SISTEM KERJA DIFERENSIAL TRANSMITTER ELEKTRIK TIPE UME 2 SMK 1/24 VDC/4-20 mA/∆P-3500 mm H2O SEBAGAI SENSOR UNTUK
MENGUKUR BESARNYA TINGGI PERMUKAAN CAIRAN
OLEH :
Nama : NURLIA HUSNA Nim : 035203004
Karya Akhir ini Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan
PROGRAM DIPLOMA – IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, atas berkah dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini.
Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberi dukungan moral maupun materil dan selalu menyertai Adinda dengan do’a sampai Adinda menyelesaikan Karya Akhir Ini.
Dalam proses penyusunan karya akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang di berikan baik materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sepantasnya penulis mengucapakan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Orang tua tercinta dan keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan materil serta do’a – do’a nya.
2. Terkhusus Soni Gunawan. J. (My Boy Frend) yang selalu setia mendampingiku.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting M.Eng selaku Dekan fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
6. Bapak Ir.A.Rachman Hasibuan selaku Koordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
7. Bapak Ir. H. Mansyur M.Si selaku pembimbing lapangan. 8. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali.
9. Buat seluruh teman–teman angkatan 2003,Khususnya Silva, Khairina, Eva, Sabrina, Afrijal, Herman, Ari, Robin, Ade dan Boy.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih ada terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini ada manfaatnya bagi kita semua terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Agustus 2008 Penulis
ABSTRAK
Dalam proses industri, salah satu pemakaian instrumentasi adalah besarnya tinggi permukaan cairan (level pada tangki) dalam tangki dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik, yang dilengkapi instrumentasi lain seperti control valve, pressure gauge, pompa recorder controller dan tangki.
Diferensial transmitter elektrik berfungsi untuk mengirimkan data dari hasil pengukuran di lapangan ke unit penerima pada ruang control, dari pengukuran tinggi permukaan cairan sangat penting untuk mengetahui batas maksimum dan minimum selama proses berlangsung dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik diperoleh hasil pengukuran tinggi permukaan cairan dan volume isi tangki dengan membaca pada panel control di ruang controller.
Sensor yang digunakan adalah jenis diafragma dimana penyensoran menjadi hasil pengukuran. Level adalah batas tinggi permukaan suatu cairan didalam tangki. Adapun tujuan dipasang transmitter elektrik ini adalah untuk mendeteksi sinyal yang dikirim oleh converter P/I pengubah tekanan menjadi arus, dimana transmitter elektrik tersebut mengirim sinyal elektrik ke controller untuk proses selanjutnya.
DAFTAR ISI
1.4. Metode Pembahasan ... 3
1.5. Sistematika Pembahasan ... 3
BAB II ALAT UKUR TINGGI PERMUKAAN CAIRAN (LEVEL) ... 5
2.1. Umum ... 5
2.2. Terminologi Pengukuran ... 5
2.3. Metode Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (level) ... 9
2.4. Jenis-jenis Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan ... 12
2.5. Jenis Lain Dari Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan ... 21
BAB III TRANSMITTER ... 23
3.2. Sinyal Transmitter ... 24
3.3. Transmitter Pneumatik ... 24
3.4. Transmitter Elektrik ... 25
3.5. Adjusment Transmitter Elektrik ... 31
3.6. Gain Sistem Pengukuran ... 32
3.7. Pemakaian Sistem Kontrol ... 33
3.8. Transduser ... 36
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN ... 37
4.1. Hasil Pengamatan ... 37
4.1.1. Spesifikasi Peralatan ... 37
4.1.2. Peralatan ... 40
4.2. Pembahasan ... 42
4.2.1. Sistem Kerja Transmitter Elektrik Pada Tangki ... 42
4.2.2. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Transmitter Saat Beroperasin ... 45
4.2.3. Pengkalibrasian Transmitter ... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 49
5.1. Kesimpulan ... 49
5.2. Saran ... 50 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
1. Tabel 1. Data Hasil Pengamatan Dari Pengukuran Besarnya
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1. Metoda Dilihat Langsung 2. Gambar 2.2. Metoda Mekanik 3. Gambar 2.3. Gelas Penduga Ujung Terbuka 4. Gambar 2.4. Gelas Penduga Ujung Tertutup 5. Gambar 2.5. Pemberat dan Pita
6. Gambar 2.6. Penggeser
7. Gambar 2.7. Penggeser Dengan Meteran
8. Gambar 2.8. Pengembus Untuk Transmitter Tinggi Permukaan Cairan 9. Gambar 2.9. Alat Ukur Dengan Sistem Gelembung
10. Gambar 2.10. Meteran Tangki Penyimpanan 11. Gambar 2.11. Kotak Diafragma
12. Gambar 3.1. Struktur Transmitter Elektrik 13. Gambar 3.2. Kalibrasi Pressure Transmitter 14. Gambar 3.3. Sistem Pengukuran Level Tangki 15. Gambar 3.4. Diagram kotak sistem pengendalian
16. Gambar 4.1. Sistem Pengoperasian Transmitter Elektrik Pada Pengendalian Level di Sebuah Tangki
DAFTAR GAMBAR LAMPIRAN
Gambar 2.1. Model 13A d/p Cell Transmitter. Gambar 2.2. Alat Untuk Mengubah Batas Ukur.
Gambar 2.3. Liquid Level Measurrement dengan model 13A d/p Cell Transmitter Gambar 2.4 Elevation spring (pengangkatan/tingginya memantul)
Gambar 2.5. Gambar Pemindahan Diafragma Kapsul dan Penggantian Diafragma Kapsul.
ABSTRAK
Dalam proses industri, salah satu pemakaian instrumentasi adalah besarnya tinggi permukaan cairan (level pada tangki) dalam tangki dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik, yang dilengkapi instrumentasi lain seperti control valve, pressure gauge, pompa recorder controller dan tangki.
Diferensial transmitter elektrik berfungsi untuk mengirimkan data dari hasil pengukuran di lapangan ke unit penerima pada ruang control, dari pengukuran tinggi permukaan cairan sangat penting untuk mengetahui batas maksimum dan minimum selama proses berlangsung dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik diperoleh hasil pengukuran tinggi permukaan cairan dan volume isi tangki dengan membaca pada panel control di ruang controller.
Sensor yang digunakan adalah jenis diafragma dimana penyensoran menjadi hasil pengukuran. Level adalah batas tinggi permukaan suatu cairan didalam tangki. Adapun tujuan dipasang transmitter elektrik ini adalah untuk mendeteksi sinyal yang dikirim oleh converter P/I pengubah tekanan menjadi arus, dimana transmitter elektrik tersebut mengirim sinyal elektrik ke controller untuk proses selanjutnya.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang.
Instrumentasi merupakan suatu alat yang sangat penting dalam suatu sistem
pengukuran yang salah satunya pengukuran besarnya tinggi permukaan cairan, alat
ini harus dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan kebutuhan instrumentasi di
pabrik. Alat instrumentasi ini merupakan salah satu faktor yang menentukan hasil
produksi, dimana alat instrumentasi yang mengukur, mengontrol, mendeteksi,
menganalisa, baik secara manual maupun secara otomatis. Diferensial transmitter
elektrik merupakan salah satu dari instrumentasi proses control yang terdapat pada
suatu pabrik.
Diferensial transmitter elekrtik merupakan sensor yang dipergunakan untuk
mengukur besarnya tinggi permukaan cairan (Level pada tangki) sebagai alat untuk
dapat di baca ke controller hingga ke pengaturan akhir. Setiap proses selalu
mempunyai keadaan yang sedang berlangsung. Agar keadaan yang diinginkan sama
dengan keadaan yang berlangsung maka pengontrolan harus dilakukan dengan
memerlukan suatu alat pengukuran. Adapun gambaran permasalahan yang di peroleh
sebelum merancang instrumentasi pengukur besarnya tinggi permukaan cairan (Level
pada tangki) dalam tangki dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik dan
keterpasangan instrumentasi pengukuran pada posisi masing-masing. Guna mendapat
Pentingnya peranan kendali pengukuran besarnya tinggi permukaan cairan
pada sebuah tangki dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik pada sistem
proses, maka perlu diambil langkah-langkah agar pengukuran besarnya tinggi
permukaan cairan pada tangki tersebut sesuai dengan keadaan yang sebenarnya,
dengan mengetahui besar tinggi permukaan cairan pada tangki kita dapat
mengontrolnya agar sesuai dengan kebutuhan. Oleh karena itu, penulis merasa
tertarik untuk membahas tentang :
SISTEM KERJA DIFERENSIAL TRANSMITTER ELEKTRIK TIPE UME 2
SMK 1/24 VDC/4 – 20 mA/∆P - 3500 mm H₂O SEBAGAI SENSOR UNTUK
MENGUKUR BESARNYA TINGGI PERMUKAAN CAIRAN.
( Aplikasi Laboratorium Instrumentasi PTKI )
1.2. Tujuan Penulisan.
Adapun yang menjadi tujuan penulisan karya akhir ini adalah untuk
mengetahui cara kerja pengukuran laju besarnya tinggi permukaan cairan pada tangki
dengan menggunakan diferensial transmitter elektrik dan untuk mengetahui
penggunaan alat instrumentasi pada sistem proses.
1.3. Batasan masalah
Agar pembahasan masalah dalam karya akhir ini tidak terlalu meluas, penulis
1. Keterpasangan instrumentasi pengukuran untuk mengukur besarnya permukaan
cairan pada tangki.
2. Untuk mengetahui sistem kerja diferensial transmitter elektrik pada saat proses
berlangsung.
1.4. Metode pembahasan.
Metode pembahasan yang di pergunakan dalam penulisan karya akhir ini
antara lain sebagai berikut :
1. Dengan mempelajari teoritis dan mencari spesifikasi data yang diperlukan tentang
diferensial transmitter elektrik serta mencari buku-buku sesuai dengan topik
pembahasan penulis.
2. Dengan melakukan pengamatan di lapangan (pengambilan data) di laboratorium
instrumentasi PTKI-Medan.
3. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing dan studi kepustakaan.
4. Mengumpulkan data-data yang diperlukan tentang transmitter dan sensor.
1.5. Sistematika pembahasan.
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka
penulis membuat suatu sistematika pembahasan. Sistematika pembahasan ini
merupakan urutan bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi Abstrak, Latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah,
dan Metode pembahasan, sistematika penulisan.
BAB II ALAT UKUR TINGGI PERMUKAAN CAIRAN (LEVEL)
Bab ini akan menjelaskan pengertian pengukuran, dasar pengukuran, jenis-jenis
tinggi permukan dan karakteristik. Aspek-aspek pengukuran tinggi permukaan cairan.
BAB III TRANSMITTER ELEKTRIK.
Bab ini menjelaskan tentang pengertian transmitter, signal transmitter,
macam-macam transmitter, transmitter pneumatik dan elektrik, komponen-komponen presure
transmitter elektrik, adjustment transmitter elektrik, gain sistem pengukuran, sistem
konversi sinyal.
BAB IV SISTEM KERJA DIFERENSIAL TRANSMITTER ELEKTRIK TIPE
UME 2 SMK 1/24 VDC/4 - 20 mA/∆P - 3500 mm H₂O SEBAGAI SENSOR
UNTUK MENGUKUR BESARNYA TINGGI PERMUKAAN CAIRAN.
Bab ini menjelaskan prinsip kerja diferensial transmitter elektrik dengan skala
pembacaan pada level recorder control.
BAB V PENUTUP
Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran-saran mengenai isi dari pada
BAB II
ALAT UKUR TINGGI PERMUKAAN CAIRAN (LEVEL)
2.1. Umum
Alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan
besarnya tinggi permukaan cairan digunakan diferensial transmitter elektrik yang
dilengkapai dengan instrumentasi lain seperti control valve, pressure gauge, pompa
recorder controller dan tangki.
Tujuan pengukuran tinggi permukaan cairan pada proses adalah untuk :
1. Mencegah kerusakan equipment dan kerugian akibat cairan bahan untuk proses
industri terbuang.
2. Pengontrolan jalannya proses.
3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan seperti pada Evaporator-evaporator
hydrocarbon.
2.2. Terminologi Pengukuran
Terminologi yang umum digunakan dalam teknik instrumentasi dan control :
1. Proses variabel .
Besaran fisis atau kimia atau suatu keadaan yang dapat berupa suhu, aliran,
tekanan, cahaya, Ph dan sebagainya, yang berubah terhadap waktu.
2. Variabel control
3. Control agent (Medium)
Bahan atau energy yang terdapat didalam proses yang mempengaruhi harga dari
variabel kontrol dan alirannya diatur oleh final kontrol elemen.
4. Measuring elemen
Elemen-elemen yang ikut serta dalam pengukuran perubahan dari variabel
kontrol.
5. Primary control element
Bagian dari control yang menyebabkan pergerakkan atau variasi dari besaran
yang diukur untuk menjalankan sistem kontrol.
6. Final control element
Bagian dari sistem kontrol misalnya katub membran, lever motor atau electrical
beater, yang mengerjakan langsung suatu alat control.
7. Automatic controller
Suatu mekanisme yang mengukur harga-harga dari suatu besaran atau keadan
dan bekerja mempertahankannya didalam batas-batas yang tertentu.
8. Set point
Harga dari variabel kontrol yang ingin dicapai dan dipertahankan. Suatu control
biasanya diperlengkapi dengan satu jarum penunjuk untuk titik penentuan (set
point) dan peralatan untuk di set.
9. Control Point
Harga rata-rata dari variabel kontrol yang dipertahankan control pada keadaan
10. Respone kontrol
Operasi yang terjadi oleh control sebagai akibat dari perubahan pada variable
kontrol.
11. On-Off Respone
Suatu control respont dimana final control elemen berubah dengan cepat dari
suatu nilai ekstrim ke nilai ekstrim secara periodik sebagai akibat dari perubaha
variable kontrol.
12. Direct Acting Controller
Suatu controller yang memperbesar tekanan udara bagi control unit jika terjadi
kenaikan pada harga variabel kontrol.
13. Referse Akting Controller
Suatu controller yang memperkecil tekanan udara control unit jika terjadi
kenaikan pada harga variabel kontrol.
14. Adjusment sensitivity atau proportional response
Suatu response dari controller yang sebanding dengan perubahan dari variable
kontrol.
15. Throttling Range atau Propotional Band
Batas dari harga maxsimum dan minimum dari perubahan variabel control
untuk membuat pergerakan/operasi dari control elemen yang terahir dari batas
maxsimum ke batas minimum.
16. Sensitivity
Suatu unit dari propotional response yang dinyatakan dalam satuan tertentu.
a. i./inchi. Sensitivity dapat didefinisikan sebagai perbandingan perubahan dari
controller output dengan perpindahan jarum penunjuk yang diukur dari set
point.
17. Offset
Perbedaan antara yang diinginkan (Set point) dengan besaran yang terjadi
sebagai output (control point) dari sebuah propotional controller.
18. Load Change (Perubahan beban)
Suatu perubahan didalam keadaan-keadaan proses yang membutuhkan suatu
perubahan posisi dari control element yang terahir untuk menjaga harga yang
diinginkan bagi control point.
19. Synchronization
Proses untuk menyetel Controller Output melalui posisi dari control element
yang terahir sedemikian rupa hingga control point yang diinginkan dijaga pada
suatu posisi yang tetap dengan set point.
20. Reset rate
Satuan pengukuran untuk menyatakan reset response. Perbandingan antara
kecepatan perubahan dari control element yang terahir sesuai dengan reset
response dan juga terhadap propotional response yang mengikuti suatu keadaan
perubahan dari alat ukur.
Reset rate biasanya dinyatakan dalam cycle per menit.
21. Error
Error bisa negatif bisa juga positif. Bila set-point lebih besar dari measured
variabel error akan menjadi positif. Sebaliknya bila set-point lebih kecil dari
measured variabel error menjadi negatif.
22. Span
Adalah nilai pengukuran dari transduser atau sensor, contoh : Span dari
transduser 0 – 100, maka zero adalah 0 dan range adalah 100. Jika rangenya
adalah 50 – 150 .
23. Transmitter
Adalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element, dan
mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh controller.
24. Transducer
Adalah unit pengalih sinyal. Kata transmitter seringkali dirancuhkan dengan
transducer. Transducer lebih bersifat umum sedangkan transmitter lebih khusus
pada pemakaiannya dalam sistem pengukuran.
2.3. Metoda Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level).
Pengukuran permukaan, volume, berat cairan pada bahan kering dalam bejana
atau tabung sering kali dijumpai. Pengukuran yang teliti seringkali sulit dicapai.
Luasnya variasi karat dan sifat cair dan besarnya ukuran bejana penyimpanan yang
diperlukan untuk pengukuran isi di dalam fraksi satu liter adalah halangan yang harus
diatasi. Metode umum yang digunakan untuk melaksanakan pengukuran ini termasuk
Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan dapat dilihat dari penggunaan
gelas penglihat atau gelas ukur biasa dalam bejana dianggap merupakan metode yang
paling sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. Metode ini sangat efektif
digunakan dalam pengukuran langsung.
Metoda yang digunakan secara luas untuk langsung mengukur permukaan
adalah pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan
sesuai untuk menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan.
Beberapa metode tidak langsung meliputi pengukuran (permukaan), tekanan,
pengukuran kerapatan (densitas), pengukuran tinggi permukaan dengan pemberat,
dan lain-lain.
Pada pabrik kimia, banyak tangki dan tabung dipakai untuk menyimpan bahan baku
dan produk berupa cairan. Penyimpanan perlu diketahui volume dan inventarisnya.
Proses fluida dalam fase cair terus-menerus ditampung atau dialirkan ke tangki atau
tabung penyimpanan.
Permukaan cairan dalam tangki harus dibuat setabil agar operasi dalam pabrik dapat
setabil. Banyaknya cairan yang terdapat dalam tangki dapat diketahui dengan
mendeteksi tinggi dari permukaan cairan dalam tangki proses. Permukaan cairan
dibuat tetap dengan mengendalikan laju arus cairan yang dilakukan dari dasar tangki
menggunakan control valve. Rangkaian kendali permukaan cairan terdiri atas
Metoda pengukuran tinggi permukaan cairan ada dua yaitu :
1. Pengukuran dilihat langsunng.
Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya
dan ditunjukkan dalam satuan pengukuran panjang (meter).
Dengan diketahuinya tinggi permukaan cairan maka volume dari cairan yang
diukur dapat dicari bila dikehendaki.
2. Metoda mekanik.
Gaya pada cairan menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini
kemudian dikalibrasi kedalam bentuk skala angka-angka.
TINGGI CAIRAN
DILIHAT LANGSUNG
GAYA PADA CAIRAN
GERAK MEKANIK
KALIBRASI
Gambar 2.2. Metoda mekanik
2.4. Jenis-jenis Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan.
Dalam mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu tangki pemrosesan
maupun dalam tangki penimbunan dipergunakan alat ukur tinggi permukaan cairan
yang sesuai dengan bentuk penggunaannya.
Alat ukur permukaan cairan terdiri dari beberapa jenis diantaranya :
1. Mistar Ukur
Suatu batang dengan skala yang telah dikalibrasi dicelupkan secara vertikal
dari atas ke dalam cairan yang akan diukur, atau dimasukkan sampai terjadi
sentuhan antara permukaan cairan dan ujung mistar ukur. Ketinggian permukaan
pada hal pertama dibaca pada batas pembasahan mistar, pada hal kedua pada
suatu titik acuan tertentu (misalnya pinggiran wadah).
Nilai ukur tergantung pada besar dan bentuk wadah. Mistar ukur hanya boleh
digunakan untuk wadah yang sebelumnya dipakai untuk mengkalibrasi mistar
pencelupan yang tidak betul (misalnya miring), nilai ukur akan menjadi salah
pula.
Mistar ukur merupakan alat ukur yang paling sederhana untuk cairan dalam
wadah terbuka yang tidak terlalu tinggi. Tidak cocok untuk pengukuran yang
harus dilakukan seringkali dan menuntut ketelitian tinggi. Juga tidak cocok untuk
pengukuran dalam bejana bertekanan atau vakum atau berisi cairan berbusa.
2. Gelas Penduga (Level glass)
Gelas penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam suatu bejana
atau container secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga
adalah prinsip bejana berhubungan.
Gelas penduga (Level glass) terdiri dari dua jenis yaitu :
- Gelas penduga ujung terbuka
- Gelas penduga ujung tertutup
Gambar 2.3. menunjukkan skematik dari 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 menduga tetap pada posisinya. Sebagian cairan dalam
bejana, akan mengalir kedalam Gelas penduga. Tinggi permukaan cairan pada
Gelas penduga dan bejana biasanya sama, karena bejana dan Gelas penduga
adalah merupakan dua bejana 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. 2.4. Gelas penduga ujung tertutup.
Gambar 2.4. menunjukkan gelas penduga ujung tertutup dengan bejana
bertekanan tinggi. Bahwa kedua ujung gelas penduga dihubungkan dengan
(kosong). Level glass yang dipergunakan untuk cairan yang bertekanan tinggi
harus diberi pelindung kaca tahan banting dan harus dilengkapi dengan
kerangan-kerangan isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari sistem
sewaktu perbaikan atau pembersihan.
Level glass yang dipergunakan untuk cairan dengan temperature yang tinggi
harus dilengkapi dengan saluran buangan. Saluran ini berfunngsi 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.
3. Pemberat dan Pita.
Gambar 2.5 Pemberat dan Pita
Cara termudah untuk mengukur tinggi permukaan cairan dalam tangki-tangki ialah
dengan menggunakan sebuah pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya
pengukuran (pita ini telah diberi skala). Sistem pengukuran seperti ini sering
dilakukan pada tangki-tangki yang mengandung cairan yang bisa melengket dan
memberikan bekas warna pada pengukuran Crude oil, Condensate Hydrocarbon dan
lain-lain. Disamping itu pada tangki harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk
dan diturunkan.
4. Alat Ukur Dengan Penggeser.
Disebut Displacer adalah karena pada prinsipnya nilai gerak apung yang
dihasilkan oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement ) nilai volume
cairan yang menghasilkan gerak apung tersebut.
Prinsip ini dapat dibuktikan seperti pada gambar 2.6
Gambar 2.6, menunjukkan sebuah penggeser didalam silinder kosong, digantung
pada sebuah dacing (timbangan).
Penunjuk pada timbangan menunjuk 3 Ib.
Pada gambar B, air setinggi 7 inchi pada silinder mengurangi berat penggesser
sebesar 1 Ib dan pada gambar C, air setinggi 14 inchi menggantikan (mengurangi)
berat dari penggeser sebesar 2 Ib sehingga berat dari penggeser kini hanya sebesar 1
Ib. Padahal penggesernya tidak diapa-apakan.
Ada 3 hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini yaitu :
1. Penggeser tidak akan terapung diatas cairan, melainkan sebagian akan terbenam,
karena penggeser itu sendiri mempunya berat tertentu dan terikat pada gantungan
(support arm).
2. Naiknya tinggi permukaan cairan akan membuat penggeser naik, karena adanya
gaya apung yang lebih besar dari cairan. Akan tetapi pergerakan dari penggeser
hanya kecil sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan cairan.
3. Perubahan pada kedudukan penggeser akan mengakibatkan perubahan pada
Gambar 2.7. Penggeser dengan Meteran
Gambar 2.7. menunjukkan disain dari penggeser dengan meteran penunjuk.
Perhatikan bahwa tabung pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakan
penunjuk (pointer). Penggeser selalu dihubungkan dengan transmitter sinyal. Output
dari transmitter kemudian dikirimkan ke meteran penunjuk. Output ini bisa berupa
sinyal pneumatic maupun sinyal listrik.
Prinsip kerja dari alat ukur dengan penggeser pada umumnya dapat dikatakan sebagai
berikut :
1. Perubahan pada tinggi permukaan cairan yang diukur akan mengakibatkan
perubahan pada gaya apung dari cairan tersebut. Ini akan membuat penggeser
bergerak turun atau naik.
3. Pergerakan pada tabung pemuntir kemudian dipergunakan untuk menghasilkan
sinyal pneumatic atau listrik. Kemudian sinyal ini dikirimkan kemeteran
penunjuk. Meteran penunjuk dapat berupa meteran dengan Tabung Bourdon.
5. Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan Dengan Beda – Tekanan.
Diafragma dan pengembus seperti yang dibicarakan pada alat-alat ukur
tekanan dapat dipergunakan untuk mengukur tinggi permukaan cairan Akan tetapi,
sama halnya dengan Penggeser maka diafragma dan pengembus selalu dihubungkan
dengan transmitter, baik pneumatik atau listrik. Kemudian, tekanan sinyal pneumatik
atau tegangan listrik ini diturunkan ke meteran penunjuk yang telah dikalibrasi
sebelumnya.
Gambar 2.8. menunjukkan skematik dari pengembus yang dipergunakan dalam
pengukuran tekanan. Pengembusan seperti ini juga dapat dipergunakan untuk
pengukur Tinggi Permukaan Cairan.
6. Alat ukur dengan sistem gelembung.
Gambar 2.9. Sistem Gelembung.
Gambar 2.9. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan dengan
sistem gelembung. Meteran penunjuk untuk alat ukur ini umumnya adalah pressur
gage dengan tabung bourdon yang telah dikalibrasi sebelumnya kedalam bentuk skala
proses. Alat ukur Tinggi Permukaan Cairan dengan sistem gelembung dipergunakan
pada tangki-tangki air, tidak bertekanan (tekanan statis). Sistem gelembung
memerlukan catu udara bertekanan yang kontinu. Biasanya tekanan udara ini
maxsimum 50 psi. Udara ini dimasukkan kedalam tabung yang terbenam (tegak) pada
cairan yang akan diukur. Semakin tinggi permukaan cairan yang akan diukur semakin
diberikan cairan. Dengan demikian, tinggi permukaan cairan dapat diukur melalui
besaran tekanan udara yang dibutuhkan.
2.5. Jenis lain dari alat ukur tinggi permukaan cairan.
1. Meteran tangki penyimpanan (storage tank gages)
Gambar 2.10. Meteran tangki penyimpanan.
Gambar 2.10. menunjukkan skematik dari meteran tangki penyimpanan. Alat ini
terdiri dari pelampung dan pita baja. Bila tinggi permukaan cairan naik maka
pelampungpun turut naik. Angka yang ditunjuk oleh ujung pita baja menunjukkan
tinggi permukaan cairan yang diukur. Angka ini biasanya dalam satuan panjang, akan
tetapi dapat diperhitungkan menjadi satuan isi. Meteran tangki penyimpanan seperti
ini sering disebut seperti ini sering disebut dengan nama pelampung dan pita (float
and tape) dan dipergunakan dalam pengukuran cairan pada tangki penimbunan yang
2. Kotak diafragma
Gambar 2.11. Kotak diafragma
Gambar 2.11. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan yang
disebut kotak diafragma. Alat ini terdiri dari meteran penunjuk, pipa dan diafragma
dan sistem ini diisi udara bertekanan setara dengan tekanan atmosfir. Meteran
penunjuk, biasanya adalah jenis Presure gage dengan tabung bourdon yang dikalibrasi
kedalam bentuk skala proses. Bila tinggi permukaan cairan naik maka tekanan dalam
sistem pengukuran akan naik. Ujung pipa pada kotak dibuat bengkok 90º supaya
BAB III
TRANSMITTER
3.1. Pengertian Transmitter
Transmitter adalah salah satu elemen dari sistem pengendali proses. Seperti yang
sudah diketahui bahwa untuk mengukur besaran fisik suatu proses digunakan alat
ukur yang sering disebut sebagai sensor/primary elemen (bagian yang berhubungan
langsung dengan medium yang diukur), keluaran (output) dari sensor tersebut dapat
disuplaykan/ditampilkan dimana tempat sensor tersebut dipasang pada lokal
indikator, atau bisa juga langsung dikirim melalui ruangan pengendali (control room)
secara remote.
Untuk pengendali yang bersipat remote biasanya digunakan alat bantu sebagai
penguat dan penterjemah output dari sensor kedalam bentuk sinyal standard.
Peralatan semacam inilah yang dalam sistem instrumentasi pengendali proses yang
kita kenal dengan ”Transmitter”. Dimana tergantung besaran fisik yang diukur dan
lebih populer dengan sebutan proses variabel (prosess variabel) oleh transmitter
tersebut, bila besaran yang diukur adalah tekanan maka disebut transmitter tekanan
(pressure transmitter), berkenaan dengan itu dikenal juga level transmitter, flow
transmitter dan sebagainya. Menurut bentuk sinyal energi yang digunakan transmitter
dibedakan menjadi pneumatik dan elektrik.
Dalam ilmu instrumentasi dikenal dua sistem sinyal yang dipergunakan, yaitu
Berdasarkan kedua sistem tersebut transmitter dapat digolongkan menjadi dua jenis :
1. Transmitter pneumatik
2. Transmitter elektrik
Pada umumnya sinyal sistem transmitter ini adalah merupakan jalur pengirim sinyal
dari alat-alat perasa ke kontroller dan dari kontroller kepengatur akhir (control valve).
3.2. Sinyal Transmitter
Sinyal adalah tanda yang diberikan kepada alat penerima, pencatat, pengatur dan
petunjuk yang berupa angka. Jenis- jenis Sinyal yang ada pada transmitter adalah :
1. Sinyal pneumatik atau tekanan udara
Besarnya standart sinyal pneumatik adalah 3 - 15 psi atau 0,2 – 1,0 Kg/cm².
2. Sinyal Elektrik atau Elektronik
Besaran standart sinyal elektrik adalah 4 – 20 mA atau sinyal 10 – 50 mA dan
sekala kerja sinyal tegangan ada yang sedikit bervariasi sebesar 1 – 5 VDC, ada
yang 0 – 10 VDC, atau skala-skala yang lain yang tergantung pada kerja unit
instrumentasi.
3.3. Transmitter pneumatik
Pada dasarnya Transmitter Pneumatik adalah berfungsi untuk mengubah tekanan
control valve menjadi sinyal pneumatik serta mengirimkan sinyal pneumatik itu ke
alat penerima seperti control valve, controller, pressure gauge. Pokok utama
sinyal berkisar 3 – 15 psi atau 0,2-1,0 kg/cm². Transmitter Pneumatik ini dapat
digunakan sampai jarak sekitar 200 meter.
Transmitter pneumatik pada umumnya terdiri dari dua bagian yaitu :
a. Bagian perasa (Detektor).
Bagian perasa (Detektor) berfungsi untuk mengubah sinyal proses kedalam
bentuk gerak-gerak mekanik. Misalnya tekanan didalam bejana sebelumnya
adalah 10 psi beberapa detik kemudian turun menjadi 9 psi, perubahan sebesar 1
psi ini adalah merupaka signal yang harus diubah oleh detektor kedalam bentuk
pergerakan mekanik.
Detektor yang biasa dipakai dalam transmitter ini adalah :
- Meter body
- Sel beda tekanan (Diferensial Pressure Cell)
- Penggeser (Displaces)
- Bola berisi cairan (Liguid Filled Bulb)
b. Bagian pengirim
Bagian pengirim dari transmitter elektronik berfungsi untuk megubah
gerak-gerak mekanik menjadi sinyal elektrik atau kedalam bentuk sinyal pneumatik.
3.4. Transmitter Elektrik
Transmitter elektrik adalah salah satu peralatan kontrol yang pengaruhnya
sangat besar terhadap jalanya proses pengontrolan, karena transmitter ini
fungsinya menerima sinyal elektrik dari alat ukur yang akan dikirim ke kontroller.
bentuk sinyal arus atau tegangan. Dimana skala kerja sinyal arus selalu 4-20 mA
atau sinyal 10-50 mA, dan skala kerja sinyal tegangan ada yang bervariasi sebesar
1-5 VDC dan ada juga yang 0-10 VDC
- Bagian perasa
, atau skala-skala yang lain tergantung pada
kerja unit transmitter. Transmitter elektrik juga terdiri dari dua bagian pokok
yaitu:
- Bagian pengirim
Unit Transmitter Elektronik dapat ditunjukkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Struktur Transmitter Elektrik
Keterangan :
1. Pengimbang utama 2. Pegas peninggi dan pegas
Keterangan :
Unit transmitter yang menggunakan sistem beam yang seimbangkan secara
listrik, mengubah pergeseran input torsi dalam sinyal arus 4 ampere 20 mA DC yang
sebanding dengan input yang dipakai. Transmitter akan beroperasi dengan receiver
(penangkap) yang memiliki impedansi muatan (termasuk resistansi garis) dari 600
(42 Volt). Tidak ada penyesuaian muatan yang diperlukan.
Unit transmitter (pemancar), pandangan dari dalam (panel indikator dibuka
atau dilepas) :
1. Beam primer.
2. Supresi nol elevasi yang menyesuakan rangkaian spring.
3. Penyesuaian nol eksternal.
4. Dashpot dan sisi tekanan rendah pada stopper travel.
5. Beam sekunder.
6. Span rider (kasar).
7. Level penyesuaian span halus.
8. Sisi tekanan tinggi pada stopper travel.
9. Rangkaian detektor.
10.Unit O.P.D (osilator)
11.Basis
12.Indikator output (pandangan belakang)
13.Sub panel indikator
14.Test jack output
16.Sambungan listrik (ISO R228 1/2 ”)
17.Strap
18.Penyesuaian span halus
19.Kotak terminal
20.Srap
Adapun prinsip kerja transmitter elektrik adalah sebagai berikut :
- Batang pemuntir dari detector (bagian perasa) disambungkan dengan
pengimbang utama dari bagian pengirim, sehingga pergerakan dari batang
pemuntir menghasilkan pergerakan pada pengimbang utama.
- Pergerakan dari pengimbang utama mengubah jarak antara kedua ferrite dari
detector bagian pengirim.
- Berubahnya jarak antara kedua ferrite menghasilkan perubahan pada induktansi
pada pick-up coil.
- Perubahan induktasi dari pick-up coil menghasilkan perubahan pada output
osilator dari kesatuan OPD.
- Perubahan pada output Osilator menghasilkan perubahan pada nilai arus listrik
yang keluar dari transmitter. Dengan demikian, perubahan pada variabel proses
yang dirasakan oleh detector pada bagian perasa dapat menghasilkan perubahan
pada nilai arus listrik yang keluar dari bagian pengirim.
- Perhatikan bahwa sebagian dari output osilator dikirim kesatuan magnet sehingga
kesatuan magnet akhirnya akan menghasilkan pergeseran pada penghubung
kedua .
- Pergerakan (gaya) pada penghubung kedua diteruskan kepengimbang utama
melalui penyetelan batasan (span rider). Gaya pengimbang kedua adalah
melawan gaya pada pengimbang utama sehingga pergerakan pengimbang utama
diimbangi oleh pergerakan pengimbang utama. Dengan demikian akan dihasilkan
kedudukan dimana perubahan jarak antara ferrite akan sebanding dengan
perubahan variabel proses yang dirasakan oleh detector.
A.Case (kotak)
1. Kotak aluminium cocok untuk lokasi yang berbahaya dan yang tidak
berbahaya.
2. Konstruksi yang kedap terhadap ledakan memenuhi standart JISD2G4 untuk
daerah-daerah yang berbahaya bila dipakai dengan kotak terminal yang kedap
terhadap ledakan yang diberikan secara pilihan (opsional)
3. Kotak ini dibuat dari konstruksi yang tahan terhadap perubahan cuaca, suhu.
4. Penutup bisa dibuka dengan membuka mur socket (stop kontak). Bagian
penahan tutup adalah konstruksi yang terkunci ketat untuk memenuhi
ketentuan-ketentuan kekedapan. Kendorkan mur socket (stop kontak) dengan
menggunakan obeng. Untuk transmitter yang memiliki kontak terminal, buka
B.Komponen internal (dalam)
1. Komponen-komponen penting adalah rangkaian keseimbangan daya atau
kekuatan dan rangkaian listrik. Blok terminal yang dihubungkan melalui kabel
secara internal kerangkaian listrik ditegakkan dalam kotak yang dekat dengan
koneksi ½ yang melalui itulah muatan luar dibawa.
2. Rangkaian keseimbangan daya rangkaian detektor magnet, beam primer dan
sekunder, dan dashpot peredam. Transmitter ditentukan pabrik untuk range
diferensial yang telah ditetapkan.
3. Komponen-komponen listrik mencakup sub panel dengan indikator output dan
dua test jack output untuk ketelitian 4 hingga 20 mA DC pengukuran.
4. Zero bisa disesuaikan dengan tang dari ukuran sebelah kanan kotak. Zero dan
spring kenaikan (elevasi) bisa dibuat logam nikel pada suhu yang stabil secara
sama .
5. Unit transmitter dihubungkan pada fitting tunggal yang melalui itulah tabung
seal dan batang torsi melintas.
Seluruh komponen transmitter kecuali indikator output ditegakkan pada plant
basis baja yang diikatkan dengan pitting ini. Unit OPD, papan sircuit tercetak, cocok
kedalam plug unik (khusus) yang ditegakkan pada plant basis dan dikunci secara
aman ditempat dengan sekrup. Kotak transmitter diikatkan dengan ketubuh meter,
secara terpisah dari komponen, sehingga tekanan dalam kondusit tidak
3.5. Adjustment Transmitter Elektrik
Adjustment dilakukan untuk menanggulangi penyimpangan aksi kerja peralatan.
Penetapan harga pada transmitter elektrik dapat dilakukan dengan cara mengatur span
rider dan menyetel kedudukan zero adjustment.
Dalam aksi kontrol yang menjadi bagian dasar adalah kerja dari alat penyampaian
sinyal. Alat kontrol yang berfungsi untuk penyampaian sinyal adalah transmitter.
Transmitter yang digunakan dalam adjustment ini adalah transmitter elektrik jenis
diferensial presure. Penyetelan terhadap alat ukur ini dapat dilakukan dengan cara :
Penempatan sinyal yang dihasilkan terhadap besaran proses yang diukur.
Sinyal yang dihasilkan oleh transmitter elektrik adalah 4 – 20 mA. Pada keadaan
besaran proses 0% sinyal yang dihasilkan transmitter adalah 4 mA. Penetapan harga
ini dapat dilakukan dengan mengatur kedudukan zero adjustment pada transmitter
tersebut.
Pada keadaan besaran proses 100% maka sinyal yang dihasilkan adalah 20 mA.
Penetapan harga ini dapat dilakukan dengan mengatur kedudukan span rider.
Penyetelan pada keadaan 0% dan 100% ini dilakukan secara berulang-ulang kali
sampai menunjukkan skala pembacaan pada alat ukur selalu stabil. Kalibrasi sebuah
Gambar 3.2. Kalibrasi pressure transmitter
Hubungan antara diferensial pressure dan flow, ternyata tidak linier, namun
memenuhi persamaan kuadratis yang secara umum adalah sebagai berikut :
∆P = ƒ²
Dimana : ∆P = diferensial tekanan.
f = laju aliran fluida
3.6. Gain Sistem Pengukuran
Sistem pengukuran terdiri atas dua elemen, yaitu sensing elemen dan transmitter.
Oleh sebab itu, gain sistem pengukuran merupakan hasil kali gain transmitter dan
gain sensing elemen.
Gain sebuah transmitter didefenisikan sebagai :
Dalam banyak hal gain transmitter sistem selalu linier, karena kurva hubungan
input-output transmitter sistem selalu berbentuk garis lurus. Jadi gain transmitter akan
tetap didaerah operasi dimanapun, asalkan proses variabel masih ada di dalam range
Gambar 3.3 Sistem pengukuran level tangki
Tidak demikian halnya dengan gain sensing elemen. Gain sensing elemen sistem
selalu tidak linier. Kurva hubungan input-outputnya sistem selalu tidak berbentuk
garis lurus. Karena sifatnya yang tidak linier, defenisi gain sensing elemen atau
kemudian menjadi gain sistem pengukuran menjadi sedikit berbeda dengan defenisi
gain transmitter. Gain kemudian didefenisikan sebagai perbandingan antara
perubahan output yang terjadi atas suatu perubahan input. Sistem pengukuran level
tangki dapat dilihat pada gambar 3.3
3.7. Pemakaian Sistem Kontrol
Pemakaian sistem kontrol otomatik banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari baik
dalam pemakaian langsung maupun tidak langsung.
Pemakaian sistem kontrol ini dapat dikelompokkan sebagai berikut
1. Pengontrolan proses : temperatur, aliran, tekanan, tinggi permukaan
cairan, viskositas. Misalnya pada industri kimia, makanan, tekstil,
2. Pembangkit tenaga listrik (pengontrolan distribusi tenaga).
3. Pengontrolan numerik (numerical control, N/C) : pengontrolan operasi
yang membutuhkan ketelitian tinggi dalam proses yang berulang-ulang.
Misalnya : pengeboran, pembuatan lubang, tekstil, pengelasan.
4. Transportasi : elevator, escalator, pesawat terbang, kereta api, conveyor
(ban berjalan), pengendalian kapal laut dan lain-lain.
5. Bidang non teknis, seperti : ekonomi, sosiologi, dan biologi.
Berikut ini adalah diagram kotak sistem pengendalian level di sebuah tangki
dengan transmitter elektrik.
Gambar 3.4. Diagram kotak sistem pengendalian level di sebuah tangki.
Pada Gambar 3.4. bagian kontroller summing junction dengan tanda
positif-negatif, di titik inilah langkah membandingkan dilakukan dengan
mengurangi besaran set point dengan sinyal measurement variabel, hasilnya
Hampir semua sistem pengendalian selalu dimulai dengan menampilkan blok
diagram sistem pengontrolan otomatis. Secara umum elemen sistem
kontrolnya ialah :
1. Feedback adalah sistem pengendali otomatis yang mempunyai dua
summing junction yaitu positif feedback dan negatif feedback.
2. Proses (proses) adalah tatanan peralatan yang mempunyai suatu fungsi
tertentu. Input proses dapat bermacam-macam, yang pasti ia merupakan
besaran yang dimanipulasi oleh final control element atau control valve
agar measurement variabel sama dengan set point. Input proses ini juga
disebut manipulated variabel.
3. Transmitter adalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing
element, dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh
kontroller.
4. Set point adalah besaran proses variabel yang dikehendaki. Sebuah
kontroller akan selalu berusaha menyamakan controlled variabel dengan set
point.
5. Error adalah selisih antara set point dikurangi measurement variable.
Error bisa negatif dan bisa juga positif. Bila set point lebih besar dari
measured variable, error akan menjadi positif, sebaliknya bila set
pointnya lebih kecil dari measured variable, error menjadi negatif.
6. Kontroller adalah elemen yang mengerjakan tiga dari empat tahap langkah
variable, menghitung berapa banyak koreksi yang perlu dilakukan, dan
mengeluarkan sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungan tadi,
kontroller sepenuhnya menggantikan peran manusia dalam mengendalikan
sebuah proses.
3.8. Transduser
Transduser (transducer) adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk
daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan
ukuran atau informasi. Transduser bias berupa peralatan listrik, elektronik,
elektromekanik, elektromagnetik, fotonik. Dalam pengertian yang lebih luas,
transduser kadang-kadang juga didefenisikan sebagai suatu peralatan yang
mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya. Pada umumnya adalah
mengubah besaran-besaran fisis tersebut menjadi besaran listrik misalnya : tekanan,
temperatur, aliran, posisi dan lain-lain. Contoh yang umum adalah pengeras
suara (audio speaker), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa
musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon, yang
mengubah suara kita, bunyi atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.
Transduser atau sensor adalah salah satu bagian dari komponen sistem
pengaturan. Sensor yang digunakan sebagai elemen yang langsung mengadakan
kontak dengan yang diukur, sedang transduser berfungsi untuk mengubah besaran
fisis yang diukur menjadi besaran fisis lainnya.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil pengamatan.
Untuk mendapatkan data-data yang lengkap mengenai pengukuran besarnya
tinggi permukaan cairan (level pada tangki) dengan menggunakan transmitter
elektrik sebagai alat ukurnya. Dilakukan pengamatan langsung dengan pembimbing
lapangan di laboratorium instrument PTKI.
Adapun data-data yang diperoleh dari hasil pengamatan adalah sebagai berikut :
Input : DC 4 – 20 mA
Output : 0,2 – 1,0 kg/cm²
6. Transmitter
Jenis : Elektrik Transmitter
Type : UME 2 ( Diferensial transmittter )
Supplay : DC 24 Volt
Signal Input : DC 4 – 20 mA
No.Seri : 2475 A 636
∆P Transmitter : 350 kg/cm² (3500 mm H2
Material : SUS 316 L
O)
7. Bejana
Tinggi : 1,5 m
Diameter : 1 m
Material : Stainlees Steel
8. Recorder Controller
Supplay : 80 – 130 V AC / 20 – 130 V DC
4.1.2. Peralatan
Peralatan-peralatan yang digunakan pada penelitian yang akan dilakukan
adalah sebagai berikut :
1. Satu unit pompa yang berfungsi untuk mensirkulasikan air.
2. Satu unit motor yang berfungsi untuk menggerakkan pompa.
3. Satu buah converter yang berfungsi untuk mengubah signal pneumatik ke
elektrik.
4. Satu buah kompressor yang berfungsi untuk memberikan tekanan udara ke
konverter, untuk kebutuhan control valve.
5. Satu buah control valve yang berfungsi untuk mengatur bukaan dengan
memberikan udara bertekanan.
6. Satu buah transmitter elektrik yang berfungsi untuk mendeteksi besaran
proses dalam tangki yang berisi air.
7. Satu buah controller yang berfungsi untuk mengukur besaran proses dengan
set point, dan mengatur besaran signal output ke kontrol valve.
8. Satu buah recorder yang berfungsi sebagai pencatat hasil pengukuran yang
berbentuk kurva.
Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar sistem pengoperasian transmitter
dibawah ini :
Gambar 4.1. Sistem Pengoperasian Transmitter Elektrik Pada Pengendalian Level di
sebuah Tangki.
Keterangan :
1. Pompa
2. Control valve
3. Air Regulator
4. Converter
5. Controller
6. Level Transmitter
7. Tangki
4.2. Pembahasan
4.2.1. Sistem Kerja Transmitter Elektrik Pada Tangki.
Trasmitter merupakan alat atau kelanjutan dari sensor. Dimana transmitter ini
dapat berubah signal proses yang diterima oleh detektor diubah menjadi signal listrik
serta mengirimkan signal listrik tersebut ke alat penerima seperti pencatat (recorder),
pengatur dan penunjuk. Transmitter terdiri dari rangkaian elektronik yang dilengkapi
dengan mickro komputer dan sekaligus menyimpan data program yang dimasukkan.
Transmitter elektrik mempunyai blok transmitter yaitu suatu alat yang dapat
mengubah hasil sensor menjadi hasil pengukuran. Adapun yang disensor adalah
tekanan di dalam tangki. Output dari rangkaian ini berupa signal arus yang melalui
kabel ke ruang sistem atau Level Recorder Conttrol (LRC). Untuk lebih jelas dapat
dilihat pada gambar 4.2 dibawah ini :
Fisis signal Proses Signal Output (Signal input) Body Transmitter 4 – 20 mA 0 – 1 kg/cm² Transmitter Elektrik
Gambar 4.2. Diagram Blok Sistem Transmitter
Rangkaian transmitter dibangun 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 diberikan kerangkaian dan
disalurkan keruang distributor, tegangan ini diberikan untuk pengirim signal juga
Input dari rangkaian ini berupa signal fisis sebesar 0 – 1 kg/cm² yang disensor
oleh body transmitter, jenis sensor yang digunakan adalah jenis diafragma dimana
penyensoran menjadi hasil pengukuran. Signal output yang dihasilkan transmitter
sebesar 4 – 20 mA.
Proses tekanan udara diberikan oleh kompressor dan dikirim ke converter,
dimana converter berfungsi untuk mengubah signal pneumatik menjadi signal
elektrik untuk membuka control valve. Control valve mengatur laju aliran yang
masuk kedalam bejana, dimana di dalam bejana ada tekanan udara sebesar 0 – 1
kg/cm². Besaran inilah yang disensor oleh pengimbang utama dari body transmitter
pada sisi high, yang menimbulkan gerak-gerak mekanik setengah melingkar dari
batang pemuntir pada detektor. Untuk menghidari tekana berlebihan diperlukan
peredam dan penyetelan batas (range) pada transmitter. Pada sisi low atau
pengimbang kedua berfungsi sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas
terhadap gaya gerak pengimbang utama (high). Maka pada kesatuan magnet terjadi
gaya tolak menolak yang akhirnya menghasilkan pergerakkan pada penghubung
keduanya dan pada pegas bias didapat nilai batas dari operasi transmitter. Sistem ini
berupa signal arus sebesar 4 – 20 mA, DC yang dikirimkan LRC (Level Recorder
Control) dan akan diubah menjadi suatu perintah-perintah yang telah diset pada
memori LRC tersebut.
Adapun data hasil pengamatan dari pengukuran besarnya tinggi permukaan cairan
Tabel 1. Data Hasil Pengamatan Dari Pengukuran Besarnya Tinggi Permukaan
Cairan.
CV ( % ) TINGGI LEVEL
( mm )
SIGNAL
TRANSMITTER (mA)
LRC
100 1000 20 100
80 800 17 80
60 600 13 60
40 400 11 40
20 200 7.2 20
0 0 4 0
4.2.2. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Transmitter Saat Beroperasi.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi transmitter saat beroperasi antara
lain yaitu :
1. Getaran
Getaran yang ditimbulkan oleh mesin-mesin yang beroperasi 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 bejana yang mau diukur dan dipasang
kokoh (kuat), sehingga tidak terpengaruh oleh getaran mesin-mesin lain saat
beroperasi.
3. Pembuangan udara
Udara yang ada didalam 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.
Umur peralatan juga perlu diperhatikan, karena semakin tua suatu peralatan maka
efisiensi kerjanya semakin 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 juga diakibatkan oleh getaran. Jadi operator perlu
melakukan penggantian transmitter sekali dalam enam bulan untuk pemeliharaan.
4.2.3. Pengkalibrasian Transmitter
Pengkalibrasian dilakukan untuk menanggulangi penyimpangan aksi kerja
peralatan dengan cara, mengatur dan menyetel kedudukan supaya mencapai harga
standart. Dan pengkalibrasian dilakukan setelah pembersihan dan pemeriksaan. Dari
hasil pemeriksaan transmitter mengalami kerusakan pada komponen amplifier. Dalam
hal ini rangkaian amplifier harus diganti dengan yang baru kemudian dilakukan
penyolderan.
Prosedur pengkalibrasian transmitter adalah sebagai berikut :
1. Rangkaian peralatan
2. Pasangkan transmitter pada rangkaian peralatan.
3. Berikan tegangan 24 V DC.
4. Aktifkan peralatan pengkalibrasian.
5. Berikan input ke transmitter dari nilai terendah hingga range yang diukur dengan
perubahan 25 %.
6. Pilih program data pada transmitter dengan kode CuRo (Current Output).
8. Catat nilai yang terukur pada transmitter, bila menyimpang lakukan penyetelan
zero point (z) pada transmitter.
9. Setting flow jack simulator untuk batas tertinggi (100%).
10.Catat nilai yang terukur pada transmitter, bila menyimpang lakukan penyetelan
span (S) pada transmitter.
11.Ulangi untuk nilai penurunan dari 100% - 0%.
12. Bila tidak stabil, lakukan penyetelan kembali.
13.Setelah pengkalibrasian selesai, lepaskan flow jack simulator dan matikan
sumber tegangan.
Adapun data hasil pengkalibrasian transmitter adalah sebagai berikut :
Tabel. Data Hasil Pengkalibrasian Transmitter Elektrik
Untuk mendapatkan data actual valve, didapat dari perhitungan interpolasi sebagai
berikut :
Keterangan :
X : Test Input (bukaan CV)
X₁ : Bukaan terkecil (minimum) dari control valve
X₂ : Bukaan terbesar (maximum) dari control valve
Y : Actual Valve
Y₁ : Arus minimum.
Y₂ : Arus maxsimum.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan di lapangan mengenai sistem kerja
diferensial transmitter elektrik tipe UME 2 SMK 1/24 VDC/4 – 20 mA/∆P - 3500
mm H₂O Sebagai sensor untuk mengukur besarnya tinggi permukaan cairan. Maka
dapat di ambil kesimpulan sebagai berikkut :
1. Alat ukur tipe diferensial transmitter elektrik adalah alat ukur yang digunakan
untuk mengetahui tinggi level di dalam suatu tangki.
2. Alat ukur diferensial transmitter elektrik dapat mendeteksi sebagai sensor
level dalam keadaan kosong hingga level penuh atau pada batas level yang di
inginkan.
3. Dalam pengoperasiannya transmitter dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti
: getaran yang ditimbulkan oleh mesin-mesin lain saat beroperasi, agar tidak
mengganggu pengukuran maka sebaiknya transmitter diletakkan jauh dari
getaran dan terpasang kokoh (kuat). Misalnya: diletakkan didekat tangki
5.2. Saran
Untuk mendapatkan keberhasilan operasi peralatan secara optimal bukan saja
ditentukan oleh peralatan yang dioperasikan tetapi keberhasilan didukung oleh
keterampilan dan kecekatan manusianya, karena kegagalan operasi yang terjadi
bebanyakan dari kelalaian manusia. Maka disarankan :
1. Agar pendeteksian tekanan dalam tangki tidak terganggu sebaiknya diadakan
pembersihan secara rutin terhadap kotoran-kotoran yang terdapat dalam
pipa-pipa atau tangki.
2. Agar setiap pengoperasian berjalan lancar, sebaiknya dilakukan berdasarkan
DAFTAR PUSTAKA
1. Pneumatik Industrial Instruments, Rikichi Suzuki, Fourth Edition
September 1973.
2. Teknik Sistem Kontrol, Sulasno, Thomas Agus Prayitno, Edisi
Pertama Yogyakarta, Graha Ilmu, 2006.
3. Saisuke Ishmaru, Harisuddin, (1987) Instrumentasi Mini Plant,
Japan Internasional Cooperation Agency (JICA).
4. Ir.H.Mansyur, Msi ”Instrumentasi I & II. Fakultas Teknik
Program D-IV USU – Medan 2005.
5. Measurent Fundamentals (second edition), Ralph.L.Moore.
Instrument Socie Ty of Amerika. 400. santniwix Street, Pattsburg Pensylvania
15222.
6. PT. PLN (Persero). Peralatan Kontrol dan Instrument PLTU Jasa
Pendidikan dan Pelatihan. Jl.Harsono RM.No.59, Ragunan-Pasar Minggu,
LAMPIRAN A : MODEL 13A d/p CELL TRANSMITTER
1. Piping ( pemasangan pipa jalur )
Membuat koneksi ditunjukkan dalam gambar dibawah.
LAMPIRAN B : ALAT UNTUK MENGUBAH BATAS UKUR.
LAMPIRAN C : LIQUID LEVEL MEASUREMEN WITH MODEL 13A d/p CELL
TRANSMITTER
GL =
Gambar 2.3 Tangki terbuka Spesific gravity of liquid in tank
LAMPIARAN D :
Gambar 2.5 Pemindahan diafragma kapsul dan untuk menggantikan diafragma kapsul
LAMPIRAN E : FLEXURE LOCKNUT ADJSTMENT .
