yang ditimbulkan oleh mesin-mesin yang beoperasi disekitar transmitter dapat mempengaruhi penyensoran transmitter. Misalnya sensor bergetar memungkinkan keadaan kaca penutup pada pipa penghantar menjadi pecah maka sensor tersebut tidak bisa dipergunakan lagi.
2. Letak Transmitter
Transmitter sebaiknya diletakkan dekat tangki yang akan di ukur dan dipasang kokoh (kuat), sehingga tidak terpengaruh oleh getaran mesin-mesin lain saat beroperasi.
3. Pembuangan Udara
Udara yang ada di dalam pipa dibuang melalui drain, karena untuk mendapatkan pengukuran yang akurat semua udara harus dibuang. Sebab udara dapat mempengaruhi hasil pengukuran dari transmitter.
4. Pembersihan Peralatan
Membersihkan adalah melepaskan atau menghilangkan kotoran yang terdapat pada peralatan. Dimana kotoran pada peralatan dapat mengganggu kerja peralatan.
5. Umur Peralatan
Umur peralatan juga perlu diperhatikan, karena semakin tua suatu peralatan maka efisiensi kerjanya menurun. Begitu juga dengan transmitter ini semakin lama dipakai maka efisiensi kerjanya semakin menurun. Ini diakibatkan sering mengalami kontak langsung dengan zat yang diukur ataupun longgarnya elemen-elemen dalam transmitter jga diakibatkan oleh getaran.
Kalibrasi Transmitter Tekanan Dan Instalasinya
IV.5 Keterpasangan Transmitter Electric Pada Tangki D1
Low Pressure
Transmitter High Pressure 1
Input
Silicon Oil Gelas Penduga
Gambar 4.3 Keterpasangan Transmitter Electric Pada Tangki D1
Level di ukur dengan pengaturan jumlah air yang masuk ke tangki D1 seperti dilihat pada gambar 4.3. Dari gambar tersebut terlihat suatu pengukuran level sebuah tangki, dimana pengaturan dilengkapi dengan Differential Transmitter Electric sebagai pendeteksi besarnya level dalam tangki.
IV.6 Pengoperasian Alat Ukur Level
1. Air masuk ke tangki D1.
2. Buang udara pada jalur transmitter melalui katup High Pressure (HP) dan Low Pressure (LP), setelah bersih tutup kembali katup HP dan LP pada transmitter.
3. Beri tekanan udara melalui kompresor dan disalurkan ke air regulator sebesar 1,4 kg/cm2 ke converter untuk kebutuhan Control Valve (CV).
4. Aturlah level yang diinginkan pada tangki D1 melalui Set Point (SP) pada Level Recorder Control (LRC).
DATA HASIL PENGUKURAN
Tabel 4.1 merupakan data hasil pengukuran dimana Control Valve (CV) dalam persen (%), level dalam milimeter (mm) dan Level Recorder Control (LRC) dalam persen (%).
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran
NO. CV (%) Level (mmH2O) LRC (%)
1 0 0 0
2 20 120 20
3 40 240 40
39
5 80 480 80
6 100 600 100
Grafik hubungan antara Level dengan CV
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan dan pengukuran yang dilakukan di lapangan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Control valve yang dipakai adalah Air to Close yang berarti bila ada udara maka akan menutup. Pada 100 % control valve tertutup dan 0% control valve terbuka.
2. Hubungan antara level dengan control valve adalah linier, yaitu semakin tinggi level maka persen control valve juga semakin tinggi. Sebaliknya bila level semakin rendah maka persen control valve semakin rendah pula.
V.2 Saran
1. Setiap pengoperasian dari alat ukur Transmitter Electric UNE II – SHK I agar diperhatikan keterpasangan dari peralatan pendukung.
