Introduction and

preview

Bab 1

Disusun Oleh

Asmi DewiEdi Setiawan

Innes Muthiah A.

Raden Dion

NEXTKelompok 1

Apa saja yang akan dibahas??

Bab ini akan memperkenalkan Anda untuk instrumentasi, berbagai pengukuran

satuan yang digunakan, dan alasan mengapa proses pengendalian sangat

mengandalkan instrumentasi. Adapun pembahasannya, antara lain :

Dasar-dasar dari kontrol loop proses

Unsur-unsur dalam kontrol loop

Perbedaan antara berbagai jenis variabel

Pertimbangan di fasilitas proses

Unit, standar, dan prefiks yang digunakan dalam pengukuran parameter

Perbandingan bahasa Inggris dan satuan pengukuran SI

Akurasi instrumen dan parameter yang mempengaruhi kinerja suatu instrumen

Pengantar

Dalam berbagai bentuk dari pemanas air domestik dan HVAC, di mana variabel

suhu diukur dan digunakan untuk mengontrol gas, minyak, atau aliran listrik ke

pemanas air, atau sistem pemanas, atau listrik ke kompresor untuk pendinginan, untuk

aplikasi proses yang kompleks industri kontrol seperti yang digunakan dalam minyak

bumi atau industri kimia.

Dalam kontrol industri sejumlah variabel, dari suhu, arus, dan

tekanan untuk waktu dan jarak, dapat dirasakan secara bersamaan. Semua ini dapat

akan variabel saling tergantung dalam proses tunggal yang membutuhkan

mikroprosesor yang kompleks.

Karena kemajuan teknologi yang pesat, maka terjadilah perubahan yang didorong

oleh kebutuhan untuk akurasi yang lebih tinggi, kualitas, presisi, dan kinerja yang baik.

Proses Kontrol

Dalam rangka untuk menghasilkan produk dengan kualitas tinggi secara konsisten ,

sistem kontrol yang teliti sangatlah diperlukan. Contoh sederhana, pasokan air yang

masuk ke dalam penampung, dimana suhu air harus tetap konstan terlepas dari

permintaan . Sebuah blok kontrol sederhana ditunjukkan pada Gambar . 1.1a , uap dan air

dingin yang dimasukkan ke dalam penukar panas , di mana panas dari uap digunakan

untuk membawa air dingin ke suhu kerja yang dibutuhkan .

Termometer digunakan untuk mengukur suhu air ( yang diukur variabel ) dari proses

tersebut. Suhu diamati oleh operator yang mengatur aliran uap ( variabel dimanipulasi )

menjadi penukar panas untuk menjaga air mengalir dari penukar panas. Operasi ini

disebut sebagai sistem, kontrol , dan dalam prakteknya akan otomatis seperti ditunjukkan

pada Gambar .11.b.

Contoh

Proses kontrol adalah kontrol otomatis dari variabel output dengan merasakan

amplitudo parameter keluaran dari proses dan membandingkannya dengan yang

diinginkan atau tingkat yang ditetapkan dan memberi makan sinyal kesalahan

kembali untuk mengontrol input variabel - dalam hal ini uap. Lihat Gambar . 1.1b .

Sebuah sensor suhu yang melekat pada outlet indra pipa suhu air mengalir .

Sebagai permintaan untuk air panas kenaikan atau penurunan , perubahan suhu

air dirasakan dan dikonversi menjadi sinyal listrik , diperkuat , dan dikirim ke

controller yang mengevaluasi sinyal dan mengirim sinyal koreksi ke aktuator .

Aktuator menyesuaikan aliran steam ke penukar panas.

Definisi beberapa

elemen yang terdapat

pada “KONTROL

LOOP”

Elemen pengukuran terdiri dari sensor, transduser, dan

pemancar dengan power supply yang diatur sendiri. Elemen

kontrol memiliki aktuator, kekuatan rangkaian kontrol,

dan power supply sendiri. Controller memiliki prosesor

dengan memori dan sirkuit menjumlahkan untuk

membandingkan set point dengan sinyal yang dapat

menghasilkan sinyal kesalahan. Prosesor kemudian

menggunakan sinyal kesalahan dan menghasilkan sinyal

koreksi untuk mengontrol aktuator dan input variabel.

Feedback loop dari output kembali ke input untuk memperbaiki

untuk setiap variasi antara tingkat output dari tingkat yang ditetapkan. Dengan kata lain,

output dari proses yang sedang terus-menerus dipantau, kesalahan antara

set point dan parameter output ditentukan, dan sinyal koreksi

kemudian dikirim kembali ke salah satu masukan proses untuk mengoreksi perubahan

terukur Parameter output.

Variabel dikendalikan atau diukur adalah variabel output dimonitor dari proses. Nilai

output parameter dipantau biasanya diadakan dalam ketat diberikan batas. Variabel

yang dimanipulasi adalah input variabel atau parameter untuk proses yang divariasikan

oleh sinyal kontrol dari prosesor ke aktuator. Dengan mengubah input variabel nilai dari

variabel yang diukur dapat dikendalikan.

Set point adalah nilai yang diinginkan dari output parameter atau variabel yang

dipantau oleh sebuah sensor. Setiap penyimpangan dari nilai ini akan menghasilkan

sinyal kesalahan.

Instrumen adalah nama dari salah satu dari berbagai jenis perangkat untuk

menunjukkan atau mengukur jumlah atau kondisi fisik, kinerja, posisi, arah,

dan sejenisnya.

Sensor adalah perangkat yang dapat mendeteksi variabel fisik, seperti suhu,

intensitas cahaya, atau gerakan, dan memiliki kemampuan untuk memberikan output

yang terukur yang bervariasi dalam kaitannya dengan amplitudo variabel fisik.

Termometer resistensi mengubah suhu menjadi hambatan listrik, atau

termokopel mengubah suhu menjadi tegangan. Kedua perangkat ini memberikan

output yang sebanding dengan suhu.

Converter adalah alat yang digunakan untuk mengubah format sinyal tanpa

mengubah bentuk energi, yaitu perubahan dari tegangan ke sinyal arus.

Aktuator adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol variabel masukan dalam

menanggapi untuk sinyal dari controller. Aktuator atipikal akan menjadi katup aliran-

kontrol yang dapat mengontrol laju aliran fluida sebanding dengan amplitudo dari listrik

sinyal dari controller.

Controller adalah perangkat yang memonitor sinyal dari transduser dan mengambil

tindakan yang diperlukan untuk menjaga proses dalam batas yang ditentukan sesuai

dengan standar

Program dengan mengaktifkan dan mengendalikan aktuator yang diperlukan.

Programmable logic controller (PLC) digunakan dalam aplikasi proses kontrol, dan

sistem berbasis mikroprosesor.

Sebuah sinyal kesalahan (error signal) adalah perbedaan antara set point dan

amplitudo variabel yang diukur. Sebuah sinyal koreksi adalah sinyal yang digunakan

untuk mengontrol kekuatan untuk aktuator untuk mengatur tingkat input variabel.

Pemancar (transitter) adalah alat yang digunakan untuk memperkuat sinyal dan

format yang sehingga mereka cocok untuk transmisi jarak jauh dengan kehilangan nol

atau minimal informasi.

Kontroler membandingkan amplitudo sinyal dari sensor untuk set point

yang telah ditentukan, yang pada Gambar. 1.1b adalah amplitudo dari sinyal

dari sensor air panas.

Kontroler kemudian akan mengirim sinyal yang sebanding dengan

perbedaan antara referensi dan sinyal ditransmisikan ke aktuator kemudian,

aktuator membuka atau menutup katup mengontrol aliran uap untuk

menyesuaikan suhu air untuk nilai set point.

1.4 process facility consideration

• Memiliki beberapa persyaratan dasar:

• suplai Listrik

• semua kontrol sistem memerlukan suplai listrik dan harus

memenuhi standard yang berlaku. Banyak fasilitas yang menggunakan

sistem cadangan agar power suplai tidak terganggu. transformator harus

digunakan untuk mencegah electromagnetic interference(EMI) yang bisa

mempengaruhi instrumen kontrol elektrik yang sensitif. Grounding juga

digunakan untuk alasan keamanan untuk mencegah error yang besar pada

sinyal.

–

• Suplai udara

suplai udara digunakan untuk mendorong aktuator pneumatik. udara

harus bebas dari kotoran, oli, kontaminan dan uap air karena dapat

menutup jalur sempit dan nozel yang mengakibatkan kesalahan

pembacaan atau kerusakan peralatan. udara bersih dan kering

disuplai pada tekanan 90 psig ( 630 kPa g ) dan dengan titik embun ⋅

20 ° F ( 10 ° C ) di bawah minimum suhu operasi saat musim dingin

pada tekanan atmosfer.

ANSI/ISA-7.0.01-1996 , Standar Mutu Instrumen Air .• Suplai air

suplai air digunakan untuk proses pendinginan,pembersihan dan penghasil uap panas.

1.5 Units and Standards

• Unit pengukuran terbagi menjadi 2 :– English unit (British unit)– International system (SI)Contoh konversi :110 yard = 330 ft = (330 × 0.305) m = 100.65 m2.5 m = (2.5/0.305) ft = 8.2 ft = 98.4 in

2.5 lb = (2.5 × 4.448) N = 11.12 N 2.5 lb = (2.5 × 0.454) kg = 1.135 kg

1.6 Instrument Parameters

1. Akurasi

• Akurasi suatu instrumen adalah perbedaan antara nilai yang ditunjukan dengan nilai yang

sebenarnya.

• Akurasi ditentukan dengan membandingkan nilai yang dibaca dengan standard yang sudah diketahui

• Standard ini didapatkan dari National Institute of Standards and Technology (NIST).

• Akurasi tergantung pada linearitas , hysteresis , offset, drift, dan sensitivitas. Hasilnya menyebabkan

penyimpangan dari nilai sebenarnya. dan biasanya

ditetapkan sebagai persentase dari pembacaan skala penuh atau defleksi ( % FSD ) .

• Contoh : sebuah alat pengukur tekanan berkisar 0-50 psi , penyimpangan pembacaan adalah ± 4,35

psi. berapa akurasi %FSD?

• %FSD = ± (4.35 psi/50 psi) × 100 = ±8.7

2. Range

Selisih nilai maksimum dan minimum yang dapat diukur oleh alat

3.Reading accuracy

penyimpangan dari nilai sebenarnya saat sedang dibaca dan dinyatakan dengan

persentase. Contoh : penyimpangan ± 4,35 psi. dan terukur 28,5 psi. maka reading

accuracy nya adalah

(4.35/28.5) × 100 = ±15.26% of reading.

4. Presisi

Kemampuan sistem pengukuran untuk menampilkan ulang output yang sama pada

pengukuran berulang singkat

5. Reproducibility

kemampuan instrumen untuk membaca berulang kali sinyal yang sama setiap waktu dan

memberikan output yang sama dalam kondisi yang sama.

6. Sensitivity

perubahan output yang diukur dari suatu instrumen ketika variabel pengukuran

berubah.

7. Offset

pembacaan suatu instrumen saat input nol.

8. Drift

perubahan pembacaan suatu instrumen variabel tetap dengan waktu.

9. Histerisis

Perbedaan hasil pembacaan disebabkan perbedaan arah pembacaan (naik

atau turun)

10. Resolusi jumlah terkecil dari suatu variabel yang instrumen dapat atasi.

11. Repeatability Kemampuan suatu alat untuk menghasilkan suatu hasil (output) yang sama untuk suatu rangkaian dengan input yang sama dalam interval yang pendek

12. Linearityukuran yang ideal antara nilai yang sebenarnya yang sedang diukur dengan output suatu instrumen

Daftar Pustaka

Dunn, William C. Fundamental of

Industrial Instrumentation and Process

Control. 2005. London : The McGraw-

Hill Companies

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION