Laporan Pengendalian Aliran (Repaired) (Repaired)

  • View
    276

  • Download
    17

Embed Size (px)

DESCRIPTION

pengpros

Text of Laporan Pengendalian Aliran (Repaired) (Repaired)

LABORATORIUM PENGENDALIAN PROSESSEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL: Pengendalian Aliran PEMBIMBING: Harita N. Chamidy, LRSC.

Praktikum : 15 April 2015Penyerahan (Laporan) : 18 Juni 2015

Oleh :Kelompok: 7Nama: 1. Annisa Novita N NIM. 131424005 2. Nadhira Rifarni NIM.131424016Kelas : 2A - TKPB

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSatu besaran penting pada proses yang melibatkan cairan adalah laju aliran. Pengendalian aliran menjadi factor sangat penting pada proses.1). Aliran cairan ke alat berikutnya diharapkan pada nilai konstan2). Banyak fungsi unit proses berjalan baik jika bekerja pada aliran tetap.

1.2 TujuanPraktikum ini memberi kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat mengendalikan system aliran. Mempelajari pengaruh nilai parameter pengendali pada respons aliran.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip PengendalianProses operasi dalam industri kimia bertujuan untuk mengoperasikan rangkaian peralatan sehingga proses dapat berjalan sesuai dengan satuan operasi yang berlaku. Untuk mencapai hal tersebut maka diperlukan pengendalian. Hal yang perlu diperhatikan dalam proses operasi teknik kimia seperti suhu (T), tekanan (P), laju alir (F) tinggi permukaan cairan (L), komposisi, pH, dan lain sebagainya. Peranan pengendalian proses pada dasarnya adalah mencapai tujuan proses agar berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan.Ketinggian suatu cairan merupakan salah satu hal yang harus dikendalikan dalam suatu industry kimia. Apabila ketinggian cairan tidak dikendalikan maka proses dalam industry akan terganggu. Jika ketinggian cairan melebihi ketinggian yang diinginkan maka akan terjadi overflow atau cairan akan meluap sehingga mengganggu atau daoat merusak alat-alat lain dan jika ketinggian cairan kurang dari ketinggian yang diinginkan maka proses tidak akan bekerja. Oleh karena itu ketinggian suatu cairan harus dikendalikan dalam suatu industry.Untuk pelaksanan langkah-langkah pengendalian proses tersebut diperlukan instrumentasi sebagai berikut:1. Unit proses.2. Unit pengukuran. Bagian ini bertugas mengubah nilai variable proses yang berupa besaran fisik atau kimia menjadi sinyal standar (sinyal pneumatic dan sinyal listrik).

Unit pengukuran ini terdiri atas:a) Sensor: elemen perasa (sensing element) yang langsung merasakan variable proses. Sensor merupakan bagian paling ujung dari sistem/unit pengukuran dalam sistem pengendalian. Contoh dari elemen perasa yang banyak dipakai adalah thermocouple, orificemeter, venturimeter, sensor elektromagnetik, dll.b) Transmitter atau tranducer: bagian yang menghitung variable proses dan mengubah sinyal dari sensor menjadi sinyal standar atau menghasilkan sinyal proporsional, seperti: DC voltage 0-5 volt DC current 4-20 mA Pressure 3-15 psi

Unit pengendali atau controller atau regulator yang bertugas membandingkan, mengevaluasi dan mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir. Hasil evalusi berupa sinyal kendali yang dikirim ke unit kendali akhir. Sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal pengukuran.Pada controller bisaanya dilengkapi dengan control unit yang berfungsi untuk menentukan besarnya koreksi yang diperlukan. Unit ini mengubah error menjadi manipulated variable berupa sinyal. Sinyal ini kemudian dikirim ke unit pengendali akhir (final control element).Unit kendali akhir yang bertugas menerjemahkan sinyal kendali menjadi aksi atau tindakan koreksi melalui pengaturan variable termanipulasi. Unit kendali akhir ini terdiri atas:a) Actuator atau servo motor: elemen power atau penggerak elemen kendali akhir. Elemen ini menerima sinyal yang dihasilkan oleh controller dan mengubahnya ke dalam action proporsional ke sinyal penerima.

b) Elemen kendali akhir atau final control element: bagian akhir dari sistem pengendalian yang berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan cara memanipulasi besarnya manipulated variable yang diperintahkan oleh controller. Contoh paling umum dari elemen kendali akhir adalah control valve (katup kendali). bisaanya digunakan untuk mengendalikan aliran air pada ketinggian tertentu dengan tekanan tertentu pada suatu tabung atau pipa.

2.2 Pengendalian Laju AlirDalam praktikum ini sebagai sensor laju alir adalah jenis turbin. Putaran turbin berbanding lurus dengan laju alir. Sinyal listrik sensor turbin berupa gelombang balok. Oleh converter, gelombang balok diubah menjadi sinyal tegangan 1-5 (0-100%). Sinyal ini dikirim ke pengendali (computer). Aksi pengendali berjenis berkebalikan (reverse acting). Artinya jika laju ali bertambah besar, sinyal kendali berkurang dan katup kendali lebih menutup untuk mengurangi laju alir.Sinyal kendali dari pengendali (computer) berupa sinyal tegangan 1-5 V, yang selanjutnya diubah menjadi sinyal arus 4-20 mA, oleh converter sinyal arus diubah menjadi sinyal pneumatic 0,2-1 bar (3-15 psi). control valve (unit kendali akhir) adalah jenis pneumatic yang mendapat sinyal pneumatic tersebut.Dalam pengendalian aliran ini sebagai PV adalah laju alir, MV adalah aliran masuk, SP adalah laju alir yang diinginkan, gangguan adalah laju lalir yang keluar system. Pengendalian laju alir memiliki sifat cepat dan banyak noise khususnya untuk aliran turbulen.Karakteristik dinamik lingkar pengendalian laju alir didominasi oleh dinamika elemen kendali akhir. Juga akibat gesekan stem dapat menimbulkan hysteresis. Factor linileritas pengendalian laju alir ditentukan oleh karakteristik katup kendali, tipe instrument ukur laju alir yang dipakai dan penyempitan dalam pipa.

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat dan Bahan yang digunakan untuk percobaan pengendalian Level adalah sebagai berikut :1. Seperangkat sistem pengendalian Aliran2. KomputerSusunan alat percobaan adalah sebagai berikut :

Keterangan :1. 2. Water drainage tank3. Centrifugal pump4. Control valve5. I / P transduser6. Udara instrument7. Manometer8. Pressure regulator (manual)9. Pengendali luar10. Panel Kendali11. Personal computer12. Tangki Penampung13. Katup Buang manual14. Sensor dan Transmitter level15. Katup SolenoidaX.Actuating signalY.Controlled quantity signal

3.2 Percobaan 3.2.1 Persiapan1) Pastikan penampung air telah terisi paling sedikit tiga perempat penuh2) Sistem peralatan aliran telah terhubung secara benar dengan komputer3) Pastikan komputer bekerja normal

3.3.3 Pengoprasian perangkat keras1) Pastikan udara instrumen telah mengalir pada tekanan masuk 140 kPa (1,4 bar) atau maksimum 200 kPa (2 bar). Jika perlu atur regulator tekanan udara instrumen agar memenuhi tekanan tersebut.2) Nyalakan peralatan CRL dengan menekan tombol daya3) Ubah saklar pemilih ke posisi PC. Pompa akan hidup dan mengalirkan air ke dalam tangki3.3.4 Pengoprasian perangkat lunak1) Nyalakan komputer/laptop dan jalankan program level control2) Pastikan posisi tombol AUTO/MANUAL pada posisi MANUAL3) Pastikan posisi tombol REVERSE/DIRECT pada posisi REVERSE4) Tekan tombol RUN (berupa panah) sehingga pengendalian mulai berjalan.5) Atur manipulated variable yang mempresentasikan bukaan katup kendali dengan menggeser horizontal scroll ke kanan hingga 100%6) Atur katup buang sehingga aliran yang ditunjukan rotameter (11) dan tampilan layar computer sebesar 100 L/jam. Bila nilainya tidak sama, gunkan tampilan di layar computer.

3.3.5 Pengendalian Automatik1) Geser vertical scroll SP (set point) ke posisi 50 L/h atau dengan cara mengetikan nilai 50 kemudian tekan ENTER2) Pastikan parameter pengendali dengan nilai PB=100, waktu integral=1, dan waktu derivatif=03) Ubah posisi setpoint AUTO/MANUAL ke posisi AUTO4) Amati aliran air (warna hijau) terhadap nilai setpoint (warna merah). Aliran akan bergerak kea rah setpoint sehingga konstan disitu.

3.3.5 Pengaruh Parameter Pengendali Tanpa Tangki PeredamPengendali Proporsional (P)

1) Pastikan SP=50 L/h2) Pastikan nilai PB=100% dan waktu derivative, Td=03) Ubah waktu integral (Ti) ke nilai yang sangat besar (missal 100000) dengan demikian maka pengaruh integral hamper tidak ada.4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h dengan mengetikkan angka 60 dan diikuti menekan ENTER5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai aliran (PV).6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50 L/h, dan tunggu sampai nilai PV stabil dan konstan.7) Ubah gain PB ke 20,50,150, dan 200. Setiap perubahan lakukan langkah (3)-(5). Amati nilai aliran (PV).8) Pilih nilai proporsional band (PB) yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat, dan stabil.

Pengendali Proporsional-Integral (PI)1) Gunakan nilai PB terbaik dari pengendalian proporsional di atas2) Pastikan SP = 50 L/h dan tunggu hingga nilai PV konstan.3) Ubah waktu integral bernilai 60 detik (1 menit) dan tunggu hingga nilai PV konstan4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai PV6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50%, dan tunggu sampai nilai PV stabil dan konstan.7) Ubah waktu integral ke nilai 30,10,5,2,1 dan 0,5. Setiap perubahan lakukan langkah (4)-(6). Amati nilai PV8) Pilih nilai waktu integral yang menghasilkan pengendalian cepat, tepat dan stabil. Pengendali Proporsional-Integral-Derivatif (PID)1) Gunakan nilai PB dan Ti terbaik dari pengendalian PI sebelumnya2) Pastikan SP =50 L/h dan tunggu hingga nilaiPV konstan3) Ubah waktu derivative menjadi 1 detik4) Ubah setpoint (SP) ke 60 L/h5) Amati nilai aliran (PV), apakah bias mengikuti SP. Perhatikan juga adakah osilasi nilai PV6) Ubah setpoint (SP) kembali ke 50 L/h dan tunggu sammpai nilai PV stabil dan konstan7) Ubah waktu derivative ke nilai 2,5,10,20 dan 30. Setiap perubahan lakukan langkah (4)-(6). Amati nilai PV8) Pilih nilai waktu derivative yang memnghasilk