Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
HALAMAN JUDUL
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
i
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
LEMBAR PENGESAHAN
PRAKTEK KERJA LAPANG
DI PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN MINYAK DAN GAS BUMI
CEPU – JAWA TENGAH
Periode 20 Januari – 20 Februari 2015
TUNING LEVEL DAN OUT FLOW CONTROLLER DENGAN METODE ZIEGLER
NICHOLS PADA BOILER DRUM-HEAT EXCHANGER PROSES CONTROL
TRAINING SYSTEM BDT921 PUSDIKLAT MIGAS CEPU
Disusun Oleh :
Nadana Ayzah Azis 125090800111017
Nur Qadriyanti Pratiwi 125090807111005
PROGRAM STUDI STRATA 1 INSTRUMENTASIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Laporan ini telah diperiksa dan disetujui oleh :
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
ii
Pembimbing Lapang
Arsyadi Hidayat, AMd NIP 197502082006041001
Mengetahui,Kepala LaboratoriumBengkel Instrumentasi
Mariana, AmdNIP 197903312006041001
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan syukur kehadiran Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-
Nya yang telah diberikan kepada kita, sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada Nabi
Muhammad SAW Rasul junjungan kita. Sehingga penyusunan laporan praktek kerja
lapangan dengan judul “TUNING OUT FLOW CONTROLLER DENGAN METODE
ZIEGLER NICHOLS PADA BOILER DRUM-HEAT EXCHANGER PROSES CONTROL
TRAINING SISTEM PUSDIKLAT MIGAS CEPU” ini dapat terselesaikan dengan baik.
Kegiatan Praktek Kerja Lapang merupakan kegiatan yang positif untuk mengenalkan
mahasiswa pada dunia industri. Penyusunan laporan ini diajukan untuk melengkapi salah satu
persyaratan akademis pada program S1 Instrumentasi jurusan Fisika Fakultas MIPA
Universitas Brawijaya. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan semua pihak
kegiatan praktek kerja lapang tidak akan berjalan dengan baik, untuk itu saya mengucapkan
terimakasih kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa
2. Papa, mama dan kakak yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan baik
secara moral dan materi.
3. Bapak Sukir Maryanto, PhD selaku Ketua Jurusan Fisika Universitas Brawijaya.
4. Bapak Drs. Hari Arief Dharmawan, M.Eng selaku Ketua Program studi
Instrumentasi Universitas Brawijaya.
5. Bapak Dr. Eng. Didik R. Santoso S., M. Si selaku dosen pembimbing yang
mengarahkan dan membantu kami untuk dapat PKL di Pusdiklat Migas Cepu.
6. Bapak Zainal Arifin, S.H., M.M. selaku Kepala Pusdiklat Migas Cepu.
7. Bapak Ir. Bambang Sugito, MT. selaku Kepala Bidang Program dan Kerja Sama
Pusdiklat Migas Cepu.
8. Bapak Kastur M.Pdi selaku pengelola kerja praktek mahasiswa di Pusdiklat Migas
Cepu.
9. Bapak Mariana, AMd selaku Kepala Laboratorium Kerja Instrumentasi Pusdiklat
Migas Cepu.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
iii
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
10. Bapak Arsyadi Hidayat, AMd yang telah membimbing tugas khusus kami selama
berada di Pusdiklat Migas.
11. Bapak M. Subur, AMd selaku pembimbing kerja praktek kami yang telah membagi
ilmunya dan menyadarkan kemandirian kami sebagai mahasiswa.
12. Ibu Nurpadmi yang telah membantu kami dalam menjawab semua pertanyaan yang
kami ajukan selama berada di Pusdiklat Migas.
13. Bapak Budi yang telah membantu kami dalam melaksanakan praktikum di
Laboratorium.
14. Teman teman seperjuangan kami dari UGM, ITS, UNS dimana kami saling
memberi semangat dalam menghadapi kerja praktek ini.
15. Teman – teman Instrumentasi 2012 yang selalu mensupport kami dalam
menghadapi PKL ini.
Saya menyadari dalam pembuatan laporan Praktek Kerja Lapang terdapat banyak
kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan
ini sangat kami harapkan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kami pada khususnya dan
pembaca pada umumnya.
Cepu, 16 Februari 2015
Penulis
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
iv
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...................................................................................................................i
LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................................................ii
KATA PENGANTAR..............................................................................................................iii
DAFTAR ISI..............................................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR................................................................................................................ix
DAFTAR TABEL.....................................................................................................................xi
BAB I.........................................................................................................................................1
PENDAHULUAN......................................................................................................................1
1.1. Latar Belakang.............................................................................................................1
1.2. Tujuan dan Manfaat.....................................................................................................2
1.2.1. Tujuan Umum......................................................................................................2
1.2.2. Tujuan Khusus.....................................................................................................2
1.3. Manfaat Kerja Praktek.................................................................................................2
1.4. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek...........................................................3
1.5. Pelaksanaan Kegiatan..................................................................................................3
1.5.1. Orientasi Umum...................................................................................................3
1.5.2. Kegiatan Laboratorium........................................................................................3
1.6. Pengumpulan Data.......................................................................................................4
1.6.1. Observasi..............................................................................................................4
1.6.2. Diskusi..................................................................................................................4
1.6.3. Metode pustaka....................................................................................................4
1.7. Sistematika Laporan....................................................................................................4
BAB II........................................................................................................................................6
ORIENTASI UMUM PUSDIKLAT MIGAS............................................................................6
2.1 PENJELASAN UMUM PUSDIKLAT MIGAS CEPU..............................................6
2.1.1. Tugas Pokok.........................................................................................................6
2.1.2. Visi.......................................................................................................................6
2.1.3. Misi......................................................................................................................6
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
v
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.1.4. Fungsi...................................................................................................................6
2.1.5. Program Kegiatan.................................................................................................7
2.1.6. Hubungan Kerjasama...........................................................................................8
2.2. SEJARAH SINGKAT PUSDIKLAT MIGAS CEPU.................................................8
2.3. LOKASI PUSDIKLAT MIGAS...............................................................................12
2.4. STRUKTUR ORGANISASI DAN KEPEGAWAIAN.............................................12
2.5. PERPUSTAKAAN....................................................................................................13
2.6. UNIT KEAMANAN.................................................................................................14
2.7. UNIT FIRE AND SAFETY......................................................................................15
2.7.1. Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K3)...............................................................16
2.7.2. Pemadam Kebakaran..........................................................................................18
2.8. UNIT POWER PLANT.............................................................................................21
2.9. UNIT BOILER PLANT............................................................................................23
2.10. UNIT WATER TREATMENT.............................................................................26
2.10.1. Penyediaan Air Minum........................................................................................26
2.10.2. Penyediaan Air Pemadam Kebakaran................................................................27
2.10.3. Penyediaan Air Industri......................................................................................27
2.11. UNIT WAX PLANT.............................................................................................29
2.11.1. Proses Dewaxing................................................................................................29
2.11.2. Proses Sweating.................................................................................................30
2.11.3. Proses Treating.....................................................................................................31
2.11.4. Proses Moulding.................................................................................................31
2.12. UNIT PENGOLAHAN MINYAK (KILANG).....................................................32
2.12.1. Proses Destilasi Atmosferik...............................................................................32
2.12.2. Proses Treating...................................................................................................34
2.12.3. Proses Blending..................................................................................................34
BAB III.....................................................................................................................................35
LABORATORIUM BENGKEL INSTRUMEN......................................................................35
3.1. Fungsi dan Sarana Bengkel Instrument.....................................................................35
3.2. Sistem Pengukuran dan Pengendalian.......................................................................36
3.2.1. Primary Sensing Element (Sensor)....................................................................40
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
vi
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
3.2.2. Secondary Sensing Element (Elemen Perasa Kedua)........................................49
3.2.3. Element pengatur (Control Elementer)..............................................................53
3.2.4. Final Element.........................................................................................................58
3.3. Laporan Praktikum Laboratorium Instrumentasi......................................................62
3.3.1. Praktikum Kalibrasi Preassure Gauge................................................................62
3.3.2. Praktikum Kalibrasi RTD (Resistance Temperature Detector).........................69
3.3.3. Praktikum Kalibrasi Termocouple.....................................................................75
3.3.4. Praktikum Kalibrasi DPT (D/P Cell Level Transmitter)....................................78
3.3.5. Praktikum Kalibrasi Control Valve....................................................................81
3.3.6. Praktikum Kalibrasi Karakteristik Control Valve..............................................87
3.3.7. Praktikum Proporsional Kontrol........................................................................92
3.3.8. Praktikum Proporsional Integral Kontrol...........................................................99
BAB IV..................................................................................................................................108
TUGAS KHUSUS.................................................................................................................108
TUNING OUT FLOW CONTROLLER DENGAN METODE ZIEGLER NICHOLS PADA BOILER DRUM-HEAT EXCHANGER PROSES CONTROL TRAINING SISTEM PUSDIKLAT MIGAS CEPU................................................................................................108
4.1 Latar Belakang..............................................................................................................108
4.2 Rumusan Masalah........................................................................................................109
4.3 Batasan Masalah...........................................................................................................109
4.4 Dasar Teori...................................................................................................................109
4.4.1 Boiler Drum-Heat Exchanger Process Control Training System..........................109
4.4.2 D/P Transmitter......................................................................................................110
4.4.3 Orifice....................................................................................................................111
4.4.4 I/P Converter..........................................................................................................111
4.4.5 Kontrol Valve.......................................................................................................112
4.4.6 PID Controller........................................................................................................113
4.4.7 Tunning Ziegler Nichols........................................................................................116
4.5 Tuning Kontrol Outflow Pada Boler Drum dengan Metode Ziegler – Nichols..........118
BAB V....................................................................................................................................124
PENUTUP..............................................................................................................................124
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
vii
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
4.1. Kesimpulan..............................................................................................................124
4.2. Saran........................................................................................................................125
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................126
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
viii
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1. Variabel – variable Proses 36
Gambar 3.2. Sistem Pengendali Manual 38
Gambar 3.3. Loop Sistem Instrument 38
Gambar 3.4. Bourdon C Tube 43
Gambar 3.5. Spiral Bourdon Tube 43
Gambar 3.6. Helical Bourdon Tube 44
Gambar 3.7. Bellows Element 44
Gambar 3.8. Turbin Flow Meter 46
Gambar 3.9. Orifice Concentric 47
Gambar 3.10. Orifice Excentris 47
Gambar 3.11. Orifice Segmental 47
Gambar 3.12. Gelas Penduga 48
Gambar 3.13. Sistem Perbedaan Tekanan 48
Gambar 3.14. Penampang Transmiter secara Umum 50
Gambar 3.15. Transmiter Pnuematik 50
Gambar 3.16. Transmiter Electronic 51
Gambar 3.17. Bagian-bagian Control Valve 58
Gambar 3.18. Jenis Control Valve 60
Gambar 4.1. Boiler Drum Simulator 110
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
ix
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 4.2. Control Valve Jenis FO/AC 112
Gambar 4.3. Control Valve Jennis FC/AO 112
Gambar 4.4. Kurva Open Loop 116
Gambar 4.5. Sistem Berisolasi dengan Stabil 118
Gambar 4.6. Proses Kontrol Outflow 119
Gambar 4.7. P&ID Proses Kontrol Outflow pada Boiler Drum 119
Gambar 4.8 Hasil Data Record Proses Kontrol Outflow dengan Metode Close Loop 121
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
x
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Kurva Reaksi 57
Tabel 4.1.Formula Ziegler-Nichols 117
Tabel 4.2.Proses Kontrol Loop 122
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
xi
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kuliah kerja lapang adalah salah satu mata kuliah wajib untuk mahasiswa S1 Program
Studi Instrumentasi Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Brawijaya. Mata kuliah ini
merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk menyelesaikan studi Strata Satu di
Fakultas MIPA Universitas Brawijaya. Tujuan mata kuliah ini adalah memberikan gambaran
tentang dunia karir dan penerapan ilmu fisika di bidang industri dan teknologi yang sedang
berkembang saat ini.
Kerja praktek yang dilaksanakan di PUSDIKLAT MIGAS Cepu berguna sekali bagi
mahasiswa yang akan memfokuskan kegiatannya setelah kuliah pada dunia industri. Melalui
lembaga yang berada di bawah pada dunia industri pertambangan yang ad di Indonesia, lebih
khususnya dalam bidang perminyakan an gas alam. Dengan sarana dan prasarana yang
memadai seperti Unit Pengolahan sebagai sarana praktek langsung an laboratorium yang
berfungsi sebagai tempat kalibrasi dan penelitian sangat menunjang mahasiswa untuk bisa
memahami dunia industri Migas secara detail. Hal ini bisa sebagai sebuah alasan kenapa
mahasiswa yang memasuki dunia industri mengambil kerja praktek di sini, karena
PUSDIKLAT MIGAS Cepu adalah lembaga kedinasan yang bertugas untuk membina dan
melatih pegawai Migas di seluruh Indonesia.
Lebih dalam lagi pelaksanaan kerja praktek bagi mahasiswa jurusan Fisika dilaksanakan
di Laboratorium Instrumentasi PUSDIKLAT MIGAS Cepu. Sebagai prosesi lanjutan kerja
praktek di laboratorium ini dilaksanakan beberapa kegiatan yang memfokuskan bidang
instrumentasi dan pengaturan proses di dalam dunia industri. Beberapa kegiatannya seperti
orientasi khusus, praktek, dan pengambilan tugas khusus. Pada bagian ini khususnya
mahasiswa khususnya jurusan Fisika diarahkan lebih dalam bagaimana dunia instrumentasi
dalam dunia industri perminyakan dan gas, di laboratorium mahasiswa juga bisa mengenal
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
1
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
lebih dalam bagaimana problematika di lapangan berdasarkan pengalaman tim pengajar
laboratorium.
1.2. Tujuan dan Manfaat
Ada beberapa tujuan yang dic apai sehubungan dengan pelaksanaan kerja praktek yang
dilaksanakan di PUSDIKLAT MIGAS Cepu.
1.2.1. Tujuan Umum
Kegiatan kerja praktek ini dimaksudkan agar mahasiswa mendapatkan
pengalaman kerja dan pengetahuan praktis sehingga bisa lebih memahami dunia kerja
secara umum dan industri perminyakan MIGAS. Dengan kegiatan ini ilmu
pengetahuan yang didapatkan bisa disosialisasikan kepada khalayak akademis di
kampus asal sehingga bisa meningkatkan kualitas dan kerja sama antara PUSDIKLAT
MIGAS dengan akademika tiap mahasiswa. Pada sisi lain kegiatan ini ditunjukan
sebgai salah satu syarat untuk menempuh tugas akhir.
1.2.2. Tujuan Khusus
a) Membandingkan ilmu yang diperoleh selama kuliah dengan dunia kerja secara
langsung khusus sistem instrumentasi Industri.
b) Sebagai sarana untuk membangun mental, karakter, dan budaya kerja bagi
mahasiswa menuju dunia kerja professional.
c) Latihan kerja mahasiswa sekaligus penyesuaian diri dengan kondisi lapangan
pekerjaan yang nantinya akan ditekuni lulusan.
d) Wawasan dan pengetahuan tentang instrumentasi pada industri dapat digunakan
sebagai bekal untuk memasuki bekal untuk memasuki dunia kerja dengan standar
kerja industri.
e) Memahami prinsip kerja kerja yang diterapkan pada industri.
1.3. Manfaat Kerja Praktek
Dengan kerja praktek ini bisa digunakan mahasiswa sebagai bekal kedua setelah
pendidikan yang didapatkan di kampus untuk memasuki dunia kerja, sehingga mahasiswa
memiliki kemampuan untuk bisa mengabdikan dirinya pada masyarakat luas. Serta
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
2
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
menambah wawasan, pengetahuan dan pengalaman selaku generasi yang terdidik untuk siap
terjun langsung di masyarakat khususnya di lingkungan kerjanya.Bagi institusi Universitas
Brawijaya diharapkan sebagai tambahan referensi khususnya mengenai perkembangan
industri di Indonesia maupun proses dan teknologi yang mutakhir, dan dapat digunakan oleh
pihak-pihak yang memerlukan.
1.4. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek
Adapun tempat serta waktu pelaksanaan kerja praktek adalah:
a) Tempat : Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bum
Jalan Sorogo No.1 Cepu, 58315.
b) Waktu : 20 Januari 2015 sampai 20 Februari 2015.
1.5. Pelaksanaan Kegiatan
Secara Umum pelaksanaan kerja praktek di PUSDIKLAT MIGAS Cepu di bagi
menjadi dua bagian yakni Orientasi Umum dan Kegiatan Laboratorium.
1.5.1. Orientasi Umum
Orientasi umum dilaksanakan pada minggu ketiga kerja praktek. Orientasi
umum bertujuan untuk mengenalkan praktikan dengan unit-unit yang ada di
lingkungan PUSDIKLAT MIGAS diantaranya Unit keamanan, Unit pengolahan atau
kilang (Destilasi), Unit Water Treatment, Unit Wax Plant, Unit Ketel Uap (Boiler),
Unit Power Plant, Perpustakaan, Unit fire and safety dan Humas.
1.5.2. Kegiatan Laboratorium
Pada Kegiatan ini dibagi menjadi tiga bagian lagi yaitu Orientasi Khusus,
Praktikum, dan Pengambilan Tugas Khusus. Pada minggu pertama sampai minggu
kedua dilaksanakan praktikum di Laboratorium Instrumentasi dan Telkom
PUSDIKLAT MIGAS Cepu. Pada minggu ketiga dilaksanakan di bulan februari 2015
dilaksanakan pengambilan tugas khusus, jadwal kegiatan di laboratorium terlampir di
bagian akhir.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
3
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1.6. Pengumpulan Data
Pengumpulan data dalam kegiatan kerja praktek ini terdiri dari observasi, diskusi, dan
metode pustaka.
1.6.1. Observasi
Metode ini digunakan untuk mendapatkan informasi berupa data-data berupa
lat-alat dan spesifikasi yang digunakan di seputar dunia industri perminyakan dan gas
bumi.Observasi ini sangat dibutuhkan baik untuk menambah pengetahuan mahasiswa
dan juga sebagai salah satu referensi untuk menyusun laporan kerja praktek.
1.6.2. Diskusi
Metode ini digunakan untuk menambah informasi yang sebelumnya telah
diperoleh melalui metode observasi. Metode diskusi ini dilakaukan kepada para
karyawan (instruktur) laboratorium untuk memperoleh penjelasan tentang suatu
instrument / piranti. Metode ini biasanya digunakan untuk mempelajari situasi dan
kondisi tertentu sehingga diharapkan solusi yang lebih baik daripermasalahan
tersebut.
1.6.3. Metode pustaka
Studi literatur merupakan salah satu metode yang sangat efektif dalam rangka
mencari informasi-informasi yang dibutuhkan. Studi literature ini biasanya dilakukan
di perpustakaan STEM (Sekolah Tinggi Energi dan Mineral) yang memiliki
persediaan buku-buku yang cukup lengkap. Disamping studi literature pada
perpustakaan juga dilakukan pembahasan terhadap laporan-laporan kerja praktek yang
telah dilakukan sebelumnya.
1.7. Sistematika Laporan
Laporan kerja praktek ini terdiri dari bagian utama yaitu bagian pendahuluan,
bagian isi, dan bagian akhir. Bagian pendahuluan berisi halaman judul,halaman
pengesahan, prakata, daftar tabel dan daftar gambar.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
4
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Bagian isi terdiri dari 5 bab yaitu :
1. Bab I Pendahuluan
2. Bab II Orientasi Umum PUSDIKLAT MIGAS
3. Bab III Laboratorium Sarana Bengkel Instrumentasi
4. Bab IV Tugas Khusus
5. Bab V Penutup
Pada bagian akhir terdiri dari lampiran-lampiran, yang berisi antara lain
laporan praktikum dan bagan-bagan untuk kelengkapan laporan kerja praktek ini.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
5
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
BAB II
ORIENTASI UMUM PUSDIKLAT MIGAS
2.1 PENJELASAN UMUM PUSDIKLAT MIGAS CEPU
Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Nomor 18
Tahun 2010 tanggal 22 November 2010 Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas
Bumi (Pusdiklat Migas) Cepu mempunyai tugas pokok melaksanakan pendidikan dan
pelatihan dalam bidang minyak dan gas bumi dan bertanggung jawab lansung kepada Kepala
Badan Diklat Energi dan Sumber Daya Mineral.
2.1.1. Tugas Pokok
Pusdiklat Migas Cepu mempunyai tugas pokok untuk melaksanakan
pendidikan dan pelatihan dalam bidang minyak dan gas bumi
2.1.2. Visi
Visi dari pusdiklat migas Cepu adalah, menjadikan Pusat Pendidikan dan
Pelatihan Minyak dan Gas Bumi yang unggul dengan mewujudkan tata
kepemerintahan yang bersih, baik, transparan dan terbuka.
2.1.3. Misi
a. Meningkatkan kapasitas aparatur Negara dan pusdiklat migas untuk mewujudkan
tata kepemerintahan yang baik.
b. meningkatkan kompetensi tenaga kerja sub-sector migas untuk berkompetensi
melalui mekanisme ekonomi pasar.
c. Meningkatkan kemampuan perusahaan minyak dan gas bumi menjadi lebih
kompetitif melalui program pengembangan sumber daya manusia.
2.1.4. Fungsi
Untuk melaksanakan tugas-tugas tersebut, berdasarkan peraturan Menteri
Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Nomor 18 Tahun 2010 tanggal 22
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
6
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
November 2010, Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi (Pusdiklat
Migas) Cepu memiliki fungsi sebagai berikut:
a. Penyiapan penyusunan kebijakan teknis, rencana dan program di bidang pendidikan
dan pelatihan minyak dan gas bumi.
b. pelaksanaan pendidikan dan pelatihan dibidang minyak dan gas bumi.
c. Pemantauan dan evaluasi serta pelaporan pelaksanaan tugas dibidang pendidikan
dan pelatihan minyak dan gas bumi.
d. Pelaksanaan administrasi Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi.
2.1.5. Program Kegiatan
a. Pendidikan non-Reguler
Disamping AKAMIGAS, Pusdiklat Migas juga menyelenggarakan kursus-
kursus yang meliputi berbagai disiplin ilmu keterampilan antara lain berupa:
1.) Kursus Pra Jabatan (Pre-Employment training)
2.) Kursus Singkat (Crash Program Training)
3.) Kursus penyegaran untuk Sertifikasi Tenaga Teknik Khusus (STTK) bidang
migas.
Sejak tahun 1984, pusdiklat migas telah dipercaya untuk melaksanakan
kursus-kursus dibidang teknik pengeboran dan produksi dalam rangka kerjasama
teknik antar Negara berkembang yang bisa disebut Technical Cooperation Among
Development Countries (TCDC). Peserta kursus tersebut berasal dari 20 negara
berkembang antara lain afrika, amerika latin, dan asia serta ocenia.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
7
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
b. Sertifikasi Tenaga Teknik Khusus (STTK) Bidang Migas
Sertifikasi adalah pengakuan oleh pemerintah melalui lembaga sertifikasi
profesi atas tingkat keahlian atau keterampilan khusus di bidang pertambangan
minyak dan gas bumi serta pengusahaan panas bumi.
c. Jasa Teknologi
Dalam bentuk pelaksanaan jasa pengolahan crude oil menjadi bahan bakar
(BBM) dan pemasaran hasil sampingnya., mengikutsertakan tenaga-tenaga ahli dalam
penelitian terapan, studi-studi proses rancang bangun serta pembuatan buku-buku
studi, antara lain studi AMDAL.
2.1.6. Hubungan Kerjasama
Dalam rangka upaya mensukseskan beerbagai proyek diklat, Pusdiklat Migas
menjalin hubungan kerjasama dengan berbagai instansi pemerintah dan pihak
perguruan tinggi seperti: UGM, ITB, Universitas Trisakti, ITS, ITN Malang, UNDIP,
UMS, UPN Surabaya, UPN Veteran Yogyakarta, UNIBRAW Malang dan
sebagainya. Tujuan kerjasama tersebut adalah saling memberikan bantuan dalam hal-
hal tertentu yang menguntungkan kedua belah pihak.
2.2. SEJARAH SINGKAT PUSDIKLAT MIGAS CEPU
Lapangan minyak yang ada di Indonesia termasuk cukup banyak di berbagai daerah,
dan salah satunya yang sudah lama adalah lapangan minyak di daerah Cepu. Cepu merupakan
daerah yang terletak di perbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur. Pada awal tahun 1870,
ditemukan minyak di daerah Cepu dan sekitarnya oleh BPM (Bataafsche Petroleum
Maatschappij) yang merupakan perusahaan minyak dan gas yang ditemukan berjumlah 24
buah dan sekarang hanya tinggal 2 buah saja, yaitu lapangan minyak Kawengan dan Ledok.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
8
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Sejarah mencatat bahwa perkembangan perminyakan di Cepu dapat diuraikan dalam 3
periode, yaitu:
1. Periode Jaman Hindia Belanda (Tahun 1870-1942)
Pada jaman ini tercatat peristiwa penemuan rembesan minyak di daerah Jawa yaitu
Kuwu, Mrapen, Watudakon, Mojokerto, serta penemuan minyak dan gas di Sumatera dan
Jawa. Ekplorasi minyak bumi di Indonesia dimulai tahun 1870 oleh P. Vandijk, seorang
insinyur Belanda di daerah Purwodadi Semarang, melalui pengamatan rembesan minyak
dipermukaan.
Di daerah Cepu Jawa Tengah terdapat konsesi minyak, yaitu suatu kota kecil di tepi
Bengawan Solo, yang bernama Panolan, diresmikan pada tanggal 28 Mei 1893 atas nama
AB. Versteegh. Kemudian beliau menyewakannya kepada perusahaan DPM (Dordtsche
Petroleum Maatschappij) di Surabaya dengan membayar ganti rugi sebesar F.10000 dan F.0,1
untuk setiap peti (37,5 liter minyak tanah dari hasil pngilanganya). Penemuan sumur minyak
bumi bermula di desa Ledok oleh Mr. Adrian Stoop pada Januari 1893, ia menyusuri
Bengawan Solo dengan rakit dari Ngawi menuju Ngareng (Cepu), dan akhirnya memilih
Ngareng (Cepu) sebagai tempat pabrik penyulingan minyak dan sumurnya di bor pada bulan
Juli 1893. Daerah tersebut kemudian dikenal dengan nama Kilang Cepu. Selanjutnya
berdasarkan akta No. 56 tanggal 17 Maret 1923 DPM diambil alih oleh BPM (Bataafsche
Petroleum Maarschappij) yaitu perusahaan minyak Belanda.
2. Periode Jaman Jepang (Tahun 1942 s/d 1945)
Pada periode jaman Jepang dulu terjadi suatu peristiwa penyerbuan tentara jepang ke
Indonesia pada perang Asia Timur, yaitu keinginan Jepang untuk menguasai daerah-daerah
yang kaya akan minyak. Untuk keperluan perang dan kebutuhan minyak dalam negeri
Jepang. Pada saat terjadi perebutan kekuasaan Jepang terhadap Belanda, para pegawai
perusahaan minyak Belanda ditugaskan untuk menangani taktik bumi hangus instalasi
penting, terutama kilang minyak yang ditujukan untuk menghambat laju serangan Jepang.
Namun akhirnya Jepang menyadari bahwa pemboman atas daerah minyak segera dibangun
bersama oleh tenaga sipil Jepang, tukang-tukang sumur tawanan perang dan tenaga Indonesia
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
9
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
yang berpengalaman dan ahli dalam bidang perminyakan, serta tenaga kasar diambil dari
penduduk Cepu dan daerah lainnya dalam jumlah yang besar. Lapangan minyak Cepu masih
dapat beroperasi secara maksimal seperti biasa pada saat itu Jepang pernah melakukan
pengeboran baru di lapangan minyak Kawengan, Ledok, Nglobo dan Semanggi.
3. Periode Jaman Kemerdekaan RI (1945 s/d sekarang)
Pada jaman kemerdekaan, kilang minyak Cepu mengalami beberapa perkembangan
sebagai berikut :
Periode 1945-1950
Pada tanggal 15 Agustus 1945 Jepang menyerah kepada sekutu. Hal ini menyebabkan
terjadinya kekosongan pemerintahan di Indonesia. Pada tanggal 17 Agustus 1945,
Indonesia memproklamirkan kemedekaannya sehingga kilang minyak Cepu diambil alih
oleh Indonesia. Pemerintahan kemudian mendirikan perusahaan Tambang Minyak
Nasional (PTMN) berdasarkan maklumat menteri kemakmuran No. 5 pada bulan
Desember 1949 dan menjelang tahun 1950, setelah adanya penyerahan dan diusahakan
kembali oleh BPM.
Periode 1950-1961
Kilang Cepu dan lapangan minyak Kawengan dikuasai oleh BPM, sedangkan
lapangan minyak lainnya seperti Ledok, Nglobo, dan semanggi tetap dipertahankan oleh
Pemerintahan RI dan pelaksanaanya dilakukan oleh ASM (Administrasi Sumber
Minyak), akan tetapi pada tahun 1951 diserahkan kembali kepada pemerintah RI. Pada
tahun 1951 didirikan PTMRI (Perusahaan Tambang Minyak Republik Indonesia), tetapi
kemudian diganti dengan tambang minyak Ngloo CA(Combie Anexis).
Periode tahun 1951-1965
Pada tahun 1961, tambang minyak Nglobo diganti menjadi PERMIGAN (Perusahaan
Minyak dan Gas Negara). Pemurnian minyak di lapangan minyak Ledok dan Nglobo
dihentikan. Pada tahun 1962, kilang cepu dan lapangan minyak Kawengan dibeli oleh
perusahaan RI dari shell dan diserahkan ke PN PERMIGAN.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
10
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Periode 1965-1978
Pada tanggal 4 Januari 1966, kilang Cepu dan lapangan ,minyak Kawengan dan ex
PN PERMIGAs dijadikan Pusat Pendidikan dan Latihan Lapangan Perindustrian Minyak
dan Gas Bumi (PUSDIK MIGAS). Kemudian pada tanggal 7 Februari 1967 berdiri
Akademi Minyak dan Gas (AKAMIGAS) Cepu angkatan 1.
Periode tahun 1978-1984
Berdasarkan SK menteri pertambangan dan energi No.646 tanggal 26 Desember
1977, LEMIGAS diubah menjadi bagian Dirktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi
LEMIGAS (PPT MGB LEMIGAS), dan berdasarkan SK Presiden No.15 tanggal 15
Maret 1984 pasal 107, Cepu ditetapkan sebagai pusat pengembangan tenaga
perminyakan dan gas bumi (PPT MIGAS).
Periode 1984-2001
Berdasarkan SK Menteri Pertambangan dan Energi No. 0177/1987 tanggal 5 Maret
1987, dimana wilayah PPT MIGAS yang dimanfaatkan oleh Diklat Operational.
Laboratorium Lapangan Produksi diserahkan ke PERTAMINA UEP III Lapangan Cepu,
sehingga kilang Cepu mengoperasikan pengolahan crude oil milik PERTAMINA.
Kedudukan PPT MIGAS dibawah Direktorat Jendral Minyak dan Gas Bumi,
departemen Pertambangan dan Energi, yang merupakan pelaksana teknis MIGAS di
bidang pengembangan tenaga perminyakan dan gas bumi. Keberadaan PPT MIGAS
ditetapkan berdasarkan Kepres No. 15/1984 tanggal 18 Maret 1984 dan struktur
organisasinya ditetapkan berdasarkan surat Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi
No. 1092 tanggal 5 November 1984.
Periode 2001-Sekarang
Berdasarkan SK Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 150 tahun 2001
tertanggal 2 Maret 2001 nama PPT MIGAS berubah menjadi Pusat Pendidikan dan
Pelatihan Minyak dan Gas Bumi (Pusdiklat Migas).Yang telah diperbaharui dengan
peraturan Menteri ESDM No. 18 Tahun 2010 tanggal 22 November 2010.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
11
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.3. LOKASI PUSDIKLAT MIGAS
Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi berlokasi di :
Desa : Karangboyo
Kecamatan : Cepu
Kabupaten : Blora
Propinsi : Jawa Tengah
Tepatnya di Jalan Sorogo No.1 Cepu
2.4. STRUKTUR ORGANISASI DAN KEPEGAWAIAN
Pusdiklat Migas mempunyai tugas melaksanakan pendidikan dan pelatihan bidang
migas.Bertanggung jawab langsung kepada Kepala Badan Diklat ENERGI DAN SUMBER
DAYA MINERAL sesuai Peraturan Menteri ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL
No. 18 Tahun 2010 tanggal 22 November 2010. Bagian Tata Usaha serta kelompok
fungsional seperti dibawah ini :
a. Bidang Rencana dan Kerja Sama
1. Subbidang rencana dan program
2. Subbidang kerja sama dan informasi
b. Bidang Penyelenggaraan dan Evaluasi Pendidikan dan Pelatihan
1. Subbidang penyelengaraan pendidikan dan pelatihan
2. Subbidang evaluasi pendidikan dan pelatihan
c. Bidang Sarana dan Prasarana teknis
1. Subbidang kilang dan utilitas
2. Subbidang laboratorium dan bengkel
d. Bagian Tata Usaha
1. Subbidang kepegawaian dan umum
2. Subbagian keuangan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
12
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.5. PERPUSTAKAAN
Perpustakaan Akamigas pada tahun 1967. Perpustakaan ini mempunyai system
pelayanan terbuka (Open Access) yang meliputi :
a. Pelayanan Reguler (mahasiswa Akamigas, pegawai, dosen)
b. Pelayanan Non Reguler (peserta kursus, praktikan)
Koleksi yang dimiliki perpustakaan migas Cepu terdiri dari buku-buku diktat, majalah
ilmiah, laporan penelitian, skripsi, laporan kerja praktek, dan bahan audio visual (misalnya
video program, sude program, cd).
Sejarah berdirinya perpustakaan Pusdiklat Migas Cepu erat kaitanya dengan
berdirinya AKAMIGAS yang ada pada awalnya terkenal dengan nama AMGB.
AKAMIGAS, yang berdiri pada tahun 1967 sebagai salah satu wadah untuk membina kader-
kader perminyakan nasional yang siap pakai.
AKAMIGAS tersebut didirikan oleh PPT. MIGAS CEPU. Yang ditunjuk oleh
pemerintah sebagai satu-satunya akademi perminyakan di Indonesia yang dipandang
mempunyai fasilitas yang lengkap dan memenuhi syarat-syarat di antaranya :
- Fasilitas belajar berupa lading minyak
- Fasilitas unit kilang
- Fasilitas workshop (bengkel reparasi) dan sarana lainnya
Karena latar belakang tersebut maka sebagai pelengkap untuk memacu kegiatan
belajar serta untuk pengetahuan peserta didik maka didirikanlah perpustakaan AKAMIGAS.
Tahun 1969 – 1978, perpustakaan Akamigas masih menjadi bagian perpustakaan PPT
MIGAS CEPU dan menjadi satu – satunya pusat pendidikan tenaga perminyakan Indonesia.
Awal tahun 2001, struktur organisasi berubah lagi menjadi Pusdiklat Migas Cepu.
Adapun tugas-tugas perpustakaan Pusdiklat Migas Cepu yaitu :
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
13
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
a. Melakukan perencanaan, pengembangan koleksi yang mencakup buku, majalah
ilmiah, laporan penelitian, skripsi, laporan kerja praktek, diktat atau hand out serta
baha audio visual.
b. Melakukan pengolahan dan proses pengilahan bahan pustaka meliputi
registrasi/invertari, katalogisasi, klarifikasi, shelfing, dan failing.
c. Melakukan tugas layanan pembaca, meliputi kegiatan peminjaman dan pengembalian
(sirkulasi), layanan referensi, layanan informasi, penagihan dan penelusuran koleksi.
d. Laporan penggunaan laboratorium bahasa untuk dosen, mahasiswa, pegawai, peserta
kursus, dan lain-lain.
e. Layanann Audio Visual, dimaksudkan untuk :
- Pemutaran film dan kaset video ilmiah untuk mahasiswa AKAMIGAS, pegawai,
dosen instruktur, peserta kursus, dll.
Layanan kerjasama sntara perpustakaan / inter library loan dan jaringan informasi nasional.
2.6. UNIT KEAMANAN
Bagian keamanan Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi (Pusdiklat
Migas) Cepu memiliki empat objek pengamanan yaitu :
1. Pengamanan Personil
Pengamanan personil meliputi seluruh karyawan pesrta didik, peserta kerja
praktek, maupun semua tamu.Hal ini dikarenakan orangyang berada di wilayah
Pusdiklat Migas Cepu berasal dari daerah dan suku, agar tidak terjadi Culture Class.
2. Pengamanan Materiil
Pengamanan materiil meliputi seluruh bendayang berada pada Pusdiklat Migas
Cepu. Dalam keamanan materiil ini dikhususkan pada tiga hal yaitu Fancing (Pagar),
pintu gerbang, dan Lighting System.
Walaupun unit keamanan bertugas menjaga keamanan di lingkungan Pusdiklat,
namun kewajiban ini tidak serta merta hanya menjadi tanggung jawab unit keamanan
semata. Seluruh elemen yang berada dan bernaung di Pusdiklat Migas Cepu
berkewajiban menjaga keamanan demi kepentingan bersama. Selain itu, dibentuk pula
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
14
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
anggota Security yang secara khusus melakukan investigasi dengan cara berjaga
setiap harinya.
3. Pengamanan Informasi
Pengamanan informasi meliputi pengamanan terhadap dokumen-dokumen penting
Negara atau perusahaan yang sangat diperlukan untuk diamankan.
4. Pengamanan Operasional
Pengamanan operasional meliputi beberapa zona atau area, yaitu :
a. Zona Pengawasan
Zona ini meliputi pintu gerbang dan pos satpam. Jika ada peserta atau tamu
diwajibkan untuk melapor terlebih dahulu dan jika membawa kendaraan harus
diparkir pada tempat yang telah disediakan.
b. Zona Terbatas
Zona ini meliputi area Laboratorium Minyak Bumi, Laboratorium
Instrumentasi dan Kalibrasi, Laboratorium Elektronika dan Telekomunikasi,
dan Unit Fire and Safety.
c. Zona Terlarang
Zona ini meliputi area Kilang, Boiler dan Power Plant dimana setiap orang
tidak boleh secara sembarangan masuk dan harus memperoleh izin terlebih
dahulu dari kepala Security atau pembimbing untuk masuk ke area tersebut.
2.7. UNIT FIRE AND SAFETY
Dalam industri perminyakan dan gas bumi keselamatan kerja merupakan hal yang
penting. Oleh karena itu, Pusdiklat Migas mndirikan bagian khusus yang menangani
keselamatn kerja dan pemadam kebakaran yaitu Fire and Safety Unit. Unit Fire and Safety ini
bertugas untuk menunjang keselamatan kerja di lingkungan Pusdiklat Migas Cepu dengan
melakukan perlindungan terhadap sarana-sarana kerja atau unsur pokok produksi antara lain
manusia, mesin, material, waktu, serta kepercayaan terhadap perusahaan.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
15
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.7.1. Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K3)
Definisi dari keselamatan kerja adalah segala upaya atau pemikiran yang
ditujukan untuk menjamin kebutuhan dan kesempurnaan baik jasmani maupun rohani
tenaga kerja khususnya dan manusia pada umumnya, hasil karya dan budayanya
untuk meningkatkan kesehatan tenaga kerja menuju masyarakat adil dan makmur.
Tujuan keselamatan kerja berdasarkan Undang – Undang Keselamatan Kerja
No. 1 Tahun 1970 adalah :
1. Agar semua orang, baik pekerja maupun orang lain yang berada di tempat kerja
selalu dalam kondisi sehat jasmani dan selamat.
2. Agar proses produksi dapat berjalan secara efektif dan efisien.
3. Agar sumber produksi berjalan dengan lancer dan aman.
Hal – hal yang dapat menyebabkan kecelakaan kerja dibagi menjadi dua macam,
yaitu:
1. Tindakan yang tidak aman (unsafe action)
Perbuatan atau tindakan manusia yang berpotensi menimbulkan kecelakaan kerja
misalnya sebagai berikut :
Mengoperasikan mesin yang bukan tanggung jawabnya
Menggunakan peralatan atau perkakas yang tidak sesuai kegunaannya
Kelalaian atau kecerobohan
Bekerja sambil bergurau
Bersikap acuh tak acuh atau masa bodoh
Kegagalan dalam menggunakan alat pelindung diri (APD)
Tidak mentaati prosedur maupun peraturan
2. Kondisi atau keadaan yang tidak aman (unsafe condition)
Terdapat berbagai keadaan atau kondisi yang berpotensi menimbulkan
kecelakaan, antara lain :
Mesin atau perkakas tanpa pelindung
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
16
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Peralatan rusak atau tidak standar
Temapat kerja kotor, licin, bising
Tata letak peralatan (house keeping) yang jelex
Suhu udara terlalu panas atau dingin
Penerangan kurang atau berlebihan
Adanya bahan berbahaya atau beracun (B3) atau radiasi
Ruangan dengan ventilasi yang kurang
Berdasarkan kejadianya kecelakaan kerja dibedakan menjadi dua, yaitu :
a. Kecelakaan Biasa
Suatu kejadian di lingkungan masyarakat umum, dimana factor pengobatan
ditanggung oleh individu masing – masing, misalnya kecelakaan lalu lintas, rumah
tangga, dan lain –lain.
b. Kecelakaan Industri
Ada dua macam kecelakaan industry :
a.) Kecelakaan Perusahaan
Kecelakaan saat tenaga kerja sedang bekerja pada jam kerja yang ditentukan
sehingga factor biaya pengobatan ditanggung oleh perusahaan.
b.) Kecelakaan Kompensasi
Kecelakaan yang terjadi saat pekerja melakukan tugas lembur sehingga biaya
pengobatan ditanggung perusahaan.
Menurut peraturan Pemerintah No. 11 Tahun 1979, kecelakaan kerja dibagi
menjadi empat macam, yaitu :
1. Kecelakaan Ringan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
17
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Suatu kecelakaan yang terjadi namun tidak sampai menimbulkan hilangnya jam
kerja atau hari kerja.
2. Kecelakaan Sedang
Suatu kecelakaan yang terjadi sehingga menimbulkan hilangnya jam kerja atau
hari kerja, tetapi tidak menimbulkan cacat jasmani.
3. Kecelakaan Berat
Suatu kecelakaan yang sangat fatal sehingga terjadi cacat rohani dan jasmani.
4. Kecelakaan Mati
Suatu kecelakaan yang terjadi sehingga menyebabkan hilangnya nyawa pekerja
seketika atau 24 jam setelah kejadian.
Upaya pencegahan dan penanggulangan kecelakaan kerja dilakukan dengan cara :
1. Menghindari resiko terjadinya kecelakaan kerja
2. Harus tau menggunakan alat – alat pemadam api yang ada
3. Segera melaporkan ke bagian pemadam kebakaran jika ada bahaya api
4. Harus memberitahu sebab – sebab kebakaran
2.7.2. Pemadam Kebakaran
Pada industry minyak dan gas bumi, bahaya kebakaran dapat terjadi setiap
waktu. Oleh karena itu, alat pemadam api harus tersedia di tempat – tempat yang
strategis dan dalam jumlah yang memadai. Kebakaran dapat terjadi bila terdapat
bahan bakar, oksigen, dan sumber api atau panas dalam konsentrasi yang tepat. Hal –
hal yang dapat menyebabkan kebakaran antara lain :
Nyala api dan bahan – bahan yang berpijar
Reaksi kimia
Zat – zat bahan ynag mudah meledak
Gesekan benda – benda logam
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
18
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Kerusakan jaringan listrik
Upaya pencegahan dan penanggulangan kebakaran :
Menjauhi benda – benda yang mudah terbakar
Membuat bangunan tahan api
Mencegah kecelakaan lain yang terjadi akibat panik
Mengadakan spengawasan secara teratur dan berkala
Media pemadam kebakaran yang digunakan :
1. Padat : pasir, tanah, selimut api (fire blanket), serta dry chemical
2. Cair : air, busa, cairan yang mudah menguap tapi tidak mudah terbakar
3. Gas : Co2, N2, Ar, dan gas - gas lain yang tidak mudah terbakar
Klasifikasi menurut National Fire Protection Asscociation sebagai berikut :
1. Klas A = kebakaran dimana bahan bakar padat bukan logam
2. Klas B = kebakaran dimana bahan bakar padat cair atau gas
3. Klas C = kebakaran dimana bahan bakar padat listrik
4. Klas D = kebakaran dimana bahan bakar padat logam
Beberapa sarana yang disediakan untuk keperluan Unit Keselamatan Kerja
dan Pemadam Kebakaran di Pusdiklat Migas antara lain :
3 unit mobil pemadam kebakaran
3 buah mesin pompa merk Codiva
Sekitar 60 buah hydran dan jaringanya
Sekitar 500 buah Alat Pemadam api ringan (APAR)
Mesin kompresor pengisi tabung Briting Aperatus
Mobil penembak busa
Untuk mengindari bahaya kebakaran diperlukan pengarahan dan pengawasan
Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) baik pada mahasiswa luar yang melakukan
kerja praktek di Pusdiklat Migas Cepu atau pegawai dan tamu di Pusdiklat Migas
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
19
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Cepu. Dilaksanakan secara lisandan tertulis yang harus ditanda tangani sebagai
persetujuan untuk dipatuhi sebagai berikut :
Patuhi rambu – rambu dilarang merokok
Jangan merokok diperjalanan
Patuhi penggunaan alat pelindung diri yang telah ditentukan
Patuhi rambu – rambu batasan kecepatan max. 25 km/jam
Patuhi rambu – rambu larangan membawa korek api dan sebagainya yang dapat
menimbulkan api
Jangan bergurau berlebihan ditempat kerja
Jangan istirahat di daerah kilang
Jika perlu ke bagian lain minta ijin pembimbing
Jangan mencoba peralatan atau instrument yang belum dikuasai tanpa seijin
pembimbing
Jangan memotret di daerah kilang tanpa seijin pembimbing
Patuhi tata tertib dan prosedur kerja di tempat praktek anda
Hindari suatu tempat yang diatasnya tergantung suatu beban
Segera laporkan jika mendapati sesuatu yang memungkinkan timbulnya bahaya
Cara mengatasi kebakaran dan pemadam api yang cocok :
1. Bahan bakar padat, diatasi dengan air dan dry chemical powder multi purpose
2. Bahan bakar cair dan gas, mengatasi dengan menggunakan busa :
- Busa mekanik, busa berisi O2
- Busa kimia, biasanya digunakan untuk sekali pemakaian
3. Bahan bakar listrik, diatasi dengan dry chemical khusu logam ditambah zat
pencampur agar tidak membeku.
Beberapa teknik pemadam yang dianjurkan :
1. Cooling system, yaitu mendinginkan sumber panas dengan menyemprotkan air
2. Smothering, penyelimutan udara dengan busa di sekitar kebakaran
3. Starvation, mengambil atau mengurangi bahan bakar sampai dibawah batas
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
20
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
4. Penguraian, memutus rantai reaksi pembakaran unsur C dan H misalnya dengan
memberikan zat kimia ke dalam api
Dilution, mengurangi kadar zat asam di udara sampai batas minimum
sehingga kebakaran tidak lagi berlangsung.
2.8. UNIT POWER PLANT
Power plant adalah suatu unit di Pusdiklat Migas Cepu yang menangani penyediaan
tenaga listrik. Unit ini sangat penting karena tidak hanya digunakan di unit kilang saja tetapi
juga digunakan di PERTAMINA. Sebagai pembangkit tenaga listrik, power plant
menggunakan tenaga diesel, dengan perimbangan teknis antara lain :
a. Bahan bakar yang dipakai adalah solar, yang dapat disediakan oleh Pusdiklat Migas
Cepu dari Refinery Fuel,
b. Sistem awalnya lebi mudah dan mesinnya kuat.
c. Tidak ada ketergantungan terhadap instansi lain.
Pusdiklat Migas Cepu menyediakan kebutuhan tenaga pembangkit listrik sendiri sebab
perlu adanya kontinyuitas pelayanan tenaga listrik yang ada di Pusdiklat Migas Cepu
sehingga dapat menunjang operasi kilang dan pendidikan.
Semakin besar kebutuhan tenaga listrik yang digunakan untuk keperluan operasional dalam
rangka operasi kilang dan semakin majunya pendidikan yang ada di Pusdiklat Migas.
1. Fungsi Power Plant
Fungsi PLTD yang ada di Pusdiklat Migas Cepu adalah untuk melyani kebutuhan
tenaga listrik di beberapa daerah, antara lain :
a. Pusdiklat Migas
Kebutuhan dalam pabrik , yaitu kebutuhan untuk operasi kilang, unit Water
Treatment, kantor, unit Wax Plant, unit Boiler Plant, laboratorium, bengkel-
bengkel operasional dan bengkel pendidikan.
b. PT PERTAMINA
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
21
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
PT PERTAMINA EP Region Jawa Area Cepu
PT PERTAMINA Depot Cepu
2. Tugas Power Plant
Tugas dari Power Plant yaitu melayani kebutuhan praktikan khususnya mahasiswa
AKAMIGAS, peserta kursus dan praktikan dari luar. PLTD di Pusdiklat Migas Cepu
mulai didirikan pada tahun 1973 dan hingga kini telah memiliki 8 buah generator
sebagai mesin yang digunakan untuk pembangkit listrik dan terdiri dari :
a. Tiga buah mesin Diesel MAN dari Jerman berkapasitas 820 KVA, mulai
dioperasikan pada tahun 1973
b. Dua buah mesin Diesel Mitsubishi dari Jepang berkapasitan 400 KVA, mulai
dioperasikan pada tahun 1992 yang merupakan bantuan dari PERTAMINA.
c. Tiga buah mesin Diesel Coumen’s berkapasitas 1000 KVA, mulai dioperasikan
pada tahun 1995/1997/1998
Genset yang beroprasi ada 5 buah, tetapi pada siang hari menjadi 6 buah dengan
mengoprasikan 1 buah genset berkapasitas 400 KVA. Total kapasitas dari genset adalah 6260
KVA dengan beban terpasang sebesar 3678 KW. Sedangkan 1buah genset lagi sebagai
cadangan apabila ada genset yang diperbaiki. Generator yang beroprasi dipasang secara
pararel. Service dilakukan setiap 250 jam sekali untuk generator 1,5,6,7 dan 8. Sedangkan
untuk generator 2, 3 dan 4 service dilakukan setiap 1000 jam sekali. Pelumas yang digunakan
adalah Mediteran S-40 untuk semua mesin diesel.
Distribusi tenaga listrik dari generator ke beban tersebut melalui transformator yang
jumlahnya adalah 16 buah dengan menggunakan instalasi bawah tanah (kabel bawah tanah).
Hal ini disebakan karena diinginkan kontinuitas tenaga listrik yang tinggi. Bahan bakar yang
digunakan adalah solar dimana untuk operasi selama 24 jam membutuhkan sebanyak 9000-
1000 liter/hari dan minyak pelumas yang dibutuhkan sebanyak 150 liter/hari. System operasi
secara kontinyu (24 jam) dan dijaga oleh 4 shift, dengan masing-masing shift terdiri atas 3
orang karyawan.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
22
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.9. UNIT BOILER PLANT
Didalam industry minyak, boiler sangat diperlukan untuk menunjangg proses kilang.
Boiler adalah pesawat yang digunkan untuk mentransfer panas dari pembakaran bahan bakar
ke air sehingga air tersebut menjadi uap. Boiler yang terdapat di Pusdiklat Cepu adalah boiler
Wanson ynag merupakan boiler jenis pipa api dengan tekanan dan kapasitas rendah, dengan
spesifikasi sebagai berikut :
Type : 550 MS
Tekanan maksimum : 10kg/cm
Kapasitas maksimum : 6,6 ton/jam
Kapasitas operasi : 5 ton/jam
Bahan bakar : cair (residu/solar)
Suhu bahan bakar : 900C
Air umpan : air lunak
Suhu umpan : 800C
Suhu steam normal : 1900C
Suhu steam operasi : 1850C
Tekanan steam : 6 kg/cm2
Suhu cerobong : 20 00C
BHP : 410Hp
Luas pemanas : 181 M 2
Volume air maksimum : 12 M2
Berat total : 2400kg
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
23
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada boiler plant memiliki beberapa tugas sebagai berikut :
1. Penyedia Steam
Proses penyediaan steam yaitu air masuk ke boiler drung diameter fire tube dan keluar
dari boiler berubah menjadi steam yang berada pada keadaan saturated steam dan
mempunyai tekanan ± 6 kg/cm2. Steam dan boiler ini digunakan untuk :
a. Pemanas untuk fluida, misalnya air, minyak – minyak berat yang bertujuan untuk
menurunkan titik didih fraksi agar mudah untuk menguap
b. Untuk pengerak mesin
c. Proses pengolahan (unit kilang dan unit wax plant)
d. Sebagai media bantu, yaitu merupakan alat bantu dalam proses fraksional di kilang
untuk menurunkan titik didih dari fraksi - fraksi minyak (crude oil)
e. Proses atomizing, yitu untuk membuat kabut minyak bahan bakar sehingga minyak
bakar lebih mudah berkontak dengan oksigen sehingga menjadi lebih mudah terbakar.
2. Penyedia Udara Bertekanan
Udara atmosfer dimasukan kedalam kompresor sehingga akan menghasilkan udara
bertekanan. Kompresor adalah suatu alat yang digunakan untuk memampatkan udara
yang digerakkan dengan motor listrik. Udara bertekanan itu digunakan untuk media
instrumentasi pneumatic dan media kerja yang lain, contohnya pada unix wax plant
sebagai daya dorong yang dihembus cairan.
3. Penyedia Air Lunak
Air lunak digunakan untuk umpan boiler dan air pendingin mesin. Air industry yang
berasal dari unit pengolahan air dimasukan kedalam softener sehingga kesadahan air
menurun. Air yang digunakan untuk umpan boiler harus memenuhi persyaratan yaitu
dengan kesadahan mendekati nol dan pH air sekitar 8,5 – 9,5. Hal ini berguna untuk
mencegah cepatnya terbentuk kerak dan korosi pada boiler sehingga menurunkan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
24
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
efisiensi boiler karena perpindahan panas ke boiler berkurang dan kerusakan pipa – pipa
boiler.
Adapun instalasi yang digunakan untuk proses penyediaan air umpan boiler adala
sebagai berikut :
a. Sand Filter
Fungsinya yaitu untuk mengurangi kekeruhan air industry (± 10 PPm Mg/I SiO2)
sehingga ukuran untuk mesh dari lumpur – lumpur didalam air menjadi lebih kecil
agar pengolahan menjadi tidak berat.
b. Softener
Fungsinya untuk menghilangkan garam – garam yang menyebabkan terjadinya
kesadahan air dari sand filter meningkat seperti Cad an Mg, selain itu juga mengolah
air industry menjadi lebih lunak.
c. Daerator
Air dari tangki penampung air lunak dipompa dengan menggunakan pompa
booster menuju kedaerator. Fungsi alat ini yaitu untuk menghilangkan gas-gas atau
udara yang terlarut di dalam air terutama gas Co2 dan O2. Gas Co2 akan
mengakibatkan terjadinya pembusaan (foaming) akibat produksi uap yang berlebihan
sehingga dapat mengotori dan merusak peralatan seperti pompa dan turbin. Gas O2
dapat menyebabkan korosi didalam ketel uap sehingga apabila dibiarkan maka boiler
tidak dapat bertahan selama 10 tahun.
4. Penyedian Air pendingin
Poses ini dilakukan dengan cara melewatkan air bekas pemanas dari cooler dan
condenser pada cooling tower sehingga dapat menghasilkan air pendingin. Fungsi air
pendingin adalah untuk mendinginkan minyak-minyak panas didalam cooler dan
condenser.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
25
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.10. UNIT WATER TREATMENT
Unit pengolahan air (Water Treatment) memiliki tugas untuk menyuplai bebutuhan air
yang diperlukan untuk kebutuhan teknis dan non-teknis, misalnya air pendingin, air boiler, air
minum, dan air pemadam kebakaran.
Sumber air baku diambil dari Sungai Bengawan Solo dengan pertimbangan bahwa
Sungai Bengawan Solo tidak pernah kering walaupun pada musim kemarau dan lokasinya
berdekatan dengan pabrik.
Jenis air yang diolah olehunit pengolahan air Pusdiklat Migas Cepu dapat
digolongkan menjadi sebagai berikut :
Air Minum
Air Industri
Air Pemadam Kebakaran
2.10.1. Penyediaan Air Minum
Penyediaan air bersih yang layak dikonsumsi masyarakat merupakan salah
satu tugas dari unit Water Treatment. Untuk memperoleh air yang memenuhi standard
kelayakan, sistem pengolahan air sampai dapat diterima oleh masyarakat dilalui
melalui berbagai tahapan berikut :
1. Proses Screening, merupakan proses pemisahan partikel-partikel yang berukuran
besar yang terbawa oleh air. Tujuan proses ini adalah mencegah terikutnya
partikel-partikel besar yang dapat menyebabkan kebuntuan pada instalasi
perpipaan dan mencegah kerusakan pada pompa sentrifugal.
2. Proses Sedimentasi, merupakan proses pengendapan partikel-partikel padat yang
terkandung dalam air yang menyebabkan kekeruhan. Partikel-partikel ini dapat
berupa lumpur atau zat padat lainnya. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan
kekeruhan, mengurangi kesadahan dan menghemat pemakaian bahan kimia.
3. Proses Koagulasi dan Flockulasi, merupakan proses terbentuknya flock dengan
jalan menambahkan bahan koagulan pada air, kemudian flock mengendap.
4. Proses Aerasi, merupakan proses penambahan oksigen pada air agar dapat
menghilangkan bau busuk dan menetralkan racun dengan jalan menspraykan air
ada ujung pipa agar air dapat kontak langsung dengan udara luar.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
26
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
5. Proses Filtrasi, merupakan proses pemisahan melalui penyaringan. Ada 2 dasar
metode filtrasi, yaitu sebagai berikut :
Grafity Filter, yaitu filtrasi melewati berbagai media berpori
Pressure Filter, yaitu filtrasi menggunakan bejana tertutup
6. Penambahan Desinfektan, merupakan proses pembunuhan kuman yang bersifat
patogen (penyebab penyakit).
7. Penimbunan dan pengumpulan, dilakukan untuk menjaga kelangsungan produksi
dan sebagai tempat persediaan/cadangan air.
8. Proses Distribusi, merupakan tahap penyaluran air ke tempat-tempat tujuan.
2.10.2. Penyediaan Air Pemadam Kebakaran
Untuk air pemadam kebakaran diambil dari Sungai Bengawan Solo melalui
RPKS II (Rumah Pompa Kali Solo II) yang ditampung dalam bak pengendap/yap.
Untuk air pemadam hanya dilakukan proses pengendapan saja. Setelah pengotor-
pengotor mengendap, air didistribusikan menuju hydran-hydran yang ada di pabrik
dan perkantoran.
2.10.3. Penyediaan Air Industri
Kebutuhan akan air industry dapat dibedakan menjadi dua yaitu air pendingin
dan air umpan boiler.
1. Penyediaan Air Pendingin
Air dari Bengawan Solo dipompakan ke bak Segaran 1 dan diberi koagulan
untuk mengendapkan kotoran, kemudian dialirkan ke bak Segaran 2 untuk mengecek
flock-flock yang terbentuk (ditambahkan koagulan) dan langsung dialirkan ke bak
Segaran 3. Air dari bak Segaran 3 yang telah mengalami proses koagulasi dan
sedimentasi dapat digunakan sebagai air pendingin untuk keperluan kegiatan di unit
kilang dan wax plant.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
27
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Di unit Kilang, air pendingin digunakan sebagai pendingin pada kondensor,
box cooler dan cooler. Sedangkan diunit Wax Plant digunakan sebagai pendingin
pada Chiller.
Air pendingin yang telah digunakan pada suhu 45°C oleh unit Kilang dan Wax
Plant ditampung dalam bak air panas dan dialirkan ke cooling tower dengan bantuan
pompa. Dari cooling tower air didinginkan dengan memanfaatkan bantuan udara
hingga suhu air mencapai 32°C, selanjutnya ditampung di bak air pendingin dan
disirkulasikan kembali ke unit Kilang dan Wax Plant.
2. Air Umpan Boiler
Water treatment juga bertugas dalam menyediakan air umpan boiler. Air ini
diperoleh dari hasil penyaringan yang masih mengandung banyak pengotor-pengotor
yang dapat mengganggu proses.
Khusus untuk air umpan boiler dilakukan 2 proses pengolahan yaitu :
a. Eksternal Treatment
Artinya air umpan diolah sebelum masuk boiler. Adapun hal yang perlu
diperhatikan meliputi :
Kesadahan, untuk menghilangkan kesadahan, air umpan diproses
dengan menggunakan Softener.
Kandungan O2 da CO2 dihilangkan dengan alat Deaerator.
b. Internal Treatment
Artinya air umpan diolah pada waktu berada didalam boiler. Adapun hal-hal
yang perlu diperhatikan meliputi :
Tingkat keasaman air
Air didalam ketel cenderung bersifat asam sehingga pH-nya perlu
dinaikkan agar air yang digunakan tidak korosif.
Penambahan Na3PO4
Dilakukan untuk melunakkan kerak yang terbentuk. Na3PO4 akan
beraksi dengan ion-ion Ca2+ dan Mg2- membentuk garam kompleks.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
28
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Penambahan Na2SO3
Berfungsi untuk mengikat O2 yang kemungkinan masih berada
didalam air.
2.11. UNIT WAX PLANT
Unit Wax Plant merupakan unit untuk melakukan proses pengolahan PH solar (Parafin
High Solar) untuk menghasilkan wax (malam/lilin) sebagai hasil utama. Sedangkan hasil
sampingannya berupa AFO (A Filter Oil). AFO disini digunakan sebagai komponen bahan
campuran yaitu :
Campuran bahan bakar residu 38 (bahan bakar industri)
Bahan blending BOD (Batering Oil Destilate) untuk penyelup karung goni
Malam / lilin yang dihasilkan oleh Wax Plant dipasarkan untuk memenuhi industri batik.
Proses pengolahan PH solar menjadi malam batik melalui 4 tahapan yaitu :
1. Proses Dewaxing
2. Proses Sweating
3. Proses Treating
4. Proses Moulding
Adapun penjelasan masing-masing proses tersebut adalah sebagai berikut :
2.11.1. Proses Dewaxing
Tujuan dari proses ini adalah untuk mendapatkan kristal-kristal wax melalui
proses pendinginan dan penyaringan. Peralatan yang digunakan adalh Chiller sebagai
pendingin dan filter press untuk proses filtrasinya. Variabel proses yang perlu
diperhatikan adalah temperatur chiller, tekanan filter press dan waktu pengisian, dan
prosesnya sebagai berikut:
a. Proses Pendinginan
Bahan baku (PH solar) dari tangki T-201 yang memiliki suhu ± 45°C dipompa dengan
pompa P-200/1/2 menuju chiller yang didinginkan,diharapkan umpan yang dihasilkan
mengalami penurunan temperature sampai ± 35°C dan didalam chiller akan terbentuk
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
29
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
kristal-kristal wax dan keluar dalam bentuk slurry yang kemudian siap untuk
difiltrasi.
b. Proses Penyaringan
PH solar yang berupa slurry dari run down tank T-203/204 dipompa dengan screw
pump no ½ atau pompa plunger P-200 6/7 kedalam filter press melalui lubang poros-
poros plate. Pada saat penyaingan ini, PH solar terpisah menjadi 2 bagian yaitu a filter
oil(AFO) dan cake, untuk selajutnya cake akan menjadi umpan dalam proses
Sweating.
2.11.2. Proses Sweating
Proses ini disebut juga sebagai proses pegeringan. Cara ini digunakan untuk
mengurangi kadar minyak yang terkandung dalam wax atau pemisahan komponen
wax yang mempunyai titik cair rendah dengan wax yang mempunyai titik cair tinggi,
peralatan ynag digunakan dalam proses ini adalah AMS. Pada proses awal, umpan
yang berupa slack wax dimasukan kedalam tangki dari atas dan air mengalir dari
bagian bawah tangki melalui koil-koil. Slack dari tangki penampung dipompa menuju
AMS dan masuk melalui pipa yang tegaklurus pada bagian tengah AMS. Slack wax
akan didinginkan sampai beku ± 48 jam, kemudian steam diinjeksikan dalam air
sirkulasi pada koil secara bertahap (1°C/jam). Sehingga perlahan-lahan umpan akan
menjadi panas.Akibat pemanasan dengan cara inifraksi yang mempunyai titik cair
rendah akan melebur terlebih dahulu. Produk akhir dari proses Sweating adalah :
a. Foot Oil
Merupakan 60% berat feed, titik leburnya 30°C dampai 48°C dan dikembalikan
pada proses Dewaxing untuk diambil AFO-nya.
b. Recycle Oil
Merupakan 30% berat feed, titik leburnya 48°C sampai 56°C diproses ulang pada
proses sweating dan diolah untuk diambil parafinnya.
c. Sweat Wax
Merupakan 10% berat feed, titik leburnya diats 56°C diolah pada proses treating
untuk memperbaiki warnanya.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
30
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.11.3. Proses Treating
Bertujuan untuk memperbaiki mutu sweat wax dari warna coklat kehitaman
menjadi coklat kekuningan. Prinsip dari proses ini adalah penyerapan impuritis resin-
resin yang tidak dikehendaki dalam sweat wax dengan penambahan clay sebesar 3-5%
berat. Dilakukan dengan cara sweat wax dari tangki T-233/234 dipompa dengan P-
200/10 menuju tangki agitator 5 dan 6. Jika kelebihan sweat wax ditampung pada
tangki agitator 3, agitator 5/6 dilengkapi degan coil pemanas agar wax tetap cair pada
suhu 80°C sampai 90°C, kemudian secara manual dilakukan penambahan clay untuk
menyerap impuritas minyak dan kotoran sehingga warna wax berubah memucat. Agar
proses penyerapan berjalan dengan baik maka dilakukan pengadukan dengan udara
kering bertekanan selama 2 jam. Campuran clay dan sweatwax selanjutnya
diendapkan agar terpisah, lalu dipompa dan dialirkanke filter press untuk dipisahkan
dengan tekanan clay dan bekasnya akan tertahan di filter cloth, kemudian dibuang.
Filtrat ditampung di agitator 4 sebagai treat wax kemudian dipompakan ke agitator 2.
2.11.4. Proses Moulding
Proses ini bertujaun untuk mempermudah penyimpanan wax, pengangkutan
dan pemasarannya. Pencetakan dilakukan dengan alat yang berbentuk seperti loyang
yang tersusun secara betingkat dengan proses yang berlangsung adalahsebagai
berikut, treat wax yang masih panas dialirkan ke unit pencetakan yang terdiri dari
loyang-loyang yang berdiameter 30 cm dan dengan tinggi 7 cm. Jika loyang bagian
atas telah terisi penuh maka secara gravitasi wax yang berlebih akan mengalir dengan
sendirinyamenuju ke loyang yang berada dibagian bawahnya, hal tersebut terjadi
secara kontinu sampai semua loyang terisi penuh oleh wax. Setelah pengisian selesai,
wax didinginkan selama 24 jam. Berat wax yang dicetak sekitar 4-5 kg dengan
kandungan minyak 10%. Selanjutnya wax akan dikemas dalam karung goni untuk
dipasarkan.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
31
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2.12. UNIT PENGOLAHAN MINYAK (KILANG)
Unit kilang berfungsi sebagai unit untuk proses destilasi crude oil dengan pemisahan
fraksi-fraksi crude oil tersebut berdasarkan titik didihnya sesuai dengan spesifikasi yang
dikehendaki seperti Pertasol (CA,CB,CC), kerosine, solar,PH solar (Parafin High Solar).
Sistem pengolahan yang digunakan oleh Pusdiklat Migas Cepu yaitu dengan cara Destilasi
Atmosferik.
Crude oil sendiri memiliki pengertian campuran yang sangat kompleks dari senyawa
hidrokarbon sebagai penyusun utamanya dan sedikit unsur belerang, Nitrogen,Oksigen,
logam dan garam mineral. Sebelum diproses di kilang, bahan atau mineral ikutan tersebut
harus dipisahkanterlebih dahulu agar tidak mengganggu proses dan mengurangi produksi
yang dihasilkan. Minyak mentah (crude oil) sebagai hasil tambang dikelompokkan menjadi
beberapa jenis, antara lain:
a. Crude Oil Parafinis
b. Crude Oil Aspalthis
c. Crude Oil Campuran (Mixed)
Sedangkan untuk proses yang dilakukan di unit kilang dikelompokkan menjadi 3
macam yaitu :
1. Proses Destilasi Atmosferik
2. Proses Treating
3. Proses Blending
2.12.1. Proses Destilasi Atmosferik
Prinsip dasar Destilasi Atmosferik adalah pemisahan fraksi-fraksi yang
dikehendaki didasarkan atas perbedaan trayek didih (Boiling Range) masing-masing
fraksi tersebut, dan berlangsung melaui proses pemanasan, penguapan, pemisahan
atmosferis sehingga disebut sebagai Destilasi Atmosferis.
Proses destilasi atmosferis diawali dnagn crude oil dari tangki dihisap pompa
feed dan dipompakan melalui HE, furnace, dan evaporator. Di Furnace Crude Oil
mengalami pemanasan sampai temperature ± 330°C.Sedangkan di evaporator
dipisahkan antara uap dan cairan (residu).Kemudian residunya terus ke residu
stripper, HE, box coolerkemudian ke tangki penampung residu.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
32
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Dari Top Evaporator, uap minyak yang merupakan campuran dari fraksi-
fraksi Solvent (Pertasol), kerosin,solar, dan PH solar masuk kedalam kolom fraksinasi
C1 untk dipisahkan sesuai fraksi-fraksi tersebut. Yaitu dari top kolom C1 keluar
produk uap pertasol yang diumpankan kembali kekolomC2 untuk dipisahkan menjadi
solvent ringan (Pertasol CA), solvent sedang (Pertasol CB). Uap Pertasol CA yang
keluar melalui top kolom C2 dicairkan di condensator dan didinginkan di cooler
kemudian ke Separator lalu masuk ke tangki produk Pertasol CA TA-
114/115/116/117.
Dari side stream kolom C2 dan bottom kolom C2 diambil sebagai produk
Pertasol CB, terus masuk ke cooler, separator, kemudian ke tangki penampung
Pertasol CB T-109/110. Dari sidestream paling atas atau side stream no.8 kolom C1
diambil produk Pertasol CC, terus masuk ke cooler, separator, lalu masuk ke tangki
produk Pertasol CC T-112/113. Dari side stream bagian kolom tengah C1 diambil
produk kerosin, terus masuk ke stripper kerosin.Dari bottom stripeer kerosin masuk
ke cooler, separator, lalu masuk ke tangki penampungan kerosin T-106/124/125/126.
Dari side stream bagian bawah kolom C1 diambil produk solar, terus masuk ke
stripper solar,dari bottom stripper solar masuk ke HEI, cooler, separator terus ke
tangki penampung produk solar T-111/120/127. Dari bottomkolom fraksinasi C1
keluar produk PH Solar, terus ke tangki penampung PH Solar T-118/119.Selanjutnya
dipompa ke pabrik lilin atau Wax Plant untuk diproses dan diambil lilin atau wax-nya.
Produk utama yang dihasilkan adalah :
PERTASOL CA
PERTASOL CB
PERTASOL CC
Solar
PH Solar
Residu
2.12.2. Proses Treating
Proses ini merupakan proses pengurangan atau proses penghilangan impurities
yang terdapat dalam minyak bumi di unit pengolahan Pusdiklat Migas Cepu. Proses
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
33
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
ini dilakukan dengan NaOH terhadap Pertasol untuk mengurangi kadar H2S dan RSH.
Impurities dalam produk perlu dihilangkan karena dapat mengakibatkan :
Turunnya mutu cat
Menurunkan stabilitas
Timbulnya bau yang tidak enak dari pembakaran
Korosif terhadap alat
Proses reaksi yang terjadi adalah :
RSH + NaOH RSNa + H2O
H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O
2.12.3. Proses Blending
Proses ini merupakan percampuran antara dua zat yang mempunyai komposisi
yang berbeda untuk memperoleh hasil yang telah ditentukan berupa :
Meningkatkan mutu/kualitas produk
Membuat produk baru
Menekan biaya
BAB III
LABORATORIUM BENGKEL INSTRUMEN
Suatu industri migas sangat dipengaruhi oleh instrumen-instrumen itu sendiri. Dimana
instrumentasi ini memiliki posisi yang sangat penting dan riskan terhadap hidupnya suatu
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
34
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
proses produksi migas. Proses ini tidaklah sederhana, diperlukan perancangan sistem kendali
untuk mempermudah proses produksi industri migas tersebut.
Sarana bengkel instrument dan telkom di Pusdiklat Migas Cepu memiliki peranan
yang sangat penting dalam perkembangan pendidikan di bidang instrumentasi. Dalam
laboratorium ini dapat dilakukan penelitian, simulasi sistem pengontrolan, pengujian,
perawatan alat-alat industri beserta kalibrasinya. Selain itu untuk pembinaan dilakukan juga
pengajaran-pengajaran terhadap peserta kerja praktek atau yang kursus di laboratorium
instrumentasi ini.
3.1. Fungsi dan Sarana Bengkel Instrument
Sarana bengkel instrument dan telkom di Pusdiklat Migas Cepu berada dibawah Pusat
Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi, Badan Pendidikan dan Pelatihan Energi dan
Sumber Daya Mineral, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. Laboratorium ini
memiliki tugas sebagai berikut:
1. Sebagai sarana praktek pendidikan bagi mahasiswa AKAMIGAS, peserta khusus
yang diselenggarakan oleh Pusdiklat Migas Cepu.
2. Membantu melaksanakan pemeliharaan instrumentasi kilang dan utilities.
3. Memberikan sarana penunjang baik berupa peralatan maupun tenaga untuk
mengatasi segala kesulitan yang ada di lapangan yang berhubungan dengan
bidangnya.
Laboratorium instrumentasi dilengkapi dengan sarana-sarana sebagai berikut:
1. Laboratorium kalibrasi yang memiliki tugas untuk menyediakan jasa teknologi di
bidang kalibrasi alat ukur industri dan alat-alat laboratorium. Laboratorium
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
35
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
kalibrasi terdiri dari laboratorium kalibrasi massa, laboratorium kalibrasi volume,
laboratorium kalibrasi tekanan dan laboratorium kalibrasi suhu.
2. Simulator sistem pengendalian proses.
3. Laboratorium elektronika digital dan mikroelektronika.
4. Simulator PLC (Programmable Logic Control)
5. Simulator DCS (Distributed Control System)
6. Instrumen-instrumen yang berkaitan dengan industri perminyakan dan gas bumi.
3.2. Sistem Pengukuran dan Pengendalian
Kehandalan suatu instrumentasi akan mempengaruhi kelancaran suatu proses dalam
industri, baik ditinjau dari segi safety prosesnya, maupun dalam hal kualitas dan kuantitas
output yang nantinya akan berpengaruh pada profit perusahaan.
Gambar 3.1. Variabel – variabel proses
Kehadiran instrumentasi dalam suatu proses industri memiliki fungsi sebagai berikut:
1. Instrumentasi sebagai alat pengukuran (Measurement Device)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
36
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Instrumentasi sebagai alat pengukuran yaitu instrumentasi yang berfungsi untuk
mengetahui besar variabel proses dalam sistem pengendalian. Alat ukur terdiri
dari dua macam yaitu:
Indicator, berfungsi untuk mengetahui besaran-besaran fisis dan suatu saat
saja atau bersifat sementara.
Recorder, berfungsi untuk mengetahui besaran-besaran fisis dari proses awal
sampai akhir atau bersifat menyimpan data.
2. Instrumentasi sebagai pengendalian (Control System)
Instrumentasi sebagai pengendalian yaitu instrumen yang bertujuan untuk
memperoleh hasil yang maksimal, baik secara kualitas maupun kuantitas tanpa
mengesampingkan efisiensi dan efektifitas proses produksi. Untuk mendapatkan
hasil dan menjaga keamanan dalam suatu proses industri, variabel proses yang
terlibat dalam proses tersebut haruslah dapat dikontrol sesuai dengan nilai (set
point) yang telah ditetapkan.
3. Instrumentasi sebagai alat keamanan (Safety System)
Instrumentasi sebagai alat keamanan bertujuan untuk menjaga keselamatan
manusia dan mempertahankan proses produksi suatu industri migas dalam
keadaan safety. Terdapat berbagai instrumentasi yang berperan sebagai sistem
keamanan seperti indicator, alarm maupun sirine.
4. Instrumentasi sebagai analisa (Analyzer System)
Instrumentasi juga berperan untuk menganalisis jalannya proses industri dan mutu
dari produk yang dihasilkan oleh suatu industri. Hal ini penting, terutama dalam
hal pengambilan keputusan di lapangan seperti regulasi alat-alat industri,
perancangan sistem yang lebih baik, maupun pembenahan berbagai faktor yang
mempengaruhi efektifitas kerja.
Elemen-elemen sistem pengendalian terbagi menjadi dua jenis, yaitu:
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
37
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pengendalian Manual
Sistem kendali manual membutuhkan operator dalam melakukan respon terhadap
perubahan yang terjadi pada keluaran proses. Berikut gambar rangkaiannya:
Gambar 3.2. Sistem Pengendalian Manual
Sistem Pengendalian Otomatis
Sistem pengendalian ini mengganti fungsi operator dengancontroller. Untuk bentuk loop
sistem pengendalian otomatis, sebagai berikut:
Gambar 3.3. Loop sistem instrumentasi dalam suatu proses industry
Sistem pengendalian otomatis dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
Sistem Pengendalian Loop Terbuka.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
38
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Sistem pengendalian loop terbuka merupakan sistem pengendalian yang keluarannya
tidak berpengaruh terhadap aksi pengendalian. Acuan masukan terdapat pada kondisi
acuan yang tepat. Ketelitian tergantung pada kalibrasinya.
Sistem Pengendalian Loop Tertutup
Sistem pengendalian loop tertutup merupakan sistem pengendalian yang keluarannya
berpengaruh langsung terhadap aksi pengendalian. Sinyal kesalahan penggerak yang
merupakan selisih antara sinyal masukan dan keluaran diumpankan ke pengendali untuk
memperkecil permasalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang
diinginkan.
Sistem pengukuran dapat didefinisikan sebagai suatu piranti atau sistem yang
dirancang untuk menjaga hubungan fungsi antara sifat fisik variabel yang telah
ditentukan dan mengandung suatu sistem informasi yang dapat dikomunikasikan
kepada pengamat (operator). Pengukuran terhadap suatu kuantitas pada hakikatnya
merupakan kegiatan membandingkan antara suatu besaran tertentu dengan kuantitas
standar yang telah diketahui karakteristiknya. Metode pengukuran pada umumnya
dibagi menjadi dua bagian, yaitu sebagai berikut:
Pengukuran Langsung
Metode ini umumnya dipergunakan dalam pengukuran besaran-besaran seperti
panjang, massa dan waktu, dimana kuantitas besaran-besaran tersebut dapat
langsung ditentukan nilainya.
Pengukuran Tak Langsung
Besaran yang diukur (kuantitas yang tidak diketahui besarnya) langsung
dibandingkan terhadap suatu standar yang telah diketahui karakteristiknya.
Adapun tipe pengukuran berdasar tempat pengukuran yaitu:
Pengukuran secara Lokal
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
39
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Merupakan pengukuran yang langsung dilakukan di tempat alat ukur terpasang.
Biasanya pada alat ukur ini sudah tersedia fungsi alat sebagai sensing element,
transducer, transmitter, converter dan output display.
Pengukuran secara Remote
Merupakan pengukuran yang dilakukan dari jarak jauh. Fungsi display bisa dari
tempat operator proses. Sedangkan alat pengukur berfungsi sebagai sensing
element, transducer, transmitter dan converter.
Secara garis besar, sistem pengukuran mencakup beberapa hal seperti berikut:
3.2.1. Primary Sensing Element (Sensor)
Primary sensing element, merupakan elemen pertama dari suatu instrumen
yang merasakan adanya perubahan keadaaan. Untuk industri migas, terdapat empat
variabel utama yang sering diamati/dikontrol yaitu suhu (temperatur), tekanan
(pressure), aliran (flow) dan level. Sensor disini bertindak mengubah suatu kuantitas
fisik menjadi suatu kuantitas mekanik ataupun listrik.
1. Sensor Temperatur
Temperatur didefinisikan sebagai suatu derajat kepanasan yang diukur dalam
skala-skala tertentu. Temperatur merupakan suatu variabel proses yang tidak dapat
diukur secara langsung, tetapi yang diukur adalah perubahan derajat panas dari suatu
benda karena adanya perubahan keadaan yang dialami oleh benda tersebut. Adapun
jenis-jenis alat ukur temperatur dibagi menjadi dua bagian besar berikut:
a. Mechanical system, yang terdiri dari glass tube thermometer, bimetallic
thermometer dan filled thermal system thermometer.
b. Electrical system, yang terdiri dari resistance thermometer, thermocouple,
thermistor dan pyrometer.
Beberapa jenis sensor temperatur yang dipakai adalah:
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
40
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
a. Thermocouple
Merupakan jenis logam yang berbeda disatukan salah satu ujungnya dan ujung
tersebut dipanaskan maka akan timbul beda potensial pada ujung-ujung yang lain, hal
ini diakibatkan oleh kecepatan gerak elektron dari dua material yang berbeda daya
hantar panas sehingga mengakibatka beda potensial. Sifat thermocouple adalah tidak
korosif, daya tahan terhadap perubahan temperatur tinggi, peka terhadap perubahan
suhu, hubungan antara temperatur dengan emf linier, dan emf cukup tinggi untuk
setiap derajat perubahan temperatur. Keuntungan menggunakan thermocouple
diantaranya adalah respon yang cepat pada penggunaan jarak yang cukup jauh,
ketelitian yang cukup tinggi untuk setiap derajat perubahan temperatur dan mampu
mengukur pada suhu tinggi. Kerugian menggunakan thermocouple adalah
memerlukan peralatan tambahan untuk mengubah sinyal emf yang lemah menjadi
sinyal yang kuat.
b. Pemuaian Zat Cair
Pemuaian zat cair pada proses pengilangan minyak sebagai petunjuk
temperatur, dimana temperatur sebanding dengan pemuaiannya. Zat cair yang
ditempatkan pada bulb dan dihubungkan ke kapiler yang dilengkapi skala penunjukan
harga temperatur yang diukur. Batas pengukurannya adalah:
Alkohol dengan batas ukur : -70°C s/d 80°C
Air Raksa dengan batas ukur : -150°C s/d 300°C
c. Perbedaan Koefisien Muai Panjang
Prinsip kerja berdasarkan perbedaan koefisien muai panjang, yaitu dua jenis
logam yang disatukan. Alat ini disebut dengan thermometer bimetal. Dua logam yang
sama panjang disatukan dan salah satu ujungnya dicouple. Logam dipanaskan
sehingga membengkok akibat perbedaan panjang yang disebabkan oleh perbedaaan
koefisien muai panjang. Besar difleksi sebanding dengan temperatur dan panjangnya
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
41
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
berbanding terbalik dengan ketebalannya. Range pengukurannya antara -300°F s/d
100°F.
1. Sensor Tekanan
Sensor-sensor yang digunakan adalah bourdon tube, bellows dan diaphragma.
Metode yang digunakan dalam pengukuran tekanan adalah:
a. Metode Gravitation Instrument : dimana pengukuran tekanan dilakukan dengan
membandingkan tekanan yang diketahui dengan tekanan yang tidak diketahui,
yaitu liquid column gauge dan piston gauge.
b. Metode Elektrik : dimana parameter-parameter tekanan diubah menjadi besaran
listrik baik tegangan maupun arus, yaitu : strain gauge dan piezoelectric crystal.
c. Elastic Deformation Instrument: Dimana pengukuran tekanan dengan membuat
keseimbangan antara tekanan yang diketahui dengan calibrated spring, yaitu
bourdon tube element, metalic diaphragma element, capsule element dan bellows
element.
Pengukuran tekanan dengan manometer memanfaatkan elastisitas elemen, dimana
elemen-elemen tersebut diantaranya :
a. Elemen Bourdon Tube
Merupakan elemen pengukuran yang paling banyak digunakan. Bourdon Tube
terdiri atas beberapa tipe, yaitu:
o “C” Bourdon Tube
Prinsip kerja : karena luas permukaan bagian “C” tube luar lebih besar dari bagian
dalam, maka ketika terjadi penambahan tekanan akan menyebabkan tube akan
terdorong keluar, dimana gerakan ini diperbesar oleh link yang selanjutnya diubah
menjadi gerakan berputar oleh piston dan akhirnya disajikan oleh skala tekanan yang
telah terkalibrasi.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
42
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.4. Bourdon C Tube
o Spiral Bourdon Tube
Tipe ini merupakan modifikasi dari Bourdon “C” Tube yang diperbesar
simpangannya dengan menambahkan banyaknya belokan (lingkaran) sehingga
membentuk spiral.
Gambar 3.5. Spiral Bourdon Tube
o Helical Bourdon Tube
Elemen ini mirip spiral element, namun gulungannya dalam bentuk helix
dengan tujuan untuk lebih memperbesar simpangan pada ujung bebas sehingga
didapat penguatan yang lebih besar jika dibandingkan dengan spiral bourdon tube
dan bourdon C tube. Karena elemen ini memiliki gerakan linier terhadap perubahan
tekanan fluida yang diukur, sehingga elemen ini memiliki kepresisian yang lebih
tinggi daripada spiral dan bourdon C tube.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
43
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.6. Helical Bourdon Tube
b. Elemen Bellows
Elemen ini berbentuk sebuah pipa yang dapat mengembang dan mengempis
karena suatu tekanan. Sensitivitas bellows ini merupakan fungsi dari ukurannya.
Elemen ini banyak dipakai pada indicator, pneumatic transmiter, controller, recorder
dan valve positioner.
Gambar 3.7. Bellows Element
c. Diaphragma Metallic Element
Memiliki prinsip kerja yang sama dengan bellows. Penambahan tekanan ke
elemen akan menyebabkan mengembang berbanding langsung dengan tekanan.
Gerakan dari diafragma merupakan fungsi dari diameter tekanannya.
d. Capsule Elemen
2. Sensor Aliran (Flow)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
44
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pengukuran kecepatan aliran menggunakan metode differential pressure (D/P)
atau pembeda tekanan. Elemen sensing yang digunakan adalah orifice plate, venture
tube dan tabung pitot. Jenis-jenis alat ukur aliran antara lain venture flow meter,
magnetic flow meter, tabung pitot, positif displacement meter dan orifice plate.
Venturi Flow Meter
Alat ini dipakai untuk mengatur pada aliran yang besar dan memakai pipa yang
besar.
Magnetic Flow Meter
Digunakan untuk mengukur aliran, dimana alat lain banyak mengalami
kesulitan, seperti aliran dengan viskositas tinggi, aliran asam yang bersifat korosif,
slury (minyak yang setelah dipanaskan lalu didinginkan dan kemudian
keluarannya berbentuk seperti lilin) dan sebagainya. Magnetic Flow Meter bekerja
berdasarkan penerapan Hukum Faraday.
Turbin Flow Meter
Terdapat dua tipe Turbin Flow Meter, yaitu sebagai berikut:
a. Mechanical Turbin Flow Meter
Menerapkan prinsip putaran baling-baling yang terpasang pada alat ini. Fluida
yang mengalir akan menggerakkan baling-baling dan gerakan ini diteruskan ke
mechanical counter yang akan membaca jumlah fluida yang mengalir. Kecepatan
putaran baling-baling akan linier terhadap kecepatan fluida ketika baling-baling
dan sistem transmisinya tidak terdapat gesekan.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
45
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.8. Turbin Flow Meter
b. Electrical Turbin Flow Meter
Ketika terdapat suatu fluida yang mengalir, maka sudu-sudu yang melewati
pick up oil akan diinduksikan sebagai suatu pulsa yang nantinya akan diteruskan
melalui frequency to voltage converter untuk mendapatkan tegangan yang
proporsional dengan kecepatan aliran. Selanjutnya sinyal elektrik yang dihasilkan
akan dikonversi ke output digital untuk ditampilkan pada suatu display.
Differential Pressure Flow Meter (Head Flow Meter)
Alat ini dilengkapi dengan alat pelengkap berupa orifice. Orifice Plate terbuat
dari logam tipis berbentuk lingkaran berlubang dan dipasang dalam pipa sebagai
sensor atas aliran fluida. Prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Bernoulli yaitu
apabila Orifice Platedipasang pada pipa beraliran fluida maka aliran yang
melewati lubang akan dipersempit oleh Orifice Platesehingga dihasilkan
perbedaan tekanan ΔP pada fluida sebelum dan sesudah melewati Orifice Plate.
Dengan mengetahui data tentang Orifice Plate, maka besarnya kecepatan aliran
dapat dihitung. Aliran berbanding lurus dengan ΔP, sedangkan besaran lainnya
sama harganya untuk orifice dan fluida tertentu. Terdapat tiga jenis orifice:
a. Concentric
Tipe ini digunakan untuk fluida yang sudah bersih, tidak mengandung zat
padat yang abrasive yang akan menyebabkan erosi dan zat yang mengandung
korosi.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
46
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.9. Orifice Concentric
b. Excentris
Orifice ini biasanya digunakan pada aliran yang mengandung bagian-bagian
padat atau aliran-aliran yang bersifat korosif.
Gambar 3.10. Orifice Excentris
c. Segmental
Orifice ini biasanya digunakan untuk aliran yang berat, yaitu fluida yang
mengandung bagian-bagian padat (solid) atau aliran-aliran yang bersifat korosif.
Gambar 3.11. Orifice Segmental
3. Sensor Level (Tinggi Permukaan)
Level suatu fluida dapat diukur dengan beberapa metode yaitu secara langsung
dan tidak langsung.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
47
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
o Secara Langsung
Pengukuran secara langsung biasanya dilakukan dengan gelas penduga (level
glass). Gelas penduga menunjukkan tinggi permukaan cairan suatu bejana atau
container secara langsung. Prinsip kerja gelas penduga adalah prinsip bejana
berhubungan.
Gambar 3.12. Gelas penduga
o Secara Tidak Langsung
Pengukuran yang dilakukan secara tidak langsung dapat dibagi menjadi beberapa
jenis:
a. Secara Floater, pengukuran menggunakan pelampung yang selalu terapung dalam
tangki dan dapat pula diluar tangki
b. Secara Displacer, pengukuran menggunakan gaya tekan keatas zat cair.
c. Sistem perbedaan tekanan, pengukuran berdasarkan tekanan hidrostatis zat cair.
Pengukuran tekanan menggunakan PD Cell Transmitter, bagian high pressure
dihubungkan pada bagian bawah tangki, sedang bagian low pressure dihubungkan
dibagian atas tangki.
Gambar 3.13. Sistem Perbedaan Tekanan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
48
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
3.2.2. Secondary Sensing Element (Elemen Perasa Kedua)
Transmitter
Fungsi utama transmitter adalah sebagai pengubah besaran fisik dari sensing
element menjadi sinyal pengukuran yang kemudian ditransmisikan ke kontrol elemen.
Berdasarkan sinyal keluarannya, transmitter dibedakan menjadi dua macam yaitu:
o Pneumatic Transmitter
Merupakan transmitter yang mengubah besaran mekanik menjadi sinyal
pneumatik (tekanan).
o Electric Transmitter
Terdapat detector armature yang berfungsi sebagai transduser yang mengubah
besaran mekanik menjadi sinyal listrik. Pada industri perminyakan dengan alasan
diperlukannya tingkat keamanan yang tinggi, maka jenis transmitter yang banyak
dupakai adalah pneumatic transmitter. Transmitter ini memiliki lebih banyak
keunggulan dibandingkan dengan transmitter yang lain. Selain keunggulan dalam
bidang keamanannya, transmitter ini juga lebih mudah pengoperasiannya. Dimana
dengan sistem ini pengukuran yang diinginkan adalah sistem pengukuran linier, dan
didapatkan hasil pengukuran yang lebih tepat. Ketepatan inilah menjadi basis utama
instrumen pengukuran dalam menjalankan fungsinya. Untuk menjaga agar sistem
operasi berada pada keadaan yang linier, diperlukan batas-batas sinyal pneumatik
dan elemen tertentu. Sinyal pneumatik berada pada operasi yang linier untuk sinyal
3-15 psi atau setara 0.2-1 kg/cm². Sinyal elektrik mempunyai dua macam besaran
yaitu tegangan dan arus. Sinyal arus mempunyai daerah operasi linier pada rentang
4-20 mA dan sinyal tegangan 1-5 V.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
49
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.14. Penampang transmitter secara umum
1. Pneumatic Differential Pressure Transmitter
Bila ada tekanan, selisih antara high pressure side dan low pressure side maka
force bar sebelah bawah didorong kekanan hingga force bar sebelah atas bergerak ke
kiri, hingga flapper lebih mendekati nozzle hingga output relay membesar. Sebagian
dari output ini di-feedback-kan ke feedback bellow untuk menyetimbangkan gerakan
range bar, hingga gerakan range bar mantap, kalau P kecil bergerak ke flapper ke
nozzle juga kecil hingga output juga kecil, jadi output sebanding dengan P.
Gambar 3.15. Transmitter Pneumatik
2. Electronic Differential Pressure Transmitter
Bila dari high pressure side terdapat tekanan sebesar P, maka akan mendorong
force bar sebelah bawah ke kiri dan mendorong force bar sebelah atas ke kanan,
sehingga vector flexure bergerak naik, sehingga armature detector bergerak
mendekati detector sehingga output arus detector membesar,arus ini diturunkan ke
amplifier dan ke feedback coil untuk mengembangkan gerakan force bar.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
50
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 3.16.Transmitter electronic
Berdasarkan besaran yang diukur, jenis transmitter dibagi menjadi empat yaitu :
1. Level Trasmitter
Merupakan jenis transmitter untuk meneruskan sinyal yang berasal dari sensor
ketinggian.Contohnya Buoyancy Level Transmitter.Transmitter ini disusun dengan
displacer yang dicelupkan pada cairan. Jika permukaan cairan naik maka displacer
juga akan naik. Gaya tekan keatas menimbulkan perubahan jarak antara flapper dan
nozzle menyebabkan perubahan tekanan output relay ke feedback bellow sampai
terjadi keseimbangan gaya pada bellow dengan gaya pada displacer. Tekanan output
berdasarkan keseimbangan gaya merupakan sinyal pneumatic yang berbanding lurus
dengan level cairan yang diukur.
2. Pressure Tranmitter
Transmitter ini digunakan untuk meneruskan sinyal yang berasal dari sensor
tekanan.Tekanan yang diukur diberikan pada capsule bellow. Tekanan output
berdasarkan keseimbangan gaya merupakan sinyal pneumatic dan berbanding lurus
dengan tekanan yang diberikan pada capsule bellow.
3. Flow Transmitter
Flow transmitter menggunakan prinsip perbedaan tekanan sehingga sering
disebut dengan differential pressure transmitter(D/P Transmitter).Perbedaan tekanan
antara high pressure dengan low pressure menyebabkan perubahan diafragma kapsul.
Akibat perubahan maka jarak antara nozzle dengan flapper berubah sampai dicapai
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
51
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
keseimbangan gaya berupa sinyal pneumatic besarnya berbanding lurus tekanan yang
diukur.
4. Temperature Transmitter
Temperature transmitter atau sensor suhu adalahalat yang digunakan untuk
merubah besaran panasmenjadi besaran listrik. Banyak jenis sensor yangdigunakan
untuk melakukan pengukuran temperaturpada suatu proses, Salah satunya
menggunakansensor RTD (Resistance Temperatur Detector).Prinsip dari transmitter
ini yaitu mengolah hasilpengukuran yang berupa tahanan yang sebandingdengan suhu
yang diukur.keluaran ini kemudiandiolah dengan rangkaian pengkondisi
sinyalsehingga diperoleh keluaran berupa arus 4-20mA
Ada 2 macam metode pengukuran temperature :
Contact measurement
Yaitu proses dimana pengukuran melaluipersentuhan langsung antara sensor
denganvariabel yang diukur.
Non-contact Measurement
Yaitu proses pengukuran yang dilakukan tanpapersentuhan langsung antara sensor
denganvariabel yang diukur
Transducer
Pada prinsipnya transduser hampir sama dengan transmitter, hanya saja input
yang diberikan dan output yang diberikan berbeda jenisnya. Misalkan diberi input
sinyal elektrik akan menghasilkan output berupa pressure, dan sebaliknya. Prinsip
kerjanya adalah bila transduser diberi input berupa sinyal elektrik maupun pressure
maka akan mengakibatkan perubahan pada kumparan medan magnet. Perubahan
medan magnet ini akan menyebabkan perubahan besaran output yang sebanding.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
52
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1. Transduser Arus ke Pneumatic(I/P)
Tranduser ini mengubah sinyal elektrik (4-20mA) menjadi sinyal pneumatic (3-
15psi). Bila sinyal arus naik maka coil ditolak keatas dan menggerakkan flapper
mendekati nozzle hingga outputrelay membesar pula, sebaliknya bila sinyal arus
mengecil, flapper agak menjauhi nozzle hingga output mengecil. Jadi output sinyal
pneumatic berbanding lurus dengan sinyal arus.
2. Transduser Pneumatic ke Arus (P/I)
Bila sinyal tekanan naik menekan force bar dan mendekatkan laminatecore pada
detector dan output membesar, arus ini diteruskan ke amplifier untuk dikuatkan dan
diteruskan ke feedback force coil untuk mnyetimbangkan gerakan force bar, saluran
ini menghubungkan power supply receiver.
3.2.3. Element pengatur (Control Elementer)
A. Mode Controller
Controller merupakan piranti utama dalam pengendalian variable proses. Pada
controller ini terjadi proses pengolahan sinyal input pengendalian dari transmitter.
Controllerakan membandingkan sinyal input dengan setting value yang dikehendaki.
Apabila input lebih besar daripada setting value maka controller akan memperkecil
atau sebaliknya. Besarnya koreksi kesalahan bergantung pada mode controller-
nya.Dalam proses pengendalian dikenal beberapa nilai variable, antara lain :
Set Point (SV), merupakan suatu nilai acuan yang diberikan pada controller dan
merupakan harga yang diinginkan dari suatu proses.
Process Variable (PV) merupakan keluaran dari proses yang diberikan kembali
controller untuk di manipulasi sehingga didapakan nilai proses yang diinginkan.
Error (e), merupakan selisih antara set point dengan process variable, Nilai error
dirumuskan sebagai berikut :
e = SV – PV
Manipulated Variable (MV), merupakan output controller yang bekerja sebagai
sinyal pengatur dan merupakan fungsi dari error.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
53
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Berdasarkan aksi koreksinya terhadap offset, sebuah controller dapat
dibedakan menjadi 4 jenis:
ON-OFF Controller
Controller ini hanya memiliki dua posisi yaitu on-off yang digunakan untuk
membuka dan menutup final element variable proses. Apabila variable pengukuran
berada di bawah settling point maka sinyal output akan membuka final element secara
maksimum. Ketika variable pengukuran berada di set point, sinyal output akan
menutup final elemen secara minimum. Hubungan antara MV dan error dirumuskan
sebagai berikut :
1. MV = on, jika e > 0
2. MV = off, jika e < 0
ProportionalController
Controller ini menghasilkan output yang sebanding, dengan input nya
tergantung dari sensivitasnya. Sensivitasnya tergantung pada proportional band (PB),
yaitu presentase perubahan input yang dapat menghasilkan 100% perubahan
outputcontroller. Selain itu PB juga dapat diartikan sebagai perbandingan antara
perubahan measuring signal dengan perubahan controllersignal. Perbedaannya
dengan on-off controller yaitu adanya penambahan proportionalbellows yang
merupakan bagian dari pengotrol proporsional. Secara matematis dapat dirumuskan
sebagai berikut:
MV = Kc. e + b
Dimana :
Kc = GainController
e = error
b = harga awal ManipulatedValve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
54
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Penguatan controller (K) ditentukan oleh besarnya nilai
proportionalband(PB). Hubungan K dan PB adalah sebagai berikut :
K=100PB
Proportional Integral Controller
Proportional Integral Controller digunakan dalam aksi inipengendalian untuk
menghilangkan offset yang terjadi pada proportional controller. Terjadinya offset
merupakan ciri dari pada system pengendalian proportional. Dalam proses ini terdapat
kekurangan yaitu overshoot yang terlalu tinggi dan time delay yang terlalu besar.
Penambahan integral pada controller mengakibatkan terjadinya koreksi berulang-
ulang terhadap offset yang terjadi sehingga kesalahan offset tidak terjadi. Secarfa
matematis dapat dirumuskan :
MV = Kc( e + 1Τi∫ edt) + b
Keterangan :
Kc.e +b = proportional
Kc ∫ edt + b adalah integral
Proportional Integral Derivative Controller
Mode ini merupakan mode yang terbaik dan banyak digunakan di industry.Hal
ini dikarenakan kesalahan-kesalahan yang dihasilkan oleh masing-masing mode dapat
direduksi. Unsur –unsur dari PID berguna untuk mempercepat reaksi
system,menghilangkan offset dan mendapatkan energy ekstra pada saat awal
perubahan load. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
MV = Kc(e+ 1Τi∫ edt+Τd
dedt
) + b
Ket :
Kc.e+ b adalah proportional
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
55
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
KcΤi ∫e dt + b adalah integral
Kc .Τddedt
+ b adalah derivative
Controller PID memiliki karakteristik respon yang cepat dan kemampuan
untuk menghilangkan offset, sehingga jenis controller sangat cocok mengatur proses
yang membutuhkan energy yang besar dan membutuhkan deadtime serta time delay
relative kecil. Kelemahan controller PID tidak bias digunakan untuk mengendalikan
proses variable yang banyak mengandung noise. Apabila menggunakan controller
PID system akan menjadi unstable dikarenakan unsur D pada controller tersebut.Dari
semua mode atau tipe pengendali diatas, ada beberapa hal penting yang harus diingat,
diantaranya adalah:
1. PB yang kecil akan membuat pengedali menjadi sensitive dan cenderung
membawa loop berisolasi, sedangkan bila PB besar cenderung meninggalkan
offset yang besar pula.
2. Ti yang kecil bermanfaat untuk menghilangkan offset, tapi membawa system
menjadi lebih sensitive dan lebih mudah berisolasi. Sedangakan Ti yang besar
elum tentu efektif dan cenderung membuat respon menjadi lambat.
3. Td yang besar akan menjadikan respon cenderung tepat, sedangkan Td yang kecil
memberikan nilai ekstra di saat-saat awal.
B. Tuning Controller
Tuning atau setting PID dilakukan untuk menetapkan harga tiap unit dengan
tujuan untuk mendapatkan controller yang baik dan optimum. Adapun
pertimbangannya dengan melihat efek dari masing-masing unit tersebut
1. Efek aksi Proportional
Bila proportional band(PB) kecil maka offset semakin kecil, maksimum amplitude
semakin kecil penurunannya, cycle time pendek dan amplitude decreasing
bertambah.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
56
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2. Efek aksi Integral
Bila integral kecil, maka offset sama dengan nol, maksimum amplitude makin
bertambah, amplitude decreasing bertambah dan cycle time panjang.
3. Efek Aksi Derivative
Bila derivative maksimum , maka offset tidak berubah, maksimum amplitude
sangat kecil penurunannya, amplitude decreasing berkurang dan cycle time
pendek.
Untuk mendapatkan controller yang baik dilakukan tuning dengan beberapa
metode yaitu :
1. Metode Systematic Trial Error
Metode ini pada dasarnya dimulai dengan memberikan harga variable adjustment
yang besar dengan berpedoman pada efek dari masing-masing controller.
2. Metode Ultimate Period Sensitivity
Metode ini dikenal dengan metode Ziegler dna Nichols. Metode ini menganalisa
close loop control dengan pengamatan sensitivitas tergantung dari gain controller.
Cycling time yang terjadi, dicatat sebagai acuan perhitungan harga-harga PID
3. Metode Kurva reaksi
Metode ini berlaku pada open loop control. Untuk optimum settingnya tampak
seperti table berikut:
Mode PB(%) Ti(min) Td(min)P 100 Kp L/T Max MinPI 110 Kp L/T 3.3 L MinPID 53 Kp L/T 2L 0.5L
3.1 Tabel Kurva reaksi
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
57
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
3.2.4. Final Element
Control Valve merupakan elemen akhir control system loop. Fungsinya untuk
mengatur aliran zat cair yang melewatinya sebagai realisasi koneksi yang diterima
dari controller. Ditinjau dari tipe penggeraknya control valve dibagi menjadi tiga
macam :
a. Automatic Valve tipe Pneumatic Actuator
b. Automatic Valve tipe Hidrolic Actuator
c. Automatic Valve tipe Electric Actuator
Final element adalah bagian control system yang menerima sinyal dari
controller san mengubah aliran variable proses sesuai output dari controller. Final
element yang sering digunakan salam system pengaturan adalah control valve.
Gambar 3.17. Bagian – bagian Control Valve
A. Bagian-bagian Control Valve
1. Aktuator
Actuator adalah bagian dari control valve yang berfungsi merubah sinyal dari
controller menjadi gerak system untuk mengatur posisi Plug terhadap logam
saluran pada valve body dimana fluida mengalir.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
58
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada kilang minyak, pemilihan control valve didasarkan pada tingkat
keamanannya sehingga control valve yang dipakai adalah jenis Actuator
Pneumatic tipe diafragma yang cara kerjanya dapat terbagi yaitu:
Direct Acting
Pada saat tekanan udara diberikan pada bagian atas, diafragma akan
menggerakan steam kearah basah menekan spring dan steam mendesak keatas
apabila tekanan berkurang.
Reverse Acting
Pada saat tekanan udara diberika pada bagian bawah diafragma, actuator akan
menggerakan steam keatas dan menggerakkan spring. Steam Actuator bergerak
kebawah jika tekanan berkurang.
2. Yoke
Yoke merupakan bagian dari control valve yang berfungsi sebagai
penghubung antara actuator dengan valve body dari control valve dan juga
sebagai pelindung dari actuator. Yoke memiliki kelakuan yang cukup agar
hubungan actuator dan valve body tetap lurus sehingga mencegah pembengkokan
pada steam. Untuk proses yang bersifat eksrim (suhu sangat rendah /sangat tinggi)
biasanya pada sambungan valve body dengan yoke dipasang ekstention Bonnet
untuk proses pada suhu sangat tinggi. Hal ini dimaksudkan agar yoke tidak
mengalami kerusakan akibat proses.
3. Valve Body
Valve body merupakan bagian dari control valve yang mempunyai saluran
dimana aliran fluida akan diatur melalui saluran ini yang dikenal dengan valve
seat. Menurut jumlah valve seat-nya, control valve dapat dibedakan menjadi :
Single Seat
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
59
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada single seat tekanan bekerja pada bagian saluran bawah plug, sehingga
menimbulkan gaya tekan keatas pada steam. Kelebihan single seat dapat menutup
dengan rapat dan dapat digunakan sebagai aliran proses tanpa kebocoran,
kelemahannya tidak ada keseimbangan gaya pada plug akibat dari tekanan yang
berkerja satu arah.
Double Seat
Pada double seat tekanan yang masuk dan keluaran dapat
diseimbangkankarena tekanan bekerja pada kedua plug dengan arah berlawanan.
Kelebihan double seat kapasitas aliran naik sampai 30% lebih besar dari single
seat, kelemahannya tidak dapat menutup dengan rapat.
B. Aksi Control Valve
1. Air To Open
Aksi control valve tersebut juga dikenal dengan Normally Close(NC) yang
artinya kondisi awal control tertutup dan pada saat diberi udara tekan maka
control valve akan membuka.
2. Air To Close
Merupakan control valve yang akan menutup plug-nya jika ada penambahan
udara. Aksi control valve tersebut dikenal dengan Normally Open(NO) yang
artinya pada saat keadaan awal control valveakan membuka.Pemilihan control
valve ATO atau ATC didasarkan pada pertimbangan keamanan proses suatu
system, jika terjadi kegagalan atau fail pada proses pengendalian maka demi
keamanan perlu dipilih control valve dari suatu sistem lebih aman dalam keadaan
close atau open.
Gambar 3.18. Jenis Control Valve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
60
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada pusdiklat migas cepu memakai control valve tipe automatic valve tipe
pneumatic actuator.
C. Karakteristik Control Valve
Karakteristik valve mennunjukan hubungan antara perubahan posisi steam
yang menyebabkan terjadinya perubahan aliran yang melewat valve pada beda
tekanan tetap. Karakteristik valve biasanya dinyatakan dalam bentuk kurva. Kurva
flow karakteristik ini tergantung dari bentuk plug dan seat-nya. Karakteristik
valve ada 3, yaitu :
1. Quick
Digunakan untuk control buka tutup (On-Off) agar diperoleh flow rata-rata
yang cepat ketika bukaan valve maksimum.
2. Linear
Digunakan untuk proses yang lambat atau untuk proses yang utama yang
berubah kaena perubahan beban (load).
3. Equal
Control Valve digunakan untuk :
Proses yang cepat
Proses yang membutuhkan ability tinggi
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
61
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
3.3. Laporan Praktikum Laboratorium Instrumentasi
3.3.1. Praktikum Kalibrasi Preassure Gauge
A. TUJUAN
Setelah mengikuti praktikum materi Kalibrasi Tekanan, peserta pelatihan mampu :
1. Mengetahui range kerja dari alat ukur tekanan.
2. Melakukan instalasi pemasangan alat ukur tekanan.
3. Melaksanakan kalibrasi tekanan.
4. Menghitung error alat ukur tekanan.
5. Mengetahui baik dan tidaknya alat ukur.
B. DASAR TEORI
Ada tiga (3) macam skala untuk pengukuran tekanan, yaitu :
Gauge pressure scale
Absolute pressure gauge
Vacuum pressure gauge
Perbedaan antara gauge pressure scale dengan absolute pressure scale, adalah terletak
pada lokasi titik nolnya. Pada gauge pressure scale titik nolnya adalah pada tekanan
atsmosfir. Pada absolute pressure gauge scale titik nolnya pada absolute zero pressure point.
Vacuum scale mempunyai titik nol pada tekanan atmosfer dan titik maksimumnya berada
pada absolute zero pressure point. Jadi dengan demikian skala digunakan untuk menunjukkan
tekanan gauge negative. Tekanan atsmosfer adalah tekanan yang ada dipermukaan bumi dan
bervariasi karena ketinggian dari permukaan air laut.
Gauge pressure adalah tekanan yang terbaca pada alat ukur. Absolute pressure adalah
tekanan yang diukur mulai dari titik nol absolute. Jika tekanan melebihi tekanan atmosfer
local maka tekanan ini dapat dinyatakan sebagai jumlah dari tekanan atsmofer local dengan
tekanan gauge.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
62
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Satuan Tekanan.
Tekanan dapat didevinisikan sebagai gaya berat persatuan luas.
P=F/A
Beberapa satuan tekanan yang sering digunakan adalah sebagai berikut :
1 atm =14,696 pound per square inch (psi)
=1,01325x105 Newton per square meter
=2116 Pound force persquare foot (lbf/ft2)
=101,3 kPa = 1,013 Bar
1 N/m2 = 1 Pascal
1 Kpa = 1000 pasca (Pa)
100 kPa = 1 Bar
1 in Hg = 133,32 Pa
1 Psi = 27,73 in H2O
Metode Pengukuran Tekanan
Banyak bentuk dan cara kerja alat pengukur tekanan yang dipakai dalam suatu proses.
Secara garis besar metode pengukuran tekanan dapat dibagi sebagai berikut :
Gravitation instrument
Elastic Devormation instrument
Special type
Gravitation Instrument
Adalah metode pengukuran tekanan dengan jalan mengimbangi tekanan yang diketahui
dengan yang tidak diketahui seperti misalnya :
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
63
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Liquid colum gauge
Piston gauge
Elastic Devormation Instrument
Pengukuran tekanan dengan membuta kesetimbangan antara tekanan yang tidak diketahui
dengan calibrated spring, contohnya elemen-elemen ini adalah :
Bourdon tube element
Methalic diaphragm element
Capsule element
Bellows element
Metode elektrik
Adalah pengukran tekanan dengan metode yang berbeda dengan diatas yaitu menggunakan :
Stain gauge
Piezo electric crystal
Kalibrasi
Kalibrasi secara umum diartikan penyetelan sebuah alat, yaitu mengembalikan
kondisi instrument ke kondisi standart. Dalam istilah instrumentasi kalibrasi juga diartikan
menyatakan hubungan input-output suatu element.
C. Alat-alat Percobaan :
a. Dead Weight Tester (DWT)
b. Beban Dead Weight Tester (DWT)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
64
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
c. Pressure gauge (alat ukur tekanan)
d. Meja kerja untuk menempatkan DWT
e. Kombinasi Konektor
f. Pipet/botol untuk tuang oil
D. Bahan / Reagen
a. Refrigeration Oil
E. Langkah-langkah Percobaan :
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
65
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1) Pada saat awal pekerjaan dilihat dahulu berapa besarnya range yang ada pada
pressure gauge, jika satuannya sama dengan beratnya weight yang digunakan
maka kita tidak mengkonfersi, jika tidak harus dikonversikan untuk
memudahkan pekerjaan.
2) Berikan beban 0.5 kg. Amati pembacaan pada pressure garge, apabila terjadi
kesalahan maka putar zero adjust sehingga sesuai pembacaannya.
3) Berikan beban setengah dari beban pressure gauge, putar angularity error
adjust sampai pembacaan benar.
4) Beri beban skala penuh, atur span error adjust sampai benar.
5) Naikkan beban (dengan kelipatan tetap), amati kenaikan pembacaan. Catat
hasil
6) Hitung konversi satuan berat, error serta histerisisnya.
F. Analisa Data dan Pembahasan
Hasil data percobaan
Tabel 1. Menggunakan Pressure Gauge dengan satuan kg
No
.
Test point
(%)
Test
Standart
Reading
(kg)
Unit Under
Test reading
(up)
Error
(up)
Unit Under
Test reading
(down)
Error
(down)
Hysterisis Error
(%FS)
1 10 1 0.7 -0.3 0.7 -0.3 0
2 20 2 1.8 -0.2 1.8 -0.2 0
3 30 3 2.8 -0.2 2.8 -0.2 0
4 40 4 3.75 -0.25 3.8 -0.2 0.025
5 50 5 4.8 -0.2 4.8 -0.2 0
6 60 6 5.8 -0.2 5.8 -0.2 0
7 70 7 6.8 -0.2 6.75 -0.25 0.025
8 80 8 7.7 -0.3 7.9 -0.1 0.1
9 90 9 8.8 -0.2 8.9 -0.1 0.05
10 100 10 9.9 -0.1 10 0 0.05
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
66
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Tabel 2. Menggunakan Pressure Gauge dengan satuan psi
No.
Test
point
(%)
Test
Standart
Reading
(kg)
Unit Under Test
reading (up) Error
(up)
Unit Under Test
reading (down) Error
(down)
Hysterisis
Error (%FS)Psi Kg/cm2 psi Kg/cm2
1 4 1 8 0.56 0.44 7 0.49 0.51 0.035
2 11 2 22 1.54 0.46 22 1.54 0.46 0
3 17 3 34 2.38 0.62 36 2.52 0.48 0.07
4 24 4 48 3.36 0.64 48 3.36 0.64 0
5 30 5 60 4.2 0.8 60 4.2 0.8 0
6 37 6 74 5.18 0.82 74 5.18 0.82 0
7 44 7 88 6.16 0.84 88 6.16 0.84 0
8 51 8 102 7.14 0.86 102 7.14 0.86 0
9 58 9 116 8.12 0.88 116 8.12 0.88 0
10 64 10 128 8.96 1.04 129 9.03 0.97 0.035
11 75.5 11 151 10.57 0.43 150 10.5 0.5 0.035
12 78 12 156 10.92 1.08 156 10.92 1.08 0
13 85 13 170 11.9 1.1 170 11.9 1.1 0
14 91.5 14 183 12.81 1.19 182 12.74 1.26 0.035
15 98.5 15 197 13.79 1.21 197 13.79 1.21 0
Tabel 3. Menggunakan Pressure Gauge dengan satuan Bar
No. Test point Test Unit Under Error Unit Under Test Error Hysterisis
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
67
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
(%)
Standart
Reading
(kg)
Test reading
(up) (up)reading (down)
(down) Error (%FS)
Bar kg/cm2 Bar kg/cm2
1 11 0.5 0.66 0.67254 0.17254 0.71 0.7 0.2 0
220.333333
31 1.22 1.24318 0.24318 1.32 1.3 0.3 0.1
331.333333
31.5 1.88 1.91572 0.41572 1.88 1.9 0.4 0
442.666666
72 2.56 2.60864 0.60864 2.54 2.6 0.6 0
554.333333
32.5 3.26 3.32194 0.82194 3.36 3.4 0.9 0.1
6 64.5 3 3.87 3.94353 0.94353 3.97 4 1 0.1
779.833333
33.5 4.79 4.88101 1.38101 4.58 4.7 1.2 0.1
Dari data yang didapatkan dengan melakukan 3 kali percobaan dengan satuan yang
berbeda, maka didapatkan 10 data untuk metode pengukuran 1-10 kg (beban) dan 10 data
untuk pengukuran 10-1 kg (beban) dengan menggunakan pressure gauge dengan satuan kg.
15 data untuk metode pengukuran 1-15 kg (beban) dan 15 data untuk pengukuran 15-1 kg
(beban) dengan menggunakan pressure gauge satuan psi dan 7 data untuk metode pengukuran
0,5-3,5 kh (beban) dan 7 data untuk pengukuran 3,5-0,5 kg (beban) dengan menggunakan
pressure gauge dengan satuan bar. Ternyata terdapat beberapa data yang errornya kecil dan
ada pula yang errornya besar. Dapat dilihat pada semua tabel, diketahui bahwa error yang
terjadi pada perhitungan naik ataupun turun terjadi kesamaan. Yaitu terjadi error yang
semakin besar saat beban yang diukur besar dan sebaliknya. Hal ini menandakan bahwa
terdapat beberapa factor yang mempengaruhi harga yang terukur pada pressure gauge tidak
sama dengan harga komparator (beban). Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah Human
error atau kesalahan pembacaan dari praktikan saat melakukan praktikum. Oleh sebab itu
timbul error yang dianggap sebagai range yang masih mendapat toleransi. Pengesetan pada
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
68
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
alat kalibrasi juga berpengaruh pada saat penekanan dan penghisap oil pada DWT dan
apabila DWT bocor maka kalibrasi yang dilakukan kurang sempurna. Dan terakhir error juga
dapat terjadi karena kesalahan pada alat. Dalam percobaan ini kami menggunakan dua alat
DWP dan salah satu dari DWP tidak mampu mengukur lebih dari 3,5 kg beban sehingga pada
tabel ke 3 kami hanya mengambil 7 data untuk percobaan.
3.3.2. Praktikum Kalibrasi RTD (Resistance Temperature Detector)
A. Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini peserta mampu :
1. Melakukan kalibrasi RTD dengan cara membandingkan suhu pengukuran dengan alat
standar (dalam hal ini termometer gelas).
2. Membandingkan perubahan resistansi yang terjadi dengan perubahan suhu.
B. Dasar Teori
RTD (Resistance Temperature Detector), merupakan salah satu sensor dalam pengukuran
temperatur. RTD sering dipakai dalam pengukuran dikarenakan sifatnya yang linear dan
mempunyai range yang cukup lebar .
Resistance Thermal Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur Tahanan
adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu
temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel
murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di
dalam kisaran suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi
nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. PT100 merupakan tipe RTD yang paling
populer yang digunakan di industri.
Resistance Thermal Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini membutuhkan
energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan resistansi adalah kawat nikel,
tembaga, dan platina murni yang dipasang dalam sebuah tabung guna untuk memproteksi
terhadap kerusakan mekanis. Resistance Temperature Detector (PT100) digunakan pada
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
69
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
kisaran suhu -200 0C sampai dengan 650 0C. Dalam penggunaannya, RTD (PT100) juga
memiliki kelebihan dan kekurangan.
Kelebihan dari RTD (PT100) :
Ketelitiannya lebih tinggi dari pada termokopel.
Tahan terhadap temperatur yang tinggi.
Stabil pada temperatur yang tinggi, karena jenis logam platina lebih stabil dari pada
jenis logam yang lainnya.
Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas.
Kekurangan dari RTD (PT100) :
Lebih mahal dari pada termokopel.
Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran.
Respon waktu awal yang sedikit lama (0,5 s/d 5 detik, tergantung kondisi
penggunaannya).
Jangkauan suhunya lebih rendah dari pada termokopel. RTD (PT100) mencapai suhu
650 0C, sedangkan termokopel mencapai suhu 1700 0C.
Nilai resistansi dari konduktor metal akan meningkat sesuai dengan kenaikan suhu.
Rumus dasar : R = R0[1+α(t-t0)]
Dengan α = koefisien temperature dari resistansi
Ada beberapa konfigurasi dari RTD :
1. 2 wire RTD
2. 3 wire RTD
3. 4 wire RTD
C. Alat Percobaan :
Peralatan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah :
1. RTD
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
70
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2. Multimeter
3. Breaker Glass
4. Hot Plate
5. Handler Stand
6. Termometer Gelas
D. Gambar Percobaan
Gambar Rangkaian RTD
Gambar HotPlate
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
71
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar RTD dengan breaker glass dengan termometer
Gambar Multimeter
E. Bahan/Reagen
Kebutuhan bahan untuk satu kali praktikum (4 orang ) yaitu :
1. Minyak pelumas dengan volume 500 ml
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
72
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
F. Langkah Kerja :
1. Menyiapkan peralatan kerja
2. Merangkai peralatan sesuai dengan gambar percobaan
3. Menghidupkan Hotplate untuk memanaskan pelumas yang berada pada Breaker
Glass
4. Mengamati besar perubahan temperatur pada termometer dan resistansi yang
terjadi melalui multimeter dari suhu 500 sampai 1000 pada setiap kenaikan 100c.
5. Mematikan hot plate untuk menurunkan suhu
6. Mengamati besar perubahan temperatur pada termometer dan resistansi yang
terjadi melalui multimeter dari suhu 1000 sampai 500 setiap penurunan 100.
7. Membandingkan data hasil pengamatan dan perhitungan (dengan menggunakan
tabel RTD).
G. Analisa Hasil dan Pembahasan
G.1 Data Hasil Percobaan
Titik
Ukur
Resistance
(Ω)
Pengukuran
standar
Error
(oC) Naik Turun (Ω) Naik Turun
50 117,5 120,6 119,40 1,9 1,2
60 120,3 124,3 123,24 2,94 1,06
70 123,8 128,1 127,08 3,28 1,02
80 126,7 131,5 130,90 4,2 0,6
90 129,7 134,9 134,71 5,01 0,91
100 134,0 137,7 138,51 4,51 0,81
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
73
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
G.2 Grafik Hasil Percobaan
40 50 60 70 80 90 100 110105
110
115
120
125
130
135
140
145
pengukuran standardResistensi saat suhu naikResistansi Saat Suhu Naik
Grafik Perbandingan RTD
Dari praktikum Kalibrasi RTD ini terlihat bahwa semakin besar suhu yang terukur
maka semakin besar pula resistansi yang terukur. Kalibrasi ini menggunakan termometer
suhu untuk melihat suhu minyak yang dipanaskan yang kemudian digunakan sebagai
pembanding dengan resistansi yang terukur pada multimeter.
Prinsip kerja dari RTD (PT100) yang digunakan untuk pengukuran minyak ini adalah,
ketika RTD pada tangki crystalizer menerima panas dari minyak, maka panas tersebut akan
dikonversikan oleh RTD ke dalam bentuk besaran listrik yaitu tahanan. Panas yang
dihasilkan berbanding lurus dengan tahanan dari jenis elemen logam platina yang ada pada
sensor RTD, kemudian bentuk tahanan tersebut diterima oleh Tranduser kemudian tranduser
merubahnya menjadi sinyal fisis.
Dalam suatu Praktikum pasti terjadi kesalahan yang terjadi. Untuk praktikum RTD ini
terlihat bahwa terjadi error antara hasil percobaan dengan pengukuran standar pada tabel
RTD. Error ini dapat terjadi akibat kesalahan alat dan kesalahan pembacaan. Kesalahan
pembacaan dapat dikarenakan kurang telitinya praktikan dan kesalaan sudut pembacaan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
74
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
praktikan. Kesalahan Alat dapat terjadi akibat usia alat yang semakin tua sehingga akurasi
alat pun berubah.
3.3.3. Praktikum Kalibrasi Termocouple
A. Tujuan
Setelah Praktikum ini peserta mampu :
a) Membandingkan suhu pengukuran dengan alat standar (dalam hal ini digunakan
thermometer gelas) dan termokopel tipe K.
b) Membandingkan perubahan tegangan yang terjadi dengan perubahan suhu.
B. Alat dan Bahan
1. Alat yang digunakan :
a) Termokopel tipe K
b) Multimeter
c) Breaker Glass
d) Hot Plate
e) Handler Stand
f) Alat ukur suhu ruangan
g) Termometer Gelas (sebagai standar)
2. Bahan yang digunakan :
a) Minyak pelumas 500 ml
C. Dasar Teori
Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk
mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase).
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
75
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama,
serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas
kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.
Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck
menemukan bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang diberi perbedaan panas secara
gradien akan menghasilkan tegangan listrik. Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan
dua macam konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang diukur.
Perbedaan suhu antara sambungan pengukuran dan sambungan referensi alat ini berfungsi
sebagai termokopel dan bisa membangkitkan tegangan dc yang kecil. Tegangan output
termokopel hampir berbanding lurus dengan perbedaan suhu antara sambungan pengukuran
(hot) dan sambungan referensi (cold). Perbandingan yang konstan dinamakan Koefisien
Seeback dan berkisar antara 5 sampai 50 V per derajat celcius.
Termokopel tipe K adalah kombinasi dari chromel-alumel dimana kaki negative
adalah alumel dan kaki positif adalah chromel. Pada kawat extention diberi tanda dengan
konektor kuning dan isolasi kuning. Konduktor-konduktor kawat ext yang berdiri sendiri
dibungkus dengan isolasi kuning, untuk kawat ext positif, dan isolasi merah untuk kaki
negatif.
D. Langkah Kerja
a) Peralatan kerja disiapkan dan dirangkai sesuai dengan gambar percobaan
b) Amati dan catat suhu ruangan saat percobaan dimulai dan suhu pada titik-titik
pengukuran
c) Pelumas dimasukkan ke dalam breaker glass dan dipanaskan menggunakan hot plate
d) Amati besar perubahan temperatur pada termometer dan tegangan yang terjadi pada
multimeter dari suhu 50°C hingga 100°C untuk setiap kenaikan dan penurunan sebesar
10C
e) Bandingkan data hasil pengamatan dan perhitungan (menggunakan tabel termokopel)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
76
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
E. Analisa Hasil dan Pembahasan
E.1 Data Hasil Percobaan
Titik Pengukuran (°C)Pembacaan
Termokopel (mV)Suhu Ruang Nilai
Standar
Error
(mV)Naik Turun mV naik turun Rata-rata (°C) mV
50 50 2.02 1.4 1 1.2 28 1.122 0.898 0.302
60 60 2.44 2 1.2 1.6 27.6 1.081 1.355 0.245
70 70 2.85 2.3 1.6 2.0 27.7 1.081 1.769 0.181
80 80 3.27 2.7 1.9 2.3 27.7 1.081 2.185 0.115
90 90 3.68 3.1 2.7 2.9 27.7 1.081 2.6 0.3
Rata-Rata 0.2286
Grafik Hasil Percobaan
50 60 70 80 90 1000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Chart Title
Kenaikan (mV) Penurunan (mV) Suhu Ruang (mV)
Grafik Hubungan antara Mv dengan Suhu
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
77
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Dari praktikum Kalibrasi termokopel ini terlihat bahwa semakin besar suhu yang terukur
maka semakin besar pula tegangan yang terukur. Kalibrasi ini menggunakan termometer suhu
untuk melihat suhu minyak yang dipanaskan yang kemudian digunakan sebagai pembanding
dengan tegangan yang terukur pada multimeter.
Prinsip kerja termokopel secara sederhana berupa dua buah kabel dari jenis logam yang
berbeda ujungnya saling disatukan. Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya
memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur. Setiap jenis
logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu pula. Pada temperatur yang sama,
logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan logam B, terjadilah perbedaan tegangan
(kecil sekali, miliVolt) yang dapat dideteksi. Dalam suatu Praktikum pasti terjadi kesalahan
yang terjadi. Untuk praktikum termokopel ini terlihat bahwa terjadi error antara hasil
percobaan. Error ini dapat terjadi akibat kesalahan alat dan kesalahan pembacaan. Kesalahan
pembacaan dapat dikarenakan kurang telitinya praktikan dan kesalaan sudut pembacaan
praktikan. Kesalahan Alat dapat terjadi akibat usia alat yang semakin tua sehingga akurasi
alat pun berubah.
3.3.4. Praktikum Kalibrasi DPT (D/P Cell Level Transmitter)
A. Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini perserta mampu:
1. Menjelaskan prinsip kerja DP Cell Pneumatic Level Transmitter
2. Mengindentifikasi elemen-elemen pada DP Cell Pneumatic Level Transmitter
3. Melakukan kalibrasi pada DP Cell Pneumatic Level Transmitter
4. Melakukan adjustment pada DP Cell Pneumatic Level Transmitter
B. Dasar Teori
Fungsi utama transmitter adalah sebagai pengubah besaan fisik dari sensing element
menjadi sinyal pengukuran yang kemudian ditransmisikan ke kontrol elemen. Berdasarkan
sinyal keluarannya transmiter dibedakan menjadi 2 macam:
a. Pneumatic transmitter, yaitu transmiter yang mampu mengubah besaran mekanik
menjadi sinyal pneumatik (tekanan).
b. Electric transmitter, di dalamnya terdapat detector armature yang berfungsi sebagai
transduser yang mengubah besaran mekanik menjadi sinyal elektrik.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
78
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
C. Alat-alat Percobaan:
a. DP Cell Pneumatic Level Transmitter
b. Pressure Gauge
c. Water Clomn & Water Tank/Reservoir
d. Kunci Pas
e. Obeng
D. Langkah langkah Percobaan:
1. Pada saat awal percobaan membuat rangkaian terlebih dahulu dengan cara
regulator air supply dihubungkan dengan DP Cell Pneumatic Level Transmitter
(in side). Regulator input dihubungkan dengan level (Height) lalu disambungkan
dengan water reservoir. Setelah itu Output disambungkan dengan DP Cell
Pneumatic Level Transmitter (outside).
2. Diatur air supply dengan memutar regulator air supply sampai 20 psi .
3. Mengatur regulator input sehingga level di water column posisi minimum (0%).
4. Mengamati pressure gauge output dan dicatat hasilnya.
5. Lakukan kalibrasi sebelum adjustment dengan nilai 25%,50%, 75% dan 100 %.
6. Setelah itu dilakukan kalibrasi sesudah adjustment dengan cara diatur regulator
input sehingga level di water column pada maksimum (100%) , Mengamati
pressure gauge output. Lalu diulangi langkah 3 sampai 4.
7. Apabila terjadi deviasi lakukan adjustment dengan cara diatur zero adjuster pada
transmitter menggunakan obeng. Lalu dilakukan langkah no 6, kemudian atur
span adjuster pada transmitter mengunakan kunci.
8. Mengulangi langkah langkah tersebut sampai menunjukan hasil yang tepat.
9. Diulangi langkah 5 sampai 6.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
79
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
E. Analisa Data dan Pembahasan
Hasil data percobaan Kalibrasi sebelum adjusment
Input
(inch H2O)
Presentase
( %)
OutputError
(psi)Percobaan
(psi)
Perhitungan
(psi)
10 0 3 3 0
35 25 6,5 6 0,5
60 50 10 9 1
85 75 13,65 12 1,65
110 100 15 15 0
Hasil data percobaan Kalibrasi setelah adjusment
Input
(inch H2O)
Presentase
( %)
outputError
(psi)Percobaan
(psi)
Perhitungan
(psi)
10 0 3 3 0
35 25 6 6 0
60 50 9 9 0
85 75 12 12 0
110 100 15 15 0
Pada industri perminyakan dengan alasan diperlukannya tingkat keamanan yang
tinggi, maka jenis transmitter yang banyak dipakai adalah pneumatic transmitter.
Transmitter ini memiliki pengoperasiannya lebih mudah. Sistem ini yang diinginkan adalah
sistem pengukuran linier, dan didapatkan hasil pengukuran yang lebih tepat. Sinyal
pneumatik berada pada operasi yang linier untuk sinyal 3-15 psi. Bila P tekanan, selisih
antara high pressure side dan low pressure side maka force bar sebelah bawah disorong ke
kanan hingga force bar sebelah atas bergerak ke kiri, hingga flapper lebih mendekati nozzle
hingga output relay membesar. Sebagian dari ouput ini di feedback kan ke feedback bellow
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
80
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
untuk menyetimbangkan gerakan range bar,hingga gerakan range bar mantap. Kalau P
kecil gerakan flapper ke nozzle juga kecil hingga output juga kecil, jadi output sebanding
dengan P.
3.3.5. Praktikum Kalibrasi Control Valve
A. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah :
1. Untuk mempelajari cara membongkar dan memasang control valve dengan benar
2. Mempelajari cara kerja, karakteristik dan bagian-bagian control valve
dibandingkan antara teori dengan praktikum
B. Dasar Teori
Final element adalah bagian control system yang menerima sinyak dari controller dan
merubah aliran variabel proses sesuai output dari controller. Final element yang sering
dipergunakan dalam sistem pengaturan adalah control valve.
Control Valve merupakan elemen akhir control system loop. Fungsinya untuk
mengatur aliran zat cair yang melewatinya sebagai realisasi koneksi yang diterima dari
kontroller. Ditinjau dari tipe penggeraknya control valve dibagi tiga macam :
1) Automatic Valve tipe Pneumatic Actuator
2) Automatic Valve tipe Hidrolic Actuator
3) Automatic Valve tipe Electric Actuator
Bagian-bagian Control Valve
1. Aktuator
Aktuator merupakan bagian dari control valve yang berfungsi merubah sinyal dari
controller menjadi gerakan stem untuk mengatur posisi plug terhadap logam saluran pada
valve body dimana fluida mengalir.
Pada kilang minyak, pemilihan control valve didasarkan pada tingkat keamanannya
sehingga control valve yang dipakai adalah jenis Actuator Pneumatic tipe Diafragma yang
cara kerjanya dapat terbagi yaitu :
a) Direct Acting
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
81
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada saat tekanan udara diberikan pada bagian atas aktuator akan menekan spring
yang berada dibawah diafragma plat dan menggerakkan stem ke arah bawah kemudian stem
mendesak keatas apabila tekanan berkurang.
b) Reverse Acting
Pada saat tekanan udara diberikan pada bagian bawah akuator akan menekan spring
yang berada diatas diafragma plat dan menggerakkan stem ke arah atas kemudian stem
bergerak kebawah jika tekanan berkurang.
2. Yoke
Yoke merupakan bagian dari control valve yang berfungsi sebagai penghubung antara
aktuator dengan valve body dari control valve dan juga sebagai pelindung dari aktuator.
Yoke memiliki kekakuan yang cukup agar hubungan aktuator dan valve body tetap lurus
sehingga mencegah pembengkokan pada steam. Untuk suatu proses yang bersifat ekstrim
(suhu sangat rendah/sangat tinggi) biasanya pada sambungan valve body dengan yoke
dipasang ekstention bonnet untuk proses pada suhu sangat tinggi. Hal ini dimaksudkan agar
yoke tidak mengalami kerusakan akibat proses.
3. Valve Body
Valve body merupakan bagian dari control valve yang mempunyai saluran dimana
aliran fluida akan diatur melalui saluran aliran ini yang dikenal sebagai valve seat. Menurut
jumlah valve seat-nya, control valve dapat dibedakan menjadi :
a) Single Seat
Pada single seat tekanan bekerja pada bagian saluran bawah plug, sehingga
menimbulkan gaya tekan keatas pada steam. Kelebihan single seat dapat menutup dengan
rapat dan dapat digunakan sebagai aliran proses tanpa kebocoran, kelemahannya tidak ada
keseimbangan gaya pada plug akibat dari tekanan yang bekerja satu arah.
b) Double Seat
Pada double seat tekanan yang masuk dan keluaran dapat diseimbangkan karena
tekanan bekerja pada kedua plug dengan arah berlawanan. Kelebihan double seat kapasitas
aliran naik sampai 30% lebih besar dari single seat, kelemahannya tidak mampu menutup
dengan rapat.
C. Aksi Control Valve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
82
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1. Air To Open (ATO)
Merupakan control valve yang akan membuka jika ada penambahan udara. Aksi
control valve tersebut juga dikenal dengan Normally Close (NC) yang artinya pada saat
keadaan awal control valve akan menutup dengan demikian jika ada kegagalan dalam
proses pengendalian maka control valve akan menutup.
2. Air To Close (ATC)
Merupakan control valve yang akan menutup plug-nya jika ada penambahan udara.
Aksi control valve tersebut juga dikenal dengan Normally Open (NO) yang artinya pada
saat keadaan awal control valve akan membuka, dengan demikian jika terdapat kegagalan
dalam sistem maka control valve akan membuka. Pemilihan control valve ATO dan ATC
didasarkan atas pertimbangan keamanan proses suatu sistem. Jika terjadi kegagalan atau fail
pada proses pengendalian maka demi keamanan perlu dipilih control valve dari suatu sistem
lebih aman dalam keadaan open atau close.
D. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum control valve kali ini antara lain :
1. Control valve tipe globe
2. Udara tekan (input pressure) sesuai kebutuhan
3. Kunci-kunci, serta peralatan bengkel sekrup dan baut
E. Langkah Kerja
1. Alat control valve tipe globe yang akan dibongkar disiapkan
Gambar Control Valve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
83
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
2. Bagian aktuatornya mulai dibongkar dengan membuka mur-baut yang ada pada
aktuator.
3. Bongkar bagian aktuator mulai dari tutup case, diaphragma, spring dan stem.
Gambar Upper Case Gambar Diaphragma
Plate Diaphragma spring
4. Bongkar pula bagian tengah aktuator dengan membuka mur-baut stem konektor
Spring Stem Spring Seat
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
84
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Conector
5. Kemudian bongkar pula bagian body valve.
Bagian Body Valve Bonet
Plug
6. Setelah semua dibongkar di susun kembali sesuai urutan semula.
F. Analisa
Pada praktikum kali ini tentang bongkar pasang control valve. Dengan membongkar
control valve kita bisa mengetahui bagian-bagian dari control valve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
85
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar Bagian – Bagian Control Valve
Bagian utama Control Valve adalah bagian Aktuator dan bagian Bodi Valve. Aktuator
merupakan bagian dari control valve yang berfungsi merubah sinyal dari controller menjadi
gerakan stem untuk mengatur posisi plug terhadap logam saluran pada valve body dimana
fluida mengalir. Valve body merupakan bagian dari control valve yang mempunyai saluran
dimana aliran fluida akan diatur melalui saluran aliran ini yang dikenal sebagai valve seat.
Aktuator terdiri diaphragma, diaphragma plate, actuator spring actuator stem, spring
seat, spring adjuster, stem connector,travel indicator, dan indicator scale. Sedangkan pada
bagian bodi valve teridiri dari plug dan bonet.
Setelah semua terbongkar maka dipasang kembali setelah itu di coba dengan masukan
tekanan sebesar 3 - 15 psi apakah actuator spring itu bergerak kembali. Jika bergerak maka
proses pemasangannya sudah benar.
Untuk mengetahui controlvalve apakah air to open atau air to close bisa dilihat dengan
mencoba dengan memberikan inputan. Apabila saat inputan yang diberika makin tinggi dan
bukaan pug makiin besar maka control valve tersebut merupaka control valve Air To Open,
jika sebaliknya maka control valve tersebut Air to Close. Dari praktikum ini diketahui
bahwa Kontrol Valae yang kami bongkar adalah control valve Air To Close (ATC)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
86
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
3.3.6. Praktikum Kalibrasi Karakteristik Control Valve
A. TUJUAN
Setelah mengikuti praktikum ini peserta mampu :
1. Menggambarkan grafik hubungan antara bukaan valve (stroke) vs flow rate
2. Menentukan jenis plug dari control valve
3. Mengamati penyimpangan (histerisis) dari control valve
B. DASAR TEORI
Karakteristik aliran (flow characteristic) sebuah control valve adalah
hubungan antara bukaan valve (travel) dengan flow rate pada tekanan drop konstan
seperti yang diperlihatkan pada dibawah.
Ada 3 karakteristik aliran sebuah valve seperti berikut:
Gambar Kurva Karakteristik Kontrol Valve
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
87
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1. Quick Opening
Bukaan (travel) yang kecil memberikan kenaikan yang besar pada flow rate.
Digunakan pada proses yang membutuhkan flow rate seketika dalam jumlah besar
seperti safety system dan metering.
2. Linear
Bukaan valve berbanding lurus dengan flow rate. Digunakan pada aplikasi
dimana pressure drop pada valve cenderung konstan seperti pada level control dan
flow control loop.
3. Equal Percentage
Kebalikan dari quick opening – bukaan valve yang besar, hanya memberikan
penambahan flow rate yang kecil. Digunakan pada proses yang membutuhkan
pressure drop yang besar pada valve, seperti temperature dan pressure control.
C. ALAT-ALAT PERCOBAAN
1. Simulator Proses Satu Loop
2. Stop Watch
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
88
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
D. BAHAN / REAGEN
-
E. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Menyiapkan peralatan kerja
a. menghidupkan air compressor
b. membuka jalur udara yang keboiler drum
2. Menghidupkan Simulator Proses (Boiler Drum)
3. Mengukur diameter tangki T11 dengan alat ukur
4. Gambar rangkaian percobaan
5. Mengatur selector, hand valve dan controller
a. Selector pada posisi LIC11
b. LIC11 pada posisi manual
c. Bukaan hand valve sesuai yang tertera pada label masing-masing hand valve
6. Hidupkan pompa P11 untuk mengosongkan tangki T11
7. Matikan pompa P11 ketika level ditangki T11 berada dilevel 10 cm(dengan
melihat pada level gauge)
8. Memberikan input kekontrol valve dengan mengatur MV pada LIC sesuai tabel
secara bertahap dari 0% sampai dengan 100 %
9. Menghidupkan pompa P12 untuk mengisi tangki T11
10. Pada saat mencapai level 30 cm tekan start pada stop watch
11. Pada saat mencapai level 70 cm tekan stop pada stop watch
12. Catat waktunya dan masukkan kedalam tabel
13. Ulangi langkah 6 sampai dengan 12 untuk penurunan nilai bukaan valve (stroke)
dari 100% sampai dengan 0%
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
89
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
F. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
Hasil Percobaan
1. Data Percobaan Bukaan 0% sampai dengan 100%
2. Data Percobaan Bukaan 100% sampai dengan 0%
Bukaan Valve
(stroke)
Waktu
Kenaikan
Level
Flow Rate
% t cm3/hr
100 21.82 1049.065078
90 21.24 1077.711864
80 21.69 1055.352697
70 21.61 1059.259602
60 21.99 1040.95498
50 22.31 1026.024204
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
90
Bukaan Valve
(stroke)
Waktu
Kenaikan LevelFlow Rate
% t cm3/hr
0 ~ 0
10 26.1 877.0344828
20 22.09 1036.242644
30 21.64 1057.791128
40 21.54 1062.70195
50 21.37 1071.155826
60 21.57 1061.223922
70 21.16 1081.786389
80 21.51 1064.1841
90 21.57 1061.223922
100 21.51 1064.1841
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
40 22.29 1026.944818
30 22.34 1024.646374
20 22.15 1033.435666
10 22.55 1015.104213
0 ~ 0
3. Grafik hubungan antara valve (stroke) dengan flow rate
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
200
400
600
800
1000
1200
valve naikvalve turun
Pembahasan :
Karakteristik aliran (flow characteristic) sebuah control valve adalah
hubungan antara bukaan valve (travel) dengan flow rate pada tekanan drop. Dari data
yang didapatkan dapat dikatakan bahwa karakteristik control valve yang terdapat pada
alat simulator satu loop adalah Quick Opening. Karakteristik quick opening adalah
dimana saat bukaan dinaikan maka akan semakin cepat waktu yang dibutuhkan saat
menempuh jarak 30-70cm level gauge tangki. Namun pada bukaan tertentu waktu
yang dibutuhkan bisa lebih lambat atau sama dengan dari bukaan yang lebih kecil.
Karakteristik tersebut terlihat pada grafik diatas dimana ada 2 data yang dimaksukkan
kedalam tabel. Grafik diatas merupakan hubungan antara valve dengan flow rate dan
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
91
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
data yang didapat merupakan data yang diambil saat bukaan 0% sampai dengan 100%
(naik) dan bukaan 100% sampai 0% (turun). Pada grafik dan tabel diatas dapat
disimpulkan pula bahwa semakin besar bukaan maka nilai Q (flow rate) semakin
besar pula. Pada grafik naik dan turunnya valve terdapat perbedaan hasil yang
didapatkan. Hasil yang didaptkan berbeda bisa disebabkan karena human error.
3.3.7. Praktikum Proporsional Kontrol
A. Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini peserta mampu mensetting Proportional Controller
dan mengetahui cara kerjanya.
B. Dasar Teori
Controller adalah suatu penguat yang outputnya dapat diatur atau diubah dengan cara
tertentu tergantung dari modelnya. Proportional controller memberikan output yang
proporsi dengan inputnya tergantung dari sensitivitasnya. Sensitivitas dari controller
ini tergantung dari proportional bandnya, yaitu prosentase perubahan input yang dapat
menghasilkan 100% perubahan output. Secara matematis dapat dituliskan sebagai
berikut:
Mv=Kc.e+b
Dimana: M = Manipulated output
Kc = Sensitivitas controller
PB = Proportional Band
E = Error
B = Bias
C. Bahan dan Reagen
-
D. Peralatan
a. Proportional+Integral+Derivative Controller SLCD
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
92
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
b. Sumber Tegangan 1-5V DC
E. Langkah Kerja
5.1 Buat rangkaian seperti gambar berikut
5.2 Hidupkan sumber tegangan 220V Ac dari panel power
5.3 Ubah posisi switch pada aksi (Action) controller menjadi Direct, TUNNING
Enable dan START HOT.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
93
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
5.4 Tekan tombol M pada bagian depan controller untuk memposisikan controler
pada posisi manual
5.5 Beri tegangan 3V DC dari sumber tegangan luar sehingga controller
menunjukkan PV=50%
5.6 Tentukan Set Point (SP) dengan nilai 50% sehingga sejajar dengan PV
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
94
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
5.7 Tentukan nilai Proportional Band (PB) sebesar 200%
5.8 Tentukan Integral Time (TI) pada nilai maksimum dan Derivative Time pada
nilai minimum
5.9 Beri bias output sebesar 50% dengan mengatur secara manual dari tombol atau
dari slider
5.10 Tunggu 15 detik dan tekan tombol Auto (A) pada bagian depan controller
untuk membuat controller menjadi bekerja secara otomatis.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
95
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
5.11 Secara bertahap, atur tegangan masukan dari sumber tegangan luar (PV)
sehingga e = 10% sampai nilai PV pada nilai maksimun dan minimum. Catat
masing-masing output dari setiap nilai input
5.12 Ulangi langkah 3 sampai 12 untuk bias output 75%
5.13 Ulangi langkah 3 sampai 13 untuk aksi revers dari controller
F. Analisis Data dan Pembahasan
6.1 Untuk Bias 50% dengan PB 200%
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct (%)
ErrorMV
ErrorMV
Ukur Hitung Ukur Hitung
200 50 10 40 70 70 -40 30 30
200 50 20 30 65.0 65 -30 34.9 35
200 50 30 20 60.1 60 -20 39.9 40
200 50 40 10 55.1 55 -10 44.9 45
200 50 50 0 50.1 50 0 49.9 50
200 50 60 -10 45.1 45 10 54.9 55
200 50 70 -20 40.1 40 20 59.9 60
200 50 80 -30 35.1 35 30 64.9 65
200 50 90 -40 30.1 30 40 69.9 70
200 50 100 -50 25.0 25 50 74.9 75
6.2 Untuk Bias 50% dengan PB 100%
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct (%)
ErrorMV
ErrorMV
Ukur Hitung Ukur Hitung
100 50 10 40 106.3 90 -40 34.3 10
100 50 20 30 104.5 80 -30 44.2 20
100 50 30 20 94.5 70 -20 54.2 30
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
96
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
100 50 40 10 84.5 60 -10 64.2 40
100 50 50 0 74.5 50 0 74.1 50
100 50 60 -10 64.6 40 10 84.2 60
100 50 70 -20 54.5 30 20 94.2 70
100 50 80 -30 44.6 20 30 104.2 80
100 50 90 -40 34.5 10 40 106.3 90
100 50 100 -50 24.5 0 50 106.3 100
6.3 Untuk Bias 75% dengan PB 200%
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct (%)
ErrorMV
ErrorMV
Ukur Hitung Ukur Hitung
200 50 10 40 106.3 95 -40 74.9 55
200 50 20 30 106.3 90 -30 79.9 60
200 50 30 20 104.9 85 -20 84.9 65
200 50 40 10 99.9 80 -10 89.8 70
200 50 50 0 94.9 75 0 94.8 75
200 50 60 -10 89.9 70 10 99.8 80
200 50 70 -20 84.9 65 20 104.8 85
200 50 80 -30 79.9 60 30 106.3 90
200 50 90 -40 74.9 55 40 106.3 95
200 50 100 -50 69.9 50 50 106.3 100
6.4 Untuk Bias 75% dengan PB 100%
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct (%)
ErrorMV
ErrorMV
Ukur Hitung Ukur Hitung
100 50 10 40 106.3 115 -40 26.3 35
100 50 20 30 96.7 105 -30 36.3 45
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
97
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
100 50 30 20 86.7 95 -20 46.2 55
100 50 40 10 76.8 85 -10 56.3 65
100 50 50 0 66.8 75 0 66.3 75
100 50 60 -10 56.8 65 10 76.2 85
100 50 70 -20 46.8 55 20 88.3 95
100 50 80 -30 36.8 45 30 96.3 105
100 50 90 -40 26.7 35 40 106.3 115
100 50 100 -50 16.6 25 50 106.3 125
6.5 Pembahasan
Penguatan kontroler (K) ditentukan oleh besarnya nilai Proportional Band
(PB). Proportional Controller mempunyai kelemahan pada model sistem P, selalu ada
terjadi kesalahan offset controller yang mempunyai stabilitas tinggi. Untuk
mengatasinya, digunakan Proportional Integral Controller (PI) untuk menghilangkan
offset pada Proportional Controller.
Untuk bias 50% dengan PB 100%. Dari data hasil percobaan terlihat bahwa
gain controller=1, pada aksi direct dengan error maksimum maka output MV berharga
100%. Begitu pula yang terjadi pada aksi revers dengan error minimum akan
dihasilkan output minimum pula, sehingga antara besarnya error dan harga output
adalah sebanding dengan harga MV berada pada range antara 0 – 100%.
Untuk bias 50% dengan Pb 200%. Dari data hasil percobaan terlihat bahwa
gain controller < 1, pada aksi direct dengan error maksimal maka output bernilai
maksimum. Pada aksi revers dengan error yang minimum maka output juga bernilai
minimum. Dari sini dapat dilihat bahwa harga output efektivitas berada pada range 0 -
100% dan MV maksimal pada percobaan adalah 75. Ini berarti bahwa pada kondisi
tertentu, MV akan mengalami titik jenuh dimana MV tidak dapat bertambah besar
maupun kecil. Karena semakin kecil PB maka respon yang diperoleh akan semakin
sensitive dan cenderung tidak stabil. Bias diperlukan untuk mempertahankan output
saat error = 0. Hubungan antara output dengan error yang sebanding dan harga MV
berada pada range 0 – 100%, juga terjadi pada bias 75% dengan PB 100% dan 200%.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
98
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Pada pengendalian proportional output selalu mengikuti input secara
proportional, naik turunnya output besarnya sama dengan input dikalikan gain.
Pengendalian proportional akan selalu meninggalkan error tetap yang disebut sebagai
offset. Karena sifat dasar proportional yang masih membutuhkan error untuk
menghasilkan output. Offset atau deviasi tetap terjadi pada sistem pengendali yang
menggunakan controller jenis proportional.
3.3.8. Praktikum Proporsional Integral Kontrol
A. TUJUAN
Setelah mengikuti praktikum ini peserta mampu:
1. Mensetting Proportional+integral Controller terhadap perubahan input
2. Menjelaskan pengertian integral action time
B. DASAR TEORI
Controller merupakan piranti utama dalam pengendalian variable proses. Pada controller
ini terjadi proses pengolahan sinyal input pengendalian dari transmitter. Controllerakan
membandingkan sinyal input dengan setting value yang dikehendaki. Apabila input lebih
besar daripada setting value maka controller akan memperkecil atau sebaliknya.
Proportional Integral Controller digunakan dalam aksi inipengendalian untuk
menghilangkan offset yang terjadi pada proportional controller. Terjadinya offset merupakan
ciri dari pada system pengendalian proportional. Dalam proses ini terdapat kekurangan yaitu
overshoot yang terlalu tinggi dan time delay yang terlalu besar. Penambahan integral pada
controller mengakibatkan terjadinya koreksi berulang-ulang terhadap offset yang terjadi
sehingga kesalahan offset tidak terjadi.
C. ALAT-ALAT PERCOBAAN
a) Propotional + integral + derivative controller SLCD
b) Sumber tegangan 1-5 Volt DC
c) Stopwatch
d) Kabel penghubung
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
99
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
D. BAHAN/REAGEN
-.
E. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Buatlah rangkaian-rangkaian seperti gambar berikut :
2. Hidupkan sumber tegangan 220 V Ac dari Panel Power.
3. Ubah posisi switch pada aksi (ACTION) controller menjadi direct, TUNING
enable dan START HOT.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
100
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
4. Tekan tombol M pada bagian depan controller untuk memposisikan Controler
pada posisi manual
5. Beri tegangan 3 V dc dari sumber tegangan luar sehingga Controller menunjukan
PV=50%
6. Tentukan Set Point (SP) dengan nilai 50% sehingga sejajar dengan PV
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
101
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
7. Tentukan Nilai Proportional band (PB) sebesar 200%
8. Tentukan Integral Time sebesar Ti=3 dan Derivative Time pada nilai minimum
9. Beri bias output sebesar 50 % dengan mengatur secara manual dari tombol atau
slider
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
102
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
10. Tunggu 15 detik dan tekan tombol Auto (A) pada bagian depan controller untuk
membuat controller menjadi bekerja secara Otomatis
11. Secara bertahap, atur tegangan masukan dari sumber tegangan luar (PV) sehingga
e=10% sampai nilai dari PV pada nilai maksimum dan minimum dan dengan itu
tekan stop watch. Catat waktu yang diperlukan sampai output minimum atau
maksimum (0 – 100%) untuk setiap perubahan output 10 %.
12. Ulangi langkah 3 sampai 11 untuk Ti=3 dan Ti=5.
13. Ulangi langkah 3 sampai 12 dengan untuk PB = 200% dan 100%
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
103
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
14. Ulangi langkah 3 sampai langkah 13 untuk aksi reverse dari controler.
F. DATA HASIL PERCOBAAN
Ti=3
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct
Error
Waktu Ke MV
Max atau Min Error
Waktu Ke MV
Max atau Min
t (s) Hitung t (s) Hitung
200 50
10 40 5,3 80,3 -40 5,01 -28,4
20 30 7,78 78,9 -30 7,25 -26,3
30 20 12,46 76,5 -20 12,67 -27,2
40 10 27,46 75,8 -10 27,14 -25,2
50 0 0 25,0 0 0 25,0
60 -10 26,71 -24,5 10 27,99 76,7
70 -20 12,06 -25,2 20 12,7 77,3
80 -30 7,51 -27,6 30 7,64 78,2
90 -40 4,8 -27,0 40 5,64 82,6
100 -50 3,36 -28,0 50 3,81 81,8
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
104
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct
Error
Waktu Ke MV
Max atau Min Error
Waktu Ke MV
Max atau Min
t (s) Hitung t (s) Hitung
100 50
10 40 2,08 117,7 -40 1,32 -7,6
20 30 3,18 111,8 -30 2,66 -6,6
30 20 5,32 105,5 -20 4,34 1,1
40 10 12,53 101,8 -10 12,49 -1,6
50 0 0 50,0 0 0 50,0
60 -10 12,52 -1,7 10 13,05 103,5
70 -20 5,07 -3,8 20 5,57 107,1
80 -30 2,8 -8,0 30 3,05 110,5
90 -40 1,59 -11,2 40 1,63 111,7
100 -50 1,35 -22,5 50 3,81 163,5
Ti=5
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct
Error
Waktu Ke MV
Max atau Min Error
Waktu Ke MV
Max atau Min
t (s) Hitung t (s) Hitung
200 50
10 40 5,38 66,5 -40 2,46 -4,8
20 30 12,81 78,4 -30 4,11 -2,3
30 20 20,09 75,2 -20 8,05 -1,1
40 10 43,01 73,0 -10 20,5 -0,5
50 0 0 25,0 0 0 25,0
60 -10 45,1 -25,1 10 20,08 50,1
70 -20 20,21 -25,4 20 8,3 51,6
80 -30 12,9 -28,7 30 3,43 50,3
90 -40 7,85 -26,4 40 1,83 52,3
100 -50 4,8 -24,0 50 0,96 54,8
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
105
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
PB (%) SV (%) PV (%)
Reverse (%) Direct
Error
Waktu Ke MV
Max atau Min Error
Waktu Ke MV
Max atau Min
t (s) Hitung t (s) Hitung
100 50
10 40 2,46 109,7 -40 1,89 -5,1
20 30 4,11 104,7 -30 3,31 0,1
30 20 8,05 102,2 -20 7,8 -1,2
40 10 20,5 101,0 -10 20,38 -0,8
50 0 0 50,0 0 0 50,0
60 -10 20,08 -0,2 10 20,19 100,4
70 -20 8,3 -3,2 20 8,79 105,2
80 -30 3,43 -0,6 30 3,56 101,4
90 -40 1,83 -4,6 40 2,11 106,9
100 -50 0,96 -9,6 50 1,08 110,8
G. PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
Proportional Integral Controller digunakan dalam aksi pengendalian untuk
menghilangkan offset yang terjadi pada pengendalian Proportional. Terjadinya offset
merupakan ciri pada sistem pengendalian Proportional. Modus pengendalian Proportional
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
106
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
integral offset tersebut dapat dihilangkan. Dalam proses ini terdapat kekurangan yaitu
overshoot yang terlalu tinggi dan time delay yang terlalu besar. Penambahan aksi integral
menimbulkan kontroler mengadakan koreksi yang berulang-ulang terhadap offset yang
terjadi. Efek samping yang terjadi secara terus menerus mengakibatkan respon transient dari
kontroler menjadi lambat.
BAB IV
TUGAS KHUSUS
TUNING OUT FLOW CONTROLLER DENGAN METODE ZIEGLER NICHOLS
PADA BOILER DRUM-HEAT EXCHANGER PROSES CONTROL TRAINING
SISTEM PUSDIKLAT MIGAS CEPU
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
107
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
4.1 Latar Belakang
Teknik kendali PID merupakan teknik kendali yang banyak diterapkan di bidang
industri pada saat ini. Respon suatu plant dapat diatur sedemikian baik melalui
pemilihan parameter-parameter kendali yang tepat. Aspek yang sangat penting dalam
desain kontroler PID ialah penentuan parameter kontroler PID supaya sistem close loop
memenuhi kriteria performansi yang diinginkan. Hal ini disebut juga dengan tuning
kontroler. Penentuan parameter-parameter kendali tersebut melalui perhitungan secara
matematis membutuhkan pengetahuan model matematis plant.
Pemodelan suatu plant tidak sulit dilakukan selama plant tersebut berorde
rendah. Kesulitan akan timbul saat plant yang dimodelkan berorde tinggi. Karena itu,
penalaan parameter-parameter PID kurang efektif bila dilakukan melalui perhitungan
matematis. Jika hal ini terjadi maka perancangan kontroler PID secara perhitungan matematis
tidak mungkin dilakukan sehingga perancangan kontroler PID harus dilakukan secara
eksperimental.
Metode penentuan parameter PID dengan metode Ziegler-Nichols merupakan
metode penentuan parameter PID yang banyak digunakan pada bidang industri.
Parameter-parameter PID ditentukan berdasarkan osilasi sistem dan tetapan parameter-
parameter yang telah ditetapkan Ziegler-Nichols secara empiris. Ziegler – Nichols
mengusulkan aturan untuk menentukan nilai Kp, Ti dan Td berdasarkan pada karakteristik
tanggapan peralihan dari plant yang diberikan.
4.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang dapat diambil dari tugas khusus ini adalah :
1. Apa yang dimaksud Simulator Boiler Drum di Pusdiklat Migas Cepu?
2. Apa yang dimaksud dengan kontrol PID ?
3. Apa yang dimaksud dengan Tunning Ziegler-Niechols ?
4. Bagaimana Tuning kontrol outflow pada boiler Drum di Pusdiklat Migas Cepu
dengan metode Ziegler-Nichols?
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
108
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
4.3 Batasan Masalah
Pada laporan tugas khusus ini memiliki beberapa batasan masalah yaitu :
1. Boiler Drum yang digunakan adalah BOILER DRUM-HEAT EXCHANGER
PROSES CONTROL TRAINING SISTEM PUSDIKLAT MIGAS CEPU
2. Tuning yang digunakan pada tugas khusus kali ini adalah tuning dengan metode
Ziegler-Nichols
3. Loop proses yang dibahas pada tugas khusus ini adalah loop kontrol outflow.
4.4 Dasar Teori
4.4.1 Boiler Drum-Heat Exchanger Process Control Training System
Plant yang terdapat dalam Laboratorium Sarana Bengkel Instrumen Pusdiklat
Migas Cepu adalah sebuah Boiler Drum Simulator. Dalam plant ini telah dilengkapi
berbagai elemen instrumentasi yang wajib dikendalikan dalam proses pengolahan
minyak dan gas, seperti pressure, level, temperature dan flow. Jadi meskipun hanya
simulator, namun telah mewakili aspek-aspek penting dari real plant yang ada di
lapangan. Sistem Heat Exchanger dan Controlling System juga terpasang dalam plant
boiler drum ini. Gambar 4.1 menunjukan gambar boiler drum simulator
Gambar 4.1 Boiler Drum Simulator
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
109
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Seluruh komponen-komponen pada plant seperti flowmeter transmitter, level
transmitter, thermocouple dan lainnya saling terintegrasi satu sama lain. Dalam Boiler
Drum ini terdapat 1 kontrol level, 2 kontrol flow, kontrol temperature dan kontrol
tekanan. Gambar diatas merupakan panel depan pengatur simulator yang terdiri dari 2
kontrol PID SLPC sebagai pengontrol final control element, 1 Data recorder sebagai
perekam grafik osilasi, 5 indikator variabel, 6 annuciator sebagai penanda bila terjadi
kegagalan atau error pada sistem.
Boiler Drum ini memiliki 3 tangki utama yaitu T11, T12 dan T13, dimana
hanya T11 dan T12 yang terlibat dalam loop pengaturan level dan flow. Boiler Drum
ini juga memiliki Level Transmitter, Flow element, Flow Transmitter, 5 pompa, 2
kontrol valve, 3 solenoid valve, 2 TSV, dan 1 LSV.
4.4.2 D/P Transmitter
Fungsi utama transmitter adalah sebagai pengubah besaan fisik dari sensing
element menjadi sinyal pengukuran yang kemudian ditransmisikan ke kontrol elemen.
Berdasarkan sinyal keluarannya transmiter dibedakan menjadi 2 macam:
a. Pneumatic transmitter, yaitu transmiter yang mampu mengubah besaran
mekanik menjadi sinyal pneumatik (tekanan).
b. Electric transmitter, di dalamnya terdapat detector armature yang berfungsi
sebagai transduser yang mengubah besaran mekanik menjadi sinyal elektrik.
4.4.3 Orifice
Orifice adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volum atau massa fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip
beda tekanan. Alat ini berupa plat tipis dengan gagang yang diapit diantara flens pipa.
Fungsi dari gagang orifice adalah untuk memudahkan dalam proses pemasangan dan
penggantian.
Orifice termasuk alat ukur laju aliran dengan metode rintangan aliran
(Obstruction Device). Karena geometrinya sederhana, biayanya rendah dan mudah
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
110
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
dipasang atau diganti. Orifice Plate(Sebuah plat lubang) adalah pelat tipis dengan
lubang di tengah.
Prinsip kerja orifice berdasarkan fungsinya unuk mengukur laju aliran sama
dengan prinsip beda tekanan atau yang biasa di sebut dengan Prinsip Bernoulli
bahwa terdapat hubungan antara tekanan fluida dan kecepatan fluida yaitu jika
kecepatan meningkat maka tekanan akan menurun dan begitu juga sebaliknya. Fluida
akan mengalir melalui pipa dan akan di lewatkan melalui lubang pada orifice yang
mengakibatkan terjadinya perubahan tekanan dan kecepatan.
4.4.4 I/P Converter
Prinsip pengoperasian dari tranduser adalah mengubah suatu bentuk sinyal
standart ke bentuk sinyal standart lainnya. Tranduser arus listrik ke pneumatic (I/P)
adalah sauatu peralatan intrumentasi yang mengubah sinyal arus listrik (4-20 mA)
menjadi sinyal pneumatic (3-15 psi atau 20-100 KPa). Simbol dari tranduser I/P pada
P&ID drawing sesuai standart ISA.
4.4.5 Kontrol Valve
Kontrol valve merupakan elemen kontrol akhir yang umum. Ia bekerja sebagai
sebuah pembatasan yang berubah-ubah (variable restricton) dalam pipa proses.
Ada 2 jenis control valve berdasarkan suplai udara, yaitu:
1. Fail-open (FO) atau air-to-close (AC)
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
111
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 4.2 Control valve jenis FO/AC
Gambar 4.2 menunjukkan bahwa posisi awal katup jenis ini adalah terbuka
atau dengan kata lain, bila tidak ada suplai udara (fail) maka katup terbuka (open).
Untuk menutupnya (close) diperlukan suplai udara (air).
2. Fail-closed (FC) atau air-to-open (AO)
Gambar 4.3 Control valve jenis FC/AO
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa posisi awal katup jenis ini adalah tertutup
atau dengan kata lain, bila tidak ada suplai udara (fail) maka katup tertutup (close).
Untuk membukanya (open) diperlukan suplai udara (air).
Dua tipe kontrol valve berdasarkan gerakan buka tutupnya, yaitu:
1. Sliding Stem, dikenal karena gerakan (buka-tutup) stem secara linear. Contoh:
control valve jenis globe.
2. Rotary, dikenal karena gerakan (buka-tutup) stem memuntir 90o. Contoh: control
valve jenis ball dan butterfly.
Semua control valve yang akan kita bahas di sini dipergunakan pada aplikasi
on/off dan throttling. On/off artinya valve hanya bekerja pada kondisi membuka atau
menutup (fully open atau fully closed). Sedangkan throttling adalah gerakan valve
mengikuti kebutuhan proses yang dikontrolnya (modulating).
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
112
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
1. Sliding stem valve
Globe valve adalah jenis control valve yang bekerja secara sliding stem.
Aplikasi globe valve umumnya untuk liquida bersih (tidak berpasir), gas, dan steam
pada temperatur dan tekanan moderat.
2. Rotary valve
Valve yang bekerja secara rotary umumnya berukuran lebih kecil dan ringan.
Jarak membuka/menutup (travel) yang pendek dan hanya sedikit gesekan di
permukaan, membuatnya lebih tahan terhadap kebocoran internal.
4.4.6 PID Controller
Kontrol Proporsional
Mode Proporsional adalah mode paling sederhana dari ketiga kontroler.
Kontroler ini memiliki karakterisktik hubungan linear antara input dan output
kontroler. Parameter yang dapat diubahpada mode ini adalah Kc, disebut sebagai
proportional Gain atau sensitivitas proportional. Terkadang Kc ini diekspresikan
sebagai presentasi proportional Band PB yang memiliki hubungan dengn Proportional
Gain :
Kc = 100/PB
Kontroler dengan aksi control proporsional, hubungan antara masukan
kontroler u(t) dan sinyal pembangkit kesalahan e(t) adalah :
U(t) = Kp e(t)
Atau dalam besaran transformasi laplace :
U (s)E(s)
=Kp
Dengan Kp adalah suku penguatan proporsional.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
113
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Apapun mekanisme sebenarnya dan apapu bentuk gaya operasi kontroler
proporsional pada dasarnya suatu penguat dengan penguatan yang bisa disetel.
Koreksi yang dihasilkan olh kontroler proporsional ini berbanding lurus dengan error
yang terjadi.
Kontrol Integral
Pada kontroler dengan aksi kontrol integral nilai masukan kontroler u(t)
diubah pada laju proporsional dari sinyal pembangkit kesalahan e(t). sehingga :
du(t )dt
=K ie (t)
Dengan Ki adalah konstanta yang dapat diubah.Fungsi transfer dari kontroler
integral ini adalah :
U (s)E(s)
=K p(1+ 1T i s
)
Jika nilai e(t) ada dua, maka nilai u(t) bervariasi dua kali secara cepat. Untuk
pembangkit kesalahan nol, nilai u(t) tetap konstan. Aksi kontrol integral biasanya
disebut kontrol reset karena setelah sekali load berubah, kontrol ini akan
mengembalikan variable yang dikontrol ke set point dan menghilangkan offset.
Kontrol Integral ditujukan untuk menghilangkan offset yang tidak bisa dihilangkan
oleh kontrol proporsional. Alasan kontrol proporsional harus menghasilkan offset
adalah karena kontrol ini mengabaikan error sebelum-sebelumnya atau kontrol ini
mengabaikan massa atau energy yang seharusnya ada tapi tidak dimasukan kedalam
proses. Mode integral ini akan secara kontinyu mengecek error sebelum-sebelumnya
dengan mengintegrasikan area dibawah kurva error dan menghilangkan offset dengan
menambah massa atau energy yang seharusnya ada.
Kontrol Mode Derivative
Jika mode proportional mempertimbangkan proses error saat itu saja dan mode
integral mempertimbangkan error error sebelumnya, mode derivative ini lebih
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
114
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
mengantisipasi keadaan yang akan terjadi. Tujuan mode derivative ini adalah untuk
memprediksi proses error sebelum berubah dan mengambil tindakan korektif sebelum
terjadinya error.
Kontrol Mode PID ( Proportional Integral Derivative)
Kontrol proporsional – Integral – Derivative adalah kontrol yang paling
kompleks dari ketiganya. Secara teeory , kontroler PID dapat memberi hasil kontrol
yang yang lebih baik, namun faktanya keuntungan dari kontrol PID ini sulit didapat
karena sulitnya menentukan parameter tunning yang benar. Penambahan penambahan
mode derivative pada kontroler PI biasanya dispesifikasikan sebagai pengimbang,
bukan sebagai pelambat proses.
Kontrol PID biasanya banyak dipakai untuk proses industri untuk mengontrol
variabel lambat seperti suhu, pH, dan variabel yang lain. Persamaan ketiga kombinasi
ini adalah
u (t )=K p e ( t )+K p
T i∫
0
t
e (t ) dt+K p T d
de (t )dt
Dengan fungsi transfer sebagai berikut :
U (s)E(s)
=K p(1+ 1T i s
+T d s)
4.4.7 Tunning Ziegler Nichols
Penalaan pengendali PID adalah mencari nilai Kp, Ki, dan Kd. Ada beberapa
metode penalaan yang dapat digunakan, salah satunya adalah metode Ziegler-Nichols.
Metode dasar penalaan Ziegler-Nichols dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
A. Open Loop test Ziegler-Nichols
Metode ini tetap menjadi teknik yang populer untuk tuning kontroler yang
menggunakan proporsional, integral, dan derivative . The Ziegler-Nichols metode
loop terbuka juga disebut sebagai metode reaksi proses, karena hal itu akan menguji
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
115
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
reaksi loop terbuka dari proses untuk perubahan dalam kontrol variabel output. Tes
dasar ini mensyaratkan bahwa respon dari sistem disimpan, sebaiknya dengan plotter
atau komputer. Setelah nilai respon proses tertentu ditemukan, mereka dapat dipasang
ke dalam persamaan Ziegler-Nichols dengan konstanta multiplier khusus untuk
keuntungan controller dengan baik P, PI, atau tindakan PID.
Gambar 4.4 Kurva Open Loop
Parameter-parameter yang didapat dari kurva reaksi digunakan untuk
menentukan parameter parameter pengendali PID berdasarkan tetapan empiris
Zielger-Nichols. Formula untuk parameter pengendali menggunakan metode kurva
reaksi ditabelkan pada Tabel 4.1
Open Loop Test
Pengontrol dalam mode manual
Close Loop Test
Pengontrol dalam Mode Automatis
Untuk PI Pengontrol
100
PB
_______________0.9_____________
DT (Dead Time)x RR (Response Rate)PB 2 x ultimate PB*
TI 3.3 X Dead Time DT TITn *
1.2
Untuk PID Pengontrol
100 _______________1.2_______________ PB 1.66 X ultimate PB*
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
116
PVA1 A2
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
PB DT (Dead Time) DT X RR (Respon Rate)
TI 2 x DT (Dead Time) TITn*
2
TD 0.5 x DT (Dead Time) TDTn*
8
Untuk P Pengontrol
100
PB
________________1______________
DT(Dead Time) x Response Rate (RR)PB 2 x Ultimate PB*
Tabel 4.1 Tabel Formula Ziegler Nichols
B. Closed Loop Ziegler-Nichols
Pada metode ini, penalaan dilakukan dalam Closed Loop dimana masukan
referensi yang digunakan adalah fungsi tangga (step). Pengendali pada metode ini
hanya pengendali proporsional.
Gambar 4.5 Sistem berosilasi dengan stabil
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
117
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Setelah mendapatkan grafik diatas maka kita dapat menghitung nilai Kp, Ti,
Td. Dengan cara menghitung waktu osilasi 1 gelombang dan itu merupakan nilai dari
Tn.
4.5 Tuning Kontrol Outflow Pada Boler Drum dengan Metode Ziegler – Nichols
Pada Boiler Drum ini memiliki 1 loop kontrol Outflow , yang mengatur
ketinggian level air pada tanki 11 (T11). Disini kami hanya mengangkat proses kontrol
Outflow karena terdapat kerusakan pada proses Inflow pada Boiler Drum di Pusdiklat
Migas Cepu. Seperti halnya satu loop proses, kontrol level pada Boiler Drum ini juga
memiliki 1 loop diagram proses yaitu memiliki kontroler, final kontrol elemen, proses,
elemen sensor dan transmitter.
Berikut adalah loop proses kontrol Outflow pada Boiler Drum di Pusdiklat Migas
Cepu:
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
118
FIC 12FCV 12Tanki 12
Orifice FT 11Tanki 11
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 4.6 Proses Kontrol Outflow
Berikut penjelasan 1 loop kontrol outflow pada Boiler Drum.
Gambar 4.7 P&ID proses kontrol outflow pada boiler drum
Proses Outflow atau aliran air keluar dari Tanki 11 menuju Tanki 12. Tanki
yang telibat dalam loop kontrol outflow ini adalah Tanki 11 dan Tanki 12. Air keluar
dari Tanki 11 di pompa dengan P11 melalui kontrol valve (TCV 11) kemudian
melewati Heat Exchanger dan berakhir di Tanki 12. Saat air dipompa oleh P 11 air
melewati Flow Element berupa orifice. Dari Orifice didapatkan keluaran berupa
perbedaan tekanan, dari perbedaan tekanan ini akan terukur debit air. Keluaran dari
Orifice kemudian diteruskan menuju transmitter, untuk kemudian dikirimkan ke
kontroler. Transmitter ini mengubah keluaran orifice menjadi sinyal elektrik berupa
arus listrik 4-20 mA yang bisa dibaca oleh kontroler FIC 12. Kontroler (FIC 12) inilah
yang akan mengontrol bukaan kontrol valve TCV 11. Keluaran FIC 12 yang berupa
sinyal elektrik tidak dapat dibaca oleh kontrol valve sehingga harus diubah oleh I/P
converter menjadi sinyal berupa tekanan sebesar 3-15 psi. Sinyal pneumatik ini yang
kemudian dibaca oleh kontrol valve TCV 11 sebagai bukaan valve sehingga air dapat
mengalir ke Tanki 12.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
119
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Langkah-langkah Tuning Metode Closed Loop (Outflow) :
1. Hapuskan mode Integral kontrol dan mode Derivative kontrol. Hanya
menggunakan mode Proporsional kontrol. Dengan cara memasukkan nilai:
PB% = 400%, TI secs =MAX.secs, TD sec=0 sec
2. Masukan gangguan dengan cara mengubah nilai SV disekitar nilai yang biasa
digunakan. Controller harus berada dalam mode AUTO (A) selama gangguan
dimasukkan. Rekam respon yang didapatkan dengan cara menghidupkan recorder
(LFTR11).
3. Jika PV nilainya terlalu jauh dengan SV, maka atur MV dalam mode MANUAL
(M) untuk mendekatkan PV terhadap SV. Jika sudah tidak terlalu jauh maka
kembalikan ke mode AUTO (A).
4. Jika tidak muncul osilasi, maka turunkan PB setengah dari PB awal. jika PB sudah
terlalu kecil maka ubah nilai gangguannya SV
5. Ulangi langkah 4 sampai mendapatkan osilasi yang seragam.
6. Setelah mendapatkan osilasi yang seragam. Ambil hasil rekam respon lalu hitung
Tn* untuk mendapatkan nilai TI dan PB
7. Masukan hasil yang didapatkan dalam controller lalu gunakan mode AUTO (A)
8. Jika PV=SV menandakan bahwa errornya NOL
9. Untuk memastikan tuning yang dilakukan tepat maka diberi gangguan berupa test
step, bisa berupa step MV.
Perhitungan dan Pembahasan Motode Closed Loop
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
120
Osilasi
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Gambar 4.8 Hasil Data Record Proses kontrol outflow dengan metode close loop
Kecepatan recorder : 500 mm/ jam
Tn* = 5,4 s (waktu tempuh puncak-kepuncak gelombang yang sedang berosilasi)
PB* = 7,1 %
PB = 2,2 x PB* = 2,2 x 7,1 = 15,62 %
SV = 3,22 kg/m3
1Reset
= TI = 0,83 x Tn* = 0,83 x 5,4 s = 4,48 s
Seperti halnya tuning level pada pembahasan yang sebelumnya, tuning flow
ini juga bertujuan untuk mendapatkan kestabilan, yaitu saat PV=SV. Namun pada
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
121
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
tugas khusus kali ini proses flow yang kami ambil adalah proses kontrol outflow,
karena terjadi kerusakan pada pompa untuk proses kontrol inflow.
Tuning kontrol outflow dengan metode Ziegler-Nichols ini menggunakan
metode Close Loop. Untuk men-tuning outflow kami menggunakan metode close
loop, karena kapasitas elementnya lebih dari 1 (multiple) . untuk mengetahui
kapasitas flow dapat dilihat dari tabel dibawah ini :
Elements Flow Liquid
Pressure
Gas
Pressure
Level Temperature
Vapour
Composition
Dead
Time
No No No Yes Yes
Capacity Multiple,
Negligible
Single Single Multiple Multiple
Noise Yes No Yes No Yes
Linearity Linear/
Square
Linear/
Non-Linear
Linear Non-Linear Linear/Log
Period 1-10 sec Sec/2 mins Secs Mins/hours Mins/hours
PB 50-500% 0-30% 0-50% 10-100% 100-1000%
Ti Yes OK OK Yes Yes
TD No No No Yes Yes
Tabel 4.2 Proses Kontrol Loop
Tuning Outlow ini juga menggunakan perhitungan untuk kontrol PI saja dan
tidak membutuhkan faktor derivative karena proses kontrol flow merupakan proses
kontrol dengan respon yang cepat. Dari perhitungan tuning dengan metode Ziegler –
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
122
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Nichols metode close loop, didapatkan bahwa nilai PB hasil tuning sebesar 15,62 % ,
TI ( Time Integral) sebesar 4,48s, dan besar SV sebesar 3,22%.
BAB V
PENUTUP
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
123
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Demikian laporan ini dibuat berdasarkan kerja praktek yang dilakukan di
PUSDIKLAT MIGAS CEPU selama kurang lebih satu bulan. Kegiatan ini difokuskan pada
dua tempat yaitu orientasi umum dan kegiatan diLaboratorium Instrumentasi.
Manfaat yang didapat dari kegiatan ini sangat membantu mahasiswa. Dalam waktu
satu bulan ini banyak pengalaman berharga yang dapat digunakan sebagai persiapan menuju
era global yang penuh saingan. Lingkungan yang memadai ditambah dengan keramahan –
keramahan personil yang bekerja didalamnya membuat kegiatan ini berjalan dengan lancar.
4.1. Kesimpulan
Dari hasil pelaksanaan Praktik Kerja Lapang di Pusdiklat Migas Cepu, diperoleh
kesimpulan sebagai berikut:
1. Pusat pendidikan dan pelatihan minyak dan gas bumi (Pusdiklat Migas) Cepu
mempunyai tugas melaksanakan pendidikan dan pelatihan bidang minyak dan gas
bumi.
2. Pusdiklat Migas Cepu mempunyai laboratorium Sarana dan Bengkel Instrumentasi
yang merupakan sarana untuk mempelajari pengembangan sistem instrumentasi dan
pengaturan proses yang diterapkan dalam bidang perminyakan dan gas bumi.
3. Proses pengolahan secara distilasi atmospherik di Pusdiklat Migas menghasilkan
petrasol CA, CB, CC, Solar dan Residu..
4. Instrumentasi mempunyai beberapa fungsi yaitu, measurement, control dan safety.
5. Elemen-elemen control adalah sensor, transmitter, controller dan elemen final
(control valve).
6. Besaran besaran yang mendominasi proses adalah temperature, pressure, flow dan
level.
7. Simulator Boiler Drum – Heat Exchanger Proses Kontrol Training System memiliki
proses pengontrolan level, flow dan suhu.
8. Untuk mendapatkan kestabilan dari sebuah sistem, maka dilakukanlah tuning pada
parameter – parameter kontroler.
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
124
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
9. Tuning pengontrol merupakan proses menentukan parameter pengontrol untuk
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Salah satunya dengan metode Ziegler –
Nichols.
10. Metode tuning Ziegler Nichols merupaka metode tuning untuk menentukan nilai
proposional gain (kp), integral tine (TI), derivative time (Td) berdasarkan
karakteristik respon transientdari sebuah sistem.
11. Metode tuning Ziegler – Nichols memiliki 2 metode perhitungan yaitu metode open
loop dan metode close loop
4.2. Saran
Saran yang dapat diberikan setelah kami melakukan praktek kerja lapang di Pusdiklat Migas
ini adalah :
1. Untuk meningkatkan mutu dan kemajuan pendidikan sebaiknya pusdiklat mulai
menambah hubungan kerjasama dengan instansi.
2. Perlengkapan belajar mengajar lebih diperhatikan, seperti Jobsheet untuk melakukan
praktikum.
3. Penambahan buku-buku referensi instrumentasi,
4. Penambahan laporan Praktek Kerja Lapang yang terbaru sebagai pedoman untuk
membanu pembuatan laporan PKL yang lain.
5. Instrument yang digunakan untuk proses percobaan diperbanyak, baik jumlah maupun
jenisnya, serta perbaikan untuk beberapa jenis alat yang rusak.
DAFTAR PUSTAKA
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
125
Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu
Anynomous. 1997. Training Notes Model BDT 921. Malaysia:Petaling Jaya
Liptak, Bella G. 1999 . Process Control . US:CRC Press
Ogata, Katshuhiko. 2002. Modern Control Engineering Fourth Edition. USA:Prentice-Hall Inc.
Setiawan, Iwan. 2008. Control PID untuk Proses Industri. Jakarta:Alex Media Komputindo.
Smith, Peter.2004 . Valve Selection Handbook 5th . UK:British Library Catalogue
Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015
126