LABORATORIUM PENGENDALIAN PROSES

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL : Konfigurasi Suhu dan Level

PEMBIMBING : Umar Khayam

Tanggl Praktikum: 15 April 2015

Penyerahan Laporan: 15 Mei 2015

Oleh

Nama : Rima Agustin Merdekawati

Kelas : 2A

Kelompok : 8 (delapan)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

DATA PENGAMATAN

1. Data Pengamatan Konfigurasi Pengendalian Suhu

Tabel 1 Alat yang terlibat

Simbol Fungsi Deskripsi Tipe Material Keterangan

Untuk mengukur laju alir air CondenserStainless Local

FI-4 pendingin yang masuk ke Cooling RotameterSteel Indication

kondensor Water

Untuk mengatur laju alir airCondenser

pendingin secara otomatisCooling Stainless Switching of

F-5 karena dihubungkan dengan A 3 U exWater Steel Valve V3

laju steam yang masuk keAbsorber

FFE

Untuk mengukur temperatur Condenser7HC108- Stainless

TR-1 air pendingin yang masuk ke Water -10A11 Steel

kondensor Supply

Untuk mengukur temperaturCondenser

Outlet DURAN LocalTI-22 distilat yang keluar dari Mercury

Distillate Glases Indicationkondensor

Temp

Untuk mengukukur

temperatur pada kondensor CondenserDURAN Local

TIA-21 dimana jika suhunya terlalu Vent High MercuryGlases Indication

tinggi maka alarm akan Alarm

menyala.

Condenser

Untuk mengukur suhu air Water7HC108- Stainless

Control of

TRC-3 pendingin yang keluar dari Outlet Cooling10A11 Steel

kondensor. Water

Untuk mengatur laju alir air CondenserH77159-

Pneumatic

V 1 pendingin yang masuk ke Cooling GG 25 ControlA10

kondensor Water Valve

EvaporatorSolenoid

V 4 Mensuplai uap ke evaporator Steam - -Valve

Supply

W 1Tempat berlangsungnya

CondenserShell and DURAN

proses Tube GlasesDN 200

Tabel 2 Unit-unit yang terlibat dalam proses

No Unit Nama Alat Spek

1.Unit

Kondensor -Proses

UnitTermometer PT10

2. Pengukur(TR1) 0

an

Inner

3.Unit temperature

-Kendali of reactor

(TRC3)

Unit4. Pengubah Transduser

Sinyal

UnitControl

5. Kendali -valve (V1)

Akhir

Masukkan Keluaran

Nama Jenis Nama JenisVariabel Besaran Variabel Besaran

MVLaju alir

PV Suhuair masuk

PV Suhu

Sinyal Sinyal

Pengukuran elektrik

Sinyal

Sinyal Sinyal Sinyal

pengukuran elektrik kendali elektrik

SinyalSinyal Sinyal Sinyal

kendali elektrik kendali pneumatik

Sinyal SinyalMV

Laju alir airkendali pneumatik pendingin

Gambar 1. Rangkaian Plant Destilasi\

Gangguan

Unit Unit Proses- e Unit u Kendali m

(Kondensor) cr Kendali+

Sensor danTransmitter Suhu

y

Gambar 2. Diagram Blok Pengendalian Suhu pada Plant Destilasi

Keterangan :

c = variabel proses (PV) terkendali

y = variabel proses (PV) terukur

r = setpoint (SP)

e = error (y-r)

u = sinyal kendali (controller output)

m = manipulated variable (MV)

1.1 Contoh Aplikasi Pengendalian Suhu pada Plate Heat Exchanger

Nama Bagian Alat Gambar

Rangkaian Plant PlateHeat Exchanger

Pengendali Proses

Water bath sebagaiManipulated Variable

Plant Plate Heat Exchanger tampak

depan

Plant Plate Heat Exchanger tampak

belakang

Tempat terjadinya proses perpindahan

panas.

Katup Solenoid sebagai final control element

2. Data Pengamatan Konfigurasi Pengendalian Level

Skema Percobaan

P.C.

PR1

P/I Noise

FL

V1 EV1

V2

VM

Turb

Pump

2.2 Tabulasi

No Unit NamaAlatSpesifikasi Sinyal Masuk Sinyal Keluar

/Kapasitas Variabel Jenis/Besaran Variabel Jenis/Besraan

1 Unit Proses Pipa Merk : Didacta MV Aliran Masuk PV Aliran Air

2 Unit Pengukuran TurbinmeterPengukuran 0-

PV Aliran Air Sinyal pengukuran Sinyal elektrik100%

CRF (FlowMerk : Didacta

3 Unit Kendali Regulation Sinyal pengukuran Sinyal elektrik Sinyal Kendali Sinyal ElektrikItaly

Control)

Unit PengubahSpirano Italy

Sinyal4 Transducer I/P 4-20 mA Sinyal kendali Sinyal elektrik Sinyal kendali

Sinyal Pneumatik20-100 kPa

Pneumatic

control valve

Type : M 77159

Material :Sinyal

5 Unit Kendali Akhir Control Valve 6625,stainless Sinyal kendali MV Aliran MasukPneumatik

steel

Remarks : DN 15

KVs : 4.0

Diameter:28cm

2.3 Diagram Pengendalian Proses

- Diagram Blok Konfigurasi Pengendalian Aliran

Gangguan ( P, T, C)

(CRF, PC)Sinyal kendali MV

Set point (sinyal elektrik) Control valve(Flow in)

PVUnit kendali Unit kendali akhir Unit Proses (Flow)

+-

(Tranducer, Transmiiter)

Sinyal pengukuran (sinyal elektrik) Flow nyataUnit pengukuran

- Diagram Instrumentasi Pengendalian Aliran

SinyalGangguan (level P, T)

+ Errorkendali

MV Flow terukurSetPoint

(PV)

-Unit kendali akhir Unit proses

Unit kendali (controller)(control valve)

Flowlevel & turbin flowlevel

Sinyal pengukuran

2.4 Hasil Praktikum

a. Unit proses adalah unit tempat berlangsungnya proses yang akan dikendalikan dalam system

pengendalian proses. Pada sistem di atas yang merupakan unit proses adalah pipa. Aliran yang

menuju ke dan keluar dari pipa inilah yang akan dikendalikan agar besarnya sesuai dengan set

point yang telah ditentukan. Variable yang dikendalikan disebut variable proses.

b. Unit pengukuran berfungsi untuk mengukur variable proses, yang kemudian dikirim ke unit

kendali. Unit pengukuran dapat terdiri dari sensor atau/dan transmitter. Pada system di atas, yang

merupakan unit pengukuran adalah turbinmeter. Sinyal yang masuk pada unit pengukuran adalah

aliran air (pneumatic), yang kemudian diubah menjadi sinyal elektrik.

c. Manometer pada bagian ini bukan merupakan unit dari suatu pengendalian proses, tetapi hanya

sebagai Local Indicator.

d. Unit kendali merupakan unit yang menerima dan pengolahan sinyal yang dikirim oleh unit

pengukuran. Pada unit ini nilai yang didapat dari hasil pengukuran akan dibandingkan dengan

nilai set point. Setelah membandingkannya, unit pengendali akan memberikan perintah pada unit

kendali akhir untuk melakukan eksekusi.

e. Unit kendali akhir merupakan unit yang akan melakukan tindakan akhir sesuai dengan perintah

dari unit kendali. Pada pengendalian tekanan unit kendali akhi berupa control valve. Cara kerja

control valve yaitu dengan dengan membuka atau menutup katup sehingga laju alir akan naik atau

turun.

3. Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan konfigurasi pengendalian suhu dan level yang bertujuan untuk mengidentifikasi unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses dan variabel-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses dan media transmisinya serta menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses. Pengendalian proses perlu dilakukan untuk mengendalikan satu atau beberapa variabel agar terjaga pada nilai yang dikehendaki atau yang diinginkan.

Pada konfigurasi pengendalian suhu, pengamatan dilakukan pada plant distilasi. Prinsip kerjanya adalah pengendalian otomatik, dimana suhu air keluar kondensor dikendalikan dengan mengatur laju alir air pendingin yang masuk ke dalam kondensor. Suhu yang dikendalikan (PV) adalah suhu dalam kondensor. Dengan demikian, kondensor merupakan unit proses dalam pengendalian. Unit proses ialah tempat berlangsungnya suatu proses. Temperature transmitter akan mengukur secara langsung suhu dalam kondensor dan mengirimkan sinyal hasil pengukuran ke pengendali. Transmitter berperan sebagai unit pengukuran atau unit yang berfungsi untuk mengukur PV. Hasil pengukuran kemudian dikirimkan ke unit kendali. Karena pengendali hanya dapat

membaca dan bekerja dengan sinyal listrik, untuk itu diperlukan alat yang dapat mengubah atau menerjemahkan sinyal pengukuran suhu (besaran fisik) menjadi sinyal listrik. Alat tersebut adalah transducer yang akan mengubah suhu menjadi sinyal listrik.

Sinyal pertama kali bergerak dari transducer yang mengukur suhu di dalam reaktor menuju pengendali. Setelah dibandingkan dan dievaluasi, pengendali akan mengirim sinyal ke control valve pneumatic yang akan merubah besarnya bukaan valve dan mengatur laju alir pemanas yang diberikan ke reactor. Sinyal yang diberikan pengendali ke control valve merupakan sinyal listrik, sedang control valve adalah jenis valve yang bekerja dengan udara tekan. Oleh karena itu diperlukan alat yang akan menerjemahkan sinyal listrik tersebut menjadi udara tekan yang dapat menggerakan pneumatic sesuai dengan perintah dari pengendali. Alat penerjemah tersebut adalah I/P converter yang akan mengubah sinyal listrik menjadi tekanan udara.

Pada konfigurasi pengendalian level, yang berfungsi sebagai PV adalah ketinggian level. Dengan

demikian, tangki merupakan unit proses dalam pengendalian ini. Di dalam tangki terdapat indikator

level berskala yang berfungsi untuk mengukur level cairan di dalam tangki sebagai aliran masuk.

Tetapi, indikator bukan sebagai unit pengukuran, hanya berfungsi untuk membaca level tanpa

adanya sinyal keluaran. Unit pengukuran dalam pengendalian ini adalah Level Transmitter. Level

transmitter mengukur level cairan dalam tangki secara tidak langsung karena yang sebenarnya

terukur adalah tekanan hidrostatis cairan dalam tangki yang akan sebanding dengan perubahan level

cairan tersebut di dalam tangki. Sinyal dari Level Transmitter akan diterima oleh CRL. CRL

berfungsi untuk membandingkan hasil pengukuran dari PV dengan SP untuk kemudian memberikan

perintah ke unit pengendali akhir. Karena pengendali hanya dapat bekerja dengan sinyal elektrik

maka diperlukan Transducer P/I untuk mengubah sinyal pengukuran level menjadi sinyal elektrik.

Transducer ini akan mengubah tekanan hisrostatis yang menunjukan level menjadi sinyal listrik.

Unit kendali akhir dalam pengendalian ini adalah control valve yang berfungsi untuk melakukan

tindakan koreksi yang diperintahkan oleh unit kendali. Tindakan yang dilakukan yaitu memperbesar

atau memperkecil bukaan valve.

Sinyal pertama kali berasal dari transduser yang mengukur level di dalam tangki melalui tekanan

hidrostatisnya. Dari transducer, sinyal dikirim menuju ke CRL (pengendali) untuk dibandingkan

dengan set point dan untuk dievaluasi. Sinyal listrik ini diubah terlebih dahulu oleh Transduser I/P

(I/P Converter) menjadi sinyal pneumatic Transduser ini dilengkapi dengan udara tekan yang dapat

menggerakan control valve pneumatik sesuai dengan perintah dari pengendali (mengatur besarnya

bukaan valve dan mengatur aliran masuk ke dalam tangki). Tugas control valve disini adalah

memanipulasi variable (MV) agar nilai PV sama dengan SP. Dari valve terus menyampaikan ke

CRL dan begitu seterusnya agar sistem operasi berjalan dengan optimal.

Daftar Pustaka

Irwan, Bambang Sutopo. Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan AT89S51 dengan Tampilan di PC.

Recommended Practice for Analysis, Design, Installation, and Testing of Basic Surface Safety Systems for Offshore Production Plattforms. American Petroleum Institute. March 2001. [ed.] Seventh Edition. s.l. : API, March 2001.

Trisanto, Agus, Santosa, Yomas Andhika and S.P, R. Arum. Monitoring Pengendalian Level Cairan Jarak Jauh Berbasis WEB.

Zulhendri, Agus, Trisanto, Agus and Nasullah, Emir. 2012. Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Level Cairan dengan LabView Berbasis Mikrokontroler Mbed NXP LPC1768. 1, Januari 2012, Vol. 1