INSTRUMENTASI

APLIKASI INSTRUMENTASI DI INDUSTRI

KELOMPOK 2

2012

ANGGOTA KELOMPOK:

1. BERRY TRISNAMUKTI (6510040036)2. ELVAN ADI PURNOMO (6510040042)3. NUZULIANA MAHMUDIANTI (6510040046)POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

APLIKASI INSTRUMENTASI DI INDUSTRI

Instrumentasi Industri (atau biasa disingkat Instrumentasi atau

Instrument) didefinisikan sebagai suatu teknik penggunaan Instrument/peralatan

(yg dimaksud di sini ialah peralatan yg dipergunakan di suatu industri) untuk

mengontrol sifat2 fisika dan sifat2 kimia dari suatu material untuk mendapatkan

nilai tambah dari material tersebut.

Dalam bidang industri, pengetahuan dasar instrumentasi sangat penting

terutama untuk proses pengukuran dan pengendalian / kontrol. Di dalam suatu

industri kimia, misalnya, bermacam-macam reaksi kimia harus diukur dan

dikendalikan baik suhu, volume campuran bahan, tekanan, derajad keasaman,

dan lain-lainnya. Sementara pada industri baja dan logam, suhu yang tinggi harus

diukur secara tepat dengan menggunakan alat pengukur elektronik untuk bisa

mengendalikan pengepresan logam pada ketebalan yang diinginkan. Pada

umumnya, peralatan pengukuran atau alat pengukur secara elektronik ini

merupakan bagian dasar instrumentasi yang dipakai pada hampir semua bidang

industri.

Bidang instrumentasi ini, tidak hanya diaplikasikan untuk industri kimia

dan industri baja semata, tetapi diperlukan juga untuk pabrik mobil, pabrik gula,

pabrik kertas, pabrik pemrosesan makanan, untuk instrumentasi kedokteran, dan

untuk pabrik pembuatan alat-alat elektronik itu sendiri (seperti pabrik

pembuatan telepon genggam, pabrik pembuatan chip/ sirkuit terpadu, pabrik

pembuatan komputer, dsb). Bentuk variable fisis (fisika) dan kimia yang dipakai

untuk dasar kendali dalam bidang instrumentasi ini meliputi:

suhu / temperature

tekanan

kecepatan aliran

ketinggian cairan / level

konduktifitas

kepadatan benda dan kekentalan (viskositas).

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

dll.

Piping dan Instrumentation Diagram (P&ID) merupakan skema dari ,jalur

pipa, equipment, instrumentasi, control system,dari suatu sistem proses yang

terdapat di Oil Refinery, Chemical Plant, Paper Mill, Cement Plant, dll. Simbol-

simbol yang terdapat dalam P&ID mewakili peralatan seperti actuator, sensor-

sensor dan kontroler. P&ID menjelaskan secara detail mengenai flow process

(Diagram Alir), terkecuali parameter-parameter seperti temperatur, tekanan, dan

besarnya arus tidak dapat dijelaskan dalam P&ID. Alat-alat process seperti valve

(katup), instrument,dan Saluran pipa diidentifikasikan dengan kode. Kode-kode

tersebut berdasarkan ukuran, jenis cairan yang dialirkan, jenis sambungan pipa

(Seperti dengan menggunakan Bolt atau Flang), dan keadaan Status Valve

(Normally Close atau Normally Open).

Diagram P&ID pada suatu Process System

1. PROSES OIL REFINERY

Salah satu contoh penerapan teknik Instrumentasi ialah dalam

pengolahan minyak mentah (oil refinery).

Unsur2 yg terkandung di dalam minyak mentah memiliki titik didih

(boiling point) yg berbeda2, sehingga dengan memanaskan minyak mentah

tersebut sampai pada temperatur tertentu, unsur2 tersebut akan menguap,

dan kemudian dapat ditangkap untuk kemudian didinginkan (kondensasikan)

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

kembali, sehingga kita bisa memisahkan/mengekstrak unsur tersebut dari

minyak mentah. Dengan cara seperti inilah kita dapat memperoleh bensin,

solar, minyak tanah, dan lain lain dari minyak mentah.

Di sini Instrumentasi memainkan peranannya dalam mengontrol sifat-

sifat fisika dan kimia (temperatur, tekanan, dan lain2) dari minyak mentah,

sehingga diperoleh nilai tambah dari minyak mentah tersebut (bensin, solar,

minyak tanah, dan lain2).

Sistem Instrumentasi melakukan pengontrolan dengan 4 langkah:

Mengukur

Membandingkan

Menghitung, dan

Mengoreksi

Sebagai contoh, bisa dilihat pengontrolan temperatur Lube Oil di

bawah

Lube Oil Cooler berfungsi mendinginkan Lube Oil yg masuk ke dalam

Cooler dengan menggunakan air dingin sebagai media penukar panasnya,

sehingga saat keluar dari Cooler, temperatur Lube Oil sesuai dengan keinginan

kita (Set Point/SP).

Untuk itu diperlukan suatu alat Temperature Transmitter (TT) untuk

mengukur temperatur Lube Oil yg keluar dari Cooler, agar sistem kontrol dapat

mengetahui berapa temperatur yg keluar dari Cooler. Temperature Transmitter

kemudian mengirimkan sinyal hasil pengukurannya kepada Temperature

Controller (TC). Istilah Transmitter di sini tidak sama dengan istilah pemancar

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

pada sistem komunikasi. Transmitter di sini mengukur suatu besaran proses

(dalam hal ini temperatur) untuk kemudian mengirimkan hasil pengukurannya

berupa sinyal standar Instrumentasi kepada Controller (dalam hal ini

Temperature Controller).

Temperature Controller kemudian membandingkan apakah sinyal

pengukuran dari Temperature Transmitter (biasa disebut Process Variable/PV)

lebih tinggi atau lebih rendah dari temperatur yg dikehendaki (SP). Setelah itu

Temperature Controller akan menghitung berapa besar koreksi yg diperlukan

untuk menjaga agar temperatur Lube Oil yg keluar dari Cooler (PV) bisa sama

dengan temperatur yg dikehendaki (SP).

Setelah selesai menghitung, maka Temperature Controller akan

mengirimkan sinyal koreksi (biasa disebut Manipulated Variable/MV) kepada

Temperature Control Valve (TCV). Temperature Control Valve ini kemudian akan

melakukan langkah koreksi dengan membuka atau menutup sesuai dengan sinyal

koreksi dari Temperature Controller. Control Valve (dalam hal ini Temperature

Control Valve) sebagai Final Control Element (element pengontrol terakhir) ialah

sebuah keran/kerangan yg bukaannya bekerja secara otomatis berdasarkan

sinyal dari Controller (dalam hal ini Temperature Controller).

Jika hasil pengukuran Temperature Transmitter (PV) lebih tinggi dari

temperatur yg dikehendaki (SP), maka Temperature Controller akan menghitung

berapa besar koreksi yg diperlukan, kemudian mengirimkan sinyal koreksi agar

Temperature Control Valve membuka lebih besar untuk memperbesar aliran air

dingin ke Cooler untuk mendinginkan Lube Oil, begitu juga sebaliknya, jika hasil

pengukuran Temperature Transmitter (PV) lebih rendah dari temperatur yg

dikehendaki (SP), Temperature Controller akan mengirim sinyal koreksi agar

Temperature Control Valve menutup bukaannya untuk mengurangi aliran air

dingin ke Cooler.

Peralatan (Instruments) seperti Temperature Transmitter, Temperatur

Controller, dan Temperature Control Valve inilah yg melakukan 4 langkah

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

pengontrolan dalam sistem kontrol Instrumentasi, sehingga membuat sistem

menjadi otomatis dan mengurangi peranan manusia dalam proses.

Tidak hanya besaran temperatur yg dikontrol dalam Instrumentasi. Dalam

Instrumentasi dikenal yg namanya 4 besaran proses, yaitu:

Tekanan

Level (tinggi permukaan cairan)

Temperatur, dan

Flow (laju aliran fluida)

Sebagai tambahan, dalam industri Petrochemical maupun Oil Refinery

juga terdapat besaran2 lain yg dikontrol seperti pH, Conductivity, berat, dan

lain2.

Ilmu Instrumentasi secara dalam mempelajari teknik penggunaan

peralatan Instruments (Transmitter, Controller, Control Valve, dan lain2),

metode2 pengukuran 4 besaran proses maupun besaran2 lainnya, dan teknik

sistem pengontrolan proses agar diperoleh respon pengontrolan yg sesuai

dengan yg dikehendaki.

Kilang minyak bumi berfungsi untuk mengubah crude oil (minyak mentah)

menjadi produk jadi seperti Liquid Petroleum Gas/LPG, gasoline, kerosene,

diesel, fuel oil, lube base oil, dan coke. Secara umum teknologi proses kilang

minyak bumi dikelompokkan menjadi 3 macam proses, yaitu :

Primary Processing

Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam primary processing adalah unit-

unit yang hanya melibatkan peristiwa fisis, yaitu distilasi. Proses distilasi

adalah proses pemisahan komponen-komponen minyak bumi

berdasarkan perbedaan titik didihnya. Primary processing terdiri dari

Crude Distillation Unit/CDU dan Vacuum Distillation Unit/VDU.

Secondary Processing

Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam secondary processing adalah

unit-unit yang melibatkan reaksi kimia. Secondary processing terdiri dari

Hydrotreating process, Catalytic Reforming/Platforming process,

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

Hydrocracking process, Fluid Catalytic Cracking/Residual Catalytic

Cracking/Residual Fluid Catalytic Cracking/High Olefine Fluid Catalytic

Cracking, Hydrogen Production Unit/HPU, Delayed Coking Unit/DCU, dan

Visbraking.

Recovery Processing

Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam recovery processing adalah unit-

unit yang bertujuan untuk memperoleh kembali minyak yang diproduksi

atau chemical yang digunakan di unit-unit primary dan secondary

processing atau untuk mengolah limbah cair atau gas sebelum dibuang ke

laut atau udara luar/lingkungan sekitar. Recovery processing terdiri dari

Amine unit, Sour Water Stripping Unit, dan Sulphur Recovery Unit.

Keterangan Gambar Blok Diagram Konfigurasi Kilang Minyak Bumi

2. GAS ANALYZER DI PABRIK SEMEN

Gas Analyzer adalah Suatu peralatan instrumentasi yang digunakan

untuk mengukur komposisi dan proporsi dari suatu campuran gas. Pada

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

pabrik semen Gas Analyzer biasanya dipasang di inlet Kiln, Outlet Preheater,

outlet coal mill sebelum EP/Bag Filter. Tujuan pemakaian Gas Analyzer itu

sendiri dipabrik semen sebenarnya untuk optimalisasi proses dan safety

proses. Adapun jenis-jenis gas yang diukur berupa CO (Karbon Monoksida),

CO2 (Karbon Dioksida), O2 (Oksigen), NOx dan SOx

Dan berikut tujuan pemasangan gas Analyzer secara terperinci :

- Di Inlet Kiln : O2 , CO, SOx , NOx

1. Menunjukkan efisiensi proses pembakaran di Main Burner

2. Mengetahui Kebutuhan excess air (udara berlebih) pembakaran di Main

Burner

3. Sebagai acuan pembagian udara di TAD dan Secondary Air

- Di Top Preheater : O2 , CO

1. Mengetahui tingkat kebocoran udara (False Air) di Preheater

2. Safety gas CO ke EP Raw Mill

3. Mengetahui efisiensi pembakaran di calciner.

- Di Coal Mill : O2 , CO

1. Untuk monitoring gas CO dan O2 sehingga mencegah terjadinya

kebakaran ataupun ledakan (safety).

Gambar Gas Analyzer Sistem

Prinsip kerja Gas Analyzer : Gas Sample yang diambil melalui probe

akan masuk ke setiap sample cell secara bergiliran dimana gas sample akan

dibandingkan dengan gas standar melalui pemancaran sistem infrared

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

dimana akan menghasilkan perbedaan panjang gelombang yang akan

dikonversi receiver menjadi signal analog (4-20) mA.

Gambar Diagram Informasi Gas Analyzer

Untuk Kalibrasi gas analyzer dilakukan dengan menginjeksikan gas

standar (zero dan span gas) yang sudah diketahui nilainya, dengan itu kita

akan mengetahui apakah ada penyimpangan dalam pengukuran. Jika ada

penyimpangan (error) maka gas analyzer kembali di adjust melalui panel

control.

Adapun Maintenance yang dilakukan terhadap Gas Analyzer :

Inspeksi sistem setiap hari untuk meyakinkan bahwa sistem berjalan

dengan normal

Setelah sistem beroperasi normal check system display dan alarm

setiap hari

Check kondensor dan pompa setiap minggu

Kalibrasi analyzer setiap minggu

Check dan membersihkan filter probe setiap minggu

Cek alarm tekanan udara untuk purging. Tekanan minimal alarm

adalah 0,4 MPa

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI

DAFTAR PUSTAKA

http://meriwardana.blogspot.com/2012/06/mengenal-gas-analyzer-instrumentasi.html

http://mokoraden.blogdetik.com/2012/08/09/piping-and-instrumentation-diagram-pid/

http://forum.indowebster.com/showthread.php?t=141853

http://biginstrument.blogspot.com/2012/08/teknologi-proses-kilang-

minyakrefinery.html

http://duniakarya.wordpress.com/2009/10/07/dasar-instrumentasi/

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

2012INSTRUMENTASI