1
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
BAB I
PRESSURE SENSOR AND DETECTOR DALAM DUNIA INDUSTRI
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri tekanan merupakan salah satu parameter terpenting
dalam proses manufaktur, seperti proses peleburan material, dan distribusi fluida,
sehingga banyak instrumen yang sudah dikembangkan untuk mengukurnya.
Pressure Detector terdiri dari 4 (empat) jenis pengembangan yang biasa
digunakan, diantaranya adalah Pressure Indicator, Pressure Transmiter, Pressure
Indicating Transmiter, Pressure Indicating Controller. Masing-masing jenis
tersebut memiliki cara kerja, fungsi, dan sensor yang berbeda-beda. Detektor
tekanan digunakan untuk menyediakan tiga fungsi dasar: indikasi, pengiriman
sinyal, dan control.
Maka dari itu peranan Pressure Detector sangatlah penting, terutama dalam
kontrol proses pengontrolan (industry). Akan tetapi banyak sekali mahasiswa
teknik elektro terutama yang mengambil konsentrasi control dan instrumentasi
yang tidak memahami aplikasi Pressure Detector serta sering salah memilih
vendornya pada dunia industry.
Oleh karena itu, perlu untuk mengetahui cara kerja dari sensor tekanan dan
pengembangannya, serta aplikasinya pada dunia industry juga vendor-vendornya.
Agar kita sebagai mahasiswa control dan instrumentasi mengetahui aplikasi atau
penerapan Pressure Detector dalam proses industry. Diharapkan setelah kita
mengetahui, kita dapat lebih mudah untuk bekerja pada industry.
1.2 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah :
1. Mengetahui dan memahami jenis-jenis dari Pressure Detector serta prinsip
kerjanya.
2. Mengetahui dan memahami macam-macam sensor dari jenis-jenis
Pressure Detector.
3. Mengetahui aplikasi dari jenis-jenis Pressure Detector di bidang industry.
2
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
4. Mengetahui vendor-vendor dari jenis-jenis Pressure Detector.
5. Mengetahui produk-produk dari masing-masing Pressure Detector.
1.3 Pembahasan
1.3.1 Pressure Detector
Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Tekanan
(p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan
tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.
Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.
Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu
akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di
pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah
tekanan lebih tinggi.
Gambar 1.1 Pembagian Tekanan
Pembagian tekanan :
1. Absolute Pressure yaitu tekanan yang dihitung berdasarkan tekanan
referensi 1 atm. Besaran tekanan absolute lebih dikenal dengan PSIA.
(PSIA = PSIG + Patm).
2. Gauge pressure yaitu tekanan positif terhadap tekanan referensi 1 atm,
yang berarti tekanan ini lebih besar dari 1 atm. Besaran tekanan gauge
lebih dikenal dengan PSIG. Dalam kondisi ini maka PSIG > 1 atm.
3. Vaccum pressure yaitu tekanan negatif terhadap tekanan atmosfir atau bisa
juga dikatakan tekanan vaccum ini berada dibawah tekanan atmosfir
sehingga bernilai negatif. PSIA < 1 atm.
3
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
4. Hydrostatic pressure adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini
terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut
mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada
kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan
tekanan air tersebut.Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut: "P = ρgh"
dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s2) adalah gravitasi, dan h
adalah kedalaman cairan.
5. Differential pressure yaitu tekanan yang diukur terhadap tekanan lain.
Besarannya PSID.
Jenis-jenis sensor pada pressure detector adalah sebagai berikut :
1. Bourdon Tube
2. Digital Barometric Pressure Sensor
3. Capacitive Type Transducer
4. Pirani Gauge
1.3.1.1 Bourdon Tube
Bourdon Tubes adalah alat ukur tekanan dengan menggunakan pipa
fleksibel berbentuk elips. Jika diberi tekanan maka Bourdon Tube akan
“menegang”. Perubahan bentuk Bourdon Tube di konversikan yang kemudian
digunakan untuk mengindikasikan tekanan.
Gambar 1.2 Bagian – bagian Bourdon Tube
Bourdon Tube digunakan untuk mengukur tekanan fluida nonliquid. Biasa
digunakan pada industri kimia dan teknik pendingin untuk mengukur tekanan
statis.
4
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Prinsip Kerja Bourdon Tube
• Tekanan Masuk kedalam tabung
• Perbedan tekanan di luar dengan di dalam tabung mengakibatkan
perubahan bentuk penampangnya, yang diikuti dengan perubahan panjang
tabung.
• Perubahan panjang tambung dikonversikan menjadi gerakan jarum
penunjuk skala
1.3.1.2 Pirani Gauge
Gambar 1.3 Rangkaian Pirani Gauge
Pirani gauge adalah mengukur konduktivitas termal yang kuat digunakan
untuk pengukuran tekanan dalam sistem vakum. Hal ini ditemukan pada tahun
1906 oleh Marcello Pirani.
Pirani Indeks terdiri dari filamen logam (biasanya platinum) tersuspensi
dalam tabung yang terhubung ke sistem yang vakum yang akan diukur. Koneksi
biasanya dibuat baik oleh penghubung gelas atau konektor logam flens, disegel
dengan cincin o. Filamen terhubung ke sirkuit listrik yang, setelah kalibrasi,
pembacaan tekanan dapat diambil.
Pirani gauge ini adalah filamen kawat halus, salah satu dari empat resistansi
listrik membentuk jembatan Wheatstone,yang dikenakan ke vakum yang akan
diukur. Arus listrik memanaskan kawat; gas sekitarnya (dalam vakum)
mempengaruhi panas dari kawat. Pada vakum stabil, kawat cepat mencapai suhu
kesetimbangan. Jika tekanan naik, gas membawa lebih banyak panas, dan suhu
kawat menurun. Karena hambatan dari filamen adalah fungsi dari suhu,
5
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
keseimbangan listrik dari jembatan Wheatstone berubah.Range pengukuran
tekanan pengukur jenis Pirani gauge ini biasanya berkisar antara 1-10-4 Torr
1.3.2 Pressure Indicator
Peralatan atau instrumen yang berfungsi sebagai alat ukur tekanan suatu
fluida, yaitu gas atau liquid dimana hasil pengukuran hanya bisa dilihat secara
langsung pada instrumen nya pressure indicator biasanya menggunakan Bourdon
Tube sebagai sensornya.
Pressure gauge berfungsi sebagai alat ukur tekanan. Dipasang pada pipa,
tanki, atau separator untuk mengukur/ membaca nilai tekanan proses. Nilai satuan
ukur yang biasa dipakai di lapangan adalah psi (pound/in2) dan water column (in
H2O).
Saat membuka/ menutup sebuah kerangan (valve), pastikan ketahui nilai
tekanan dari proses agar terhindar dari kecelakaan. Dan jika ingin hendak
melakukan pengosongan (bleeding) sebuah separator, tanki atau
pipa, pastikan pressure gauge harus menunjukkan nilai 0psi, sebelum
meneruskan pekerjaan membuka separator tanki atau pipa tersebut.
Pemasangan dan pemilihan pressure gauge:
Batasan (Range) operasi kerja
Pemilihan batasan kerja maksimum adalah ± 2 (dua) kali tekanan operasi
normal. Contoh: Tekanan operasi normal adalah 50 psi, maka pilihlah pressure
gauge dengan batasan 0 – 100 psi.
Getaran (vibration)
Getaran suatu proses dapat diredam dengan menggunakan gauge yang
berisi cairan khusus. Cairan yang biasa dipakai adalah glycerin/silicone oil.
Contoh: Gauge yang dipasang pada discharge line pompa.
Pelindung thermal (thermal protection)
Pada aplikasi suhu sangat ekstrim (misal: steam), harus
digunakan syphon atau pigtail berisi air yang dipasang antara gauge dengan
fluida proses.
6
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.4 Perlindungan Thermal pada Pressure Indicator
Suhu udara operasi normal
–40 sd. 70o C untuk jenis kering
–25 sd. 65o C untuk jenis berisi cairan
Pulsation effect
Osilasi proses dimana penunjukan tekanan naik-turun dengan cepat,
dapat dikurangi dengan memakai snubber/ pulsation dampener.
Contoh: Pemasangan gauge pada discharge line pompa piston.
Gauge valve
Selalu terpasang sebagai isolator untuk kemudahan penggantian/ perawatan.
Gambar 1.5 Pressure Gauge
Penanganan pressure gauge:
1. Tidak dianjurkan untuk pemakaian berpindah-pindah (sering dipasang dan
dilepas).
2. Simpan di dalam kotak tersendiri, jangan dicampur dengan perkakas lain
agar tidak merusak kaca dan komponen di dalamnya
7
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
3. Ganti/tukar pressure gauge jika tidak menunjukkan 0 psi ketika dilepas.
Hal ini untuk keselamatan pekerja dan juga menghindari kesalahan
pembacaan.
1.3.2.1 MGS41 DN100-150 Manufactured by NUOVA FIMA
Gambar 1.6 Pressure Indikator MGS41 DN100-150
Gambar 1.7 Karakteristik Pressure Indikator MGS41 DN100-150
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada umum
nya industri-industri bidang minyak dan gas bumi serta energi. Instrumen nya tipe
bourdon tube pressure gauges dan terbuat dari bahan stainless steel. Batas
pengukuran nya -1 – 0 bar atau 1 – 400 bar. Protection Degree IP 55 merupakan
proteksi dari debu namun tidak seutuhnya instrumen tersebut terproteksi tetapi
8
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
tidak memengaruhi pengoperasian nya dan proteksi terhadap air bertekanan
tinggi. Protection Degree IP 67 merupakan proteksi dari debu yang menjaga
keseluruhan elemen instrumen nya dan proteksi terhadap air jika ditenggelamkan
sampai kedalaman maksimal 1 meter.
1.3.2.2 Bourdon Tube Pressure Gauge Type 232.54 Manufactured by
WIKA
Gambar 1.8 Pressure Indicator Type 232.54
Gambar 1.9 Aplikasi dan Spesifikasi Pressure Indicator Type 232.54
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada
umum nya industri-industri bidang minyak dan gas bumi, penambangan, dan
konstruksi. Instrumen ini cocok untuk media gas dan liquid yang tidak
menghalang sistem tekanan. Terbuat dari bahan stainless steel. Batas pengukuran
9
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
nya hingga 15.000 psi. EN-837-1 merupakan penunjuk bahwa instrumen ini alat
pengukur tekanan bertipe bourdon tube. ASME B40.100 merupakan penunjuk
bahwa instrumen ini berjenis pressure indicator.
1.3.2.3 1009 4.5/6 Inch Pressure Gauge Manufactured by ASHCROFT
Gambar 1.10 Pressure Indicator 1009 4.5/6 Inch
Key Features:
Stainless steel, bronze, monel, and Bourdon tube
Wide selection of pressure connections and pressure ranges
Teflon®-coated, 400 stainless steel movement
Specifications:
Accuracy: ±1% full scale (ASME B40.100 Grade 1A)
Pressure Ranges: Vacuum, compound, 30,000 psi
Dial size: 4 1/2" and 6"
Case: stainless steel; open-front
Industrial Market:
Deionized Water
Refrigeration
Hydraulics and Pneumatics
Specialized OEM Equipment
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada umum
nya industri dalam proses pendinginan, hidrolik, pneumatics, dan pelepasan ion
air. Terbuat dari stainless steel. Batas pengukuran nya hingga 30.000 psi. ASME
B40.100 merupakan penunjuk bahwa instrumen ini berjenis pressure indicator.
10
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.3 Pressure Indicating Transmitter
Peralatan atau instrumen yang berfungsi sebagai alat ukur tekanan suatu
fluida, yaitu gas atau liquid dimana hasil pengukuran hanya bisa dilihat secara
langsung pada instrumen nya, namun hasil pengukuran nya pun dapat dikirim
langsung secara real-time ke control room.
1.3.4.1 MT 18 DN100 Manufactured by NUOVA FIMA
Gambar 1.11 Pressure Indicating Transmitter MT 18 DN100
Gambar 1.12 Karakteristik Pressure Indicating Transmitter 18 DN100
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada umum
nya pada industri bidang minyak dan gas, energi, dan pembuatan suatu instrumen
atau mesin. Terbuat dari stainless steel. Batas pengukuran nya 0 – 1600 bar.
Protection Degree IP 55 merupakan proteksi dari debu namun tidak seutuhnya
11
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
instrumen tersebut terproteksi tetapi tidak memengaruhi pengoperasian nya dan
proteksi terhadap air bertekanan tinggi. Protection Degree IP 65 merupakan
proteksi dari debu yang menjaga keseluruhan elemen instrumen nya dan proteksi
terhadap air bertekanan tinggi.
1.3.4.2 GC52 Rangeable Wet/Wet Differential Pressure Transmitter
Manufactured by ASHCROFT
Gambar 1.13 Pressure Indicating Transmitter GC52 Rangeable
Key Features:
Compact, robust design
Min/max. feature records low and high pressure events
Analog scaling
Simple internal "push button" configurability
Flow measurement/square root extraction where the momentary flow rate
can be displayed and analog signal can be output
"Loop check" allows easy display of user-defined units and verification
without applying pressure
Specifications:
Accuracy: ±0.50% span
Differential Pressure Ranges: 4 to 400 inches of water column
Max static pressure 300 psi
NEMA 4X IP65 aluminum enclosure
Wetted material: all-welded stainless steel
Backlit / rotatable LED display (4 digit)
Output signal: 4-20 mA
12
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Process Applications:
Pressure and Non-Pressurized Tank Levels
Flow Measurement (Liquid or Gas)
Pollution Monitoring Equipment
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada umum
nya industri dalam proses pengukuran aliran fluida, pengawasan polusi pada
peralatan, dan pengukuran tekanan level tank. Terbuat dari stainless steel serta
mempunyai desain kokoh. Batas pengukuran nya untuk differential pressure 4 –
400 inches of water column dan mencapai 300 psi untuk tekanan statis. Protection
Degree IP 65 merupakan proteksi dari debu yang menjaga keseluruhan elemen
instrumen nya dan proteksi terhadap air bertekanan tinggi.
1.3.4 Pressure Transmitter
Pressure Transmitter adalah sebuah sensor tekanan yang dilengkapi
dengan rangkaian signal conditioning, sehingga sinyal sensor tekanan dapat
ditransmisikan ke komputer.
Beberapa jenis teknologi sensor tekanan, yaitu :
• Potensiometric Pressure Sensor
• Inductive Pressure Sensor
• Capasitive Pressure Sensor
Prinsip Kerja
Sebuah sensor biasanya dilengkapi oleh rangkaian yang disebut rangkaian
signal conditioning, namun sekarang lebih dikenal dengan istilah
sensor transmitter. Keluaran dari sensor pressure transmitter ini merupakan sinyal
listrik DC, yang bisa berupa arus atau tegangan listrik, dan
kemudian ditransmisikan lewat penghantar listrik pada jangkauan jarak sesuai
dengan kualitas penghantar tersebut dan kuantitas sinyal yang ditransmisikan.
Ketelitian sensor ditentukan oleh beberapa hal, antara lain bahan dasar
pembuatan sensor, rangkaian amplifier, rangkaian signal conditioning dan packing
dari sensor tersebut. Rangkaian signal conditioning adalah suatu
rangkaian pengkondisian sinyal yang dapat merubah suatu sinyal menjadi sinyal
lain dikehendaki.
13
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.4.1 A-10 Manufactured by wika
Gambar 1.14 Pressure Transmitter A-10
Gambar 1.15 Karakteristik dan Aplikasi Pressure Transmitter A-10
Dapat dilihat diatas dapat dilihat bahwa dipergunakan dalam pengukuran
tekanan pada gas atau cair dimana kadar scalarnya 4mA – 20mA, kuat terhadap
gangguan maupun getaran.
14
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.4.2 UniTrans® Universal Pressure Transmitter Type UT-10
Manufactured by WIKA
Gambar 1.16 Pressure Transmitter Type UT-10
Gambar 1.17 Karakteristik dan Aplikasi Pressure Taransmitter Type UT-10
Dari deskripsi diatas dapat dilihat bahwa instrumen ini digunakan pada umum
nya pada industri bidang konstruksi, proses manufaktur, dan pengolahan bahan-
bahan kimia atau pencampuran bahan-bahan kimia. Terbuat dari stainless steel.
Batas pengukuran nya 0 – 5 mbar namun dapat mencapai 4.000 bar serta sangat
akurat pengukuran nya. Dalam pemasangan nya harus di las langsung dengan
pipa.
15
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.4.3 IS20 Manufactured by wika
Gambar 1.18 Pressure Transmitter IS20
Gambar 1.19 Karakteristik dan Aplikasi Pressure Transmitter IS20
Dari data diatas dapat dilihat bahwa pressure transmitter ini digunakan
pada fluida yang mudah terbakar. Alat ini juga digunkan pada industri
makanan. Range teknan yang diukur lumayan lebar yaitu 2 PSI hingga 15.000
PSI.
16
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.4.4 LH-10 Manufactured by wika
Gambar 1.20 Pressure Transmitter LH-10
Gambar 1.21 karakteristik dan Aplikasi Pressure Transmitter LH-10
Pressure transmitter ini dikususkan pada lingkungan yang lembab atau slalu
ada air. Dapat kita sebut Submersible. Memiliki range dari 50 IINWC sampai 400
PSI. Menghasilkan sinyal 4mA sampai 20 mA. Tetap kuat meski dibebani 110
kg.
1.3.5 Pressure Controller
Pressure adalah perbandingan dari gaya dibagi luas penampang. Satuan
Internasional dari pressure adalah Newton/m2 atau biasa disebut juga dengan
Pascal. (Sumber:Wikipedia). Terdapat berbagai macam satuan dari pressure,
contohnya adalah bar, milibar, kilogram-force per m2 dan lain
sebagainya.controller adalah sesuatu yang digunakan untuk melakukan
pengontrolan pada suatu sistem.Sehingga pressure controller dapat diartikan
17
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
sebagai alat ukur tekanan yang juga dapat melakukan pengontrolan terhadap
tekanan yang tidak sesuai dengan set point pada suatu sistem.Gambar dari
Pressure controller adalah sebagai berikut.
Gambar 1.22 Pressure Controller
Dalam Piping and Istrument Diagram (P&ID) disimbolkan dengan lingkaran dan
huruf P yang berarti Presure dan C yang berarti controller.
Gambar 1.23 Simbol Pressure Controller
1.3.5.1 Sansel Instruments And Controls
No. 1/46, Ganga Nagar, M. M. D. A. Colony, Maduravoyal , Chennai -
600095, Tamil Nadu www.calibrators.in
+91-8447526401
Gambar 1.24 Pressure Controller PC 571 & 592
• Spesifikasi: Model: PC 571 & 592
• 4 Digit 7 segment LED.
• -1 to 1000 Bar in different Ranges.
• ± 0.25% of FS Accuracy.
18
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
• Selectable any two scales. {Bar, Psi, Kg/cm2 etc.}
• 1/4" NPT male for pressure connection.
• 230V AC 50HZ supply.
• 2 relay output with 4 relay Status .
• Zero adjusment provided
• Size72x72x65mm
96x96x65 mm
1.3.5.2 Gadiya Electronics
No. 22/A, Off Nagar Road, Vrindavan Nagar, Vadgoansheri ,
Pune - 411014, Maharashtrawww.tgscontrols.com
+91-8377809907
Gambar 1.25 Pressure Controller Gadiya Electronic
• Specifications:
Pressure Transmitters output: 4-20 mA, 0-20 mA, 0-10 vdc and
displays directly in bar
• Micro controller based Design
• 6 digit, 7 segment display
• 5 key keypad for setting of parameters
• Industrial design, immune to electrical noise
• Standard up to two outputs
• Input: 4-20 mA/0-20 mA/0-10 vdc
• Can be used for any capacity Transmitter
• On site calibration can be done
• Re- transmission output: 0-10vdc available
• Supply–230 vdc/110 vdc
• Pressure Cum Load digital Indicator/Controller
• Accepts input from Pressure Transmitter
• Can be used for any capacity Pressure Transmitter
• Two line display: 6 digit 7 segment display-one displays pressure
and second displays proportional Load value
• Settable conversion factor for Pressure to Load value
19
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
• Available size: 96x96x110 mm
• Standard Two outputs available
1.3.5.3 Shreetech Instrumentation
No. 141, Narhegaon, Near Bharavnath Mandir ,
Pune - 411041, Maharashtrawww.shreetechinstrumentation.in
Send Enquiry
+91-8447548675
Gambar 1.26 Pressure Controller Shreetech Instrumentation
Spesifikasi
• Input - 4 -20 mA & 0TO 10 VDC [Kg/bar/cm2
• Output - RELAY / 4- 20 mA
• Size - 48X 48, 72X72 , 96X9
1.3.5.3.1 Prinsip kerja
Gambar 1.27 Prinsip Kerja Pressure Controller
Sinyal input berupa tekanan akan dibaca oleh alat pengukur tekanan.
Apabila nilai sinyal input tidak sesuai dengat setpoint, maka controller akan
menghitung berapa banyak koreksi yang perlu dilakukan, dan mengeluarkan
20
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
sinyal koreksi yang sesuai dengan hasil perhitungan. Sinyal output akan
memberikan beberapa respon untuk mengatur agar keadaan yang sedang
berlangsung dari proses sesuai dengan setpoint.Dalam sistem pengendalian
tekanan biasanya digunakan katup pengatur tekanan (PCV).
1.3.5.3.2 Aplikasi
Aplikasi Pressure Control untuk Atmospheric Tank,mempunyai skema
sebagai berikut
Gambar 1.28 Contoh Aplikasi Pressure Controller
Skema ini merekemondasikan dual PCV sebagai redundancy pada stream N2 /
fuel gas yang masuk. PCV pertama di set open pada tekanan 6 in WC. Jika
tekanan di downstream PCV masih terus berkurang hingga 2 PCV, maka PCV
kedua akan terbuka.
1.3.6 Pressure Indicator Controller
Peralatan yang berfungsi melakukan pengendalian nilai variable proses yang
diekspresikan sebagai perbedaan nilai antara SP (Setpoint, nilai yang diinginkan)
dengan PV (Process Variable, nilai yang terjadi). Nilai ini disebut juga dengan
error (error = PV – SP).
Sederhananya, Pressure Indicator Controller merupakan pressure indicator
yang dilengkapi dengan controller yang memungkinkan dirinya untuk memproses
erorr yang terjadi sehingga dapat langsung memberikan sinyal kontrol kepada
aktuator, yang biasanya berupa katup. Tujuan dari pressure indicating controller
21
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
adalah untuk mempertahankan agar tekanan pada outlet sama dengan set point
yang telah ditentukan. Oleh karena itu, pressure indicator controller harus
mengendalikan bukaan katup kontrol berdasarkan selisih antara tekanan inlet
dengan outlet.
Prinsip kerja pada setiap Pressure Indicator controller hampir sama, yang
membedakan adalah spesifikasi dan penggunaan masing-masingnya pada kondisi-
kondisi yang berbeda.
1.3.6.1 Fisher 4195K Gauge Pressure Indicating Controllers
Gambar 1.29 Pressure Indicating Controller 4195K
Gambar Pressure Indicator Controller tipe gauge oleh Fisher asal Amerika
Serikat. Pengamat dimungkinkan untuk dapat melihat besar tekanan yang terjadi
dan dilengkapi dengan 21ontrol21er, Fisher 4195K mengkalkulasi error dan
mengirimkan perintah untuk membuka atau menutup katup 21ontrol pada bagian
inlet.
Features and Benefit:
Easy Maintenance—Simple design allows fast, easy maintenance and
minimal spare parts inventory.
Easy Adjustment—Adjusting the set point, the zero and span of the
process pointer, and switching between direct and reverse action are
accomplished quickly and without special tools. Additionally, the set point
22
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
and proportional band can be adjusted with no interaction between the two
adjustments.
Application Versatility—Either a Bourdon tube or capsular input element
is available to control a wide range of positive pressures, vacuum
pressures, or compound pressures.
Mounting Versatility—A 4195K Series controller can be mounted
directly on the actuator or it can mount on a pipestand, wall, or in a panel.
Vibration Resistance—The simple design and low mass of internal parts
allow a 4195K Series controller to withstand the vibration levels
encountered in most plant environments.
High-Visibility Display—Two red pointers on a 114 mm (4 ½-inch) long,
white-on-black scale show process pressure and deviation from set point at
a glance. Two other gauges monitor supply pressure and output pressure.
Low Air Consumption—The relay and nozzle design reduces steady-state
air consumption to as low as 0.09 m3/hr (3.5 scfh); less than the 6 scfh
requirements set for the oil and gas industry by the US Environmental
Protection Agency (New Source Performance Standards Subpart OOOO,
EPA-HQ-QAR-2010-0505).
Corrosion Resistance—Tough, plastic housing resists such corrosive
environments as chemical plants and the salt spray atmosphere on an
offshore oil platform. Internal constructions are available to resist a
corrosive supply pressure media.
Gambar 1.30 Komponen - komponen Pressure Indicating Controller 4195K
23
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Spesifikasi:
Fisher 4195K memiliki beberapa tipe dengan konfigurasi yang berbeda-beda,
berikut adalah konfigurasi-konfigurasi yang tersedia.
Gambar 1.31 Karakteristik Pressure Indicating Controller 4195K
Fisher 4195K memiliki tipe-tipe dengan konfigurasi masing-masing, di mana
pengamat bisa memilih sesuai dengan kontrol yang diinginkan (P, PI, atau PID).
Sinyal keluaran yang dihasilkan: Proportional, Proportional‐Plus‐Reset, or
Proportional‐Plus‐Reset‐Plus‐Rate Range: _ 0.2 to 1.0 bar (3 to 15 psig) or
_ 0.4 to 2.0 bar (6 to 30 psig) Differential Gap Range: _ 0 to 1.4 bar (0 to 20 psig)
or _ 0 to 2.4 bar (0 to 35 psig) Action: Field‐reversible between _ direct
(increasing sensed pressure increases output pressure), and _ reverse (increasing
sensed pressure decreases output pressure) action
Supply and Putput Connections: ¼ NPT Internal
Supply Pressure Requirements:
24
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.32 Pressure Requirement Pressure Indicating Controller 4195K
Dengan supply tekanan berupa udara atau gas-gas alam.
Controller Adjustments:
Proportional Band: 5 to 500% of process scale span
Reset: Adjustable from 0.01 to more than 74 minutes per repeat (from 100 to less
than 0.0135 repeats per minute), artinya kontroler dapat melakukan adjsutment
ulang dengan rentang skala waktu yang cukup luas, bisa ditentukan satu kali
pengulangan adjustment membutuhkan waktu 0.01 menit sampat 74 menit.
Set Point: Adjustable from 0 to 100% of the scale span, artinya set point dapat
ditentukan dengan skala 0-100% dari proses. Memiliki Set Point tekanan sebesar
0.2-1.0 bar (3-15 psig) atau 0.4-2.0 bar (6-30 psig)
25
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.33 Bagian-bagian dari Pressure Indicating Controller 4195K
1.3.6.1.1 Prinsip Kerja
(salah satu contoh tipe kontroler, yaitu Pada kontrol proportional (P)).
Elemen input terhubung dengan jarum penunjuk dan flapper oleh sebuah
connecting links. Semakin tekanan proses meningkat, flapper bergerak ke arah
nozzle (mulut pipa atau penyemprot), membatasi aliran ke arah nozzle dan
meningkatkan tekanan pada nozzle. Ketika ini terjadi, relay meningkatkan
tekanan keluaran dari kontroler. Tekanan keluaran diumpanbalikkan ke
proportional bellows. Proportional bellows melawan gerakan flapper yang
menghasilkan perubahan tekanan proses dan mengembalikan flapper menjauhi
nozzle sampai set point tercapai.
26
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.34 Prinsip Kerja Pressure Indicating Controller 4195K
27
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.3.6.2 Azbil Pressure Indicating Controller KFP Type
Gambar 1.35 Pressure Indicating Controller KFP
KF Series instruments adalah pressure indicator controller yang terpasang pada
lapangan dengan tekanan proses berupa pneumatic. Selain mengukur dan
mengendalikan tekanan, dapat juga digunakan pada variabel suhu, aliran, dan
ketinggian cairan.
Model KFP Pressures Indicating Controllers menunjukkan dan mengendalikan
sebuah proses variabel dengan mengubah tekanan menjadi pergeseran atau
pergerakan mekanikal dari bellows atau sebuah elemen spiral penerima tekanan.
Tersedia dua tipe kontroler yang dapat digunakan, yaitu tipe lokal dengan set
point diatur menggunakan knob pada instrumen atau tipe cascade (remote) dengan
nilai set point ditentukan dengan sinyal pneumatic.
Kelebihan:
Variasi elemen pengukuran dan mekanisme kontrol yang beragam tersedia
untuk berbagai aplikasi
Sebuah papan sirkuit pneumatic dan pelindung kokoh tahan panas dan
cuaca digunakan sehingga meningkatkan ketahanan dan jangka kerja.
Sistem papan sirkuit pneumatic memungkinkan untuk menambah atau
menghilangkan mekanisme kontrol dan unit, sehingga sistem dapat dengan
mudah dimodifikasi (fleksibel).
Interchangeable parts are used to the maximum practicable extent, thereby
reducing the number of parts to be kept in stock, artinya dalam
28
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
penggantian suku cadang tidak terlalu direpotkan untuk membongkar
bagian-bagian kecil, karena bagian-bagiannya terintegrasi.
Sebuah damping spiral sinyal pulsa dan berat yang seimbang
dikembangkan sehingga memampukan instrumen tahan terhadap getaran
mekanik dan pulsa proses.
Gambar 1.36 Karakteristik Pressure Indicating Controller KFP (1)
29
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
Gambar 1.37 Karakteristik Pressure Indicating Controller KFP (2)
1.3.6.3 Yokogawa Model MC43 Pneumatic Indicating Controller
Gambar 1.38 Pneumatic Indicating Controller Model MC43
Model MC43 Pneumatic Indicating Controller didesain untuk dipasang
melekat di lapangan, memenuhi kebutuhan industri dalam segi ekonomis,
dependable. Reliabilitas yang tinggi, MC43 mengukur dan mengendalikan
variabel proses yang penting, yaitu suhu, tekanan, dan ketinggian cairan. Beragam
elemen pengukuran untuk variabel prose (process variable) yang diperlukan dapat
30
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
dimasukkan ke dalam housing dengan mekanisme kontrolnya. Pelindung
kontrolernya tahan debu dan perubahan cuaca sehingga tahan lama, jarum
penunjuk dan setting index-nya dapat terlihat dari jauh. Menjadikan Model MC43
cocok untuk pengukuran proses variabel luar lapangan.
Spesifikasi:
Gambar 1.39 Karakteristik Pneumatic Indicating Controller Model MC43
Sama dengan Pressure Indicator Controller yang telah dijelaskan
sebelumnya, pengamat dapat memilih kontroler yang ingin digunakan apakah
P, PI, atau PID. Kontroler Derivativ sangat jarang digunakan karena untuk
process variable tekanan, settling time menuju steady state tergolong lama dan
cenderung stabil sehingga kontroler Derivative yang berfungsi untuk
mengurangi osilasi tidak diperlukan.
31
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
1.4 Penutup
1.4.1 Kesimpulan
1. Untuk pressure indicator biasanya menggunakan bourdon tube sebagai
pendeteksi tekanannya.
2. Dalam pemasangan dan pemilihan pressure indicator terdapat
beberapa kriteria yang harus diperharikan diantaranya: Batasan operasi
kerja, getaran, pulsation effect, perlindungan thermal, suhu, dan Gauge
Valve.
3. Untuk pressure indicator rata-rata memiliki batas maksimum tekanan
dari 15000 psi hingga 30000 psi.
4. Pressure Indicating Transmitter dan Pressure Transmitter
menggunakan rangkaian signal conditioning untuk mentransmisi data
ke control room.
5. Kontroler Derivative sangat jarang digunakan karena untuk process
variable tekanan, settling time menuju steady state tergolong lama dan
cenderung stabil sehingga kontroler Derivative yang berfungsi untuk
mengurangi osilasi tidak diperlukan.
6. Rata-rata untuk pressure indicator, pressure indicating transmitter,
pressure transmitter, pressure controller, dan pressure indicating
controller, memiliki protection degree IP 55 hingga IP 67 yaitu
perlindungan debu dan air bertekanan tinggi.
7. Dalam sistem pengendalian tekanan biasanya digunakan katup
pengatur tekanan (PCV).
1.4.2 Saran
1. Makalah dibuat lebih berurutan
2. Contoh aplikasi ditambahkan lagi
32
BAB I – PRESSURE SENSOR AND DETECTOR
DALAM DUNIA INDUSTRI
DAFTAR PUSTAKA
1. MGS41 DN100-150 Manufactured by NUOVA FIMA data sheet
2. Bourdon Tube Pressure Gauge Type 232.54 Manufactured by WIKA data
sheet
3. 1009 4.5/6 Inch Pressure Gauge Manufactured by ASHCROFT data sheet
4. MT 18 DN100 Manufactured by NUOVA FIMA data sheet
5. GC52 Rangeable Wet/Wet Differential Pressure Transmitter Manufactured
by ASHCROFT data sheet
6. A-10 Manufactured by wika data sheet
7. UniTrans® Universal Pressure Transmitter Type UT-10 Manufactured by
WIKA data sheet
8. IS20 Manufactured by wika data sheet
9. LH-10 Manufactured by wika data sheet
10. Fisher 4195K Gauge Pressure Indicating Controllers data sheet
11. Azbil Pressure Indicating Controller KFP Type data sheet
12. Yokogawa Model MC43 Pneumatic Indicating Controller data sheet
13. www.shreetechinstrumentation.in
14. http://tentangkostku.blogspot.com/2012/09/pressure-gauge-pg.html
15. suco.suryasarana.com/pressure-transmitter/
16. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_sensor