LAPORAN UJIAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2015

MODUL : KONFIGURASI PENGENDALIAN SUHU

PEMBIMBING : Ir.Umar Khayam

Oleh :

Irma Nurfitriani 131411013

2 A- D3 Teknik Kimia

Kelompok 3

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

UJIAN PRAKTIKUM : 17 Juni 2015

PENYERAHAN : 17 Juni 2015

BAB I

DATA PENGAMATAN

1.1 Data Pengamatan

Gambar 1. Rangkaian Plant Plate Heat Exchanger skala Laboratorium

No Unit Nama Alat Spesifikasi

Masukkan Keluaran

Nama

Variabel

Jenis

Besaran

Nama

Variabel

Jenis

Besaran

1. Unit

Proses

Plate Heat

Exchanger MV

Suhu Laju

Alir Air

Masuk

PV

Suhu Laju

Alir Air

Keluar

2.

Unit

Pengukura

n

Sensor

Termocoupl

e

(RCA)

PT-13RH

dan Pt

French to

NFE-18001

Temp

Range 0 to

1600 0C

PV Suhu

Sinyal

Pengukura

n

Sinyal

Elektrik

3. Unit Modul PCT Set Point Suhu Sinyal Sinyal

Kendali 10 aliran

masuk

yang

diinginka

n

Kendali Elektrik

Sinyal

pengukur

an

Arus

4.

Unit

Pengubah

(Transduc

er)

I/P

converter

Sinyal

Kendali

Sinyal

elektrik

Sinyal

pneumatic Tekanan

5.

Unit

Kendali

Akhir

Control

valve

Diameter :

4,8 cm

Tinggi :

11,2 cm

Sinyal

Kendali

Sinyal

Elektrik MV

Suhu Laju

Alir Air

Masuk

Gangguan

Unit

Unit Proses

(PHE)

- e Unit Kendali

u KendaliAkhir

m

c

R

+

Sensor dan

Transmitter Suhu

y

Gambar 2. Diagram Blok Pengendalian Suhu pada Plant

Plate Heat Exchanger

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)

Tabel 2 Gambar Alat Proses Pengendalian Suhu pada plant plate heat exchanger.

NO GAMBAR ALAT KETERANGAN

1

Rangkaian proses pengendalian

suhu pada plant plate heat

exchanger skala Laboratorium

2

Unit proses (Plate Heat Exchanger)

yang harus dilakukan proses

pengendalian suhu

3

Sensor yang terdapat pada proses

pengendalian suhu plant plate heat

exchanger. Sensor yang digunakan

berupa sensor termokopel tipe R.

4.

Unit kendali (controller) suhu pada

plant plate heat Exchanger.

5.

Unit kendali akhir (final control

element) berupa aktuator.

6.

Water bath sebagai

Manipulated Variable

1.2 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.

BAB II

PEMBAHASAN

Praktikum kali ini bertujuan untuk melakukan pengamatan terhadap konfigurasi

alat pengendalian suhu, yaitu dengan melakukan identifikasi terhadap unit-unit/elemen-

elemen dan variable-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses serta menjelaskan jenis

beserta fungsi alatnya. Pada suatu proses pengendalian terdapat beberapa unit yang

digunakan dalam proses pengendalian tersebut. Begitupun halnya dengan pengendalian

suhu, disini terdapat beberapa unit pengendalian proses. Unit-unit tersebut meliputi unit

proses, unit pengukuran, unit pengubah, unit kendali akhir, dan unit kendali akhir. Dari

pengamatan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut:

a. Unit Proses

Pada unit ini berlangsung proses variabel yang akan dikendalikan (PV), yaitu

temperatur. Unit proses ini berupa Stirred Tank yang berfungsi sebagai tempat

berlangsungnya proses. Sinyal yang masuk dalam unit ini merupakan manipulated

variabel yang berupa laju alir yang dikeluarkan dari unit kendali akhir. Sinyal

keluaran dari unit proses ini merupakan proses variabel yang berupa temperatur.

b. Unit Pengukuran

Pada unit ini, PV yang merupakan sinyal keluaran dari unit proses diukur

besarnya dengan menggunakan termokopel. Besaran temperatur yang terukur

kemudian akan dikirimkan ke unit kendali (controller) untuk dibandingkan nilainya

dengan nilai setpoint. Namun sebelum dikirim ke unit kendali terlebih dahulu sinyal

terukur ini diubah terlebih dahulu menjadi sinyal kendali oleh transducer P/I.

c. Unit Pengubah

Unit ini terdiri dari transducer P/I dan I/P transducer. Unit ini berfungsi untuk

mengubah sinyal/besaran mekanik menjadi besaran/sinyal elektrik ataupun

sebaliknya. Pada praktikum ini, Transducer P/I mengubah sinyal keluaran yang

berupa tekanan (PV) menjadi sinyal kendali yang berupa sinyal elektrik agar dapat

dibaca oleh controller. Adapun I/P transducer berfungsi untuk mengubah sinyal

keluaran dari controller yang berupa sinyal elektrik menjadi sinyal kendali yang

berupa sinyal pneumatik yang merupakan masukan untuk unit kendali akhir.

d. Unit Kendali

Unit ini berupa controller yang berfungsi untuk mengendalikan sinyal terukur

yang telah diubah terlebih dahulu menjadi sinyal kendali (masukan) oleh transducer

P/I. Besarnya PV yang terukur dibandingkan dengan set point. Selisih antara PV

dengan set point ini menghasilkan error. Besarnya error ini digunakan untuk

mengevaluasi besar kecilnya bukaan valve sehingga nantinya unit kendali akhir

(control valve pneumatik) akan melakukan koreksi terhadap % bukaan valve. Sinyal

keluaran dari controller ini berupa sinyal kendali (sinyal elektrik). Sinyal elektrik ini

diubah terlebih dahulu menjadi sinyal pengukuran yang berupa sinyal pneumatik oleh

I/P transducer agar dapat dibaca oleh control valve pneumatik.

e. Unit Kendali Akhir

Unit ini berupa control valve pneumatik yang berfungsi menerima perintah atau

keputusan dari controller utuk mengoreksi % bukaan valve. Sinyal masukan berasal

dari controller berupa sinyal kendali (sinyal pneumatik) dan menghasilkan sinyal

keluaran manipulated variabel (MV) yang berupa laju alir tekanan yang akan masuk

ke unit proses. Unit ini merupakan unit paling akhir dari sistem pengendalian proses.

Langkah langkah Pengendalian Suhu, yaitu :

a. Mengukur

Tahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau mengamati nilai

variabel proses yang keluar dari unit proses (pipa) yang berupa suhu.

b. Membandingkan

Variabel proses (nilai terukur) hasil pengukuran atau pengamatan yang berupa

tekanan yang diubah menjadi sinyal terukur dibandingkan dengan nilai acuan (set

point).

c. Mengevaluasi (menghitung)

Perbedaan antara nilai terukur dengan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan

langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itu.

d. Mengoreksi.

Dilakukan koreksi variabel proses yang berupa sinyal pneumatik, agar perbedaan

antara nilai terukur dan nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.

Pada umumnya, konfigurasi pengendalian suhu sama dengan konfigurasi pengendalian

proses yang lainnya, yaitu Process Variabel (PV) yang berupa suhu diukur oleh Termokopel.

Termokopel mengirim besarnya tekanan yang terukur ini ke unit kendali yang berupa

controller untuk dibandingkan nilainya dengan set point. Terlebih dahulu sinyal pengukuran

ini diubah oleh transducer P/I menjadi sinyal elektrik. Setelah itu, unit kendali (controller)

menerima sinyal elektrik ini kemudian membandingkan nilai PV dengan set point. Selisih

dari PV dan setpoint ini merupakan error yang akan dijadikan sebagai evaluasi untuk unit

kendali akhir (conrol valve pneumatik) untuk melakukan koreksi terhadap % bukaan valve.

Sinyal keluaran dari controller ini berupa sinyal kendali yang akan diubah oleh transducer I/P

untuk diubah menjadi sinyal pneumatik. Sinyal pneumatik yang masuk kedalam control valve

pneumatik akan dijadikan koreksi terhadap % bukaan valve sehingga akan dihasilkan

manipulated variabel (MV) yang berupa laju alir gas masuk sesuia dengan set point yang

diinginkan.

Adapun sinyal-sinyal yang terdapat dalam pengendalian temperatur ini berupa sinyal

pengukuran dan sinyal kendali. Sinyal pengukuran ini berupa sinyal elektrik, sedangkan

sinyal kendali berupa sinyal pneumatik. Sinyal pengukuran ini berasal dari unit pengukuran

(pressure gauge) yang diubah oleh transducer P/I menjadi sinyal elektrik. Selanjutnya dari

controller sinyal elektrik ini diubah oleh I/P transducer menjadi sinyal pneumatik untuk

dikrimkan ke unit kendali akhir (control valve pneumatik).

Sensor yang terkait pengendalian suhu

1. Mikrokontroler AT89S51

2. Termokopel

a. Termokopel bayonet

b. Termokopel 90

c. Termokopel model probe

d. Termokopel tipe J dan T dengan steker

e. Termokopel Pt100 dari Emas

f. Termokopel Pt100 dari platinum

2. Final Control Element pada system pengendalian suhu dan level

Control valve adalah jenis final control element yang paling sering digunakan, sehingga pada

prakteknya final control element sering diartikan sebuah control valve, meskipun masih banyak

jenis lainnya seperti motor, heating element, electrical contactor, dan sebagainya. Control valve

terdiri dari dua bagian utama yaitu actuator dan valve (body valve). Actuator berfungsi sebagai

penggerak buka atau tutup valve. Sedanglan valve berfungsi sebagai komponen mekanis yang

menetukan besarnya flow yang masuk ke proses (output). Ada beberapa jenis control valve,

diantaranya sebagai berikut :

1. Ball valve

2. Butterfly valve

3. Gate valve

4. Globe valve

5. Segmen valve

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.