LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

KONFIGURASI PENGENDALIAN FLOW

Dosen Pebimbing : Ir. In Jumanda

Kelas : 2A TKPB

Kelompok : 1(SATU)

Oleh : Annisa Syafitri K (08414001)

: Arya Febriyanto (08414002)

JURUSAN TEKNIK KIMIAPRODI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG2010

KONFIGURASI PENGENDALIAN FLOW

I. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mampu mengidentifikasi unit-unit/ elemen-elemen pengendalian proses.

2. Mampu menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/ elemen pengendalian

proses.

3. Mampu mengidentifikasi variabel-variabel/ sinyal-sinyal pengendalian proses dan media

transmisinya.

II. DASAR TEORI

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.

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).

III. LANGKAH PRAKTIKUM

1. Penentuan peralatan yang terdapat dalam sistem pengendalian proses yang akan

diidentifikasi.

2. Identifikasi unruk semua unit atau elemen serta variabel/ sinyal dan peralatan tesebut.

3. Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/ elemen.

4. Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data dalam peralatan.

PCCRF

I/P

Electric mini regulator

UNIT PENGENDALIUNIT PENGENDALIUNIT PENGENDALI

Control quantity signal

Transmitter

UNIT PENGUKURAN

Sensor

Tangki

Fout

Centrifugal pump

UNIT KENDALI AKHIR

Valve

Sinyal pneumatik Transducer

UNIT PENGUBAH SINYAL

Sinyal kendali

Sinyal elektrik

Sumber tekanan

Fin (MV)

Supply enconditioning Unit

UNIT PROSES

Water drainage (UNIT PENDUKUNG)

Gangguan

IV. DATA PERCOBAAN DAN PENGOLAHAN DATA

A. Data Skema Peralatan :

B. Data Skema Peralatan Berupa Foto

Water Drainage

Centrifugal pump

Control valve

P/Itransducer

PC

Turbin meter

Supply Enconditioning unit

Transmitter FLOWMETER

Data – 2 : Tabulasi

No. UnitNama

AlatSfesifikasi

Sinyal masuk Sinyal Keluar

Variabel Besaran Variabel Besaran

1. Proses Pipa Didacta Italia MV Flow umpan masuk PV Flow

2. Pengukuran

Flow sensor transmitter

(flowmeter)

15 – 150 ltr/h

Didacta Italia

3-15 psi

PC, Elec.Reg, manual

+5v, +12v, -12v

PV Flow

 

Sinyal

Pengukuran

 

Arus standar

(4-20 mA)

Turbin meter  

3. Kendali CRL, PC CodSinyal

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

KendaliSinyal elektrik

Sinyal

Kendali

Sinyal

pneumatik

5. Kendali akhir Control valveCuSn

5 ZnPb 6

Sinyal

kendali

Sinyal

pneumatikMV Flow masuk

PV (Flow)

Unit ProsesUnit kendali akhir

Unit kendali

Unit pengukuran

Gangguan (level, P, T, C)MV (Flow in)

Control valve(CRF, PC)

Set point

+

-

(Tranducer, Transmiiter)

Sinyal kendali (sinyal elektrik

Sinyal pengukuran (sinyal elektrik)Flow nyata

C. Diagram Pengendalian Proses

V. PEMBAHASAN

Arya Febriyanto

08414002

Praktikum pengendalian proses kali ini berdasarkan pada pemahaman terhadap

beberapa variabel dan unit/elemen pengendalian pada suatu sistem proses, jenis alat serta

fungsi pada setiap unit/elemen dan melakukan identifikasi variabel-variabel/sinyal-sinyal

pada pengendalian proses.

Dalam melakukan identifikasi terlebih melakukan penunjukan kemudian

penyebutan unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses yang ada di laboratorium

pengendalian proses. Setelah itu dilakukan penjelasan mengenai jenis alat beserta

fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses tersebut.

Praktikum ini bertujuan untuk memantapkan pemahaman dasar mengenai sistem

pengendalian proses terutama modul flow serta dalam praktikum modul-modul selanjutnya

dalam praktikum pengendalian proses.

Dari pengamatan yang diperoleh didapat suatu unit proses berupa pipa-pipa yang

ada dalam proses pengendalian flow. Pipa-pipa tersebut merupakan unit/elemen tempat

proses laju alir (flow) tersebut berlangsung yang kemudian akan dikendalikan. Variabel

yang akan dikendalikan dalam unit ini disebut dengan variabel proses terkendali (Process

Variable atau disingkat dengan PV) dengan besaran flow (Liter/jam). Sedangkan variabel

yang masuk ke dalam unit ini adalah adalah variabel pengendali atau Manipulated Variable

(MV) dengan besaran flow umpan masuk yang digunakan untuk mengendalikan atau

mempertahankan keadaan proses.

Sementara itu, unit pengukuran yang digunakan berupa Flow sensor transmiter.

Unit ini berfungsi untuk mengukur variabel proses (PV) dalam besaran flow yang diubah

menjadi variabel sinyal pengukuran yang berupa sinyal elektri (arus listrik). Dalam unit

pengukuran ini terdapat alat pengukuran, yaitu flowmeter. Nilai dari flowmeter akan

diterjemahkan oleh flow sensor transmiter menjadi sinyal listrik arus standar (4 – 20 mA).

Variabel pengukuran dari unit proses yang berupa sinyal listrik (variabel sinyal

pengukuran) tersebut diberikan kepada supply enconditioning unit (unit kendali) yang

berupa Flow Regulation Control (CRF) untuk dibandingkan dan dievaluasi. Unit ini

merupakan otak dari sistem pengendalian proses. Pembandingan disini artinya hasil

pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur) dibandingkan dengan nilai set

point atau nilai variabel proses yang diinginkan (nilai acuan). Selisih antara set point dan

nilai variabel proses terkendali (PV) disebut error (e). Atas dasar besar, lama, dan

kecepatan nilai error, unit pengendali (Flow Regulation control) atau supply enconditiong

unit mengevaluasi atau memutuskan dan mengirim variabel sinyal kendali berupa sinyal

elektrik untuk mengoreksi atau melakukan tindakan.

Sinyal ini akan diteruskan kepada I/P tranducer yang merupakan unit pengubah. I/P

tranducer berfungsi sebagai pengubah sinyal dari sinyal elekrik (variabel sinyal kendali)

menjadi sinyal pneumatic (variabel kendali).

Sinyal pneumatik tersebut kemudian disalurkan kepada Unit Kendali Akhir (Final

Control Valve). Unit ini merupakan unit yang akan melakukan tindakan akhir sesuai

dengan keputusan dan perintah dari unit kendali. Unit ini berupa katup kendali (control

valve). Sinyal pneumatik tersebut memerintahkan control valve untuk memperbesar atau

memperkecil bukaan valve.

Semua hal rangkaian proses pengendalian flow tersebut bertujuan untuk

mendapatkan nilai variabel proses, yaitu flow, yang diinginkan dengan

membandingkannya dengan nilai yang diinginkan (set point) atau dengan kata lain

mempertahankan nilai variabel proses agar sama dengan nilai acuan atau setidaknya nilai

varibel proses tersebut berada di sekitar nilai acuan dalam batas-batas toleransi, tidak

berbeda jauh dengan pustaka acuan. Hal ini adalah untuk kebutuhan operasi agar berada

pada kondisi yang diinginkan.

V. PEMBAHASAN

Annisa Syafitri K

Praktikum pengendalian proses kali ini bertujuan untuk memahami beberapa

variabel dan unit/elemen pengendalian pada suatu sistem proses, jenis alat serta fungsi

pada setiap unit/elemen, serta dapat melakukan identifikasi variabel-variabel/sinyal-sinyal

pada pengendalian proses.

Dalam melakukan identifikasi terlebih melakukan penunjukan kemudian

penyebutan unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses yang ada di laboratorium

pengendalian proses. Setelah itu dilakukan penjelasan mengenai jenis alat beserta

fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses tersebut.

Praktikum ini bertujuan untuk memantapkan pemahaman dasar mengenai sistem

pengendalian proses terutama modul flow serta dalam praktikum modul-modul selanjutnya

dalam praktikum pengendalian proses.

Dari pengamatan yang diperoleh pada pengendalian flow, didapat suatu unit proses

berupa pipa-pipa yang merupakan unit/elemen tempat proses laju alir (flow) tersebut

berlangsung yang akan dikendalikan. Variabel yang akan dikendalikan dalam unit ini

disebut dengan variabel proses terkendali (Process Variable atau disingkat dengan PV)

dengan besaran flow (Liter/jam). Sedangkan variabel yang masuk ke dalam unit ini adalah

adalah variabel pengendali atau Manipulated Variable (MV) dengan besaran flow umpan

masuk yang digunakan untuk mengendalikan atau mempertahankan keadaan proses.

Sementara itu, unit pengukuran yang digunakan berupa Flow sensor transmiter

yang berfungsi untuk mengukur variabel proses (PV) dalam besaran flow yang diubah

menjadi variabel sinyal pengukuran yang berupa sinyal elektri (arus listrik). Dalam unit

pengukuran ini terdapat alat pengukuran, yaitu flowmeter. Nilai dari flowmeter akan

diterjemahkan oleh flow sensor transmiter menjadi sinyal listrik arus standar (4 – 20 mA).

Variabel pengukuran dari unit proses yang berupa sinyal listrik (variabel sinyal

pengukuran) tersebut diberikan kepada supply enconditioning unit (unit kendali) yang

berupa Flow Regulation Control (CRF) untuk dibandingkan dan dievaluasi. Unit ini

merupakan otak dari sistem pengendalian proses. Pembandingan disini artinya

membandingkan anatara pengamatan variabel proses (nilai terukur) dengan nilai set point

atau nilai variabel proses yang diinginkan (nilai acuan). Selisih antara set point dan nilai

variabel proses terkendali (PV) disebut error (e). Kemudian unit pengendali atau supply

enconditing akan mengevaluasi besar, lama, dan kecepatan nilai error dan mengirim

variabel sinyal kendali berupa sinyal elektrik untuk mengoreksi atau melakukan tindakan.

Sinyal ini akan diteruskan kepada I/P tranducer yang merupakan unit pengubah dan

berfungsi sebagai pengubah sinyal dari sinyal elekrik (variabel sinyal kendali) menjadi

sinyal pneumatic (variabel kendali).

Sinyal pneumatik tersebut kemudian disalurkan kepada Unit Kendali Akhir (Final

Control Valve) yang akan melakukan tindakan akhir sesuai dengan keputusan dan perintah

dari unit kendali. Unit ini berupa katup kendali (control valve). Sinyal pneumatik tersebut

memerintahkan control valve untuk memperbesar atau memperkecil bukaan valve.

Semua hal rangkaian prose pengendalian flow tersebut bertujuan untuk

mendapatkan nilai variabel proses, yaitu flow yang diinginkan dengan

membandingkannya dengan nilai yang diinginkan (set point) atau dengan kata lain

mempertahankan nilai variabel proses agar sama dengan nilai acuan atau setidaknya nilai

varibel proses tersebut berada di sekitar nilai acuan dalam batas-batas toleransi, tidak

berbeda jauh dengan pustaka acuan. Hal ini adalah untuk kebutuhan operasi agar berada

pada kondisi yang diinginkan.

VI. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil praktikum ini adalah :

1. Pengendalian suatu sistem proses adalah untuk mempertahankan nilai varibel

proses sama dengan nilai acuan, sesuai dengan yang diinginkan.

2. Unit/elemen proses pada proses pengendalian flow adalah pipa.

3. Unit/elemen pengukuran pada proses pengendalian flow adalah Flow Sensor

Transmiter.

4. Unit/elemen kendali pada proses pengendalian flow adalah Flow Regulation

Control.

5. Unit/elemen pengubah pada proses pengendalian flow adalah I/P transduser.

6. Unit/elemen kendali akhir pada proses pengendalian flow adalah Control Valve.

DAFTAR PUSTAKA

Jumanda K, Ir. 2009. Jobsheet praktikum Pengendalian Proses modul Konfigurasi

Pengendalian. Teknik Kimia Polban; Bandung.

Pakpahan, S. 1988. Kontrol Otomatik Teori dan Penerapannya. Erlangga; Jakarta

Heriyanto. 1999. Diktat kuliah Pengendalian Proses . Teknik Kimia Polban; Bandung.

Harriot, Peter, Process Control, McGraw-Hill, New York, 1964.

ISA, Standards and Practices for Instrumentation and Control; 11 th Edition, The

Instrument Society of America, Research Triangle Park, 1992.

Staff of Chemical Engineering, Practical Instrumentation and Control, McGraw-Hill, New

York, 1980.