LABORATORIUM PENGENDALIAN PROSES
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015/2016
MODUL : Pengendalian Suhu
PEMBIMBING : Ir. Heriyanto, M.T.
Oleh :
Kelompok : V (Lima)
Nama : 1. Muhammad Naufal. S (141411019) 2. Nadya Rimadanti (141411020) 2. Novita Deni (141411021) 3. Oktavia Reni N.M (141411022)
Kelas : 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2016
BAB I
Tanggal Praktikum : 18 Mei 2016 Tanggal Penyerahan : 26 Mei 2016 (Laporan)
PENDAHULUAN
1 Latar Belakang
Industri kimia merupakan susunan atau rangkaian berbagai unit pengolahan yang terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian industry kimia secara keseluruhan adalah mengubah (mengkonversi) bahan baku menjadi produk yang lebih bernilai guna.
Agar proses di industry selalu stabil dibutuhkan instalasi alat-alat pengendalian. Alat-alat pengendalian dipasang dengan tujuan:
a Menjaga keamanan dan keselamatan kerja b Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan
c Menjaga peralatan proses dapat berfungsi sesuai yang diinginkan dalam desain d Menjaga agar operasi pabrik tetap ekonomis
e Memenuhi persyaratan lingkungan
Untuk memenuhi persyaratan diatas diperlukan pengawasan (monitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik kimia dan intervensi dari luar (external intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control system. Dalam pengoperasian pabrik diperlukan berbagai prasyarat dan kondisi operasi tertentu, sehingga diperlukan usaha-usaha pemantauan terhadap kondisi operasi pabrik dan pengendalian proses supaya kondisi operasinya stabil.
2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum pengendalian suhu adalah mempelajari pengaruh nilai parameter pengendali system proses yaitu :
a Proporsional gain (Kc) atau Proportional band (PB) b Waktu integral (τi)
c Waktu derivative (τd)
BAB II DASAR TEORI
Pengendalian umpan balik adalah pengendalian yang memakai variabel keluaran sistem (PV) untuk mempengaruhi masukan (MV) dari sistem yang sama. Prinsip pengendalian tersebut di atas berlaku umum untuk semua pengendalian proses umpan balik.
Di sini terdapat empat fungsi dasar, yaitu: mengukur (measurement), membandingkan (comparision), menghitung (computation, decision, atau evaluation) dan mengoreksi (correction atau action).
u
= Kc e +Kc
τi
ʃ
edt + Kc τddedt+ u o
2.1 Prinsip Pengendalian
Sensor mengindera variabel proses (suhu, tekanan, level, aliran). Informasi nilai variabel proses (PV) dari sensor selanjutnya diolah oleh transmitter dan dikirimkan ke pengendali (dalam bentuk sinyal listrik 4-20 mA atau pneumatik 0,2-1bar). Dalam pengendali, nilai variabel proses terukur dibandingkan dengan nilai setpoint (SP). Perbedaan antara keduanya disebut error. Berdasar besar error, lamanya error, dan kecepatan error,pengendali melakukan perhitungan sesuai algoritma kendali untuk menghasilkan sinyal kendali (controller output yang berupa sinyal listrik atau pneumatik). Sinyal kendali dikirimkan ke elemen kendali akhir (final control element biasanya berupa katup kendali atau control valve). Perubahan pada sinyal kendali menyebabkan perubahan bukaan katup kendali.
Perubahan ini menyebabkan perubahan manipulated variable. Jika perubahan manipulated variable dalam arah dan nilai yang benar, maka variabel proses terukur dapat dijaga pada nilai setpoint.
2.2 Pengendalian Suhu
Dalam praktikum ini sebagai sensor suhu adalah jenis termokopel. Tegangan yang dibangkitkan sensor berbanding lurus dengan suhu. Sinyal dari sensor dikirim ke pengendali (komputer). Aksi pengendali berjenis berkebalikan (reverse acting). Artinya jika suhu naik ada tindakan untuk mengurangi pemanasan. Keluaran pengendali adalah berupa PWM (pulse width modulation). Artinya persentase sinyal kendali sebanding dengan lebar pulsa. Pada sinyal minimum (0%) maka tidak ada pulsa (0%). Pada sinyal kendali 100% maka lebar pulsa 100% (daya penuh). Unit kendali akhir adalah berupa elemen pemanas listrik. Besar pemanasan diatur berdasar lebar pulsa. Dalam pengendalian suhu ini sebagai variabel proses terkendali adalah suhu,manipulated variable adalah daya listrik, setpoint adalah suhu proses
yang diinginkan, dan gangguan adalah suhu aliran air yang dipanaskan serta kehilangan panas.
Gambar 1. Diagram instrumen aliran suhu
Gambar 2. Diagram blok aliran suhu
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
1 Skema Alat
Gambar 3. Susunan peralatan
Gambar 4. Diagram blok pengendalian suhu
Persiapan peralatan dan melakukan konfigurasi alat
Melakukan pengaturan suhu awal pada suhu 30°C
Melakukan pengujian dengan Kc yang berbeda untuk mendapatkan respons cepat, tepat, stabil
Memilih Kc yang paling sesuai
Melakukan percobaan ulang dengan Kc yang telah dipilih dengan Ti yang berbeda
Memilih Ti yang paling sesuai dengan respons yang diinginkan (cepat, tepat, stabil)
Memilih Ti yang paling sesuai dengan respons yang diinginkan (cepat, tepat, stabil)
Melakukan percobaan ulang dengan Kc dan Ti yang telah terpilih dengan Td yang berbeda
Melakukan percobaan ulang dengan Kc dan Ti yang telah terpilih dengan Td yang berbeda
Memilih Td yang paling sesuai dengan respon yang diinginkan Memilih Td yang paling sesuai dengan respon yang diinginkan
Membuat kesimpulan dari hasil percobaan Membuat kesimpulan dari hasil percobaan 2 Skema Kerja
Gambar 5. Prosedur percobaan
BAB IV
ANALISA DATA dan PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan 4.1.1 Parameter Awal
4.1.2 Proporsional ( T = 35°C ; PB = 100)
4.1.3 Proporsional ( T = 30°C ; PB = 50)
4.1.4 Proporsional ( T = 35°C ; PB = 50)
4.1.5 Proporsional Integral ( T = 30°C ; PB = 42 ; Ti = 6 menit)
4.1.6 Proporsional Integral ( T = 30°C ; PB = 42 ; Ti = 12 menit)
4.1.7 Proporsional Integral ( T = 35°C ; PB = 42 ; Ti = 12 menit)
4.1.8 Proporsional Integral Derivatif( T = 30°C ; PB = 42 ; Ti = 6; Td = 0,1 menit)
