PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2006

EVALUASITERHADAPPENGGUNAANTEMWERATURECONTROLLER TIPE B 170 (MB1) PADA FURNACE TIPE

L3/12/BI70 UNTUK PROSES PEMANGGANGAN GRAFIT

Triyono, Tunjung Indrati Yuliati, HidayatiPTAPB-BATAN Yogyakarla

ABSTRAK

EVALUASI TERHADAP PENGGUNAAN TEMPERA TURE CONTROLLER TIPE B170 (MB1) PADA FURNACE TIPE L3/12/B170 UNTUK PROSESPEMANGGANGAN GRAFIT. Telah dilakukan evaluasi terhadap aplikasi pengujianinput program temperature controller B 170 (MB 1) pada furnace tipe L 3/12/8 170 untukproses pemanggangan grafit 100-1000 ·C. Pengujian input program meliputi :pengaturan suhu setting T1 (C), starting time (detik), pengaturan laju pemanasan timeT1 (C/menit), pengaturan waktu operasi sinambung time T2 (menit). Untukmengetahui kesesuaian antara harga input program terhadap hasi/ operasitemperature controller perfu dilakukan uji fungsi dan evaluasi untuk memperoleh dataoperasi alat pada daerah suhu 100-1000 ·C. Hasi/ pengujian temperature controllerB170 (MB1) pada furnace L3/12/8170 menunjukkan bahwa : suhu setting T1 : 100­1000 ·C menghasilkan deviasi 0-10 ·C, time start: 1-10 detik menghasi/kan deviasi 0detik, laju pemanasan time 1 : 10-100 ·C/menit menghasilkan deviasi 0 ·C/menit.Dalam uji fungsi digunakan tegangan 220 Volt arus 1-10 Amper daya 2200 Watt.

ABSTRACT

THE EVALUA TlON TO APLICA TlON TEMPERA TURE CONTROLLER B170 (MB1)OF TYPE FURNACE L3/12/B170 FOR BAKING PROCESS GRAFHITE. The

evaluation to application and examination temperature controller B 170 {MB1) inputprogram of furnace type L3/12/B 170 for baking grafhite process 100-1000 C has beendone. The examination input program i.e : temperature control setting T1 (C), startingtime (second), heat velocity setting time T1 (C/minute), operation continue settingtime T2 (minute). For understand same of between value input program to resultoperation temperature controller need done examination and evaluation for getoperation data instrument of temperature range 100-1000 ·C. The result examinationtemperature controller B170 (MB 1) of fumace L3/12/8 170 showed that : temperaturecontrol setting T1 : 100-1000 ·C to product deviation 0-10 ·C, setting time start: 1-10second to product deviation 0 second, setting heat velocity time 1 : 10-100 ·C/minuteto product 0 ·C/minute. In the examination use voltage 220 volts and current 10Amperes power 2200 Watts.

PENDAHULUAN

Dalam proses tahap pemanasan euplikan peletgrath dapat dilakukan dalam berbagai tipefl/rnace, baikjilrnace busur listrik, induksi maupuntermal biasa. Furnace yang ada bekerja belumdilengkapi pengatur laju panas (C/menit) secaraterprogram, sehingga memerlukan kalibrasi alat.Tujuan pemanasan cuplikan grafit untukmengetahui perubahan dimensi, pcrubahan tahananjenis (resivitas). Laju panas rerata dalam prosespemanasan cuplikan grafit akan menentukan

keeepatan perubahan volume penyusutan

(densivicalion) atau penggelembungan (swelling).Densivikasi )'ang terlalu eepat juga akanmenimbulkan keretakan, sedangkan swelling jugaakan mengakibatkan terbentuknya scrbuk kembalidari bent uk pelet (kompakannya). Fenomenapenyusutan akan menguntungkan, sehingga be ratjenis makin tinggi bila penyusutan tersebut berjalan

normal. Akibat penyusutan cuplikan berat jenispelet akan menyusut bila penggelembungannyaberjalan secara normal pula. Untuk mcmperoleh

30 ISSN 1410 - 8178 Triyono, dkk.

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

mutu pemanggangan grafit yang baik diperlukanfurnace dengan temperature controller yang dapatdikendalikan laju panas rerata secara otomatik danterprogram [I].

Telah dilakukan aplikasi, pengujian danevaluasi terhadap temperature controller tipe B 170(MB I) buatan Jerman Barat tipe L3/12 IB 170 pada

suhu 100-1000 'c. Fasilitas yang dimiliki olehtemperature controller B170 (MB]) meliputi :pengatur suhu setting 0-1000 'c (TI), time starting(detik), laju panas time ] (C/menit), waktupemanasan time 2 (men it). Untuk mengetahui unjukkerja alat perlu dilakukan uji coba alat sebagaiberikut :

1. Pengaturan time startPengaturan time start dimaksudkan untuk

program pengawalan operasi temperature controlleruntuk menghubungkan ke operasi furnace. Timestart dapat diset mulai 1-10 detik atau lebihtergantung keperluan, semakin besar harga timestart pengawalannya semakin lama.

2. Pengaturan suhu setting TtPengaturan suhu setting dapat dilakukan

pada daerah suhu 0-1000 'c dengan caramemasukkan input program berupa data numerikmelalui key pad dan disimpan pada Enter.

3. Pengaturan time ]Pengaturan time ] dimaksudkan untuk

mengatur laju panas (C/menit) pada sumber panasatau furnace. Pengaturan laju panas padatemperature control merupakan fasilitas pentinguntuk melakukan proses pemanasan cuplikan peletgrafit, karena akan menentukan terhadap perubahan

struktur cuplikan hasil pemanasan. Laju panas dapatdiatur dengan memasukkan input ke program time Idan kemudian disimpan ke program Enter, makatemperature controller akan bekerja secaraotomatik pada laju panas yang diinginkan.

4. Pengaturan time 2Pengaturan time 2 berfungsi sebagai

pengatur waktu operasi sinambung pada suhusetting yang diinginkan dengan cara memasukkandata waktu operasi (men it) ke dalam program inputtime 2 dan disimpan ke dalam Enter.

Sistem operasional temperature controllerB170 (MB/) dapat dilakukan pada sebuah panelyang terdiri dari panel kontrol berupa key paddengan tombol 0-9, tombol Enter, tombol stop,tombol start dan saklar utama on-off(O/I).I. Tombol key pad 0-9 : berfungsi untuk

mengubah pengaturan suhu yang diinginkan(\'etting vulue) 0-1000 'c.

2. Tombol Enter : berfungsi untuk menyimpanperubahan data input berupa suhu setting value,waktu slart, laju panas dan waktu pemanasan.

3. Tombol start : berfungsi untukmenghubungkan antara program input yangdiinginkan ke sistemfiirnace.

4. Tombol stop : berfungsi mengakhiri prosespengendalian program program inpul tanpa adaperubahan data input

5. Tombol switch on-off : berfungsimenghubungkan tegangan input 220 Volt keinstrumen temperature controller B 170 (MB 1)dan melayani furnace L3/12/B 170 secaraotomatik.

Temperature controller merupakanperalatan baru yang teraplikasi pada furnace tipeL3/12/B 170, sehingga perlu dilakukan uji fungsidengan variasi program input dan dilakukanevaluasi untuk mengetahui unjuk kerja alat. Denganmengevaluasi hasil uji fungsi akan diperoleh dataoutput alat, unjuk kerja dan cara operasional yangbaik (2].

Kemampuan fitrnace L3/12/B 170maksimal mencapai suhu 1200 'c pada tegangan230 Volt daya 1200 Watt, tetapi dalam uji fungsihanya dilakukan pada suhu maksimal 1000 'csupayafurnace tidak mengalami kerusakan fatal (3J.

Setiap sistem kontrol, pertamamenggunakan nilai spesifik (range) untuk nilaiyang diinginkan sebagai variable yang dikontrolatau sering disebut set point untuk nilai yangdiinginkan. Kedua, kondisi dari sistem diukur

menggunakan sensor untuk mengukur variable fisikyang akan dijaga dekat dengan nilai yangdiinginkan (suhu). Ketiga, setiap sistem mempunyaikalkulasi kontrol atau algoritma, denganmenggunakan hasil pengukuran dan nilai yangdiinginkan untuk menentukan koreksi pada proseson-off. Kalkulasi kontrol akan diimplementasikandengan mengeset salah satu alat pada sistem,sehingga dapat mengubah kondisi on-offfurnace (4).

Kunci pokok sistem kontrol suhu dapat dilihat padaGambar 1.

Harga yang dilnginkan

Proses I furnace

Gambar I. Kunci pokok sistem kontrol suhu.

Harga set point yang diinginkan padalemperalure controler B170 (MBI) dapatdimasukkan program melalui : setting kontrol suhuT I (C), time .1'101'1 (detik) laju panas lime 7'1(C/menit), waktu operasi sinambung lime 72(men it). Parameter set pain Iyang telah dimasukkanharganya perlu disimpan atau dikunci agar dapa!

Triyono, dkk. ISSN 1410 - 8178 3\

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 5. Siok diagram program input startingtime.

3. Program input starting timeProgram input starting time atau time start

difungsikan untuk menentukan berapa lama waktupengawalan operasi program berikutnya (TI, time I.time 2) dengan cara mengaktitkan time start danmasukkan data waktu pengawalan denganmengaktitkan key pard dengan data numerik 1- I0

detik dan kemudian aktitkan Enter, maka data inputstarting lime telah tersimpan yang dapat digunakanuntuk operasi pengawalan secara otomatik. Siokdiagram program input starting time dapat dilihatpada Gambar 5.

Dari penelitian terhadap aplikasi dan uji fungsiuntuk mengevaluasi variasi program inpllltemperature controller B170 (MBI) pad a furnacetipe L3/I 2/S 170 pada suhu 100-1000 "c. Variasipengujian temperature controller B /70 (MB /)meliputi : suhu setting Tl (C), time siart (detik),laju panas time Tl (C/menit), waktu operasisinambung time T2 (menil) pada suhu 100-1000"C.Uji fungsi dimaksudkan untuk mengetahui

karakteristik dari berbagai program inpllt utamapad a tempera/lire controller B170 (MBI) pada suhu100 "c. Uji fungsi program input pada suhu 100·Cdapat dilihat pada Tabel I.

Masukkan data harga input

dangan l1lengaktifkanEnter.D

4. Start the programSesudah semua program input yang

diperlukan dimasukkan ke dalam memori programdan disimpan ke Enter, maka program selanjutnyaadalah memulai operasi dengan mengaktitkan start.Siok diagram start the program dapat dilihat padaGambar 6.

8--B Penampil

Gambar 6. B10k diagram start the program.

Untuk melakukan uji fungsi alat perludipelajari manual operational temperaturecontroller B170 (MBI) secara seksama, sehinggakemungkinan terjadinya kerusakan alat dapatdihindarkan.

Dengan dilakukan aplikasi dan pengujianserta evaluasi alat akan dapat diketahui unjuk kerjaalat pada suhu setting TI : 100-1000 "C, time start(1-10 detik), laju panas time I: 1-9 "C/menit, waktuoperasi time 2 (15 men it) secara optimal sesuaikebutuhan laboratorium proses.

Gambar 4. Blok diagram program inplll.

TATA KERJA

Gambar 2. Grafik penuntun operasionaltemperature controller BI70 (MBI).

Langkah-Iangkah mengaktitkantemperature controller B170 (MBI) adalah sebagaiberikut :

1. Waktu pengawalan operasi (time start)Aktitkan saklar utama ke kode I, maka

pada penampil akan terlihat kode S 170 yangmerupakan tipe temperature controller. Siokdiagram time start dapat dilihat pad a Gambar 3.

I0 1 H b 170 I atau ~

Gambar 3. Siok diagram time start.

2. Program InputProgram Input berisi program yang akan

dimasukkan ke memori temperature controllerberupa program T I (suhu setting, "C), time I (Iajupanas, "C/menit), time 2 (waktu operasi pada suhusetting, "C). Harga input dimasukkan melalui keypard dan ditampilkan secara langsung padapenampil LED. Harga input yang telah diprogramharus disimpan dalam memori denganmengaktitkan Enter, maka semua program telahtersimpan ke dalam memori untuk melakukan kerjasecara otomatik sesuai data inputnya (Tf. time I.time 2. time start). Blok diagram program inputdapat dilihat pada Gambar 4.

~L"I Time I I ~ - Masuk~an harga input~ ---~ numenk dengan Enter

digunakan untuk kerja otomatik sesuai harga setpoint yang diinginkan.

Peralatan yang digunakan dalampelaksanaan penelitian meliputi : multimeter analogatau multimeter digital, pengukur arus (tangampermeter), toolsets, timer, manual operationtemperature controller B170 (MBI). manualoperation furnace L3 /12 /BI70.

Sahan yang digunakan meliputi : unitfurnace tipe L3/I 2/S 170, unit temperaturecontroller BI70 (MBI), panellistrik 220 Volt.

Dalam aplikasi dan pengujian temperaturecontroller B170 (MBI) dilakukan dengan mengikuti

langkah pada gambar grafik penuntun. Grafikpenuntun operasional temperature controller B 170(MBI) dapat dilihat pada Gambar 2.

~11 11_· ~Irrne start I Irrnell Irrne21 Wak1uoperasi

32 ISSN 1410 - 8178 Triyono, dkk.

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Tabel I. Uji fungsi program input pada suhu 100"C.

Time start, (detik)

Laju panas Time I,Waktu operasi sinambung

Parameter operasifurnaceNo (C/menit)Time T2, (menit)Settinf?,

HasilSettinf!HasilSettinf!HasiIArus (A)Tegane:an (V)I

I II3,11515I2202

I I27,01515I2203

I I38,71515I2204

I I491515I2205

I I591515I2206

I I68,7151512207

I I781515I2208

I I881515I2209

II I 96,21515I220

Tabel 2. Pengujian program input temperature controller B 170 (MB I) pada suhu setting Tl.Suhu

Time start (detik)Laju panas time l,Suhu terukur padafurnace, (0C)

Kebutuhan arus

setting(OCImenit) pada uji fungsi,

TI, (0C)Settinf!HasilSellinf!HasilTerendahTertinggi(ampere)

100

II1010117118 10200

222020215217 10300

333030300301 10400

444040410401 10500

555050504509 10600

666060600603 10700

777070704709 10800

888080805814 10900

999090905910 101000

10101001001000100010

Dari hasi] data pengujian pada Tabel I,setting suhu rendah TI sebesar 100 ·C menunjukkankonsumsi arus furnace sebesar I Amper dari arusmaksimalnya 10 Amper. Kondisi penggunaan arussebesar I Amper menyebabkan hasil yang diperolehdari laju panas time T1 menyimpang dari settingprogram inputnya. Setting program inplll time startdengan waktu I detik sebanyak 9 kali pengujianmenghasilkan harga yang sarna (I detik) danmenunjukkan tidak adanya penyimpangan. Padasetting program input untuk waktu operasisinambung time 2 dengan setting waktu 15 menitsebanyak 9 kali pengujian menghasilkan harga yangsama (15 menit) dan menunjukkan tidak adanyapenyimpangan. Pada setting input program lajupanas time Tl : 1-9 ·C/menit menghasilkan lajupanas sebesar 3,1-9 ·C/menit dan cenderungmenyimpang dari settingnya. Penyimpangan yangterjadi antara hasil pengujian Time T1 terhadapsetting input program !~u pemanasan Time Tl 1-9

'C/menit karena setting minimal pada Time T1adalah 10 ·C/menit pada suhu 100 'c. Pada settingprogram input time 1 untuk !aju panas 1-5 'C/menitmenghasilkan laju panas seb~sar 3,1-9 ·C/menit.Sesudah setting time TI dinaikkan dari 6-9 'C/menitmenghasilkan Ia,ju panas sebesar 8,7-6,2 "C/menit

yang cenderung menurun. Hasil pengujian yangditunjukkan pada Tabel I baru dicapai duaparameter program input yang hasilnya stabil yaitutime start dan waktu operasi sinambung time 2.Untuk memperoleh hasil yang maksimal dilakukanuji coba pada suhu setting T1 antara 100-1000 'c.Pengujian program input temperature controllerB170 (MBl) pada suhu setting T1 terlihat padaTabel 2.

Dari data hasil pengujian program inputtemperature controller B170 (MBl) pada suhuselling TI 100-1000·C pada Tabel 2 menunjukkanbahwa hasil yang diperoleh sesuai dengan settingprogram inplll untuk time start (detik) dan lajupanas time Tl (C/menit). Pada selling programinput time start 1-10 detik menghasilkan time startsebesar 1-10 detik, sehingga tidak ada

penyimpangan (0 detik). Untuk selling programinput laju panas time TI : 10-100 'C/menitmenghasilkan tampilan sebesar 10-100 ·C/menit dantidak terjadi penyimpangan (0 'C/menit). Keduaparameter hasil tampilan dengan simpangan no!menunjukkan temperature controller sudah bekerjasecara stabil. Pad a suhu setting TI an tara 100-1000'c menghasilkan tampilan suhu terendah sebesar

Triyono, dkk. ISSN 1410 - 8178 33

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2009

117- I000 "c dan tampilan suhu tertinggi sebesar118-1000 ·C

~ 1200::J _i 'g 1000 --- T.mpil.n .uhute.end.h .--+ 1000

<: _~ •• ., •• i<: ~ 100 _~ •• ~ I.! oS ~-roa'.~ Ii &00 • ..rt>oa 06.I!I'" 400 ·lh1Ot

'! ~ 200 .~ __ T.mpil.n .uhu tertinnll;

:: ~ 0 f--,.--~-~-~! 100 JOO 500 JOO 100

Input .uhu .ettinll n,DC

Gambar 7. Hubungan antara program input suhuselling TI terhadap hasil tampilan suhuterendah dan suhu tertinggi.

Pada selling suhu TI sebesar 100 ·Cmemberikan hasil tampilan suhu terendah sebesar117 ·C dan tampilan suhu tertinggi 118 ·C.Penyimpangan suhu antara hasil tampilan denganselling program TI cukup besar yaitu an tara 17-18·C, artinya kontrol suhu bekerja pada daerah suhuantara 117-118 ·C untuk suhu selling 100 .c.Sedangkan untuk selling suhu TI : 200-1000 ·Cmenghasilkan simpangan pada suhu terendah yangcenderung menurun dari 15-0 ·C dan simpangansuhu tertinggi juga menurun dari 17-0 ·C. Jadisemakin besar suhu selling TI akan dihasilkantampilan suhu sesuai sellingnya dan simpangannyamenuju 0 .c. Besarnya konsumsi arus padafurnaceakan mempengaruhi pencapaian suhu optimal (1000·C). Hubungan an tara program input suhu selling TIterhadap hasH tampilan suhu terendah dan suhutertinggi dapat dilihat pada Gambar 7.

Penyimpangan hasil tampilan suhutertinggi terjadi pada suhu selling program input TI100 ·C sebesar 17-18 ·C dan terendah pada suhu

selling 1000 ·C dengan penyimpangan 0 .c. PadaGambar 7 menunjukkan hasil penampilan suhuterendah dan suhu tertinggi dengan simpangan 0-180c.

KESIMPULAN

Dari hasil evaluasi terhadap aplikasi dan ujifungsi temperature controller 8170 (M81) pada

furnace tipe L3/12/B I 70 untuk prosespemanggangan gratH dapat disimpulkan sebagaiberikut :

I. Selling time start pada pengujian alat minimal Idetik sampai 10 detik sudah cukup memberikanwaktu pengawalan terhadap program inputberikutnya.

2. Laju panas time TI pada suhu selling TI 100·Cdengan selling 1-9 ·C/menit menghasilkantampilan sebesar 3,1-9 ·C/menit.

3. Laju panas time I pada suhu selling TI 100­1000 ·C dan seffing time I antara 10-100

·C/menit dihasilkan laju panas sebesar 10-100·C/menit.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan rasa terimakasihyang sebesar-besarnya atas segala bantuan tenagadan pikirannya kepada Bapak Mujiman dan BapakSunaryo, sehingga pelaksanaan evaluasi terhadappenggunaan temperature controller 8170 (M81)pada furnace tipe L3/1 2/8 I 70 untuk prosespemanggangan grafit dapat diselesaikan denganbaik.

DAFTAR PUSTAKA

I. TUNJUNG INDRATI YULIATI, IMAMDAHRONI, KASILANI NUR SAYEKTI,Evaluasi Penggunaan Tungku 900 ·C TerhadapHasil Pemanggangan Calsine Coke, ProsidingSeminar Penelitian dan Pengelolaan PerangkatNuklir Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Maju Yogyakarta, 13- I4 Nopember200 I.

2. NONAME, Operating Manual Controller B 170(MBI), Nabertherm West Germany.

3. NONAME, Operating Manual LaboratoryFurnaces, Nabertherm, West Germany.

4. IR, ABDULW AHID, MT, PengantarPengendalian Proses, Departemen Teknik KimiaFakultas Teknik Universitas Indonesia Depok2007.

TANYA JAWAB

Sumijanto~ Setelah dilakukan uji fungsi, berapa faktor

koreksi peralatan ini guna mengetahuipengukuran sebenamya?

Triyono{- Faktor koreksi dari temperature controller

8170 (M81) pada suhu Ilji 100-1000°Csebesar 0-18°C.

Sutadi~ Pada tabel 2 (suhu seting TI), mengapa pada

suhu seting IOO°C-IOOO°C arus kerjanya relatifsarna sebesar 10 ampere?

Triyono{- Dalam uji fungsi temperature controller 131170

(!vf13I) dangan sullll seting I OOOC-I oonoemembutuhkan ar/Is yang konstan sekitar 10ampere pada tegangan kerja 220 volt konstansehingga daya alat pemanas/terlllal juga

34 ISSN 1410 - 8178 Triyono, dkk.

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

konstan sekitar 2200 1I'att. Anls kerjadipero/eh dengan memasangkan ataumengaplikasikan pengukur anls pada pemanaspada suhu 100°C-/00OOC.

Sunardi

>- Dalam gambar ada T I tetapi tidak ada T yanglain, mahan dijelaskan!

~ Berapa suhu maksimum dan minimumyan biasdioperasikan?

Triyono<} TI merupakan notasi yang menunjukkan

temperature setting atau pengaturan suhuyang diinginkan.

<} Suhu maksimum a/at mencapai suhu 1250°C,

tetapi da/am uji fungsi atau ap/ikasinya hanyasampai 1000°C atau sekitar 80% dari suhumaksimumnya. Suhu minimum yang biasadioperasikan O°C.

Triyono, dkk. ISSN 1410 - 8178 35