penggera

BAB 13

PETROCHEMICAL ENGINEERING DEPARTMENT POLITEKNIK KUCHING SARAWAK

PENGGERA DAN ANNUCIATOR (ALARM AND ANNUNCIATOR) OBJEKTIF :

MENERANGKAN BAGAIMANA PENGGERA BERFUNGSI

MENGENALPASTI PERANTI ISYARAT BEKERJA.

MENERANGKANPENGGUNAAN PENGGERA DAN PERANTI ISYARAT DI DALAM KESELAMATAN INDUSTRI.

G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 13:PENGGERA

GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 174

Pengenalan

Penggera adalah peranti yang mengeluarkan isyarat apabila wujud suatu keadaan yang tidak

normal dan menarik perhatian dengan menghantar isyarat secara audio atau visual. Di dalam

loji atau industri biasanya paparan penggera diletakkan berdekatan dengan operator iaitu

pekerja dan mesin dijalankan.

Manakala kawasan yang luas biasanya penggera diletakkan berhampiran dengan unit-unit

pemprosesan atau mesin. Ini dapat memberi amaran kepada individu dalam kawasan-kawasan

tertentu. Secara umumnya penggera adalah satu sistem pencegahan kemalangan.

Jenis- Jenis Pengera

5 jenis penggera dicadangkan untuk mengawal loji secara optimum.

a) Penggera Paling Kritikal (Most Critical Alarms)

Penggera yang memerlukan tindakan operator dalam menyelenggarakan unit.

Melindungi sebahagian besar peralatan atau keselamatan bagi individu. Dipaparkan

pada visual annuciator dengan warna lampu merah.

b) Penggera Kurang Kritikal (Less Critical Alarms)

Kebiasaannya menggunakan lampu warna putih dan dipaparkan pada visual

annuciator manakala maklumat ia juga boleh dipaparkan pada CRT (Cathod Ray

Tube).

c) Penggera Bukan Kritikal (Non-Critical Alarm)

Penggera yang memerlukan tindakan pembetulan tapi tidak secara terus oleh

operator. Biasanya dipaparkan di CRT.

13.1

13.2



d) Maklumat status (Status Information)

Paparan menunjukan status bagi kejadian dan tidak memerlukan tindakan

pembetulan. Maklumat disediakan dalam bentuk cetakan dan CRT.

e) Analisa Trip (Trip Analysis Information)

Analisa trip meliputi maklumat daripada pengukuran pre-trip atau post-trip. Ia

lebih bersedia menentukan keadaan sebenar sebelum memulakan semula

(restart). Ia disediakan dalam bentuk cetakan.

Menurut Hanes 1978, untuk dapatkan sistem penggera yang lebih

optima:

a. Lampu kelip nampak (Visual flashing light) mesti diikuti oleh amaran bunyian

(audiable warning). Ini cara terbaik untuk sampaikan amaran kepada pekerja

yang bekerja pada masa kritikal.

b. Operator loji memerlukan lebih banyak data tentang peristiwa (kejadian) di

loji.

c. Segala data kejadian hendaklah dirakamkan secara tetap sepanjang masa dan

berturutan. Tujuannya adalah untuk analisa atau kajian semula operasi bagi

menjamin keselamatan.

Pengerak Penggera (Alarm Actuator)

Tiap-tiap unit penggera adalah digerakkan atau diaktifkan dengan cara ia akan

melengkapkan atau memutuskan litar penggera iaitu dengan cara menyambung atau

memutuskan sesentuh.

Tiga jenis cara pengera digerakkan:

a. Digerakkan Oleh Instrumen

Penggera boleh digerakkan atau diaktifkan melalui instrumen seperti penunjuk

(indicator), perakam (recorder), penghantar (transmitter), penukar (converter) atau

penggawal (controller).

13.3



b. Digerakkan Oleh Isyarat Keluaran Daripada Penghantar(Transmitter)

Penggera boleh digerakkan apabila menerima isyarat daripada keluaran penghantar

(transmitter).

c. Dioperasikan Oleh Pengerak Tindakan Terus (Direct Acting Actuator)

Contohnya seperti berikut:

i. Thermostat (temperature switch)

ii. Suis tekanan (pressure switch)

iii. Suis paras (level switch)

iv. Suis putaran /kelajuan (rotation/speed switch) : mengesan kelajuan putaran

bagi aci.

v. Suis getaran (vibration switch) : ia akan bersentuh disebabkan oleh kenaikan

amplitud getaran dalam putaran alat-alat

berputar seperti motor dan pemampat.

vi. Penghidup motor (starter).

vii. Penganalisa (analyzer)

Rajah 13.1: Pengerak penggera



Isyarat Masukan Penggera

Antara isyarat masukan penggera adalah seperti berikut:

a) Sesentuh geganti (relay contact)

Jenis –jenis isyarat:

Normaly closed(NC)

Normaly open (NO)

Ia bergantung kepada bekalan kuasa yang digunakan antara 24VDc dan 240 VAC.

b) Komputer Industri/ Pengawal Pengaturcaraan Logik (PLC) Jenis- jenis isyarat:

Sesentuh (contact)

Transistor (NPN/PNP)

c) Penghantar (Transmitter) dan Penukar (Converter).

Arus : 4 - 20 mA

Voltan : 1 - 5V

Tekanan : 3 - 15 p.s.i

Asas Sistem Penggera

Asas sistem penggera terdiri daripada penggera penunjuk (dedicated alarm) dan penggera

pengimbas (scanning alarm). Banyak digunakan di dalam loji penapisan seperti kelapa sawit,

petrokimia dan biodiesel.

13.5

13.4



Penggera Penunjuk (Dedicated Alarm)

Merupakan penunjuk nampak yang berasingan untuk tiap-tiap punca penggera.

Terdapat juga satu penggera penunjuk mengawal kombinasi peranti penggera. Peranti

penggerak penggera disetkan oleh satu nilai tetapan (set point) untuk mengaktifkannya.

Contohnya suis tekanan (pressure switch) akan disetkan untuk mengaktifkan (ON) litar.

Dari segi sistem pendawaian, penggera dan annuciator berada di dalam satu litar tetapi ia

terpisah dengan peranti lain.

Peranti jenis elektrik selalu digunakan penggerak penggera penunjuk. Bagi tempat yang

merbahaya, peranti elektrik tidak digunakan, geganti elektro-mekanikal dan peranti elektronik

(solid state) digunakan.

Kod warna (lampu) pada penggera penunjuk digunakan untuk memastikan:

a. Kawasan loji yang diaktifkan oleh penggerak.

b. Menentukan tahap keadaan peristiwa samada kritikal atau tidak.

Penggera Pengimbas (Scanning Alarm)

Penggera pengimbas menggunakan sistem pensuisan elektronik berkelajuan tinggi. Ia akan

mengesan bagi menentukan berlaku secara sepusat atau sebaliknya dan menyediakan penunjuk

untuk operator. Semua punca penggera adalah bergantung kepada peranti pengesanan sepusat.

Semua penggera akan gagal berfungsi jika pengimbas tidak berfungsi. Jarang digunakan

digunakan dalam industri dan digunakan hanya sebagai panduan.

Bagaimanapun berbanding penggera penunjuk, penggera pengimbas menyediakan lebih

kemudahan penyusunan paparan annuciator berbanding sejumlah besar paparan annuciator

diperlukan untuk penggera penunjuk.

Kebolehharapan (reliability) penggera pengimbas boleh ditingkatkan dengan sokongan

daripada penggera penunjuk. Antara komponen-komponen yang terdapat di dalam penggera

pengimbas adalah pencetak dan CRT , di mana peralatan tersebut digunakan untuk mencetak

dan mempaparkan kejadian penggera.

Kesimpulannya penggera pengimbas menyediakan sistem penggera sepusat yang cepat kepada

operator proses apabila melibatkan unit yang kecil. Kecekapan sistem akan berkurangan apabila

apabila ia melibatkan unit yang besar.

13.5.1

13.5.2



Rajah 13.2 Asas Sistem Penggera



Annuciator

Rajah 13.3: Komponen –Komponen asas annuciator

Merupakan sejumlah peranti yang digunakan untuk menarik perhatian apabila berlaku

perubahan dalam proses. Normalnya annuciator menarik perhatian operator apabila

keadaan tidak normal terjadi di loji dan menunjukkan status sesuatu proses.

13.6



Komponen –Komponen Asas Annuciator

Rajah 13.3 menunjukan sistem asas annuciator. Ia terdiri daripada logik modul (solid state),

penunjuk nampak (visual indicator), isyarat audio (audible signal), lampu berkelip (flasher),

hon pemberitahuan (horn acknoledge) dan lampu uji (test lamp).

a) Logik Modul (Solid State)

Litar yang akan memproses isyarat masukan dan mengeluarkan isyarat keluaran untuk

annuciator. Litar ini terdiri daripada komponen-komponen elektronik. Untuk penunjuk

nampak dan hon pemberitahuan yang menggunakan bekalan kuasa arus ulang alik, litar

akan menggunakan geganti(relay) sebagai penghubung.

b) Penunjuk Nampak (Visual Indicator)

Label nama digunakan untuk memaparkan penggera apabila keadaan luar biasa berlaku.

Label nama tersebut akan memberitahu keadaan luar biasa yang terjadi.

Rajah 13.4: Penunjuk nampak

13.6.1



c) Isyarat Audio(Audible Signal)

Alat yang menghasilkan isyarat bunyi yang dapat menarik perhatian yang menghasilkan

operator atau individu. Contohnya adalah seperti horn, buzzer atau loceng.

d) Lampu Kelip(Flasher)

Menghasilkan cahaya yang berkelip-kelip yang bertujuan menarik perhatian dan

disambungkan kepada semua punca penggera. Lampu akan berkelip-kelip sehingga

keadaan luar biasa telah kembali ke normal.

e) Hon Pemberitahuan (Horn acknowledge)

Suis tekan ini menyediakan sesentuh sementara. Apabila ia beroperasi, isyarat audio

berubah kepada keadaan senyap, lampu kelipan(flasher) berhenti dan menghidupkan

penunjuk nampak (visual indicator) pada label nama 'steady'. Apabila keadaan tersebut

telah dibetulkan, maka sesentuh akan kembali ke normal dan penunjuk nampak(visual

indicator) dimatikan secara automatik.

f) Lampu Uji (Test Lamp)

Butang lampu uji akan menguji lampu atau mentol penunjuk nampak berada dalam

keadaan baik atau telah terbakar.

Jujukan Operasi Annuciator

Jujukan menunjukkan turutan kejadian atau peristiwa yang berlaku apabila sesuatu

keadaan yang tidak normal berlaku. Contohnya apabila berlaku kebakaran, annuciator

akan mula beroperasi dengan lampu kelipan, isyarat audio daripada siren atau hon.

Kemudian punca kejadian dikenalpasti dan akhirnya keadaan bahaya diatasi maka sistem

boleh beroperasi secara normal semula.

5 jujukan yang digunakan dalam operasi annuciator adalah ditunjukkan dalam jadual 13.1.

Jujukan tersebut adalah 1B, 1D, 2A, 2C dan 4A. Jujukan operasi annunciator yang biasa

digunakan.

13.6.2



Ko

d IS

A u

ntu

k

juju

ka

n

Keadaan Annuciator Keadaan

pemboleh

ubah

proses

(sesentuh)

Petunjuk

Nampak

(Visual

Indicator)

Isyarat Audio

(Audible

Signal)

Ke

ke

rap

an

1B Normal

Alert

Acknowledge

Normal again

Test

Normal

Abnormal

Abnormal

Normal

Normal

Off

Flashing

On

Off

Off

Off

On

Off

Off

Off

55%

1D

Normal

Alert

Acknowledge

Normal again

Normal

Abnormal

Abnormal

Normal

Dim(malap)

Flashing

On

Dim

Off

On

Off

Off

1%

2A Normal

Alert

Acknowledge

Return to Normal

Reset

Test

Normal

Abnormal

Abnormal

Normal

Normal

Normal

Off

Flashing

On

Dim Flashing

Off

On

Off

On

Off

On

Off

Off

4%

2C Normal

Alert

Acknowledge

Return to Normal

Reset

Test

Normal

Abnormal

Abnormal

Normal

Normal

Normal

Off

Flashing

On

On

Off

On

Off

On

Off

Off

Off

Off

5%



4A Normal

Alert Initial /Subsequent

Acknowledge

Normal again

Test

Normal

Abnormal

Abnormal

Normal

Normal

Off

Flashing/On

On/On

Off

On

Off

On/Off

Off/Off

Off

Off

28%

Lain-

lain

7%

Jadual 13.1: Jujukan Operasi Annunciator

a) Jujukan 1B

Jujukan 1B kerap digunakan. Keadaan kecemasan yang berlaku pada pengesan(detector)

penggera akan menyebabkan penunjuk nampak berkelipan dan siren akan diaktifkan.

Penunjuk nampak akan berhenti secara automatik apabila pembolehubah proses berjaya

dikawal kepada keadaan asal (normal).

b) Jujukan 1D

Ia mempunyai satu sistem pemalap di mana ia memerlukan satu unit pemalap lampu.

Apabila cahaya lampu berada dalam keadaan malap, ia menunjukkan keadaan adalah

normal. Apabila berlaku kecemasan maka lampu akan berkelip-kelip dan siren akan

berbunyi. Jujukan ini jarang digunakan.

c) Jujukan 2A

Ia juga dikenali sebagai sebagai ringback sequence. Berbeza dengan 1B, ia diikuti oleh

acknowledge, return to normal dan menghasilkan kelipan yang malap dan isyarat bunyi

kemudian sebagai tambahan memerlukan suis butang tekan (push button) untuk jujukan

ini. Apabila pembolehubah proses telah dapat dikawal, dengan menekan butang tekan (reset

button) lampu atau siren akan padam dan senyap. Jujukan ini digunakan apabila operator

telah memastikan keadaan kembali normal.



d) Jujukan 2C

Sama seperti 1B tetapi sistem ini perlu diresetkan secara manual untuk mematikan

penunjuk nampak selepas operasi proses kembali ke normal.

e) Jujukan 4A

Ia juga dikenali sebagai first out sequence.

Operasi Sistem Annouciator

Jujukan annunciator boleh dimulakan oleh sesentuh penggera. Biasanya sesentuh ini akan

beroperasi apabila sesuatu proses yang berada di dalam keadaan normal bertukar kepada

keadaan abnormal. Ia merujuk kepada keadaan sesentuh beroperasi samada dalam keadaan

sentiasa tertutup (Normally Closed) atau sentiasa terbuka (Normally Open)

13.6.3



Keadaan

Proses

Kedudukan

sesentuh

Keadaan

jujukan

Penunjuk

nampak

Isyarat

Audio

NORMAL

NO

RM

AL

OFF

SENYAP

ABNORMAL

AL

AR

M

BERKELIPAN

BUNYI

ABNORMAL

AC

KN

OW

LE

DG

E

ON

SENYAP

NORMAL

NO

RM

AL

OFF

SENYAP

Rajah 13.5: Jujukan untuk operasi annuciator

LS

LS

LS

LS

TANK

LEVEL

LOW

TANK

LEVEL

LOW

TANK

LEVEL

LOW

TANK

LEVEL

LOW



Peranti-Peranti Penggera dan Penutupan

(Alarm & Shutdown Devices)

Di dalam industri pemprosesan seperti industri penapisan minyak mentah, pembolehubah

proses seperti suhu, tekanan, paras dan kadar aliran mestilah berada pada keadaan yang

terkawal dimana ia mesti sentiasa berada pada nilai tetapannya (set point). Jika berlaku

perubahan yang besar di dalam pembolehubah proses contohnya suhu proses, maka

keadaan ini mestilah diambil tindakan segera. Justeru itu di dalarn industri mestilah ada

suatu alat atau sistem yang dapat menyampaikan maklumat yang segera kepada operator.

Penggera akan dipasang dalam sistem pemprosesan untuk memberi amaran kepada

operator jika berlaku pembolehubah proses tersasar daripada julat operasi. Penggera akan

memberi amaran kepada operator sebelurn keadaan mencapai takat bahaya. Penggera akan

mengaktifkan loceng, siren atau lampu. Apabila siren berbunyi normalnya pembolehubah

proses yang tersasar daripada julat operasi maka ia mestilah di perbetulkan dengan segera.

Contohnya sebuah tangki tekanan (pressure vessel) direkakan supaya mampu menahan

tekanan 200 psi jika tekanan telah melebihi dari tekanan bekerja tangki tersebut maka

tangki tersebut mungkin akan pecah. Jika operator boleh mengurangkan tekanan ini dengan

melakukan pelarasan maka keadaan bahaya boleh dielakkan. Sebaliknya jika tekanan terus

meningkat kepada keadaan yang sangat genting maka masukan yang menyebabkan tekanan

meningkat mestilah ditutup. Oleh itu penutupan tangki mestilah dilakukan secara

automatik.

Di dalam loji, peranti penutupan sangat diperlukan. Ia boleh dikendalikan secara elektrik

ataupun secara pneumatik. Peranti penutupan biasanya dikendalikan secara automatik

untuk menutup atau membuka sesuatu injap. Contohnya jika paras cecair meningkat terlalu

tinggi dalam tangki, injap kawalan akan menutup aliran cecair ke dalam kebanyakan tangki.

Penutupan adalah secara tertutup sepenuhnya atau terbuka sepenuhnya. Injap keselamatan

mesti berkendali secara cepat untuk menjamin keselamatan. Di dalam unit pemprosesan,

peranti penutupan digunakan untuk mengawal paras, tekanan, kadar aliran dan suhu

disamping itu digunakan juga sebagai peranti pensuisan. Contoh peranti pensuisan yang

digunakan adalah suis pelampung (float switch), suis tekanan (pressure switch), suhu

gandingan (thermocouple) dan jalur dwi logam.

Rajah 13.6 menunjukkan satu proses yang mengawal tekanan dan paras. Apabila tekanan di

dalam tangki terus meningkat melebihi nilai tetapan (set point) maka injap kawalan 1

(PCV1) akan terbuka. Injap kawalan tersebut terbuka apabila ia menerima isyarat daripada

pengawal tekanan(PC). Injap kawalan adalah beroperasi secara FO (fail open) iaitu apabila

ia menerima isyarat daripada pengawal maka injap kawalan akan terbuka.

13.7



Bagi mengawal paras, injap kawalan adalah beroperasi secara FC (fail closed) iaitu injap

kawalan ini akan tertutup apabila ia menerima isyarat daripada pengawal paras (LC). Di

dalam proses ini paras tangki biasanya akan disetkan pada satu takat terendah dan jika

paras bendalir di dalam tangki telah menurun kepada paras terendah maka penghantar

isyarat paras akan menghantar isyarat kepada pengawal dan pengawal terus akan

menghantar isyarat ke injap kawalan PCV2.

Rajah 13.6: Penggunaan peranti penutupan dan penggera

Selain proses kawalan paras dan tekanan di atas, pemasangan peranti-peranti penggera dan

penutupan mestilah dilakukan. Pemasangan alatan ini mestilah dilakukan mengikut

piawaian(standard) industri yang terlibat. Di dalam proses di atas, satu pengesan(sensor)

telah dipasangkan bahagian atas tangki iaitu PS (pressure sensor). Pengesan ini akan

mengesan tekanan yang tinggi yang melebihi nilai tetapan (set point) yang telah ditetapkan.

dan seterusnya akan menghantar isyarat kepada injap keselamatan (safety valve).

Penggera dan penutupan menggunakan peranti yang sama untuk memulakan operasi.

Normalnya penggera akan diaktifkan terlebih dahulu sebelum penutupan sesuatu proses

diaktifkan. Contohnya suatu tangki mempunyai 200 PSIG tekanan bekerja maka biasanya

tekanan tangki akan disetkan pada satu nilai supaya penggera mula beroperasi contohnya

seperti 60% dan penutupan pula akan berlaku pada 80% sebagai contoh dari tekanan

PS



bekerja. Nilai tekanan yang disetkan ini adalah bergantung kepada nilai tekanan piawaian

tangki yang digunakan dalam industri tersebut.

Rajah 13.7, 13.8, 13.9, 13.10, dan 13.11 adalah menunjukkan contoh peranti yang digunakan

dalam operasi penggera dan penutupan.

Rajah 13.7: Pelampung digunakan sebagai peranti penggera

Rajah 13.8: Pelampung digunakan sebagai peranti penutupan

Gambarajah 13.7 menunjukkan contoh kawalan paras cecair yang tidak menghakis

manakala penggera akan beroperasi apabila paras telah meningkat dan mencapai takat

bahaya di mana bar logam akan menyentuh dua sesentuh. Ini menyebabkan litar tertutup



dan penggera beroperasi. Suis pelampung berfungsi sebagai pengesan isyarat apabila cecair

telah melebihi paras bahaya.

Rajah 13.8 menunjukkan suis pelampung boleh juga diubahsuaikan supaya ia berfungsi

sebagai peranti penutupan. Apabila suis pelampung menyentuh dua sesentuh maka litar

akan tertutup. Maka akan solenoid ditenagakan dan seterusnya menyebabkan injap

tertutup. Dengan cara ini paras cecair dapat dikawal.

Rajah 13.9: Kawalan suhu

Gambarajah 13.9 pula menunjukkan satu kaedah mengawal suhu cecair yang mengalir di

dalam sesuatu proses. Kelajuan aliran cecair dapat mempengaruhi suhu proses. Kadar aliran

cecair menentukan suhu dapat diturunkan ataupun tidak.

Gambarajah 13.10 pula menerangkan bagaimana tekanan boleh mengubah kedudukan

raksa. Contoh peranti yang menggunakan kaedah ini adalah suis tekanan (pressure switch).

Apabila tekanan meningkat di dalam tiub bourdon, pengerakan tiub akan menyebabkan

kedudukan suis tekanan akan tertonggeng menyebabkan sesentuh menyentuh merkuri. Ini

menyebabkan litar tertutup dan lampu pun menyala.

Gambarajah 13.11 pula menunjukkan satu peranti yang memulakan penggera. Peranti yang

digunakan adalah penganding suhu (thermocouple). Apabila penganding suhu mengesan

kenaikan suhu, maka arus akan meningkat. Jika suhu terus meningkat sehingga ke takat

bahaya maka penunjuk akan menyentuh sesentuh dan penggera akan beroperasi



Rajah 13.10: Kawalan tekanan

Rajah 13.11 : Kawalan suhu menggunakan peranti pengading suhu

Bekalan

Kuasa

penggera

Documents