BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengendalian Proses merupakan bagia tak terpisahkan dalam ilmu teknik kimia. Dalam industry kimia pengendalian proses diperlukan untuk menjaga agar proses berlangsung sesuai dengan keadaan yang dikehendaki. Unit-unit yang dibahas secara teori dan unit yang terpasang pada perlatan biasanya memiliki kerumitan yang berbeda. pengetahuan tentang unit-unit yang ada pada pengendalian proses, baik secara teoritis maupun pad alat diperlukan. Pengetahuan ini menyangkut identifikasi, fungsinya, serta variable-variabel atau sinyal-sinyal yang terkait dengan masing-masing unit.
1.2 Tujuan
a. Melakukan identifikasi unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses.
b. Menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses. c. Melakukan identifikasi variable-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses dan media
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Variabel-variabel dalam Sistem Pengendalian
Sistem proses adalah rangkaian operasi yamg melakukan konversi material secara fisika-kimia sehingga material yang dihasilkan memiliki “keadaan” yang lebih bermanfaat. Keadaan itu dapat berupa besaran fisik atau kimia, seperti suhu (T), tekanan (P), laju alir (F), tinggi permukaan cairan (L), komposisi, pH dan lain sebaginya. Peranan pengendali proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai tujuan proses agar berjalan sesuai dengan yang diinginkan.
Jenis-jenis variabel yang berperan dalam sistem pengendalian adalah:
1 Process Variable (PV) adalah besaran fisik atau kimia yang menunjukan keadaan sistem proses yang dikendalikan agar nilainya tetap atau berubah mengikuti alur tertentu (variabel terkendali).
2 Manipulited Variable (MV) adalah variabel yang digunakan untuk melakukan koreksi atau mengendalikan PV (variabel pengendali).
3 Set Point (SP) adalah nilai variabel proses yang diinginkan (nilai acuan).
4 Gangguan (W) adalah variabel masukan yang dapat mempengaruhi nilai PV tetapi tidak digunakan untuk mengendalikan.
5 Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel yang menunjukan keadaan sistem proses tetapi tidak dikendalikan secara langsung.
Pengendali proses adalah bagian dari pengendali automatik yang diterapkan dibidang teknologi proses untuk menjaga kondisi proses agar sesuai dengan yang diinginkan. Seluruh komponen yang terlibat dalam pengendalian proses disebut sistem pengendalian atau sistem kontrol.
2.2 Langkah-Langkah dalam Pengendalian Proses
Langkah-langkah pengendalian proses adalah sebagai berikut : 1 Mengukur, artinya mengamati nilai variabel terukur.
2 Membandingkan, artinya hasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur) dibandingkan dengan nilai acuan (set point).
3 Mengevaluasi, artinya perbedaan antara nilai terukur dengan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas kesalahan itu.
4 Mengoreksi, artinya tahap ini bertugas melakukan koreksi variabel proses, agar perbedaan dengan variabel terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.
Untuk melaksanakan langkah-langkah pengendalian tersebut diperlukan instrumentasi sebagai berikut:
1 Unit proses. Unit tempat berlangsungnya proses yang akan dikendalikan. Variabel yang akan dikendalikan dalam unit ini disebut dengan variabel proses terkendali (process variable disingkat PV), variabel yang dikendalikan (controlled variable), atau variabel terukur (measured varable).
2 Unit pengukuran (measurement unit). Unit yang berfungsi untuk mengukur variabel proses (PV). Hasil pengukuran unit ini kemudian dikirimkan ke unit kendali. Unit pengukuran terdiri atas sensor saja atau sensor dan transmitter.
a Sensor :
Elemen perasa (sensing element) yang langsung merasakan variabel proses. Sensor merupakan perangkat paling ujung dari sistem/unit pengukuran dalam sistem pengendalian. Contoh yang biasa dipakai adalah, themokopel, orificemeter, venturimeter dan sensor elektromagnetik.
b Transmiter atau transduser :
Bagian yang menghitung variabel proses dan mengubah sinyal dari sensor menjadi sinyal standar menghasilkan sinyal proporsional, seperti :
1. DC voltage 0 – 5 volt. 2. DC Current 4 – 20 mA 3. Pressure 3 – 15 psi
3 Unit kendali (controlling unit). Unit ini merupakan otak dari sistem pengendalian proses. Unit kendali menerima sinyal dari unit pengukuran dan membandingkan hasil pengukuran dari variabel proses (PV) untuk kemudian mengambil keputusan dan memberikan perintah kepada unit kendali akhir untuk melakukan tindakan tertentu.
4 Unit kendali akhir (final control unit). Unit ini merupakan unit yang akan melakukan tindakan akhir sesuai dengan keputusan dan perintah dari unit kendali. Unit pengendali akhir terdiri atas :
a Actuator atau Servo motor : elemen power atau bergerak elemen pengendali akhir. Elemen ini menerima sinyal yang dihasilkan oleh controller dan mengubah segalanya kedalam action proporsional ke sinyal penerima.
b Elemen kendali akhir (final controll element) : bagian akhir dari pengendali yang befungsi untuk mengubah measurment variable dengan cara memanipulasi besarnya MV yang diperintahkan oleh controll. Contoh paling umum dari element kendali akhir adalh control valve (pipa kendali).
5 Unit pengubah (transducer). Unit ini mengubah informasi dalam besaran mekanik menjadi elektrik atau sebaliknya. Pengubah yang umum adalah I/P (arus listrik ke tekanan udara) atau P/I (tekanan udara ke arus listrik).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Modul ini menggunakan semua peralatan yang ada pada laboratorium pengendalian proses. Alat yang digunakan adalah, sebagai berikut :
Seperangkat alat pengendalian Level Seperangkat alat pengendalian tekanan
3.2 Prosedur Percobaan
Percobaan modul konfigurasi pengendalian yang berupa identifikasi unit dan variable pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur, sebagai berikut :
Penentuan peralatan yang terdapat system pengendalian proses yang akan diidentifikasi yaitu pengendali level dan tekanan
Identifikasi semua unit/elemen serta variable/sinyal dalam peralatan tersebut Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengendalian Aliran 4.1.1 Alat pengendalian aliran
Gambar 4.1.1.2 Alat Pengendali aliran di laboratorium
4.1.3 Tabulasi Alat Pengendali Aliran
No. Unit Nama
Alat Sfesifikasi Gambar
Sinyal masuk Sinyal Keluar
Variabel Besaran Variabel Besaran
1. Proses Pipa Didacta Italia MV Aliran umpan
masuk PV Laju alir 2. Pengukuran Flow Sensor
transmitter (flowmeter)
15 – 150 ltr/h Didacta Italia
Turbin meter 3-15 psi PC, Elec.Reg, manual +5v, +12v, -12v PV Flow Sinyal
Pengukuran Arus standar (4-20 mA)
3. Kendali Flow Regulation Control Cod
Sinyal Pengukuran
Arus standar
(4-20 mA) Sinyal Kendali Sinyal elektrik
4. Pengubah (Transduser) I/P Tranducer Model sex 21 A4 T4 t.amb 80oC/T5 t.amb -55 oC L.eq = 0 ; C.eq = 0 Vmax.in.28v; Lmax.215 mA; Pmax.in.0,42w 4-20mAv 20-100 kPA
Air supplay 140 kPA SPRIAD-ITALYA
Sinyal
Kendali Sinyal elektrik
Sinyal Kendali
Sinyal pneumatik
5. Kendali akhir Control valve CuSn 5 ZnPb 6
Sinyal kendali
Sinyal
pneumatik MV Laju alir masuk
4.1.4 Diagram Pengendalian Aliran
Sinyal elektrik (0-5 volt) Sinyal Pneumatik (3-15 psi) Set Point
Manipulated Variabel (Laju Alir)
Arus (4-20 mA)
Variabel Proses (Laju Alir) Unit Kendali Akhir
Unit Pengubah Sinyal Unit Kendali Gangguan (Tekanan) Unit Proses (Pipa) Unit Pengukuran
4.2 Pengendalian Tekanan
4.2.1 Alat Pengendalian Tekanan
Gambar 4.2.1.1 Skema pada alat pengendalian tekanan Gambar 4.2.1.2 Seperangkat Pengendali Tekanan di laboratorium
4.2.3 Tabulasi Alat Pengendalian Tekanan No . Unit Nama Alat Spesifikasi / Kapasitas Gambar
Sinyal Masuk Sinyal Keluar Variabel Jenis
Sinyal Variabel
Jenis Sinyal
1. Unit Proses Pipa PCT-10 Manipulate d Variable (MV) Laju alir udara (Sinyal Pneumatik ) Process Variable (PV) Laju alir udara (Sinyal Pneumatik ) 2. Unit Pengukuran - Sensor - Transmitter Tabung Orifice P/I Transduse r Serial Numb. 2877/2 Process Variable (PV) Laju alir udara (Sinyal Pneumatik ) Sinyal Pengukuran Sinyal Elektrik
3. Unit Kendali PCT-10 Armfield Sinyal
Pengukuran Sinyal Elektrik Sinyal Kendali Sinyal Elektrik
4. Unit Pengubah Sinyal (Transduser) I/P Converter Tipe 100x input 4-20mA output 0,2-1 bar inlet 1,4-8 bar Sinyal Kendali Sinyal Elektrik Sinyal Kendali Sinyal Pneumatik 5. Unit Kendali Akhir Control Valve Type ¼ SCR No. 172310 Act. A.T.C Signal 3-15 psia Trim H LIN Sinyal Kendali Sinyal Pneumatik Manipulate d Variable (MV) Laju alir udara (Sinyal Pneumatik )
4.2.4 Diagram Pengendalian Tekanan
Gangguan (Kehilangan Tekanan & laju udara
Unit Pengukuran (orificemeter dan pressure
transducer regulator)
Unit Proses (Pipa) Tekanan Udara Masuk (MV) Unit Kendali Akhir
(Katup Kendali) Sinyal Pneumatik (3-5 psi)
Unit Pengubah Sinyal (Transduser (I/P)) Unit Kendali (Pressure Control)
Sinyal Elektrik (0-5 volt) Tekanan udara
keluar (PV)
Arus (4-20 mA) Set Point
BAB V SIMPULAN
5.1 Simpulan
Pengendalian proses adalah sebuah upaya untuk membuat nilai variable proses mendekati atau stabil terhadap setpoint. Dalam pengendalian proses terdapat berbagai macam unit dengan fungsi yang berbeda-beda. Elemen yang akan dikendalikan terdapat pada sebuah unit bernama unit proses. Selain unit proses, dalam pengendalian proses juga terdapat unit pengukuran, unit kendali, serta unit kendali akhir. Unit pengukuran adalah unit yang membandingkan nilai variable proses dengan setpoint. Unit ini akan mengirimkan sinyal kepada unit kendali. Unit kendali akan mengubah sinyal pengukuran menjadi arus listrik. Kemudian, arus listrik dialirkan ke transduser untuk diubah menjadi sinyal pneumatic. Sinyal pneumatic adalah sinyal yang digunakan untuk menggerakan unit kendali akhir sesuai perintah unit kendali. Dengan begitu, nilai variable proses akan mendekati atau stabil terhadap setpoint.
DAFTAR PUSTAKA
Tim dosen. Jobsheet Praktikum Pengendalian Proses. Pengendalian Tekanan. Teknik Kimia Polban.
