Slide 1

PENGENDALIANPROSES TK 41323SKSPUSTAKACoughanowr (1991), Process System Analysis and Control, 2nd Ed., McGraw-Hill Book Co. Inc., New YorkStephanopoulos (1984), Chemical Process Control, Prantice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.Seborg et. al. (1998), Process Dynamic and Control, 2nd Ed., John Wiley and Sons, New York.Hasil PembelajaranMemahami tujuan pengendalian prosesMampu menjelaskan perilaku dinamik sistem pemrosesMampu merancang sistem pengendalian prosesPENDAHULUANRangkaian dari satuan-satuan pemroses yang dihubungkan satu sama lain secara sistematik dan logis. Pabrik KimiaTujuan Pabrik KimiaMengkonversi bahan-bahan mentah tertentu menjadi satu atau beberapa jenis produk, menggunakan sumber energi yang tersedia dengan cara yang seekonomis mungkin.keselamatan kerja 2. spesifikasi produksi3. peraturan lingkungan hidup4. kendala-kendala operasional 5. keekonomisanPersyaratan pengoperasian pabrik kimiaMenekan pengaruh gangguan dari lingkungan2. Menjamin kestabilan proses 3. Mengoptimalkan kinerja proses.Tujuan pengendalianSistem pengendalian diperlukan, untuk melakukan perubahan yang tepat pada proses, agar efek merugikan yang mungkin timbul dari adanya gangguan, dapat diminimumkan. Menekan pengaruh gangguan dari luarTangki pemanas berpengadukw ,Tiw, TkukusProses dikatakan steady state jika tidak ada variabel yang berubah terhadap waktu.Pada steady state tertentu, neraca energi proses pemanasan dapat dituliskan:qs = w C (Ts Ti,s)Jika tidak ada yang dapat mengubah kondisi proses, proses dapat ditinggalkan tanpa dikendalikanTangki pemanas berpengadukw ,Tiw, TkukusJika terjadi perubahan suhu di aliran masuk, maka akan terjadi perubahan suhu pada aliran keluarBerapa besar laju alir kukus harus diubah agar suhu aliran keluar kembali ke suhu yang diinginkan?Tindakan operatormengukur suhu Membandingkan suhu hasil pengukuran dengan suhu yang diinginkanMemperbesar/memperkecil aliran kukus pemanas

Sistem pengendalian tangki pemanascPengendaliBagaimana menentukan perubahan laju alir kukus?

TSet pointTsp +w,Tiw, TkukushTermokopelPengendali mengatur bukaan kerangan (c) berdasarkan informasi dari komparator ()

komputeralat ukur (sensor)alur transmisikomparatorpengendali5. alat kendali akhirPeralatan sistem pengendalianNeraca energi tangki pemanasw ,Tiw, TkukusT referensi = 0

(b) Sistem pengendalian umpan majuSistem pengendalian tangki pemanasF, TTSet pointTsp cPengendaliw, Ti+kukusTermokopelhSistem pengendalian aras cairanhSet pointhsp cPengendaliFmF+dif. pressurehhSet pointhsp cdif. pressureFiF+hSistem pengendalian aras cairanpengendaliTSet pointTsp cPengendaliFm,TmF, T+STermokopelhSistem pengendalian tangki pemanas(a) Sistem pengendalian umpan balikSistem pengendalian tangki pemanasTSet pointTsp cPengendaliFm,TmF, T+STermokopelhPengendaliAlat kendali akhirProsesSensoryspdycmymMenjamin Kestabilan Prosesxyttstabiltidak stabilFm, Tm, cAmFck, TckF, T, cAFc, TcMenjamin Kestabilan ProsesReaktor eksotermQQ2Q2P3P2P1T T1 T2 T2 T3 Panas diserap coolerQ = U A (T TS)Panas hasil reaksi

Menjamin Kestabilan ProsesQQ2Q2P3P2P1T T1 T2 T2 T3 T3T3Menjamin Kestabilan ProsesQQ3Q2P3P2P1T T1 T2 T2 T3 T3T2T2T1Menjamin Kestabilan ProsesMengoptimasikan kinerja prosesMembawa operasi ke keadaan yang memungkinkan sistem produksi menghasilkan keuntungan yang lebih baik. Tujuan tersebut dapat dicapai menggunakan pengendali dan operator pabrik.Mengoptimasikan kinerja prosesContoh 1.3 Optimalisasi kinerja reaktor batchPerhatikan reaksi paralel endotermik order 1: A B C yang dilangsungkan dalam reaktor curah (batch). Kalor yang diperlukan untuk reaksi disalurkan melalui selimut sekeliling reaktor (Gambar 1.10). Produk yang diinginkan adalah B Mengoptimasikan kinerja prosesTujuan ekonomi pengoperasian reaktor batch tersebut adalah untuk memaksimalkan keuntungan dengan rentang waktu tR.

{[hasil jual B]-[biaya kukus]} dt - [biaya pembelian A] = Mengoptimasikan kinerja proses Bagaimana mengubah laju pemanasan Q(t) terhadap waktu agar keuntungan maksimal. Tinjau dua kondisi berlawanan yang berkaitan dengan Q(t).Jika laju alir kukus dijaga pada harga terrendah (Q(t) = 0) selama reaksi berlangsung, maka tidak perlu biaya kukus, tetapi tidak akan diperoleh B. Jika Q(t) dialirkan sebesar mungkin selama selang waktu tR, maka temperatur campuran reaksi akan maksimum. Mengoptimasikan kinerja proses Jika pada keadaan awal CA besar, maka perolehan B akan besar, tetapi biaya kukus menjadi besar pula. Kenaikan konsentrasi B selama reaksi berlangsung, akan diikuti oleh kenaikan konsentrasi C. Konsekwensinya pada bagian akhir reaksi, temperatur harus diturunkan sehingga laju alir kukus perlu diperkecil.Mengoptimasikan kinerja proses Kedua kasus ekstrim tersebut menunjukkan bahwa selama reaksi berlangsung, Q(t) harus divariasikan diantara harga tertinggi dengan terrendah. Bagaimana cara memvariasikan Q(t) untuk memaksimalkan keuntungan, bukan hal yang mudah, tetapi merupakan penyelesaian persoalan optimasi.QQmaxt