1

KOMPONENKOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGATURAN

PRODI TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

Dasar Sistem Kontrol

Sistem Kontrol Proses (Tekanan)2

Sistem Pengaturan Tekanan3

Jika tekanan didalam tungku dibawah tekanan yang diinginkan, damper akan selalu menutup sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk bertambah sampai dengan tekanan yang diinginkan

Jika tekanan didalam tungku diatas tekanan yang diinginkan, damper akan membuka sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk berkurang sampai dengan tekanan yang diinginkan

KONFIGURASI SISTEM PENGATURAN4

Energy input

actuator

Process Under Control

Aktual Output

Power interface

SENSOR

Transmision

Signal conditioner

Set Point Desire Output

Controller

Process variable

Transmision

Definisi tiap komponen pengaturan5

Proses, sebagai obyek pengaturan, dapat berupa satu mesin, satu sistem penyegar udara, satu platform meriam, satu sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), atau satu unit proses kimia. Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang mengukur variabel dikendali dan mengirim sinyal pengukuran ke kontroler. Peralatan tersebut merasakan adanya perubahan tekanan, temperatur, aliran, kecepatan dan variabel lain yang harus dikendalikan.

Definisi tiap komponen pengaturan6

Kontroler, yang menerima sinyal pengukuran dan membandingkannya dengan sinyal yang dikehendaki (set-point) kemudian menentukan strategi apa yang akan dilakukan dengan sinyal kesalahan yang diperoleh dan mengirim sinyal keluaran ke aktuator. Aktuator (aktuator + penguat sinyal + transmisi), yang merupakan mata-rantai terakhir sistem dan melaksanakan tugas yang ditentukan oleh kontroler. Peralatan demikian dapat berupa satu motor listrik, satu silinder hidraulik, atau satu peralatan pneumatik.

Elemen Pengukur (Sensor/Transducer)7

Transducer adalah fisik dari perangkat keras yang didesain untuk secara proporsional mentransformasikan (atau mengkonversikan) variabel informasi sekarang pada suatu sistem energi menjadi sistem energi yang lainnya. Sensor adalah tranduser yang digunakan untuk mendeteksi (atau mengukur) besaran fisik menjadi besaran elektrik. Terdapat berbagai jenis sensor yang tersedia dan bentuk serta ukurannya juga bermacam-macam, tergantung pada prinsip kerja mereka. Sebagai contoh ada sensor yang bentuknya besar dan kurang peka, lainnya kecil dan sangat peka dan yang lainnya merupakan bentuk diantara keduanya.

Karakteristik Elemen Pengukuran8

Elemen pengukur harus bisa dipercaya dan akurasi dalam pendeteksian perubahan yang terjadi pada parameter ukur. Untuk proses kontrol, instrumen pengukur menghasilkan sinyal yang bisa memberikan tanda apabila diperlukan perubahan manual ataupun aktifitas peralatan secara otomatis. Untuk mengetahui performansi optimal dari pengukuran dapat dilihat pada karakteristik dasar pengukuran.

Karakteristik Statis Elemen Pengukuran9

Karakteristik Statis ini terdiri dari bermacammacam,antara lain: Accuracy (Akurasi) Resolution (Resolosi) Repeatability (Pengulangan) Linearity (Linieritas) Hysterisis (Celah Diferensial) Response Rate (Kecepatan Beraksi)

Sensor Temperatur10

What are thermocouples?11

Thermocouples operate under the principle that a circuit made by connecting two dissimilar metals produces a measurable voltage (emf-electromotive force) when the two ends of the thermocouple circuit are at different temperatures.

They are inexpensive, small in size, rugged and remarkably accurate when used with an understanding of their peculiarities

Seeback effect at Thermocouple12

RTD (Resistance Temperature Detector)13

Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperatur. Berbagai logam yang sering digunakan untuk RTD : platina (linier, sangat mahal, umum dipakai) Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) Nickle alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah) Tembaga (range temperatur lebih rendah)

Thermistor14

Thermistor, nilai hambatannya dipengaruhi oleh suhu. 1. PTC Thermistor (Positive Temperatur Coefisien) Tidak terbuat dari bahan semikonduktor, sehingga makin tinggi suhunya makin besar nilai hambatannya. 2. NTC Thermistor (Negative Temperatur Coefisien) Terbuat dari bahan semikonduktor, sehingga makin tinggi suhunya makin kecil nilai hambatannya

Sensor Temperatur IC LM33515

Sensor Temperatur IC LM3416

Sensor Temperatur IC AD590/AD59217

Perbandingan Respons18

Sensor Posisi19

Resistive Potentiometers Inductive Linear Variable Differential Transformers (LVDTs) Synchros, Resolvers, and Inductosyn Electro-optical Optical encoders Capacitive, piezo-electric, ultrasonic, magnetostrictive, etc.

Potensiometer20

Sensor analog yang bekerja seperti divider

Potensiometer dan Proximity21

Potensiometer (rotary and linear)

Proximity switch (mechanical)

Potensiometer untuk posisi22

LVDT (linier variable Differential Circuit)23

LVDT dianggap termasuk sebagai tranduser pasif karena adanya pergeseran objek menyebabkan perubahan tegangan induksi, meskipun catu daya dari luar diperlukan untuk menghidupkan kumparan primer.

Kelebihan LVDT24

Sangat kecil gesekannya, sehingga tidak mempengaruhi besaran yang diukur Memiliki impedansi keluaran yang rendah Menghasilkan pengukuran yang searah (bisa positif atau negatif) Tersedia dalam bentuk yang kecil Sederhana dan kehandalannya tinggi

Pengolahan sinyal LVDT25

Menggunakan demodulasiAC POWER LVDT

Power Supply

Carier Oscilator

Amplitude Control

Current Amplifier

Demodulator

Phase Shifter

Synchro Transformers26

Prinsip kerja synchro27

Prinsip kerja dari trafo synchro yaitu dengan memanfaatkan induksi bersama yang berfungsi sebagai pengukur pergeseran angular.

Rangkaian Synchro28

Synchro to Digital Converter29

Resolver30

Uses an AC signal to excite the rotor winding. Stator has two windings at 90 degrees to each other. As the rotor turns the coupling to the two windings will changeVo2=A.Vref. Cos

Vo1=A.Vref. Cos

Optical EncoderSinyal Output Optical Encoder31

Konstruksi Encoder Absolut32

Sensor Kecepatan33

Inductive tachogenerators linear sensors Gyroscopes Differentiation of position analog digital Integration of acceleration

Tachogenerator34

Sensor ini konstruksinya mirip motor DC magnet permanen. Tegangan keluaran yang dihasilkan berupa tegangan DC.

Increment Encoder35

Encoder yang digunakan untuk pengukuran kecepatan menggunakan encoder dengan output A, B, dan Z Output A dan B berbeda phase sebesar 90 derajat. Sedang output Z untuk zero index (untuk kecepatan tinggi).

Kontroler36

PLC (Programable Logic Controller) DCS (Distributed Control System) Embeded System Sistem Minimum

Aktuator37

Roda Gigi Driver Amplifier Inverter Motor Listrik (DC, AC)