Download - MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Transcript
Page 1: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

-1/14-

MODUL 2.03 Pengendalian Proses

I. Pendahuluan

Pabrik kimia merupakan susunan/rangkaian berbagai unit pengolahan yang

terintegrasi satu sama lain secara sistematik dan rasional. Tujuan pengoperasian pabrik

kimia secara keseluruhan adalah mengubah (mengonversi) bahan baku menjadi produk

yang lebih bernilai guna. Dalam pengoperasiannya pabrik akan selalu mengalami

gangguan (disturbance) dari lingkungan eksternal. Selama beroperasi, pabrik harus terus

mempertimbangkan aspek keteknikan, keekonomisan, dan kondisi sosial agar tidak

terlalu signifikan terpengaruh oleh perubahan-perubahan eksternal tersebut.

Agar proses selalu stabil dibutuhkan instalasi alat-alat pengendalian. Alat-alat

pengendalian dipasang dengan tujuan:

1. Menjaga keamanan dan keselamatan kerja

Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer untuk

orang-orang yang bekerja di pabrik dan untuk kelangsungan perusahaan. Untuk

menjaga terjaminnya keamanan, berbagai kondisi operasi pabrik seperti tekanan

operasi, temperatur, konsentrasi bahan kimia, dan lain sebagainya harus dijaga tetap

pada batas-batas tertentu yang diizinkan.

2. Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan

Pabrik harus menghasilkan produk dengan jumlah tertentu (sesuai kapasitas desain)

dan dengan kualitas tertentu sesuai spesifikasi. Untuk itu dibutuhkan suatu sistem

pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk yang diinginkan.

3. Menjaga peralatan proses dapat berfungsi sesuai yang diinginkan dalam desain

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi proses produksi memiliki kendala-

kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi. Pada pompa harus dipertahankan

NPSH, pada kolom distilasi harus dijaga agar tidak floding, temperatur dan tekanan

pada reaktor harus dijaga agar tetep beroperasi aman dan konversi menjadi produk

optimal, isi tangki tidak boleh luber ataupun kering, serta masih banyak kendala-

kendala lain yang harus diperhatikan.

Page 2: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 2 dari 14

4. Menjaga agar operasi pabrik tetap ekonomis

Operasi pabrik bertujuan menghasilkan produk dari bahan baku yang memberi

keuntungan yang maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang

menyebabkan biaya operasi menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi

maksimum.

5. Memenuhi persyaratan lingkungan

Operasi pabrik harus memenuhi berbagai peraturan lingkungan yang memberikan

syarat-syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia.

Untuk memenuhi persyaratan diatas diperlukan pengawasan (monitoring) yang

terus menerus terhadap operasi pabrik kimia dan intervensi dari luar (external

intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu

rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi

manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control

system. Dalam pengoerasian pabrik diperlukan berbagai prasyarat dan kondisi operasi

tertentu, sehingga diperlukan usaha-usaha pemantauan terhadap kondisi operasi pabrik

dan pengendalian proses supaya kondisi operasinya stabil.

Aspek-aspek yang diharapkan setelah praktikan memahami proses pengendalian

proses adalah:

1. pengendalian proses kimia adalah suatu bidang kajian yang bertalian erat dengan

ilmu dan praktek teknik kimia

2. perancangan sistem pengendali bukan persoalan matematik, tetapi harus

dipahami sebagai suatu tugas keteknikan

3. pemahaman yang baik tentang gejala fisik dan kimiawai yang berlangsung dalam

proses kimia merupakan hal penting yang sangat utama (paramount) untuk

merancang pengendalian yang sederhana dan efektif

4. terdapat beberapa kemungkinan konfigurasi pengendali untuk suatu unit proses

atau pabrik. Pemilihan yang terbaik diantara berbagai pilihan merupakan

persoalan tesendiri yang harus diselesaikan

5. terdapat berbagai macam cara (perangkat) analitik dan metodologi perancangan

yang harus dikenali, sebelum berusaha menyelesaikan persoalan pengendalian

proses.

Page 3: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 3 dari 14

II. Tujuan

Praktikum Pengendalian Proses dilakukan dengan tujuan:

1. Praktikan mengenal dan memahami cara kerja dan karakteristik instrumen dan

instrumentasi proses, khususnya pada proses yang dikendalikan sistem pengendalian

umpan balik.

2. Praktikan mengenal, memahami, dan melakukan identifikasi proses untuk tujuan

pengendalian proses.

3. Praktikan mengenal, memahami, dan memanfaatkan metoda-metoda penalaran

sistem pengendali umpan balik.

III. Sasaran

Berkaitan dengan tujuan-tujuan tersebut, sasaran praktikum dirumuskan sebagai

berikut:

1. Praktikan dapat mengamati secara kualitatif dan kuantitatif unjuk kerja pengendalian

suatu proses.

2. Praktikan dapat melakukan identifikasi sistem/proses dengan menggunakan metoda-

metoda yang telah dikenal dalam literatur.

3. Praktikan dapat menentukan parameter-parameter pengendali agar diperoleh

pengendalian yang baik menggunakan metoda-metoda penalaran yang telah dikenal

dalam literatur.

IV. Tinjauan Pustaka

IV.1 Sistem Pengendalian

Sistem pengendali diterapkan untuk memenuhi 3 kelompok kebutuhan, yaitu:

1. menekan pengaruh gangguan eksternal

2. memastikan kestabilan suatu proses kimiawi

3. optimasi kinerja suatu proses kimiawi

Variabel-variabel yang terlibat dalam proses operasi pabrik adalah F (laju alir), T

(temperatur), P (tekanan) dan C (konsentrasi). Variabel-variabel tersebut dapat

dikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu variabel input dan variabel output.

Page 4: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 4 dari 14

1. Variabel input

Variabel input adalah variabel yang menandai efek lingkungan pada proses kimia

yang dituju. Variabel ini juga diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu:

1. manipulated (adjustable) variable, jika harga variabel tersebut dapat diatur

dengan bebas oleh operator atau mekanisme pengendalian

2. disturbance variable, jika harga tidak dapat diatur oleh operator atau sistem

pengendali, tetapi merupakan gangguan.

2. Variabel Output

Variabel output adalah variabel yang menandakan efek proses kimia terhadap

lingkungan yang diklasifikasikan dalam 2 kelompok:

1. measured output variables, jika variabel dapat diketahui dengan pengukuran

langsung

2. unmeasured output variables, jika variabel tidak dapat diketahui dengan

pengukuran langsung

IV. 2 Disain Elemen Pengendali Proses Desain elemen pengendalian harus sesuai dengan kebutuhan pengendalian yang

diinginkan dan bekerja delam pengendalian proses pabrik. Untuk mencapai tujuan

tersebut perlu diperhatikan langkah-langkah dalam mendesain sistem pengendalian

Dalam usaha merancang suatu sistem pengendali yang dapat memenuhi

kebutuhan suatu proses kimia terdapat beberapa unsur penting dan pertimbangan-

pertimbangan dasar yang harus diperhatikan. Unsur-unsur tersebut adalah:

1. pendefinisian/penetapan tujuan dan sasaran pengendalian (define control objective)

2. penentuan variabel yang harus diukur (select measurement)

3. penentuan variabel yang akan dimanipulasi (select manipulated variables)

4. pemilihan konfigurasi pengendalian (select the control configuration)

5. perancangan sistem pengendali (design the controller)

IV. 3 Pendefinisian Tujuan Pengendalian

Dalam mendefinisikan tujuan pengendalian perlu diperhatikan beberapa hal

pentuing yang merupakan pronsip dasar penerapan pengendalian proses pada pabrik.

Prinsip utama penerapan pengendalian proses pada pabrik adalah untuk memastikan

kinerja suatu proses kimia, memastikan kestabilan suatu proses kimia, dan menekan

Page 5: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 5 dari 14

gangguan eksternal. Prinsip dasar ini harus tercakup dalam pendefinisian tujuan

pengendalian baik satu atau kombinasi dari ketiga hal tersebut.

Pada awal perancangan, sasaran pengendalian (control objectives) didefinisikan

secara kualitatif, selanjutnya tujuan ini dikuantifikasi dalam bentuk variabel output.

Sebagai contoh untuk sistem reaktor CSTR salah satu pemakaian controller dilakukan

dengan tujuan pengendalian (control objectives) sebagai berikut:

• secara kualitatif : menjamin kestabilan temperatur didalam reaktor (diasumsikan sama

dengan temperatur keluaran reaktor) pada keadaan steady state yang tidak stabil

• secara kuantitatif : menjaga agar temperatur (variabel output) tidak berfluktuasi lebih

dari 5% harga nominalnya.

IV. 4 Pemilihan Variabel yang Harus Diukur

Beberapa pemhukuran variabel harus dilakukan agar kinerja operasi pabrik dapat

dimonitor Terdapat beberapa jenis pengukuran variabel yang dapat diterapkan untuk

pengendalian proses:

1. Primary Measurement

Bila memungkinkan sebaiknya pada pengendalian proses harga variabel yang

menjadi objective pengendalian harus diukur/dimonitor. Cara pengukuran variabel

proses yang menjadi control objective pengendalian secara langsung disebut primary

measurement.

Sebagai contoh pada sistem mixer tangki berpengaduk control objective adalah

mempertahankan T dan h cairan dalam tangki pada harga T = Tsp (sp = set point) dan

h =hsp. Karena itu, usaha pertama yang harus dilakukan adalah memasang alat

pengukur untuk dapat mengamati nilai T dan h cairan dalam tangki secara langsung,

yaitu dengan denggunakan termokopel untuk pengukuran T dan differential pressure

cell untuk mengukur h.

2. Secaondary Measurement

Pada kasus-kasus tertentu, variabel yang merupakan control objective tidak dapat

diukur secara langsung (unmeasured output). Pada kasus-kasus dengan control

objective yang tidak dapat diukur langsung tersebut, harus diukur variabel lain yang

tergolong measured variable dan dapat dikorelasikan melalui suatu hubungan

matematis tertentu dengan unmeasured output yang ingin dikendalikan.

Page 6: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 6 dari 14

3. Pengukuran external disturbance

Pengukuran disturbance sebelum variabel tersebut masuk ke dalam proses dapat

sangat menguntungkan, karena hasil pengukuran tersebut dapat memberikan

informasi mengenai kelakuan proses yang akan terjadi. Informasi tersebut dapat

digunakan untuk menentukan aksi pengendalian yang harus diambil apabila

menggunakan sistem pengendalian feed forward.

IV. 5. Pemilihan Variabel yang Dimanipulasi

Dalam peoses kimia, umumnya terdapat beberapa variabel input yang dapat

diatur dengan bebas. Untuk memilih variabel mana yang akan dimanipulasi harus

dipertimbangkan efek dari tindakan yang diambil terhadap kualitas pengendalian.

Sebagai caontoh pengendalian ketingguan cairan dalam reaktor, tangki, ataupun kolom

distilasi dapat dilakukan dengan mengatur laju alir masuk dan laju alir keluar cairan.

IV. 6. Pemilihan Konfigurasi Pengendalian

Konfigurasi pengendalian merupakan suatu struktur informasi yang digunakan

untuk mnghubungkan variabel pengukuran terhadap variabel yang akan dimanipulasi.

Sebagai contoh pengendalian temperatur dan ketinggian cairan pada reaktor, kolom

distilasi, mixer, dan alat lainnya memiliki beberapa alternatif konfigurasi sistem

pengendali. Perbadaan-perbedaan yang dapat diamati pada sistem pengendali temperatur

dan sistem pengendali ketinggian cairan terjadi karena:

1. terdapat perbedaan variabel yang diukur, tetapi hasil pengukuran digunakan untuk

memanipulasi variabel yang sama

2. variabel yang diukur sama, tetapi hasil pengukuran tersebut digunakan untuk

memanipulasi variabel yang berbeda

Ada 3 tipe konfigurasi pengendalian, antara lain:

Feedback control configuration

Konfigurasi ini mengukur secara langsung variabel yang dikendalikan untuk

mengatur harga variabel yang dimanipulasi. Tujuan pengendalian ini adalah

mempertahankan variabel yang dikendalikan pada level yang diinginkan (set point).

Sebagian instrumentasi pada proses pembuatan formaldehid dan hidrogen

peroksida berbahan baku metanol dengan reaksi enzimatik ini menggunakan konfigurasi

pengendalian feedback, mulai dari pengendalian temperatur, pengendalian ketinggian,

Page 7: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 7 dari 14

pengendalian perbedaan tekanan, dan pengendalian tekanan. Konfigurasi sistem

pengendalian dengan tipe feed back disertakan pada Gambar 1

Gambar 1 Konfigurasi Sistem Pengendalian Feedback

Feed forward control conviguration

Konfigurasi sistem pengendali feedforward memanfaatkan pengukuran langsung

pada disturbance untuk mengatur harga variabel yang akan dimanipulasi. Tujuan

pengendalian adalah mempertahankan variabel output yang dikontrol pada nilai yang

diharapkan.

Konfigurasi pengendalian dedngan sistem feed forward dilakukan sesuai dengan

Gambar 2.

Gambar 2 Konfigurasi Sistem Pengendalian Feedforward

Inferential Control Configuration

Konfigurasi sistem pengendali inferential memanfaatkan data hasil pengukuran

output sekunder (secondary measurement) untuk mengatur harga variabel yang akan

dimanipulasi. Hal ini dilakukan karena variabel output yang akan dikendalikan tidak

Page 8: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 8 dari 14

dapat diukur secara langsung. Tujuan pengendalian ini adalah memeprtahankan variabel

unmeasured output tersebut pada tingkat/harga yang ditetapkan pada set point.

Alat ukur menggunakan harga variabel terukur (measured output) yang terdeteksi

dalam persamaan neraca massa dan energi yang dapat mewakili proses ke dalam suatu

persamman matematika tertentu yang oleh komputer dapat dihitung menjadi output

unmeasured variables yang ingin dikendalikan. Hasil perhitungan tersebut oleh

instrumentasi pengendalian kemudian digunakan untuk mengatur harga variabel yang

dimanipulasi. Inferential control configuration ini digunakan dalam pengendalian

komposisi aliran output pada setiap kolom distilasi dan tangki mixer berpengaduk.

Analisis komposisi tidak dilakukan langsung dengan composition analyzer karena harga

alat tersebut mahal, dan alat tersebut sangat analitik sehingga kapasitasnya kecil dan tidak

sesuai diterapkan dalam skala pabrik. Komposisi aliran kolom distilasi dan mixer harus

selalu dikendalikan karena pasar sangat ketat menuntut produk formaldehid dan hidrogen

peroksida sesuai spesifikasi.

Konfigurasi pengendalian dedngan sistem inferential dilakukan sesuai dengan

Gambar 3.

Gambar 3 Konfigurasi Sistem Pengendalian Inferential

IV. 7 Perancangan Sistem Pengendali

Sistem pengendali (controller) adalah elemen aktif dalam sistem pengendalian

yang menerima informasi dari pengukuran dan membuat tindakan yang sesuai untuk

mengatur harga manipulated variables. Pengaturan manipulated variables sangat

bergantung pada control law yang diterapkan secara otomatis pada controller.

Beberapa control law yang umum diterapkan pada sistem pengendalian:

Page 9: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 9 dari 14

1. Penggunaan proportional controller (P-controller) dimana nilai output dari P-

controller akan sebanding terhadap error.

sc c(t).K(t)c' +∈= (1)

2. Penggunaan proportional-integral controller (PI-controller) dimana nilai output dari

PI-controller akan sebanding terhadap error + suatu faktor dikali nilai integrasi error

sebagai fungsi waktu

s

t

oI

cc c(t).dt.

τK(t).K(t)c' ∫ +∈+∈= (2)

3. Penggunaan proportional-integral-derivative controller dimana nilai output dari PID-

controller akan ditentukan oleh konstanta yang menghubungkan kesebandingan error

terhadap output + suatu faktor dikali nilai integrasi error sebagai fungsi waktu +

suatu faktor dikali nilai defernsial (gradien) error sebagai fungsi waktu.

s

t

oDc

I

cc c

dt..τK(t).dt.

τK(t).K(t)c' +

∈+∈+∈= ∫ (3)

IV. 8 Penggunaan Komputer Digital pada Pengendali Proses

Dalam aspek pengendalian seluruh pabrik tidak hanya melibatkan satu unit

proses, seperti CSTR, tangki berpengaduk, kolom distilasi. Pada kenyataannya proses

produksi produk dari bahan baku dengan reaksi tertentu ini terdiri dari banyak unit yang

saliang berhubungan dengan adanya aliran bahan (meterial) dan energi dari satu unit ke

unit lainnya. Pada proses kimia tersebut akan timbul hal-hal karakteristik yang tidak

terjadi pada pengopersian satu unit proses saja.

Kemajuan teknologi komputer yang sangat pesat dengan harga yang semakin

terjangkau membuat perangkat ini banyak digunakan untuk pengendalian dalam proses-

proses kimia. Instrumen pengendalian pada pabrik besar dan modern umumnya dirancang

menggunakan komputer pengendali secara digital.

Beberapa aplikasi spesifik komputer untuk pengendalian proses adalah sebagai

berikut:

Direct Digital Control (DCC)

Komputer digital dapat dipakai mengendalikan secara simultan beberapa output.

Pada sistem kontrol utama (Supervisor Controler) terdapat satu prosesor komputer untuk

Page 10: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 10 dari 14

mengendalikan dan mengoperasikan proses. Jadi semua data dikumpulkan dalam satu

unit komputer. Komputer digunakan untuk mengubah nilai set point sesuai dengan harga

parameter local controler. Local controler berfungsi sebagaimana sinyal digital yang

diterapkan pada Direct Digital Controller (DCC). Interfase input/output akan

menghasilkan informasi kepada komputer supervisor berupa tetapan pada local control

loop yang dipakai komputer untuk menghasilkan nilai set point pada local control loop.

Skema sistem pengendalian DDC dapat dilihat pada Gambar 4.

Komputer menrima secara langsung hasil pengukuran dari proses, kemudian

menghitung nilai manipulated variables berdasarkan control low yang telah diprogram

dan tersimpan dalam memorynya. Manipulated variables tersebut kemudian diterapkan

kembali ke dalam proses denganmenggunakan elemen pengendali akhir seperti kerangan,

pompa, kompresor, switch, dan sebagainya. Dengan demikian komputer dan proses

dijembatani oleh perangkat-perangkat keras yang digunakan untuk mendapatkan

komunikasi yang baik antara komputer dengan proses.

Gambar 4 Skema Sistem Pengendalian DDC

DDC umumnya dipakai untuk unit dalam skala terbatas seperti untuk satu unit

produksi, atau digunakan untuk sebuah unit operasi dengan sebuah unit produksi.

Distributed Control System

Penggunaan sistem kontrol dengan memakai satu buah komputer untuk

mengendalikan sebuah unit operasi akan lebih mudah diterapkan. Namun, sistem

Page 11: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 11 dari 14

supervisor control akan mengalami kesulitan jika diterapkan pada unit yang kompleks

karena akan dihasilkan suatu pengendalian dan pengoperasian yang sangat kompleks dan

rumit.

Metoda terbaru pengendalian proses dalam pabrik adalah Distributed Control

System (DCS) yang langsung sukses diminati untuk skala komersial saat pertama kali

diluncurkan. DCS terdiri dari beberapa microprocessor yang saling terhubungkan dalam

satu jaringan komunikasi digital yang sering dikenal dengan data highway. Skema tipe

DCS disajikan pada Gambar 5.

Tujuan pengendalian proses adalah mendapatkan kinerja proses yang opimum.

Seringkali operator manusia sukar atau tidak dapat menemukan policy pengoperasian

pabrik yang terbaik agar biaya operasi dapat ditekan seminimal mungkin. Hal ini

disebabkan tingginya kompleksitas pabrik kimia yang akan dikendalikan. Pada kasus

seperti ini programmed intelligence dari komputer dapat dimanfaatkan untuk

menganalisis situasi proses dan memberikan usulan policy pengoperasian yang terbaik.

Pada supervisory control ini, komputer mengkoordinasi aktivitas dari beberapa loop

DCC.

Gambar 2.5 Skema Sistem Pengendalian DCS

Pada sistem ini satu buah komputer utama (supervisor computer) membagi kerja

pengendalian pada beberapa komputer yang bekerja sebagai DDC lokal. Keuntungan

sistem DCS dibanding DDC adalah sistem DCS memungkinkan area kerja atau DDC

lokal satu tetap bekerja dan dapat dikendalikan merkipun ada suatu unit atau lokasi

tertentu yang tidak beroperasi. Sebaliknya, kekurangan unit DCS dibanding DDC adalah

Page 12: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 12 dari 14

biaya investasi sistem DCS yang sangat besar karena membutuhkan komputer pengendali

yang lebih banyak.

Scheduling Computer Control

Kemungkinan penggunaan komputer yang terakhir adalah untuk mengatur

penjadwalan operasi suatu pabrik kimia. Kondisi pasar yang berubah setiap waktu akan

menyebabkan manajemen perlu terus menerus mengubah penjadwalan operasional

pabrik, seperti mengurangi waktu produksi untuk mencegah tertumpuknya produk (over

stock), penambahan produksi saat kebutuhan meningkat, dan lain-lain. Keputusan-

keputusan ini dapat diambil dengan bantuan komputer digital, yang kemudian akan

mengomunikasikan kepuusan-keputusan tersebut dengan supervisory computer

controller, yang kemudian mengimplementasikan keputusan-keputusan tersebut melalui

DDC-DDC yang berhubungan langsung dengan proses.

IV.9 Perangkat Keras Sistem Pengendali Proses

Pada setiap konfigurasi sitem pengendali dapat dibedakan masing-masing elemen

perangkat keras sebagai berikut:

1. Proses kimia

Proses kimia mewakili peralatan proses yang digunakan dan proses-proses/operasi

baik secara kimia maupun fisika yang terjadi di dalam peralatan tersebut.

2. Instrumen Pengukur atau Sensor

Peralatan pengukur/sensor digunakan untuk:

a. mengukur disturbance

b. mengukur controlled output variables

c. mengukur secondary ouput variables

Peralatan pengukur/sensor adalah sumber informasi yang mengidentifikasi hal-hal

yang sedang terjadi pada proses. Salah satu syarat penting dalam pemilihan sensor

adalah hasil pengukuran sensor harus dapat ditransmisikan dengan mudah. Contoh

instrumen pengendalian yang dipakai pada pabrik formaldehid dan hidrogen

peroksida ini adalah termokopel, venturi meter, composition analyzer.

Page 13: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 13 dari 14

3. Transducers

Beberapa hasil pengukuran tidak dapat digunakan untik tujuan pengendalian

sebelum dikonversikan menjadi besaran fisik yang dapat dengan mudah

ditransmisikan seperti tegangan listrik. Transducer merupakan alat yang digunakan

untuk mengonversi hasil pengukuran menjadi besaran yang ditransmisikan.

4. Jalur transmisi dan amplifier

Jalur transmisi merupakan media untuk membawa sinyal hasil pengukuran dari alat

ukur ke controller. Pada banyak kasus sinyal yang dihasilkan alat ukur terlalu lemah

untuk ditransmisikan sehingga sinyal tersebut harus diperkuat terlebih dahulu

dengan amplifier.

5. Elemen Pengendali

Elemen pengendali adalah perangkat keras yang memiliki intelegensi. Perangkat ini

menerima informasi dari alat ukur dan memutuskan tindakan yang harus dilakukan.

6. Elemen Pengendali Akhir

Elemen pengendali akhir merupakan perangkat keras yang melaksanakan tindakan

yang diperintahkan controller. Elemen pengendali akhir yang diaplikasikan pada

perancangan pabrik ini adalah control valve yang membuka dan menutup sampai

derajat tertentu sesuai keputusan controller.

7. Elemen pencatat

Elemen pencatat merupakan bagian dari sistem pengendali yang mencatat semua

variabel sehingga kelakukan proses yang sedang berlangsung dapat

didemonstrasikan secara visual.

V. Rancangan Percobaan

V.1 Perangkat dan Alat Ukur

1. Satu set perangkat modul pengendalian tekanan

2. Satu set perangkat modul pengendalian arus permukaan

3. Perangkat alat yang tersedia di laci modul yang bersangkutan

V.2 Bahan/ Zat Kimia

1. Udara

2. Air

Page 14: MODUL 2.03 Pengendalian Proses

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II

Departemen Teknik Kimia ITB

Modul 2.03 Pengendalian Proses Halaman 14 dari 14

Daftar Pustaka

1. Stephanopolos, G., Chemical Process Control: An Introduction to Theory and

Practice, Prentice Hall Internatinal Inc., New Jersey, 1984

2. Luyben, W.L., Process Modelling, Simulation, and Control for Chemical Engineers,

McGraw-Hill Publ. Co., New York, 1990

3. Coughanowr, D.R., Process System Analysis and Control, 2nd Edition, McGraw-Hill

Publ. Co., New York, 1991

4. Perry, R., Green, D.W., and Maloney, J.O., Perry’s Chemical Engineers’ Handbook,

6th Edition, McGraw-Hill, Japan, 1984

5. Manuals:

- Instruction Manuals: OSK14107 Pressure COntrol Model, OGAWA SEIKI Co.,

Ltd

- Control Regulation Software (Version 2): User Manual, Didacta Italis, Torino,

1996

- Online of Control Theory for Didacta Equipment, Didacta Italia, Torino, 1996

- MPCT Modular Process Control Trainer Unser’s Manual, Didacta, Italia,

Torino, 1996