bab i konsep dasar pengendalian proses
TRANSCRIPT
BAB I
KONSEP DASAR PENGENDALIAN PROSES
1.1. Pendahuluan
Pabrik kimia adalah susunan/rangkaian dari berbagai unit pengolahan yang
terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan dari pengoperasian
pabrik kimia secara keseluruhan adalah untuk mengubah (mengkonversi) bahan baku
tertentu (input feedstock) mrenjadi produk yang diinginkan.
Dalam pengoperasiannya, pabrik kimia akan selalu mengalami banyak
ganggauan (disturbance) pada variabel prosesnya dari luar (eksternal), sehingga
diperlukan pengendalian variabel proses tersebut agar tetap pada batasan yang
dipersyaratkan (diizinkan) dalam operasinya.
Pengendalian proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai tujuan agar
proses berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Namun, apakah memang betul-betul
diperlukan pengendalian proses ? Jawab terhadap pertanyaan ini bida “tidak” bisa
“ya”. Proses tidak perlu dikendalikan jika memang tujuan proses tercapai tanpa unsur
pengendalian. Contoh sederhana misalnya mempertahankan suhu air pada tekanan
normal tetap pada 100 oC. Tanpa dikendalikan pun, air yang mendidih suhunya tetap
100 oC pada tekanan 1 atm. Sebaliknya, proses perlu dikendalikan jika untuk
mencapai tujuan perlu pengawasan terus-menerus. Contoh sederhana adalah
mempertahankan suhu air pada 40 oC dalan udara yang bersuhu kamar dan tekanan
normal.
1.2. Alasan Pentingnya Pengendalian Proses dalam Industri Kimia
Pabrik kimia, atau pabrik lain yang sejenis, harus beroperasi pada kondisi
operasi tertentu. Beberapa alasan yang menyebabkan pengendalian proses sangat
diperlukan dalam pengoperasian pabrik kimia antara lain:
1. Keamanan Operasi (Safety)
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 1
Keamanan dalam operasional suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer
untuk orang-orang yang bekerja di pabrik tersebut dan bagi kelangsungan
perusahaan. Untuk menjaga terjaminnnya keamanan tersebut, berbagai kondisi
operasi pabrik seperti tekanan operasi, temperatur operqasi, konsentrasi bahan
kimia, ketinggian level cairan dalam tangki penyimpan dan lain-lain harus
dijaga tetap dalam batas-batas tertentu yang diizinkan.
2. Spesifikasi Produksi (Production Specifications)
Suatu pabrik kimia harus menghasilkan produk dalam jumlah dan dengan
kualitas tertentu yang dipersyaratkan, dengan demikian dibutuhkan suatu sistem
pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk yang
diinginkan.
3. Kendala-kendala Operasional (Operational Constrains)
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi pabrik kimia memiliki
kendala-kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi. Sebagai contoh, pada
suatu pompa harus dipertahankan operasinya pada nilai Net Pisitive Suction
Head (NPSH) tertentu selama operasi; kolom destilasi harus dijaga agar tidak
sampai terjadi limpahan (flooded), isi dari tangki tidak boleh luber atau kering,
dan sebagainya.
4. Peraturan Lingkungan (Enviromental Regulations)
Terdapat berbagai peraturan lingkungan yang memberikan syarat-syarat tertentu
bagi berbagai buangan pabrik kimia
5. Faktor Ekonomi (Economics)
Operasi pabrik kimia ditujukan untuk memberikan keuntungan yang
maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang memungkinkan
biaya bahan baku menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi
maksimum tanpa mengabaikan faktor-faktor diatas.
Agar dapat memenuhi semua faktor dan persyaratan di atas, diperlukan
pengawasan (minitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik kimia dan
intervensi dari luar (external intervention control) untuk menjamin tercapainya tujuan
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 2
operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu rangkaian peralatan (alat
ukur/intrumen, pengendali, katup kontrol dan komputer) dan intervensi manusia
(plant managerr, plant operator) yang secara bersama-sama membentuk “control
system”.
1.3. Kebutuhan akan Sistem Pengendali Proses
Sistem pengendali diterapkan untuk memenuhi 3 (tiga) kelompok kebutuhan,
yaitu:
1. Menekan Pengaruh Gangguan Luar (Eksternal)
2. Memastikan Kestabilan Suatu Proses Kimiawi
3. Optimasi Kinerja Proses Kimiawi
Beberapa contoh kasus untuk dapat menggambarkan dengan lebih baik penggunaan
sistem pengendali untuk memenuhi ketiga kebutuhan tersebut adalah:
1. Menekan Pengaruh Gangguan Eksternal
Contoh aktual dari pengendalian melalui mengurangi pengaruh gangguan
ekternal dapat dilihat pada contoh berikut :
Contoh 1.1. Pengendalian Operasi Tangki Pemanas Berpengaduk
Tujuan/sasaran pemanas adalah :
Menjaga temperatur keluar tangki (T) pada temperatur yang ditetapkan
(Ts)
Menjaga volume cairan dalam tangki pada volume yang diinginkan
(Vs)
Bila : Fi ; Ti tetap → Ti = Ts
V = Vs → h = hs
Bila : Fi atau T berubah → perlu pengendali
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 3
Gambar 1.1 Sistem ProsesTangki Pemanas Berpengaduk
Berbagai sistem pengendali yang dibutuhkan pada beberapa kasus perubahan nilai F i
dan/atau Ti adalah:
a. Pengendali Temperatur (untuk kasus Ti berubah, Fi konstan);
Gambar 1.2 Gambar 1.3
Pengendali Temperatur “Feed Back” Pengendali Temperatur “Feed Foward”
b. Pengendali Ketinggian Cairan
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 4
Pengendali ketinggian “feed back” untuk tangki pemanas seperti gambar
berikut:
Gambar 1.4 Skema pengendali ketinggian cairan dengan Pengaturan laju alir masuk (Fi)
Gambar 1.5 Skema pengendali ketinggian cairan dengan Pengaturan laju alir keluar (F)
2. Memastikan Kestabilan Suatu Proses Kimiawi
Pada Gambar 1.6 variabel proses x (dapat berupa Temperatur, Tekanan,
Konsentrasi, Flow, dan lain-lain) mula-mula berharga konstan. Pada t = to nilai x
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 5
tersebut terganggu oleh karena faktor luar, tetapi dengan perjalanan waktu nilai x
kembali pada nilai semula. Sistem dengan kelakuan demikian disebut sebagai sistem
yang stabil (stable) atau self regulating. Pada sistem demikian tidak diperlukan
interversi pengendalian dari luar untuk stabilisasi atau memaksa x kembali ke nilai
awalnya.
Gambar 1.6 Respons dari suatu sistem yang Stabil
Kondisi yang berbeda terlihat pada Gambar 1.7. Setelah gangguan, harga y
tidak kembali pada nilai semula, tetapi makin menyimpang. Sistem dengan kelakuan
demikian disebut sebagai sistem yang tidak stabil (unstable). Pada sistem seperti ini
diperlukan intervensi/pengendalian dari luar untuk stabilisasi sistem tersebut.
Gambar 1.7 Respons dari Sistem yang Tidak Stabil
3. Optimasi Kinerja Suatu Proses Kimiawi
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 6
Kondisi operasi (temperatur, konsentrasi, tekanan, laju alir, dan lain-lain) pada
suatu proses dapat diubah-ubah untuk mendapatkan kondisi optimal yang
menghasilkan kinerja dan keuntungan yang maksimum.
1.4. Jenis Variabel
Jenis variabel yang mendapatkan perhatian penting dalam pengendalian proses
adalah variabel proses (process variable, PV) atau disebut juga variabel terkendali
(controlled variable). Variabel proses adala h besaran fisik atau kimia yang
menunjukkan keadaan proses dan menjadi variabel keluaran sistem yang
dikendalikan. Variabel ini bersifat dinamik, artinya nilai variabel dapat berubah
spontan atau oleh sebab lain baik yang diketahui maupun tidak. Di antara banyak
macam variabel proses, terdapat lima macam variabel dasar, yaitu suhu (T), tekanan
(P), laju alir (F), tinggi permukaan cairan (L) dan derajat keasaman (pH).
Dalam teknik pengendalian proses, titik berat permasalah adalah menjaga agar
nilai variabel proses tetap atau berubah mengikuti alur (trayektori) tertentu. Variabel
yang digunakan untuk melakukan koreksi atau mengendalikan variabel proses disebut
variabel termanipulasi (manipulated variable, MV). Sedangkan nilai variabel yang
diinginkan dan dijadikan acuan atau referensi variabel proses disebut nilai acuan
(setpoint value, SV).
Selain ketiga jenis variabel yamng tersebut diatas masih terdapat variabel lain
yaitu gangguan (disturbance) baik yang terukur (neasured disturbance) maupun yang
tidak terukur (unmeasured disturbance), serta variabel keluaran lain yang tidak
terkendali (uncontrolled output). Variabel gangguan adalah variabel masukan yang
mampu mempengaruhi nilai variabel proses tetapi tidak digunakan untuk
mengendalikan. Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel keluaran yang tidak
dikendalikan secara langsung.
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 7
Gangguan terukur
SISTEMPROSESGangguan tak terukur
Var. terkendali
Sebagai contoh, pada kolom destilasi fraksionasi dalam kolom piring (plate)
memiliki jenis variabel sebagai berikut :
Gangguan terukur : Laju alir umpan
Gangguan tak terukur : Komposisi umpan
Variabel termanipulasi : a) laju refluks
b) laju kalor ke pendidih ulang (reboiler)
c) laju destilat
d) laju produk bawah
e) laju air pendingin
Variabel tak terkendali : a) komposisi destilat
b) komposisi produk bawah
c) tinggi permukaaan akumulator refluks
d) tinggi permukaan kolom bawah
e) tekanan kolom
Variabel tak terkendali : Suhu tiap piring (plate) sepanjang kolom
1.5. Jenis Sistem Pengendalian
Berdasarkan atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem pengendalian
dibedakan atas sistem pengendalian simpal terbuka (open-loop control system) dan
sistem pengendalian simpal tertutup (closed- loop controlsystem).
Sistem pengendalian simpal terbuka bekerja tanpa mwmbandingkan variabel
proses yang dihasilkan dengan nilai acuan yang diinginkan. Sistem semata-mata
bekerja atas dasar masukan yang telah dikalibrasi.
Contoh sederhana dari sistem pengendalian simpal terbuka adalah keran air
yang telah terkalibrasi. Dengan memandang keran sebagai suatu sistem, maka bukaan
keran (atau sudut putar keran) adalh sebagai masukan dan laju alir air sebagai
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 8
Var. termanupulasi (MV)
Var. tak terkendali
keluaran sistem. Berdasarkan hukum dinamika fluida, laju alir air tergantung pada
beda tekanan yang melintasi keran. Misalnya pada posisi keran x1 dengan beda
takanan P2 mengalir air pada laju Q2 (gambar 1.8)
Jika oleh satu sebab tertentu tiba-tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka
pada posisi keran tetap x1 akan menghasilkan laju alr Q1. Dengan demikian sistem
pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan beban atau gangguan
yang terjadi.
Meskipun dari uraian di atas, sistem simpal terbuka merupakan sistem yang
buruk, karena tidak mampu mengatasi gangguan, tetapi memiliki keuntungan sebagai
berikut:
Lebih murah dan sederhana dibandingkan sistem simpal tertutup
Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan tetap stabil.
Gambar 1.8 Sistem Pengendalian simpal terbuka
Untuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka, biasanya seorang operator
pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar diperoleh sasaran yang
diinginkan. Tetapi dengan tindakan operator ini berarti telah membuat sistem simpal
tertutup.
Berbeda dengan sistem simpal terbuka, pada sistem pengendalian simpal
tertutup terdapat tindakan membandingkan nilai variabel proses dengan nilai acuan
yang diinginkan. Perbedaan ini digunakan untuk melakukan koreksi
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 9
sedemikian rupa sehingga nilai variabel proses akan sama atau dekat dengan nilai
acuan. Dengan demikian terdapat umpan balik, sehingga sistem pengendali simpal
tertutup lebih dikenal dengan sistem pengendalian umpan balik.
Meskipun sistem simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau perubahan
beban, tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut ;
Sistem lebih mahal dan kompleks dinbanding sistem simpal terbuka
Dapat membuat sistem tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umpan balik
sistem dapat mencapai kestabilan sendiri.
Betrdasarkan nilai acuan (setpoint), sistem pengendalian umpan balik dibedakan
atas dua jenis : 1) sistem pengendalian dengan titik acuan tetap (di bidang elektro
sering disebut sistem pengaturan) dan 2) sistem pengendalian dengan titik acuan
berubah ( di bidang mekanik sering disebut sistem pengendalian, sistem servo, atau
tracking).
Tujuan utama sistem pengaturan adalah mempertahankan agar nilai variabel
proses tetap pada nilai yang diinginkan. Sedangkan pada sistem pengendalian, tujuan
utamanay adalah mempertahankan agar nilai variabel proses agar selalu mengikuti
perubahan nilai acuan.
1.6. Sistem Pengendalian Umpan Balik
Prinsip mekanisme kerja pengendalian umpan balik adalah mengukur variabel
proses dan kemudian melakukan koreksi bila nilainya tidak sesuai dengan yang
diinginkan. Ciri utama pengendalian umpan balik adalah adanya umpan balik negatif.
Artinya, jika nilai variabel proses berubah, terdapat umpan balik yang
melakukantindakan untuk memperkecil perubahan itu.
1.6.1 Langkah Pengendalian
Langkah-langkah pengendalian umpan balik selengkapnya adalah sebagai
berikut :
a.Mengukur, tahap pertama dari langkah pengendali adalah mengukur atau
mengamati nilai variabel proses
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 10
b. Membandingkan, hasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai
terukur) dibandingkan dengan nilai acuan (setpoint)
c.Mengevaluasi, perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan di evaluasi
untuk menentukan langkah-langkah atau cara melakukan koreksi atas
perbedaan itu.
d. Mengkoreksi, Tahap ini bertugas melakukan koreksi variabel proses, agar
perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil
mungkin.
1.6.2 Intrumen Sistem Pengendali
Pelaksanaan keempat langkah tersebut pada butir (1.5.1) memerlukan
intrumentasi sebagai berikut:
a. Unit Pengukuran
Bagian ini bertugas mengubah nilai variabel proses yang berupa besaran fisik
atau kimia seperti laju alir, tekanan, temperatur, konsentrasi, pH dan lain-lain
menjadi sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang populer adalah berupa
sinyal pneumatik (tekanan udara) dan sinyal listrik lemah (lihat tabel 1.1).
Unit pengukuran terdiri dari dua bagian besar yaitu sensor dan trasmitter.
Sensor, yaitu elemen perasa yang langsung “bersentuhan” dengan
variabel proses fisik atau kimiawi.
Trasmitter, yaitu bagian yang berfungsi mengubah sinyal dari sensor
(gerakan mekanik, perubahan hambatan, perubahan tengangan atau
arus) menjadi sinyal standar..
Dalam bidang pengendalian proses, istilah trasmitter lebuh populer
dibandingkan dengan transducer. Meskipun keduanya berfungsi serupa, tetapi
trasmitter mempunyai makna pengirim sinyal pengukuran ke unit pengendali
yang biasanya terletak jauh dari tempat pengukuran. Hal ini lebih sesuai
dengan keadaan sebenarnya di pabrik.
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 11
Tabel 1.1. Sinyal-sinyal standar dalam transmisi sinyal
Jenis SINYAL Nilai Minimum Nilai Maksimum
Pneumatik 3 psi atau 20 kPa 15 psi atau 100 kPa
Elektrik
0 mA
4 mA
0 V
1V
20 mA
20 mA
5 V
5 V
b. Unit Pengendali (Controller)
Bagian ini bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan mengirimkan sinyal
ke unit kendali akhir. Evaluasi yang dilakukan berupa operasi matematika
seperti; penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integrasi, dan
deferensiasi. Hasil evaluasi berupa sinyal kendali yang dikirim ke unit kendali
akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal
pengukuran, tetapi nilai tidak sama lagi.
c. Unit Kendali Akhir
Bagian ini bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau tindakan
koreksi melalui pengaturan variabel termanipulasi. Unit ini terdiri atas dua
bagian besar, yaitu actuator dan elemen kendali akhir. Aktuator adalah
penggerak elemen kendali akhir. Bagian ini dapat berupa motor listrik,
selenoida, atau membran pneumatik. Sedangkan elemen kendali akhir
biasanya berupa kantup kendali (control valve) atau elemen pemanas.
1.6.3 Mekanisme Pengendalian Umpan Balik
Sebagai ilustrasi diambil contoh pemanasan air dalam penukar panas sebagai
berikut; (Gambar 1.9). Pada proses pemanasan air sebagaimana gambr tersebut, suhu
air keluar (T) bergantung pada laju alir air (F), suhu air masuk (To), laju alir kukus
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 12
(steam) (S) dan suhu kukus (Ts). Jika dimisalkan suhu air masuk dan suhu kukus
tetap, maka suhu air keluar tergantung pada laju alir kukus dan laju alir air.
Pada proses ini diinginkan agar air keluar memiliki suhu yang tetap meskipun
terjadi perubahan laju alir air. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengatur laju
aliran kukus sedemikian rupa sehingga akan diperoleh suhu air keluar tetap. Dari
uaraian di atas, maka dapat ditentukan nama variabel pada sistem pemanasan air
tersebut. Variabel-variabel tersebut adalah :
Variabel proses (PV) : suhu air keluar (T)
Variabel termanipulasi (MV) : laju alir kukus (S)
Variabel gangguan : laju alir air (F)
Gambar 1.9 Diagram alir proses pemanasan air
Dari sistem proses sebagaimana gambar 1.9 di atas, akan dibuat sistem pengendalian
agar suhu air keluar selalu tetap. Untuk melaksanakannya perlu ditambahkan unit
pengukuran, unit pengendali dan unit kendali akhir. Sehingga diagram tersebut
menjadi seperti pada gambar 1.10 berikut :
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 13
Gambar 1.10 Diagram instrumentasi sistem pengendalian proses pemanasan air
Sistem pengendalian seperti pada gambar 1.11 bekerja sebagai berikut. Suhu
air keluar dideteksi oleh sensor dan dikirim oleh bagian Transmitternya (TT) ke unit
pengendali suhu (TC). Di dalam unit pengendali, suhu air keluar dibandingkan
dengan nilai acuan yang ditetapkan. Bila suhu air keluar lebih tinggi dari suhu yang
diinginkan, maka unit pengendali akan mengirim sinyal kendali ke unit kendali akhir
untuk mengurangi aliran kukus. Sebaliknya, jika suhu air keluar lebih rendah, katup
kendali dibuka lebih besar agar aliran kukus membesar.
Mekanisme sebagaimana tersebut di atas disebut aksi naik-turun (increase-
decrease) atau disebut juga aksi berlawanan (reverse acting). Artinya jika nilai
variabel proses (PV) naik terjadi aksi pengecilan variabel termanipulasi (MV).
Kebalikan dengan mekanisme tersebut adalah aksi naik-naik (increase-increase) atau
disebut juga aksi langsung (direct acting). Artinya jika PV naik, menyebabkan MV
juga naik.
Diagram pada gambar 1.10 di atas disebut diagram intrumentasi proses atau
lebih dikenal dengan P &ID (Piping and Instrumentation Diagram)
1.7. Simbol dan Indentifikasi Instrumen Pengendali
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 14
Dalam bidang pengendalian proses, yang dimaksud intrumen adalah peralatan
yang terlibat dalam sistem pengendalian proses kecuali sistem proses itu sendiri.
Sehingga secara umum instrumen yang utama dalam sistem pengendalian adalah :
sensor, trasnmitter/transducer, pengendali (controller) ,pengubah sinyal (converter),
dan elemen kendali akhir (biasanya katup kontrol).
Simbol intrumen untuk diagram intrumentasi sistem kontrol telah dibakukan
oleh Instrument Society of America (ISA) yang diuraikan dalam Instrumentation
Symbols and Indentification, ANSI/ISA-S5.1-1084. Simbol lingkaran (balon) adalah
simbol umum instrumen. Jenis instrumen diindentifikasi oleh kode yang diletakkan di
dalam balon yang disebut nomor indfentifikasi (tag number). Kode ini berisi
indentifikasi fungsional yang diletakkan dalam setengah lingkaran (balon) bagian
atas. Sedangkan indentifikasi rangkaian diletakkan dalam setengah lingkaran bagian
bawah. Secara umum lingkaran (balon) instrumen dibedakan atas tiga jenis.
Instrumen dipasang Instrumen dipasang Instrumen dipasang di lapangan (lokal) di ruang kontrol di samping panel kontrol
Gambar 1.12 Simbol Lingkaran Instrumen
Tabel 1.2 Huruf Indentifikasi Instrument
HURUF ke-1 HURUF ke-2 HURUF ke-3 HURUF ke-4
dan ke-5
HURUF ke-6, 7
dan 8
A=Analysis
B =Burner
A =Alarm
C =Controller
C =Controller
I =Indicator Angka 0 ... 9 Angka 0 ... 9
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 15
D =Density
E =Voltage
F =Flow
H =Hand
I =Arus
J =Daya
L =Level
P =Pressure
Q =Laju Panas
S =Speed
T =Temperatur
V =Vibration
W =Weight
X =Lain-lain
Z =Posisi
F =Ratio
I =Indicator
L =Light
Indicator
Q =Kuantitas
R =Recorder
S =Switch
T =Transmitter
Y =Relay,
konverter
V =valve
Angka 0 ... 9
Nomor area
Nomor area
atau nomor
rangkaian
Nomor
rangkaian,
cabang paralel
atau imbuhan
multikomponren
Sebagai catatan, tidak semua konsultan atau kontrakstor teknik memakai
sepenuhnya standar ISA. Dalam hal ini simbol-simbol yang dibuat sedikit banyak ada
perbedaan. Oleh sebab itu uraian diatas harap dipakai sebagai pedoman umum.
Contoh Soal 1.2 Simbol dan Label Instrumentasi
TIC dan TY : indentifikasi fungsional103 : indentifikasi rangkaian (loop)
10 adalah nomor area (lokasi) 3 adalah nomor rangkaian
TIC-103 dan TY-103 : nomor indentifikasi (tag number)Contoh Soal 1.3 Diagram Instrumentasi Proses.
Sebuah proses terdiri dari tangki yang diisi dengan cairan dan dipanaskan
dengan pembakar gas. Sebuah transmitter suhu dengan sensor terbuat dari termokopel
digunakan untuk mengukur suhu cairan dalam tangki. Sebuah katup kendali
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 16
3 – 15 psiTIC
103
TY
103
4 – 20 mA
Pengubah dari sinyal arus ke sinyal pneumatik (tekanan udara)Temperatur Indicator
Controller
digunakan untuk mengatur laju alir gas ke pembakar. Instrument yang dipakai adalah
sebagai berikut:
Nomor
Indentifikasi
Nama Instrumet Masukan Keluaran
TT-405 ................................ Suhu 4 – 20 mA
TRC-405 ................................. 4 – 20 mA 4 – 20 mA
TY-405 ................................. 4 – 20 mA 3 – 15 psi
TV-405 ................................. 3 – 15 psi m3/sec
Pertanyaan: a) Isikan kolom nama instrumen.
b) Buat diagarm instrument untuk proses tersebut.
Penyelesaian:
(a) TT-405 : Transmitter suhu
TRC-405 : Pengendali suhu yang dilengkapi recorder
TY-405 : Pengubah suhu ke sinyal pneumatik
TV-405 : Katup kendali suhu
(b) Diagram intrumentasi prosesnya, sebagai berikut :
1.8 Penutup
Hakikat utama tujuan pengendalian proses adalah mempertahankan nilai
variabel proses agar sesuai dengan kebutuhan operasi. Makna dari penyataan ini
adalah, satu atau beberapa nilai variabel proses mungkin perlu dikorbankan semata-
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 17
mata untuk mencapai tujuan yang lebih besar, yaitu kebutuhan operasi keseluruhan
agar berjalan sesuai yang diinginkan. Jadi tujuan pengendalian mengacu pada hakikat
utama yang dinyatakan di atas.
Tujuan ideal pengendalian adalah mempertahankan nilai variabel proses agar
“sama” dengan nilai acuan. Sementara Tujuan praktis yang dapat diterima dalam
operasinal adalah mempertahankan nilai varibel proses “di sekitar” nilai acuan dalam
batas-batas yang ditetapkan.
Tujuan tersebut didasarkan atas bentuk respons variabel proses setelah
mendapat perubahan pada nilai acuan (setpoint) atau gangguan/beban. Pada sistem
pengendalian simpal tertutup (loop tertutu), dengan memberi masukan undak
(tangga/step) pada beban akan diperoleh kurva sebagaimana gambar 1.6. dari gambar
tersebut dapat dirumuskan tujuan pengendalian yang dinyatakan dengan kualitas
pengendalian, yaitu setelah terjadi perubahan beban/gangguan diharapkan akan
diperoleh;
Penyimpangan maksimum dari nilai acuan sekecil mungkin
Waktu yang diperlukan oleh variabel proses mencapai kondisi mantap sekecil
mungkin
Perbedaan nilai acuan dan variabel proses setelah tunak (stabil) sekecil mungkin
Atau dapat dinyatakan dengan istilah umum, sebagai berikut;
Minimum overshoot
Minimum settling time
Minimum offset
Dengan kata lain kualitas pengendalian yang diharapkan adalah,
Tanggapan/respon cepat
Hasilnya stabil, dan
Tidak ada penyimpangan dengan nilai acuan.
Bab I. Konsep Dasar Pengendalian Proses 18