tuning outflow menggunakan teori nichol ziegler

Laporan Praktik Kerja Lapang Pusdiklat Migas Cepu

HALAMAN JUDUL

Program Studi Instrumentasi Universitas Brawijaya 2015

i


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 :


ii

Pembimbing Lapang

Arsyadi Hidayat, AMd NIP 197502082006041001

Mengetahui,Kepala LaboratoriumBengkel Instrumentasi

Mariana, AmdNIP 197903312006041001


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.


iii

http://fisika.ub.ac.id/jurusan/?page_id=1408&iser_id=39


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


iv


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


v


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


vi


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


vii


4.1. Kesimpulan..............................................................................................................124

4.2. Saran........................................................................................................................125

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................126


viii


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


ix


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


x


DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Kurva Reaksi 57

Tabel 4.1.Formula Ziegler-Nichols 117

Tabel 4.2.Proses Kontrol Loop 122


xi


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


1


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


2


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.


3


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.


4


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.


5


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


6


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.


7


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.


8


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


9


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.


10


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.


11


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


12


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 :


13


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


14


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.


15


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


16


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


17


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


18


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


19


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


20


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


21


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.


22


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


23


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


24


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.


25


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.


26


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.


27


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.


28


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


29


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.


30


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.


31


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.


32


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


33


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


34


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


35


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)


36


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:


37


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.


38


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


39


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:


40


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


41


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.


42


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.


43


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)


44


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.


45


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.


46


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.


47


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


48


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.


49


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.


50


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


51


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.


52


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.


53


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


54


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


55


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.


56


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


57


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.


58


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


59


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


60


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


61


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.


62


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 :


63


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)


64


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 :


65


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


66


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


67


(%)

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


68


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


69


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


70


2. Multimeter

3. Breaker Glass

4. Hot Plate

5. Handler Stand

6. Termometer Gelas

D. Gambar Percobaan

Gambar Rangkaian RTD

Gambar HotPlate


71


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


72


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


73


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


74


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).


75

http://id.wikipedia.org/wiki/Tegangan_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronika


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)


76

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Thomas_Johann_Seebeck&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Estonia

http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawan


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


77


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.


78


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.


79


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


80


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


81


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


82


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


83


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


84


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


85


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)


86


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


87

https://ekoharsono.files.wordpress.com/2012/08/karakteristik-aliran.png


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


88


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%


89


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


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


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


91


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


92


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.


93


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


94


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.


95


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


PB (%) SV (%) PV (%)


ErrorMV

ErrorMV


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


96


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


PB (%) SV (%) PV (%)


ErrorMV

ErrorMV


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


PB (%) SV (%) PV (%)


ErrorMV

ErrorMV


100 50 10 40 106.3 115 -40 26.3 35

100 50 20 30 96.7 105 -30 36.3 45


97


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%.


98


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


99


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.


100


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


101


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


102


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%


103


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


104


PB (%) SV (%) PV (%)

Reverse (%) Direct

Error

Waktu Ke MV

Max atau Min Error

Waktu Ke MV

Max atau Min


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


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


105


PB (%) SV (%) PV (%)

Reverse (%) Direct

Error

Waktu Ke MV

Max atau Min Error

Waktu Ke MV

Max atau Min


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


106


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


107


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?


108


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


109


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


110


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)


111


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).


112


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.


113


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


114


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


115


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*


116

PVA1 A2


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


117


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:


118

FIC 12FCV 12Tanki 12

Orifice FT 11Tanki 11


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.


119


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


120

Osilasi


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


121


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 –


122


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


123


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.


124


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


125


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


126

tuning outflow menggunakan teori nichol ziegler

Documents