KARYA AKHIR
SISTEM PENGENDALIAN LEVEL MENARA DESTILASI
(T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS
AIR-TO-OPEN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN
Oleh:
075203005
CIPTA PRATAMA
PROGRAM DIPLOMA IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTASTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Di pabrik-pabrik medan khususnya di unit destilasi pada menara destilasi
(T-1) berlangsung proses destilasi yaitu pencampuran antara methanol dan air yang
kemudian akan menjadi bagian atau komponen tersendiri.
Air yang masuk didasar menara destilasi untuk jalur produk bawah akan
dikendalikan tinggi permukaan feed tersebut (level) sampai batas yang diinginkan (set point) dimana pengendali level pada dasar menara destilasi dilakukan dilapangan dengan control valve jenis air-to-open.
Dalam melakukan pengendalian tersebut perlu dijaga level agar dalam
keadaan konstan atau sesuai dengan set pointnya untuk mendapatkan proses yang baik dan lancar, maka perlu dilakukan sistem kerja pengukuran yang teliti dimana
sistem kerjanya harus tetap diperhatikan.
Pada Karya Akhir ini akan dibahas tentang pengendalian level pada menara
Destilasi. Jila keadaan variable operasi yang ingin dikendalikan melampaui batas
yang ditetapkan (> 60 % ) atau berkurang dari batas yang ditetapkan (< 60 %),
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat atas kehadiran ALLAH SWT
karena atas berkat, kasih dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan
karya akhir ini dengan judul :
“ SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS AIR-TO-OPEN
DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN “
Adapun penyusunan karya akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat
dalam menyelesaikan program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik di
Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyusunan karya akhir ini penulis banyak mengalami kesulitan,
akan tetapi atas berkat bimbingan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini
penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Program Studi
Teknologi Instrumentasi Pabrik.
3. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi
Instrumentasi Pabrik.
4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Kordinator Program Studi
5. Bapak Ali Hanafian Rambe ST.MT selaku Dosen Pembimbing penulis
yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan dalam penulisan
Karya Akhir ini.
6. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen wali.
7. Ayahanda Taufik dan Ibunda Ade Fitriani, dan kakak – kakakku,serta
abang ku yang kucintai dan kusayangi atas dukungan moral dan material
serta doa restunya kepada penulis.
8. Seluruh teman – teman jurusan instrumentasi pabrik angkatan 2007 dan
kakak, abang senior angkatan 2004 - 2006 yang telah memberikan
dukungan dan doa nya kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan karya akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih
banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan
pengetahuan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran serta kritikan
yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Semoga
Karya Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada
umumnya.
Medan, Januari 2012
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ... 1
I.2. Tujuan dan manfaat Penulisan ... 2
I.3. Rumusan Masalah ... 3
I.4. Batasan Masalah ... 3
I.5. Metode Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI
II.1. Destilasi ... 6
II.2. Perinsip Kerja Destilasi ... 7
II.3 Condensor ... 8
II.4 Pengertian Alat Ukur ... 8
II.5 Pendeteksi ... 14
II.6 Penyampaian Sinyal ... 15
BAB III PERMASALAHAN CARA KERJA CONTROL VALVE JENIS AIR-TO-OPEN III.1 Control Valve Jenis Air To Open ... 16
III.2 Metode Pengukuran Level ... 16
III.3 Metode Langsung ... 16
III.4 Katup Kendali ... 17
III.5 Jenis-jenis Rangkaian Kendali ... 21
III.6 Sistem Transmisi ... 23
III.7 Operasi Kontrol Akhir ... 24
III.9 Aktuator ... 27
III.9 Elemen Kontrol ... 27
BAB IV SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DIMENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS
AIR-TO-OPEN
IV.1 Hasil Kerja Prakter Atau Riset ... 28
IV.1.1 Konstruksi Control Valve Serta Elemen Control Valve………....28
IV.1.2 Data Teknis Control Valve...30
IV.1.3 Data Operasi Control Valve...30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan...31
V.2 Saran...32
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 : Proses Destilasi………...7
Gambar 2 : Metode Dilihat Langsung...9
Gambar 2 : Metode Mekanik………..10
Gambar 3 : Gelas Penduga Ujung Terbuka………11
Gambar 4 : Penggerakan Aksi Lurus Terbalik………...18
Gambar 5 : Global Valve...19
Gambar 6 : Ball Valve...20
Gambar 7 : Butterfly Valve...21
Gambar 8 : Open Loop Controller……….21
Gambar9 : Closed Loop Controller………...22
Gambar 10 : Rangkaian Kerja Transmitter………...24
Gambar 11 : Elemen Operasi Control Alkhir………...25
DAFTAR TABEL
ABSTRAK
Di pabrik-pabrik medan khususnya di unit destilasi pada menara destilasi
(T-1) berlangsung proses destilasi yaitu pencampuran antara methanol dan air yang
kemudian akan menjadi bagian atau komponen tersendiri.
Air yang masuk didasar menara destilasi untuk jalur produk bawah akan
dikendalikan tinggi permukaan feed tersebut (level) sampai batas yang diinginkan (set point) dimana pengendali level pada dasar menara destilasi dilakukan dilapangan dengan control valve jenis air-to-open.
Dalam melakukan pengendalian tersebut perlu dijaga level agar dalam
keadaan konstan atau sesuai dengan set pointnya untuk mendapatkan proses yang baik dan lancar, maka perlu dilakukan sistem kerja pengukuran yang teliti dimana
sistem kerjanya harus tetap diperhatikan.
Pada Karya Akhir ini akan dibahas tentang pengendalian level pada menara
Destilasi. Jila keadaan variable operasi yang ingin dikendalikan melampaui batas
yang ditetapkan (> 60 % ) atau berkurang dari batas yang ditetapkan (< 60 %),
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Sesuai dengan perkembangan industri yang pesat, maka peranan instrumen
juga berkembang pesat. Hal ini disebabkan karena kebutuhan akan peralatan
pengukuran dan pengendalian variable fisika dalam berbagai penerapan yang
terus berkembang pesat. Untuk itu diperlukan instrumen yang bekerja secara
otomatis dalam melaksanakan pengontrolan secara terus menerus dalam
suatu proses indrustri agar dihasilkan produksi yang baik.
Didalam pengendalian proses sesuai dengan yang diharapkan maka
diperlukan piranti instrument yang bekerja secara baik dan tepat penunjukannya.
Seperti halnya untuk mengendalikan tinggi permukaan cairan (level) diperlukan
sekali ketelitian pengukuran dan kecepatan menerima respon dari alat instrument
tadi, karena akan mempengaruhi produk yang diolah pada peralatan pengolah.
Tujuan dari pengukuran level pada proses industri yaitu :
1. Mencegah kerusakan pada peralatan.
2. Mendapatkan mutu produksi yang sesuai dengan keinginan.
3. Pengontrolan jalannya proses dan mempertahankan proses kerja.
Di unit destilasi Pabrik Mini PTKI Medan khususnya yang berada
methanol dan air, yang akan kemudian menjadi bagian atau kompenen
tersendiri (methanol saja dan air saja).
Campuran methanol dan air dimasukan ke menara destilasi (T-1)
yang kemudian menjadi feed produk bawah, Kemudian dilakukan proses
pemanasan sehingga campuran tersebut terpisah menjadi methanol saja dan
air saja. Dalam proses pemisahan atau destilasi ini diperlukan pengendalian
variable operasi pada menara destilasi, dengan control valve senis
air-to-open agar proses ini dapat berlangsung dengan baik dan sesuai dengan
yang diinginkan.
Pengendalian variable operasi pada menara destilasi tersebut, berupa
pengendalian level cairan methanol dan air agar tidak terjadi overload
(luapan cairan). Dalam hal ini tinggi permukaan (level) cairan methanol dan
air dikendalikan oleh sebuah instrumen control valve jenis air-to-open. Pada
karya akhir ; penulis akan membahas tentang pengendalian level dan
control valve jenis air-to-open dengan judul :
“ SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA DESTILASI (T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS
AIR-TO-OPEN DI PABRIK MINI PTKI-MEDAN “
1.2 Tujuan dan manfaat penulisan
Adapun tujuan dan manfaat dan manfaat penulisan karya akhir ini
adalah:
b. Untuk mengetahui proses kerja system pengendalian level menara Destilasi
(T-1)
1.3 Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah dari karya akhir ini adalah :
1. Bagaimana prinsip dasar system pengendalian level.
2. Bagaimana proses kerja control valve jenis air-to-open.
3. Apa keuntungan dan manfaat dari control valve jenis air-to-open.
1.4 Batasan masalah
Agar pembahasan tidak terlalu meluas maka penulis membatasi ruang
lingkup karya akhir sebagai berikut :
1. Sistem kendali Control valve jenis Air-To-Open yang digunakan pada
menara Destilasi di pabrik mini PTKI-Medan
2. Tidak membahas jenis kendali level yang lain.
3. Tidak membahas proses pemisahan cairan methanol dan air secara
detail.
1.5 Metode penulisan
Metode Penulisa yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini
antara lain sebagai berikut :
1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung di lapangan dengan
melakukan tinjauan langsung ke pabrik mini PTKI Medan serta
2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing
3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka dengan
mengambil artikel-artikel dari website yang dapat menunjang
penyusunan karya akhir.
1.6Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang
rumusan masalah tujuan dan manfaat penulisan,
batasan masalah, metode penulisan dan sistematika
penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam karya akhir.
Diantaranya menjelaskan mengenai metode
pengukuran level, alat-alat yang digunakan, jenis
BAB III : PERMASALAH CARA KERJA CONTROL VALVE JENIS AIR-TO-OPEN
Bab ini membahas tentang cara kerja control valve jenis
air-to-open dan alat- alat yang digunakan dalam proses
pengerjaannya.
BAB IV : SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DI MENARA
DESTILASI (T-1) DENGAN MENGUNAKAN CONTROL
VALVE JENIS AIR-TO-OPEN DI PABRIK MINI
PTKI-MEDAN
Bab ini membahas tentang aplikasi control valve jenis Air-To-
Open pada system level menara Destilasi di pabrik
PTKI-Medan.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dapat di
ambil penulis dari pengantar dilapangan dan pada waktu penulisan
BAB II
LANDASAN TEORI
II.1 Destilasi
Prinsip pada destilasi biasa adalah pemisahan dua zat atau lebih yang
mempunyai perbedaan titik didih. Jika zat-zat yang dipisahkan mempunyai
perbedaan titik didih yang jauh berbeda, dapat digunakan metode isolasi biasa. Zat
yang memiliki titik didih rendah akan cepat terdestilasi daripada zat yang bertitik
didih tinggi. Uap zat yang bersifat volatil dan memiliki titik didih yang rendah
akan masuk ke dalam pipa pada kondensator (terjadi proses pendinginan)
sehingga akan turun berupa tetesan-tetesan yang turun ke dalam penampung atau
disebut juga destilat. Dalam hal ini alkohol yakni etanol dan methanol yang
masing-masingnya dicampur dengan air, akan terdestilasi dahulu.
Prinsip pemisahan campuran yang melewati dua fase, yakni gas menjadi
fase cair dinamakan dengan proses destilasi. Perbedaan titik didih dan tekanan uap
membuat kedua campuran ini berpisah. Semakin tinggi tekanan uap maka titik
didih cairan tersebut semakin tinggi. Penguapan dipengaruhi oleh titik cairan
tersebut. Cairan yang memiliki titik didih teredah, maka lebih cepat untuk
II.2 Prinsip Kerja Destilasi
Campuran metanol dan air dicampurkan dalam labu destilasi, lalu
didesstilasikan dengan memanaskan campuran tersebut dengan hot plate. Uap
yang dihasilkan adalah uap hasil dari zat yang bertitik didih rendah, dalam hal ini
adalah methanol dan etanol pada kedua percobaan..
Uap tersebut nantinya akan diembunkan dengan bantuan kondensor yang
berfungsi sebagai pendingi uap. Cairan tersebut nantinya akan menetes ke dalam
labu elenmeyer.
II.3 Condensor
Condensor adalah suatu alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap
keluaran dari hasil destilasi yang nantinya akan diembunkan dengan bantuan
kondensor yang berfungsi sebagai pendingi uap.
II.4 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
Metode yang dilakukan untuk pengukuran level yang sering dilakukan pada
industri maupun pabrik adalah:
a. Metode Langsung
Pengukuran level secara visual atau secara langsung dapat dilihat dengan
Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan
ditunjukkan dalam suatu pengukuran panjang (meter).
m
Gambar 2.1 Metode Dilihat Langsung
a. Metode Mekanik
Metode ini pada prinsipnya memanfaatkan gaya yang dihasilkan oleh
penggerak fluida (cairan),kemudian penggerak ini akan dirubah kepada bentuk
penggerak mekanik.Penggerak mekanik ini kemudian dikalibrasi kepada bentuk
angka-angka.
TINGGI CAIRAN
Gambar 2.2 Metode Mekanik
c. Level (Pengukur Permukaan)
Untuk variabel operasi yang menyangkut dengan level dapat dipergunakan
yaitu:
1. Alat ukur menurut metoda pengukuran langsung :
a.Gelas penduga (level glass) b.Pemberat (box and tape)
2. Alat untuk mengukur metode mekanik :
a.Menurut gaya apung (buoyant) yaitu displacer (penggeser) b.Menurut gaya tekan (tekanan)
1.a.Gelas Penduga
Gelas penduga dapat menunjukan tinggi permukaan cairan daam suatu
bejana secara langsung.Gelas penduga hanya digunakan pada peralatan berlainan
TINGGICAIRAN
GERAK MEKANIK
jenis dan ini tergantung pada temperatur dan tekanan yang terjadi pada waktu
peralatan beroperasi.
Gelas penduga (level glass) terdiri atas dua jenis yaitu: 1. Gelas penduga dengan ujung terbuka
2. Gelas penduga dengan ujung tertutup
1.Gelas penduga ujung terbuka
Gelas penduga ujung terbuka pemasangannya sangat sederhana.Pada bejana
disediakan suatu pipa pengambilan, dimana gelas penduga ditempatkan. Agar
sambungan jangan sampai bocor harus disediakan seal (packing), klem juga di
gunakan agar gelas penduga tetap pada posisinya. Gelas penduga ujung terbuka
tinggi level yang diukur pada drum/bejana akan sama dengan yang ditunjukkan
pada gelas penduga, karena merupakan dua bejana yang saling berhubungan.
Gelas penduga ujung terbuka dapat dilihat pada gambar 2.3 Di bawah ini.
2. Gelas penduga ujung tertutup
Gelas penduga ujung tertutup digunakan untuk bejana tekanan tinggi.
Kedua ujung gelas penduga dihubungkan dengan bejana, ujung bagian bawah
tersambung dengan bagian bejana berisi cairan,sedangkan ujung bagian atas
tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong).
1.b Pemberat dan Pita
Pengukuran level ini begitu sederhana dimana dapat dipergunakan untuk
mengukur cairan maupun yang lainnya dengan mempergunakan pita pemberat
yang terbuat dari baja. Baja tersebut dicelupkan kedalam cairan. Maka level
dapat dibaca secara langsung. Kekurangan dari pengukuran dengan pita
pemberat ini tidak dapat digunakan industri proses dan disarankan tidak
dipergunakan untuk tangki yang bertekanan.
2.a Alat ukur dengan penggeser
Dalam suatu kamar terapung (floating chamber) ada semacam pelampung (float) yang dinamakan displacer. Displacer ini mempunyai sifat-sifat dimana
berat jenis lebih besar dari pada cairan. Displacer tersebut ditahan oleh suatu
torque arm dan di seimbangkan dengan per (torque tube)
Pada suatu permukaan cairan meningkat gaya apung akan meningkat
(bekerja) pada displacer dan displacer akan naik keatas. Gerakan yang sedikit dari
displacer ini dipindahkan melalui torque arm kedalam gerakan putar dari tube rod.
Gerakan putar ini selanjutnya diperbesar oleh sistem hubung sektor dan pinion
Disebut adalah karena pada prinsipnya nilai gerak apung yang dihasilkan
oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement) nilai volume cairan
yang menghasilakan gerak apung tersebut. Penunjuk yang melekat pada kawat
atau pita, bila permukaan cairan naik, jarum penunjuk akan turun.
2.b Alat ukur dengan sistem gelombang
Alat ukur tinggi permukaan dengan system gelombang dipergunakan pada
tangki-tangki air, tidak bertekanan (tekanan statis) semakin tinggi permukaan
cairan yang diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat
mengatasi tekanan statis yang diberikan cairan. Sistem gelombang memerlukan
satuan udara bertekanan yang kontinyu. Biasanya tekanan udara ini dimasukkan
maksimal 50 psi. Udara ini dimasukkan dibawah tabung yang terbenam (tegak)
pada cairan yang akan diukur.
2.c Alat ukur dengan menggunakan beda tekanan
Alat ukur beda tekanan ini sama halnya dengan penggeser (displacer)
maka diafragma dan penghembus selalu dihubungkan dengan transmitter, baik
pneumatic atau listrik. Apabila ada kemungkinan uap fasa dalam bejana tersebut
terembunkan, digunakan suatu tipe alat pengukur yang dilengkapi dengan suatu
sealpot.
Dalam hal ini, sistem tersebut bekerja dimana perbedaan tekanan antara
fasa uap dan bagian terendah daricairan diukur oleh differential pressure
yang diukur kedalam signal pneumatic atau signal listrik. Dan memancarkan ke
controller dan lain sebagainya didalam ruang kendali.
II.4 Pendeteksi
Detektor adalah suatu alat yang berfungsi mendeteksi (merasakan)
perubahan-perubahan harga besaran (variable) yang diukur. Salah satu bagian dari
detector adalah meter body. Meter body digunakan dalam pabrik sebagai detector
mengubah sinyal. Yang penting dan harus diperhatikan pada peralatan instrument
pada kelompok pendeteksi adalah elemen peralatan pendeteksi yang memberikan
hasil pendeteksi (keluar/output).
Hasil deteksi dari peralatan pendeteksi dapat berupa getaran baik sebagai
energy mekanis dalam bentuk tekanan maupun energy panas yang dikaitkan
dengan energy listrik.
Kelompok pendeteksi dapat berbentuk sebagai berikut :
a. Untuk Variabel operasi yang di instrumen adalah flow :
1. Orifice
2. Area type flow meter
3. Nozle
4. Tabung Pitot
5. Venturi meter
b. Untuk variabel operasi yang di instrument adalah temperature :
1. Termocouple
2. Bimetal termometer
c. Untuk variabel operasi yang di instrument adalah level :
1. Pelampung (float)
2. Perpipaan dengan prinsip bejana berhubungan
3. Perpipaan dengan prinsip bejana tekanan hidrostatis
II.5 Penyampaian Sinyal
Peralatan penyampaian sinyal ini sering dikenal dengan nama peralatan
pengirim sinyal yang berfungsi untuk menyampaikan keluaran yang dihasilakan
oleh pendeteksi terhadap peralatan pengubah atau pengkonversi
Pada keterpasangannya bila sinyal yang disampaikan berupa pneumatic
maka peralatannya dikenal dengan nama transmitter, sedangkan bila sinyal yang
disampaikan dalam pneumatic yang berpadu dengan sinyal elektrik maka
peralatan sering dikenal dengan transducer.
Pada dasarnya transmitter adalah berfungsi untuk menyampaikan sinyal
proses menjadi sinyal pneumatic serta mengirimkan pneumatic itu kea lat
penerima seperti pencatat, pengatur dan penunjuk. Karna variabel proses disini
adalah level maka transmitter yang mengirim sinyal proses disebut level
BAB III
PERMASALAHAN CARA KERJA CONTROL VALVE JENIS
AIR-TO-OPEN
III.1 Control Valve Jenis Air To Open
Jenis Air To Open bekerja apabila control valve mendapatkan sinyal maka katup control akan membuka. Jenis Air To Open ini adalah Proses ketika pneumatic actuator dan control valve terbuka jika disuplay udara bertekanan (air compressor)
III.2 Metode Pengukuran Level
Tujuan pengukuran tinggi permukaan cairan adalah:
1. Mencegah kerusakan equipment dan kerugian akibat cairan terbuang 2. Pengontrolan jalannya proses
3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan
Metode yang dilakukan untuk pengukuran level yang sering dilakukan
pada industri maupun pabrik adalah:
III.3 Metode Langsung
Pengukuran level secara visual atau secara langsung dapat dilihat dengan
bantuan alat ukur instrument,maka dapatlah diketahui level serta volume dari media yang di ukur.
Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan
III.4 Katup Kendali (Control Valve)
Katup kendali dapat dipakai untuk mengukur aliran fluida agar
menghasilkan kondisi operasi tertentu.Katup kendali ini pada umumnya terdiri
atas dua macam yaitu:
a.Penggerak (actuator)
b.Perakitan badan kerangan (valve body)
Sedangkan berdasarkan atas aksi pergerakannyadibagi atas 2 macam yaitu :
a.Pergerakan Air-To-Open
Katup kendali ini akan membuka apabila diberikan aksi udara,dimana \
sinyal udara masuk bertambah maka bukaan katup akan bertambah.
b.Pergerakan Air-To-Close
katup pengendali akan semakin menutup apabila sinyal masuk
bertambah.
Actuator berfungsi menggerakkan control valve agar terbuka atau
tertutup dan selalu berada pada posisi yang dikehendaki controller.
1. Pneumatik Actuator
Pneumatik Actuator menguunakan kendali tekanan udara untuk
memposisikan stem dari katup kendali.
2. Body/Inner
Body/Inner atau style merupakan istilah untuk menyatakan bentuk dari
Gambar 3.1 Penggerakan Aksi Lurus Terbalik
- Gaya yang dihasilkan (diafragma) kemudian dilawan oleh pegas penggerak,
pegas ini mempunyai nilai penekanan awal tertentu yang kemudian dapat
diatur melalui penyetelan pegas.
- Gerakan tersebut akan memposisikan stem dan plug naik dan turun atau
berputar. Sehingga aliran proses dapat masuk sesuai dengan besarnya hasil
keseimbangan kedua gaya tersebut.
- Sewaktu tekanan sinyal pneumatic hilang, pegas penggerak akan
mengembalikan diafragma keposisi semula, sebelum tekanan pneumatic
Adapun katub kendali yang digunakan pada umumnya adalah :
1. Globe Valve
2. Ball Valve
3. Exentric Disc Valve
4. Butrply Valve
5. Sounder Valve
6. Microwflow Valve (hampir sama dengan Gate Valve)
1. Global Vlave
Digunakan biasanya untuk mengatur banyaknya aliran fluida
2.Ball Valve
Bentuk penyekatnya berbentuk bola yang mempunyai lubang menerobos
ditengahnya.
Gambar 3.3 Ball Valve
3.Butterfly Valve
Bentuk penyekatnya adalah piringan yang mempunyai sumbu putar di
tengahnya.Menurut disainnya, dapat dibagi menjadi concentric dan eccentric. Eccentric memilikidisain yang lebih sulit tetapi memiliki fungsi yang lebih
baik dari concentric. Bentuknyayang sederhana membuat lebih ringan
Gambar 3.4 Butterfly Volve
III.5 Jenis-Jenis Rangkaian Kendali
Rangkaian kendali yang terdapat pada suatu pabrik dikenal dalam dua
bentuk rangkaian kendali, yaitu :
a. Rangkaian kendali terbuka (Open Loop Controller)
Yaitu suatu rangkaian kendali dimana sinyal keluar dari controller tidak
dikembangkan lagi ke controller sebagai factor pengimbang.
Input Output
b. Rangkaian kendali tertutup (Closed Loop Controller)
Yaitu suatu rangkaian kendali dimana sinyal yang keluar (output) dari
controller dikembalikan lagi ke controller sebagai factor pengimbang.
Input Output
Gambar 3.3 Closed Loop Controller
Ada dua kelemahan dari closed loop controller ini yaitu :
1. Sistem controller tidak dapat mengambil aksi perbaikan terhadap suatu
penyimpangan proses sebelum sistem kontrol ini menyebabkan variabel yang
dikontrolnya menyimpang set pointnya. Jadi hanya setelah ada
penyimpangan pada proses barulah sistem controller ini mengambil aksi
perbaikan.
2. Karena aksi perbaikan datang setelah penyimpangan pada proses maka
terdapat keterlambatan pengontrolan pada rangkaian.
Bentuk daripada rangkaian kendali erat hubungannya dengan sistem kendali
instrumentasi pabrik pada rangkaian kendali terbuka biasanya hanya terdapat
sistem kendali satu arah.
Dimana sistem kemdali satu arah adalah aksi kendali yang disusun oleh
peralatan keterpasangan instrument pabrik yang hanya diperuntukan guna
menimbulkan keadaan yang tidak terkendali. Pada sistem kendali ini bila keadaan
atau harga dari variabel operasi yang ingin di kendalikan melampaui batas yang
ditetapkan. Maka peralatan kendali mengadakan pengendalian.
III.6 Sistem transmisi
Sistem transimisi merupakan suatu jalur pengiriman sinyal dari alat-alat
sensor ke controller dan dari controller ke pengatur akhir.
Dalam dinia intrumentasi atau industry ada dua jenis transmisi yang
dipergunakan yaitu :
a. Sistem transmisi pneumatik
Pada sistem ini sinyal proses yaitu perubahan-perubahan pada variabel
proses harus diubah kedalam sinyal pneumatic melalui udara instrument
bertekanan antara 3 sampai 15 psi. Untuk itu diperlukan suatu alat
pengubah yang menjadi satu dengan alat pengirim dari sinyal pneumatic
itu sendiri. Alat pengubah dan pengirim sinyal pneumatic itu disebut
Variabel Proses
Gambar 3.4 Rangkaian Kerja Transmitter
b. Sistem transmisi elektrik
Pada sistem ini sama seperti transmisi pneumatic, tetapi hanya
bedanya pada sinyal proses yaitu perubahan-perubahan pada variabel
proses harus diubah keadalam sinyal electric antara 4- 20 mA.
III.7 Operasi Kontrol Akhir
Operasi Elemen kontrol akhir melibatkan langkah-langkah yang
diperlukan untuk mengkonversi sinyal kontrol (yang dihasilkan oleh suatu Detector
Transmitter Pneumatic
kontroler proses) kedalam tindakan proporsional pada proses itu sendiri. Jadi,
untuk menggunakan suatu sinyal kontrol tertentu 4-20 mA untuk mengubah suatu
laju alir besar 10.0 m3/min sampai 50.0 m3/min, tentu memerlukan beberapa
operasi perantara (intermediate).
Operasi Intermediate yang spesifik sangat tergantung pada disain kontrol
proses, tetapi penyamarataan tertentu dapat dibuat mengenai langkah-langkah
yang membawa sinyal kontrol kepada elemen kontrol akhir. Untuk suatu aplikasi
control proses tertentu, konversi suatu sinyal process-controller kepada suatu
fungsi control dapat diwakili oleh langkah-langkah yang ditunjukkan Gambar 7.1.
Sinyal Masukan boleh dapat berupa macam-macam bentuk, mencakup suatu arus
listrik, sinyal digital, atau tekanan pnematik.
Control signal
Gambar 3.5 Elemen operasi control akhir Signal
conversion
Actuator
Final control element
III.7 Konversi sinyal
Langkah ini mengacu pada modifikasi yang harus dibuat pada sinyal
kontrol untuk terhubung dengan baik dengan langkah kontrol berikutnya, yaitu
aktuator. Sehngga, jika suatu elemen kontrol valve dioperasikan oleh suatu
aktuator motor listrik, maka sinyal kontrol 4-20 mA dc harus dimadifikasi untuk
mengoperasikan motor itu. Jika suatu motor dc digunakan, modifikasi boleh jadi
adalah konversi arus ke tegangan dan penguatan.
Adapun peralatan pengubah berfungsi untuk mengubah energi berupa
tekanan agar besaran yang disampainkan pada pengkonversian dapat diterima
dengan baik. Pengubah sinyal diperuntukan guna mencapai harga yang sesuai
antara hasil pendeteksi dengan kemampuan pengkonversian dimana terhadap
sinyal tersebut dilakukan perubahan yang dapat berbentuk penurunan ataupun
peningkatan.
Maksud dari pada adanya pengubahan terhadap sinyal-sinyal adalah untuk
memperoleh kerja pengkonversian yang lebih teliti. Peraltan pengubah sinyal ini
sering dikenal dengan transducer.
Pada pengkonversi bagi variabel operasi harus dibatasi pada peralatan
pengolah yang perlu di kendalikan sering dilengkapi dengan monitor switch, juga
pada pengkonversian ini dipasang elemen pengendali yang berfungsi menetapkan
sistem kendali yang berlaku pada suatu rangkaian kendali dan mengetahui harga
III.8 Aktuator
Hasil konversi sinyal menyediakan suatu sinyal yang dikonversi atau
diperkuat yang dirancang untuk beroperasi/menggerakkan suatu mekanisme
untuk merubah suatu variabel kontrol di dalam proses itu. Efek langsung pada
umumnya diterapkan oleh sesuatu dalam proses, seperti suatu valve atau heater
yang harus dioperasikan oleh beberapa alat. Aktuator
Jadi, jika suatu valve dioperasikan, maka aktuator adalah suatu alat yang
mengkonversi sinyal kontrol ke dalam tindakan fisik membuka atau menutup
valve.
III. 9 Elemen Kontrol
Pada akhirnya kita mendapatkan elemen kontrol akhir sendiri. Alat ini
mempunyai pengaruh langsung pada variabel dinamis proses dan dirancang
sebagai suatu bagian integral dari proses itu sendiri. Jadi, jika aliran dikontrol,
maka elemen kontrol, suatu valve, harus dibangun secara langsung pada sistem
aliran.
Dengan cara yang sama, jika temperatur dikontrol, maka beberapa
mekanisme atau elemen kontrol yang mempunyai suatu pengaruh langsung pada
temperatur harus dilibatkan pada proses itu. Ini bisa jadilah kombinasi suatu
heater/cooler yang secara elektris digerakkan oleh rele atau suatu valve pnematik
BAB IV
SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DIMENARA DESTILASI
(T-1) DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE JENIS
AIR-TO-OPEN
IV.1 Hasil Kerja Praktek (Riset)
Dari hasil kerja prakter atau riset yang telah dilakuakn maka diperoleh data atau aplikasi yaitu sebagai berikut :
IV.1.1 Konstruksi control valve serta elemen control valve
Keterangan gambar diatas adalah sebagai berikut :
35.Diapragm Cast Lower 36.Nut
41.Diapragm Case upper 42.Diapragm Pate 43.Slotted Nut 44.Spit Pin
IV.1.2 Data Teknis Control Valve
Tag No : LCRSV-1
IV.1.3 Data Operasi Control Valve
Tabel 4.1 Data Operasi Control Valve
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Dalam melakuakan kerja prakter atau riset dilapangan di Pabrik Mini
Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI Medan), ada beberapa hal yang dapat
diambil kesimpulan yaitu :
1. Tujuan daripada pengendalian level dengan menggunakan control
valve jenis Air-To-Open adalah menjaga level pada menara destilasi
(T-1) agar tetap pada batasnya (level jangan dibawah 60 %)
2. Dengan mengetahui dan memahami metoda,jenis tujuan dan
pembacaan instrumentasi diruang kendali maupun dilapangan, maka
kita dapat mengetahui system kendali instrumentasi pabrik yaitu
system kendali satu arah yang digunakan untuk menjaga level produk
DAFTAR PUSTAKA
Doudlas M Considine. “Proses Instruments And Controls Hand
book” Los Angeles, 1981
Saisuke Ishimaru, Hasanudin, “Instrumentasi Mini Plant” Japan Internatioanal Cooperation Agency (JICA), 1987
Pendidikan Teknologi Kimia Industri, “Kursus Teknologi Operasi Pabrik,Karyawan PT. Arun LNG,” Buku 07,1987.