BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengendalian Proses merupakan bagia tak terpisahkan dalam ilmu teknik kimia. Dalam

industry kimia pengendalian proses diperlukan untuk menjaga agar proses berlangsung

sesuai dengan keadaan yang dikehendaki. Unit-unit yang dibahas secara teori dan unit

yang terpasang pada perlatan biasanya memiliki kerumitan yang berbeda. pengetahuan

tentang unit-unit yang ada pada pengendalian proses, baik secara teoritis maupun pad alat

diperlukan. Pengetahuan ini menyangkut identifikasi, fungsinya, serta variable-variabel

atau sinyal-sinyal yang terkait dengan masing-masing unit.

1.2 Tujuan

a. Melakukan identifikasi unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses.

b. Menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses.

c. Melakukan identifikasi variable-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses dan media

transmisinya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Variabel-variabel dalam Sistem Pengendalian

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.

2.2 Langkah-Langkah dalam Pengendalian Proses

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).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Modul ini menggunakan semua peralatan yang ada pada laboratorium pengendalian

proses. Alat yang digunakan adalah, sebagai berikut :

Seperangkat alat pengendalian Level

Seperangkat alat pengendalian tekanan

3.2 Prosedur Percobaan

Percobaan modul konfigurasi pengendalian yang berupa identifikasi unit dan variable

pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur, sebagai berikut :

Penentuan peralatan yang terdapat system pengendalian proses yang akan

diidentifikasi yaitu pengendali level dan tekanan

Identifikasi semua unit/elemen serta variable/sinyal dalam peralatan tersebut

Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen

Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data peralatan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengendalian Aliran

4.1.1 Alat pengendalian aliran

Gambar 4.1.1.1 Skema alat pengendali aliran

Gambar 4.1.1.2 Alat Pengendali aliran di laboratorium

4.1.2 Skema Sistem Proses Pengendalian Aliran

4.1.3 Tabulasi Alat Pengendali Aliran

No. UnitNama

AlatSfesifikasi Gambar

Sinyal masuk Sinyal Keluar

Variabel Besaran Variabel Besaran

1. Proses Pipa Didacta Italia MVAliran umpan

masukPV Laju alir

2. Pengukuran Flow Sensor

transmitter

(flowmeter)

15 – 150 ltr/h

Didacta Italia

PV Laju alir Laju alir (by pass)

Turbin meter

3-15 psi

PC, Elec.Reg, manual

+5v, +12v, -12v

PV Flow

Sinyal

PengukuranArus standar

(4-20 mA)

3. KendaliFlow Regulation

ControlCod

Sinyal

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 Laju alir masuk

4.1.4 Diagram Pengendalian AliranSinyal elektrik (0-5 volt) Sinyal Pneumatik (3-15 psi)

Set Point

Manipulated Variabel (Laju Alir)

Arus (4-20 mA)

Variabel Proses (Laju Alir)

Unit Kendali Unit Pengubah Sinyal Unit Kendali Akhir

Unit Proses

(Pipa)

Unit Pengukuran

Gangguan

(Tekanan)

4.2 Pengendalian Tekanan4.2.1 Alat Pengendalian Tekanan

Gambar 4.2.1.1 Skema pada alat pengendalian tekanan

Gambar 4.2.1.2 Seperangkat Pengendali Tekanan di laboratorium

4.2.2 Skema sistem proses pengendalian tekanan

4.2.3 Tabulasi Alat Pengendalian Tekanan

No

.Unit

Nama

Alat

Spesifikasi

/ KapasitasGambar

Sinyal Masuk Sinyal Keluar

VariabelJenis

SinyalVariabel

Jenis

Sinyal

1. Unit Proses Pipa PCT-10

Manipulate

d Variable

(MV)

Laju alir

udara

(Sinyal

Pneumatik

)

Process

Variable

(PV)

Laju alir

udara

(Sinyal

Pneumatik

)

2.

Unit

Pengukuran

- Sensor

- Transmitter

Tabung

Orifice

P/I

Transduse

r

Serial

Numb.

2877/2

Process

Variable

(PV)

Laju alir

udara

(Sinyal

Pneumatik

)

Sinyal

Pengukuran

Sinyal

Elektrik

3. Unit Kendali PCT-10 ArmfieldSinyal

Pengukuran

Sinyal

Elektrik

Sinyal

Kendali

Sinyal

Elektrik

4.

Unit Pengubah

Sinyal

(Transduser)

I/P

Converter

Tipe 100x

input 4-

20mA

output 0,2-

1 bar

inlet 1,4-8

bar

Sinyal

Kendali

Sinyal

Elektrik

Sinyal

Kendali

Sinyal

Pneumatik

5.Unit Kendali

Akhir

Control

Valve

Type ¼

SCR

No. 172310

Act. A.T.C

Signal 3-15

psia

Trim H

LIN

Sinyal

Kendali

Sinyal

Pneumatik

Manipulate

d Variable

(MV)

Laju alir

udara

(Sinyal

Pneumatik

)

Gangguan (Kehilangan Tekanan & laju udara

masuk)

Tekanan udara

keluar (PV)

4.2.4 Diagram Pengendalian Tekanan

Unit Kendali (Pressure Control)

Unit Pengubah Sinyal (Transduser (I/P))

Unit Kendali Akhir (Katup Kendali)

Unit Proses (Pipa)

Set Point

Tekanan Udara Masuk (MV)

Unit Pengukuran (orificemeter dan pressure

transducer regulator)

Sinyal Elektrik (0-5 volt) Sinyal Pneumatik (3-5 psi)

Arus (4-20 mA)

4.3 Pembahasan

BAB V

SIMPULAN

5.1 Simpulan

Pengendalian proses adalah sebuah upaya untuk membuat nilai variable proses

mendekati atau stabil terhadap setpoint. Dalam pengendalian proses terdapat berbagai

macam unit dengan fungsi yang berbeda-beda. Elemen yang akan dikendalikan

terdapat pada sebuah unit bernama unit proses. Selain unit proses, dalam pengendalian

proses juga terdapat unit pengukuran, unit kendali, serta unit kendali akhir. Unit

pengukuran adalah unit yang membandingkan nilai variable proses dengan setpoint.

Unit ini akan mengirimkan sinyal kepada unit kendali. Unit kendali akan mengubah

sinyal pengukuran menjadi arus listrik. Kemudian, arus listrik dialirkan ke transduser

untuk diubah menjadi sinyal pneumatic. Sinyal pneumatic adalah sinyal yang

digunakan untuk menggerakan unit kendali akhir sesuai perintah unit kendali. Dengan

begitu, nilai variable proses akan mendekati atau stabil terhadap setpoint.

DAFTAR PUSTAKA

Tim dosen. Jobsheet Praktikum Pengendalian Proses. Pengendalian Tekanan. Teknik

Kimia Polban.