LAPORAN TETAPPENGENDALIAN PROSES

PC- 10 (1,2)

Disusun Oleh: Kelompok 3Kelas 5 KD

Nama: 1. Maryama Nancy Hidayat (061330401015)2. Mega Silvia (061330401016)3. Millahi Nursyafa’ah (061330401017)4. Muhammad Dody Afrilyana (061330401018)5. Rena Nuryana (061330401019)6. Siti Nurjanah (061330401025)7. Tri Utami Putri (061330401026)

Instruktur: Ir. Elina Margaretty.,M.Si

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYAJURUSAN TEKNIK KIMIA

2015

Percobaan 1:

KALIBRASI VOLTMETER DAN PROCESS CONTROLLER

I. Tujuan

1. Mengkalibrasi voltmeter dan process controller pada alat PC10

2. Mengubah setting variabel pada process controller.

II. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan :

1. Alat PC10 + trimtool

2. Kabel penghubung 4 pasang

III. Dasar Teori

Alat PC10 setiap akan digunakan haruslah diperiksa kondisinya agar alat

tersebut dapat dipergunakan dan memberikan hasil pengukuran dan pembacaan yang

benar. Pemeriksaan dilakukan dengan melakukan kalibrasi terhadap voltmeter dan

terhadap process controller.

Input dan output pada alat PC10 umumnya adalah arus listrik dalam rentang 4

mA-20mA, namun alat PC10 ini juga dirancang untuk dapat dipergunakan bersamaan

dengan alat PC13 (aksesori pengendali temperatur) dan alat PC14 (aksesori pengendali

tekanan) sehingga juga dapat menerima input dalam bentuk tekanan (psig) maupun

temperature (oC). Sedangkan output pada alat PC10 dapat berupa arus listrik 4 mA – 20

mA dan tegangan listrik 0 volt – 1 volt. Listrik yang dipergunakan alat PC10 adalah

listrik PLN 220 volt (240 VAC), yang oleh alat PC10 menjadi sumber output 4 mA – 20

mA, soket 24 VAC maupun soket 240 VAC.

Kalibrasi pada alat PC10 terbagi 2 yaitu :

a. Kalibrasi dengan Voltmeter :

Mengkalibrasi sumber input 4 mA – 20 mA dari tombol manual output menjadi

tegangan listrik 0,200 volt – 1,000 volt

4 mA (melalui resistor 50Ω) ~ 0,200 volt (200 mV)

20 mA (melalui resistor 50Ω) ~ 1,000 volt (1000 mV)

Pada kalibrasi voltmeter digunakan alat trimtool yang berbentuk seperti obeng yang

kemudian dipergunakan untuk meemutar sekrup pada soket Span dan soket Zero

agar harga pada voltmeter dapat diperbesar atau diperkecil menjadi 0,200 volt –

1,000 volt.

b. Kalibrasi Process Controller :

Mengkalibrasi sumber input 4 mA – 20 mA dari tombol manual output menjadi

harga variabel process 0% (zero) – 100% (Span)

4 mA ~ 0%

20 mA ~ 100%

Kalibrasi process controller dilakukan setelah kalibrasi voltmeter dengan

memasukkan harga variabel proses pada tabel konfigurasi.

IV. Prosedur Kerja

4.1 Kalibrasi Voltmeter

a. Alat PC10 dihidupkan dengan menghubungkan kabel utama (warna putih) ke

soket PLN

b. Lever sekering pada bagian depan kanan atas alat PC10 diangkat ke atas, dua

tombol hitam besar pada bagian atasnya ditekan bergantian. Lampu merah

akan menyala menunjukkan alat PC10 telah dinyalakan.

c. Hubungkan kabel dari soket zero dan Span di manual output ke soket di

voltmeter seperti rangkaian berikut.

d. Tombol manual diputar ke arah kiri (4 mA), pembacaan pada voltmeter

mestinya 0,200 volt sesuai 4 mA melewati resistor 50 Ω. Apabila tidak

sesuai, trimtool diletakkan pada soket zero dan diputar ke kiri atau ke kanan

untuk mengubah pembacaan. Rentang 0,198 volt – 0,202 volt diizinkan,

tidak harus 0,200 volt.

4-20 mA MANUAL OUTPUT

e. Tombol manual diputar ke arah kanan (20 mA), pembacaan voltmeter

mestinya 1,000 volt, sesuai 20 mA melewati resistor 50 Ω. Apabila tidak

sesuai, trimtool diletakkan pada soket span dan diputar ke kiri atau ke kanan

untuk mengubah pembacaan. Rentang 0,998 volt – 1,002 volt diizinkan,

tidak harus 1,000 volt.

f. Untuk memastikan pembacaan yang benar dan konstan, diulangi putar ke

kiri dan ke kanan.

g. Salah satu kabel dilepas, harga pada layar voltmeter diamati.

h. Posisi kabel pada tombol manual output 4 – 20 mA diubah, + ke - , - ke +

dan diamati pembacaan pada layar voltmeter.

4.2 Kalibrasi Process Controller

a. Kabel dari manual output PC10 dihubungkan ke soket inpt process controller

pada bagian kiri depan alat. Hubungan + dan – diperhatikan.

b. Pengaturan terhadap harga process controller dilakukan untuk kalibrasi seperti

tabel setting berikut dengan tombol konfigurasi ditekan hingga angka digit

pada layar set point berkedip, kemudian tombol F ditekan 1x maka pada

layar variabel proses (sebelah atas) akan tampil tulisan ’Pr” yang berarti

power output (keluaran dari Process Controller), harga Pr hanya diatur pada

posisi manual jadi dibiarkan seperti apa adanya.

c. Tombol F ditekan 1x dan akan ditampilkan ProP, harga 20% dimasukkan

(yang berarti 100% aktual, karena untuk ProP harga tertulis X factor 5).

Tombol ENTER ditekan dan tombol F ditekan 1x lagi kemudian harga Int

dimasukkan, tombol ENTER ditekan. Hingga seluruh harga pada tabel

berikut terinput dengan baik langkah tersebut diulangi.

Tombol F ditekan 1x untuk pindah ke variabel lain, jangan lupa untuk menekan

tombol ENTER setelah menginput harga baru. Apabila tombol ENTER tidak

ditekan, maka process controller akan tetap memakai harga setting sebelumnya.

Lewatkan dengan menekan tombol F apabila tidak terdapat harga variabel tersebut

dalam tabel.

Pengaturan controller kode nilai Satuan

Set point

Propotional band

Integral time

Derivative time

Waktu siklus (cycle time)

Histerisis

Batas daya (power limit)

Batas set point (set point

limit)

Rentang (range)

Aksi contoler (contoler

action)

-

ProP

Int

dEr

CY-t

HYSt

Pr-L

SP- L

CS-

CS-2

CS-3

50

20

1,0

20

10

5

100

100

-0 5 8

-r - -

ALAh

%

%

Menit

Detik

Detik

%

%

%

-

-

-

Kalibrasi :

Span SPAn 100 % pd 20 Ma

Zero ZWrO 0 % pd 4 mA

d. Saat SPAN terbaca pada layar variabel proses, tombol manual 4-20 mA

diputar searah jarum jam ke 20 mA, kemudian harga 100 dimasukkan

dengan menekan tombol digit. Jangan menekan tombol ENTER. Lalu

ditekan tombol F 1x.

e. Saat zero terbaca pada layar variabel proses, tombol manual 4-20 mA diputar

searah jarum jam ke 4 mA, kemudian harga 0 dimasukkan dengan menekan

tombol digit. Jangan menekan tombol ENTER. Lalu ditekan tombol F 1x.

f. Tombol manual output 4 – 20 mA diputar ke 20 mA dan pembacaan pada

layar variabel proses diamati akan menunjukkan 100% dan ketika 4 mA

layar menampilkan 0%. Prosedur diulangi dan diperiksa harga setting tabel

apabila saat diperiksa tidak menampilkan 100% dan 0%.

Percobaan 2:

PENGENDALIAN ON/OFF

I. TUJUAN

1. Mendemonstarisakan pengendalian ON/OFF secara manual

2. Mendemonstarasikan output relay ON/OFF menggunakan proses control

II. ALAT YANG DIGUNAKAN

Satu set PCT 10 + trim tool

Kabel merah dan hitam ( 3 panjang, 3 pendek)

Lampu indicator 24 VAC

Stopwatch

III. TEORI SINGKAT

Terdapat dua jenis pengendalian on/off, secara manual dan secara otomatis.

Secara manual dengan menggunakan sakelar pemilih dan secara otomatis dengan

menggunakan process contoller. Setting pada process controller harus di atur

sedemikian rupa agar harga proposional beand integral time dan derivatetive time

adalah 0 (karakteristik pengendalian on/off)

Pada pengendalian on/off secara manual, manusia termasuk operator agar

menggerakan elemen contol akhir (saklar pemilir) ke posisi on dan posisi off. Dalam hal

ini manusia bertindak sebagai controller yang menerima hasil penggukuran dan

mengepaluasi hasil pengukuran untuk menjadi input menjadi variable manipulasi.

Saklar pemilih pada PC10 mempunya 3 soket A,B,dan C dengan fungsi berbeda

ketika dihubungkan dengan kabel dan mempunyai output berbeda ketika

dihubungngkan dengan saklar pemilih N/O (normali open) dan saklar pemilih NC

(normali close)

Normal open berarti kutup positif san negative tidak terhubung dalam kondisi

normal, aliran listik tidak dapat mengalir dalam suatu loop, ini dibuktikan dengan lampu

24VAC terpasang tidak menyala saat saklar pada posisi N/O tersebut. Apabila soket A

di hubungkan ke soket B atau soket C, maka kutup positip menjadi terhubung dengan

kutup negative sehingga arus listrik dapat mengalir, lampu 24VAC terpasang akan

menyala. Normali close berarti kutub positip dan kutup negative terhungan dalam

kondisi normal aliran listrik mengalir dalam satu loop, ini di buktikan dengan lampu

24VAC terpasang menyala saat saklar pada posisi N/C tersebut. Apabila soket A di

hubungkan ke soket B atau C, hubungan pendek terjadi, akibatnya arus listrik berhenti

mengalir, lampu 24VAC terpaksa akan mati.

Kapan aplikasi ini terjadi di industry?

Gambar skema N/O dan N/C :

Suplay tegangan rendah

A C A – C tidak tersambung

koil

24 VAC

240 VACKe soket240 VAC

Ke soket24 VAC

N/O kontak terbuka

24 VAC

240 VAC Ke soket240 VAC

Ke soket24 VAC

Suplay tegangan rendah koil

A – C tersambung kabel

N/C kontak tertutup

Perhatikan gambar skema N/O dan N/C berikut,Pengendalian On/Off secara

otomatis berarti pengendaliam dilakukan oleh sebuah controller yang akan

menggantikan tindakan operator menghidupkan ataupun mematikan suatu proses.

Pengendalian secara otomatis ini diatur berdasarkan histerisis; kecendrungan instrument

untuk memberikan output berbeda terhadap input yang sama. Histerisis ini memberikan

daerah netral pengendalian, besar daerah adalah 2 kali besar harga histerisis.

Contoh : Set point = 50 % dengan histerisis ±1 %, maka daerah netral adalah 2 %

diatas dan dibawah harga 50 % yaitu harga 40% - 51 %.

Harga output pada pengendalian on/off hanya 2 yaitu on (hidup atau terbuka)

dan off (mati atau tertutup). On dinyatakan dalam nilai %P= 100% sedangkan off dalam

nilai %P = 0%. Nilai %P ini tergantung dari error, yaitu selisih antara harga pengukuran

(Cm) terhadap harga setpoint (Csp)

% Error = ( harga pengukuran – harga setpoin) / (rentang pengukuran)x 100%

% P = 100 % apabila % error > 0%

%P = 0 % apabila % error < %

Hubungan diatas menunjukkan saat harga variable proses (harga pengukuran)

melebihi setpoint maka akan didapat % error. 0%, maka output controller adalah 100%,

sedangkan saat harga variable proses lebih kecil dari setpoint makan akan didapatkan

%error < 0%.

Daerah Netral Pengendalian

100 %

% P

0 %

on on

off off

waktu

Set point 50 %

Apa bila dipasang lampu indicator 24 VAC pada soket di process controller, dapat

dilihat pada saat output 100% lampu akan menyala yang berarti arus listrik mengalir,

dan saat output menunjukkan 0% lampu akan mati yang berarti arus listrik terputus. Hal

ini juga akan berakibat sama pada soket 240 VAC apabila dihubungkan ke pemanas

atau heater.

IV. PROSEDUR KERJA

I.PENGENDALIAN ON/OFF DENGAN SAKLAR PEMILIH

1. Memperhatikan pada bagian saklar pemilihan pada alat PC10 (SWITCHED

OUTPUT), posisi saklar pada kontak terbuka (N/O) dan pasang lampu 24VAC

di soket 24 VAC. Amati lampu dalam keadaan hidup atau mati.

2. memindahkan posisi saklar ke N/C (kontak tertutup), amati bahwa lampu

menjadi mati.

3. Mengambil sebuah kabel, hubungkan dari soket A ke soket C pada posisi N/O,

catat keadaan lampu. Ubah saklar ke N/C, catat perubahan

4. mengulangi langkah 3 dengan mengubah A-B dan B-C

5. Membuat table data

II. PENGENDALIAN ON/OFF DENGAN PROCESS CONTROLLER.

1. Pada process controller, menekan tombol © (untuk masuk ke sistem konfigurasi)

setelah digit pada layar variable process berkedip, menekan tombol f 1x,

kemudian mengataur agar harga ProP, Int dan Der pada harga 0 (nol) harga

siklus (CYt) pada harga 10 detik. Set harga histerisisi (HYSt) pada harga 2%

dan harga setpoint pada 50%. Harga variable lain tetap.

2. Memastikan aksi control (CS-2) adalah r (reverse). Biarkan harga span dan zero

3. Memasang kabel dari bagian manual output ke input pada process controller (4 -

20 mA) dan letakkan lampu indicator pada soket 24 VAC di bagian bawah

process controller.

4. Mengatur input ke process controller dengan memutar tombol manual output 4 –

20 mA

5. Mengamati bahwa OUTPUT relay pada soket lampu indicator 24 VAC akan

menyalakan lampu ketika input (harga terbaca di layar proses) berada pada

setpoint 50% dan akan mematikan lampu INPUT berada di atas harga setpoint.

Histerisisi 2 % berarti lampu akan hidup hingga > 52% dan mati saat <48%

6. mengualngi percobaan dengan memvariasikan harga histerisis menjadi 3 % dan

5% dan harga setpoint di variasikan menjadi 40% dan 70 %

V. DATA PENGAMATAN

Percobaan 1:

Tabel1.1.kalibrasi voltmeter

Batas Ampere Voltmeter

Zero 4 mA 0,202 volt

Span 20 mA 1,001 volt

Tabel 1.2. kalibrasi process controller

Batas Ampere Variabel Proses

Zero 4 mA 0

Span 20 mA 100

Percobaan 2:

VI. ANALISA PERCOBAAN

Percobaan 1:

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa kalibrasi

merupakan suatu prosedur yang penting dan harus dilakukan sebelum mulai

menggunakan suatu peralatan. Kalibrasi bertujuan agar alat yang nantinya hendak di

gunakan di pastikan dalam kondisi baik sehingga tidak terdapat kesalahan dalam

pembacaan hasil pengukuran.

Pada saat mengkalibrasi harus dicermati bagian mana yang akan dihubungkan

yaitu bagian input dan output dengan memasangan kabel dengan benar. Dalam

melakukan kalibrasi voltmeter dapat di analisa bahwa keluaran manual output sama

dengan Input Voltmeter, dengan memutar tombol manual output pada 4 mA maka pada

layar Voltmeter akan terbaca tegangan nya, apabila tegangan nya tidak sesuai maka

gunakan trim tool untuk memutar soket sampai harga yang diinginkan dengan toleransi

±0,2 volt. Begitupun untuk tombol manual output 20 mA.

Pada kalibrasi Process controller, keluaran manual output sama dengan Input

Process Controller. Putar tombol manual output 4 mA maka nilai nya akan sama dengan

0 % (zero) dan juga begitu untuk 20 mA nilai akan sama dengan 100 % (span).

Jika suatu tegangan dilewatkan pada suatu rangkaian yang terdapat hambatan

maka akan timbul arus listrik yang besarnya sebanding dengan harga tegangan dibagi

harga hambatan. Dapat dilihat dari hasil praktikum bahwa hambatan yang terdapat pada

alat sebesar 50Ω.

Percobaan 2:

Dalam percobaan ini dilakukan percobaan dengan menggunakan dua jenis

pengendalian on/off secara manual, dan secara otomatis. Secara manual di sini

menggunakan saklar pemilih dan secara otomatis dengan menggunakan proses

controller. Pada pengendalian on/off yang menggunakan saklar pemilih manusia

bertindak sebagai controller sedangkan pengendalian on/off menggunakan proses

controller sebagai controller yang bertindak secara otomatis, karena sudah dilakukan

konfigurasi pada sistem pengendalian system percobaan dimulai.

Pengendalian on/off secara manual menggunakan saklar pemilih N/O (Normally

Open) dan saklar pemilih N/C (Normally Close). Pada saat operator tidak

menghubungkan soket A ke soket C pada posisi N/O maka yang terjadi lampu 24 VAC

mati. Saklar pemilih N/O (Normally Open) bertindak sebagai pemutus arus dengan

kutub positif dan kutub negatif tidak terhubung secara normal, sehingga tidak ada arus

yang dapat mengalir. Namun, jika soket A dihubung dengan soket C pada posisi N/O,

lampu 24 VAC hidup karena pada N/O kutub positif dan negative terhubung sehingga

arus mengalir dalam satu loop, kemudian pada saat dipindahkan menjadi saklar N/C

masih pada soket yang sama maka lampu 24 VAC mati, ini karena terjadinya hubungan

pendek (short circuit) yang menyebabkan arus berhenti mengalir.

Pada pengendalian on/off menggunakan proses controller dilakukan oleh sebuah

controller dalam mematikan atau menghidupkan suatu proses. Berdasarkan percobaan

proses yang dilakukan diatur dalam suatu nilai histerisis dengan harga set point sama.

Histerisis memberikan batas atas batas bawah sesuai histerisis yang di masukkan sesuai

set point dan memberikan daerah netral pengendalian. Pada saat kita memasukkan nilai

histerisis 2 % dengan set point 50 % maka lampu

VII. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

Percobaan 1:

Kalibrasi merupakan salah satu prosedur kerja yang wajib dilakukan sebelum

mulai menggunakan suatu peralatan

Kalibrasi bertujuan untuk memeriksa suatu alat apakah masih berfungsi dengan

baik sehingga hasil pengukuran yang nantinya akan dilakukan dapat

menghasilkan pembacaan dengan benar.

Percobaan 2:

Pengendalian on/off terbagi menjadi dua, yaitu secara manual dan otomatis

Pengendalian on/off secara manual menggunakan saklar pemilih sedangkan

secara otomatis cenderung dilakukan controller sebuah alat pengendalian

Histerisis adalah batas atas batas bawah sesuai histerisis yang dimasukkan

sesuai dengan set point.

Daerah netral adalah rentang antara batas atas dengan batas bawah

Pengendalian on/off menggunakan saklar pemilih dibagi menjadi 2

yaitusaklar pemilih Normally Open (N/O) dan saklar pemilih Normally

Close (N/C)

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. 2015. Penuntun Praktikum Pengendalian Proses. POLSRI: Palembang.

http://www.scribd.com

IX. GAMBAR ALAT

Proses Controller

Lampu Indikator Kabel Penghubung TrimTool

DASAR TEORI TAMBAHAN

Input atau masukan adalah efek dari lingkungan ke suatu proses kimia,

sedangkan output atau keluaran adalah efek dari proses kimia ke lingkungan.

  Input Output

 

Output Input

Dalam suatu pengendalian hubungan antara input, proses dan output merupakan

satu loop (siklus) yang utuh. Output merupakan keluaran dari proses yang menerima

input.

Input dapat dibagi dua yaitu:

1.      Variabel yang dimanipulasi (diubah) ; apabila harga input tersebut berasal dari

operator atau pengendali (controller).

2.      Gangguan ; apabila harga input tersebut berasal dari lingkungan dan bukan berasal

dari pengendali atau operator.

Output dibagi dua yaitu :

1.      Output terukur ; apabila harga output tersebut dapat diukur.

2.      Output tak terukur ; apabila harganya tidak dapat atau tak bisa diukur..

Pada alat PCT 10 terdapat lebih dari satu input dan lebih dari satu output, masing-

masing dapat dilihat dari tuisan yang terdapat dibagian bawah soket merah/hitam

(polaritas arus). Satu input dapat memberikan beberapa output, seperti yang terdapat

pada process controller, atau beberapa input menghasilkan satu output. Konfigurasi

adalah susunan informasi yang digunakan untuk menghubungkan pengukuran kepada

variabel yang dimanipulasi.

Pada alat PCT 10 konfigurasi dapat dilihat pada process controller, dimana pada

bagian ini terdapat pengaturan controller (controller setting) yang berisi ketentuan yang

diset oleh operator agar controller menjalankan konfigurasi yang telah diset. Dari hasil

pengaturan controller, maka input ke process controller menjadi harga pengukuran yang

kemudian dievaluasi sesuai setting didalam controller dan menghasilkan output

pengendali berupa sinyal untuk mengubah variabel yang dimanipulasi.

Proses Kimia

Contoh, pada setting ON/OFF dengan histerisis = 2% dan set point = 50% maka

apabila input ke process controller < 50% maka controller akan menghidupkan lampu

indikator 24 VAC menunjukkan variabel yang dimanipulasi (arus listrik)

disambungkan. Pada saat input ke controller > 50% + 2% maka controller akan

memutuskan arus listrik. 

Pengendalian ON/OFF

Pengendalian tidak kontinyu atau disebut pengendalian ON / OFF mempunyai

dua gerakan output yaitu ON (hidup) dan OFF (mati) terhadap input yang diberikan

kepada proses.

Pengendalian tidak kontinyu ini juga terbagi dua atas gerakan pengendalinya,

yaitu manual dan otomatis. Manual karena yang bertindak sebagai pengendali yang

mengevaluasi dan menentukan tindakan ke pengendalinya berupa alat pengendali.

Kontak terbuka normal (N/O ) : kontak yang terjadi letaknya terpisah (soket A

dan C) dan karenanya tidak menghantarkan listrik saat soket A dan C tidak

dihubungkan.Kontak tutup normal (N/C) : kontak tersambung walaupun soket A dan C

tidak dihubungkan

Saklar pada posisi (N/O) atau (N/C) tergantung pada penggunaannya, apabila

diinginkan output dalam posisi ON tanpa perlu menggunakan kabel antara soket A dan

C maka posisi yang dipilih adalah normally closed contact (N/C).  sedangkan apabila

dinginkan output dalam posisi ON namun memerlukan penyambungan kabel disoket A

dan C, maka posisi saklar adalah normally open contact (N/O). begitu juga sebaliknya

untuk posisi OFF.Lampu indicator yang terpasang pada soket 24 VAC akan menyala

atau mati sesuai posisi relai saklar yang dipilih oleh operator. Hal yang sama juga

terjadi untuk soket 240 VAC, arus listrik akan mengalir atau terputus sesuai posisi relai.

Relai disini memungkinkan pengaturan ON/OFF voltase tinggi (240 VAC dan 24 VAC)

menggunakan arus listrik 4 – 20 mA atau 0 -1 volt