Laporan Praktikum Teknik Pengendalian Proses “Resistor Temperature Detector” (Laporan ini diajukan untuk memenuhi tugas mata pelajaran produktif Teknik Teknik Pengendalian Proses dalam kompetensi keahlian Instrumentasi Industri Kontrol Proses)
Disusun oleh !ama
RI"#I $%KI$ $%KI$
!omor &rut
Kelas
Komp Kompet eten ensi si Keah Keahli lian an
Inst Instru rum menta entasi si Indu Indust stri ri Kont Kontro roll Pros Proses es
Kementerian Pendidikan Dasar ' enengah Repulik Indonesia *ekolah enengah Kejuruan !egeri + Kota ,imahi -l. ahar artanegara no. /0 ,imahi *elatan 12+/312+4 engenai *uhu
*uhu suatu enda adalah ukuran relatif panas dinginn5a enda terseut. &ntuk mengukur suhu harus memakai sifat fisika 5ang dapat diukur erdasarkan sifat itu akiat peruahan suhu atau dengan kata lain ah6a suhu tak diukur secara langsung tetapi dengan cara mengamati peruahan suhu. 7al itu dilakukan sea peruahan suhu dapat mengakiatkan peruahan esaran3esaran esaran3esaran fisika seperti peruahan tekanan mau pun 8olume pada 9at gas:peruahan gas:peruahan kekentalan kekentalan pada cairan:peruahan panjang:resistansi panjang:resistansi listrik:tegangan listrik:dan lain seagain5a. Skala Suhu
Dari gamar skala di atas dapat menghasilkan perandingan seperti seperti di a6ah ini. a. Perandingan ,elcius3"ahrenheit ,elcius3"ahrenheit +22 skala ,elcius
; +02 skala "ahrenheit
4 skala ,elcius
; < skala "ahrenheit
sea 2=,
; >1="
maka t,
; (4t,@>1)= "
dan t"
; 4?<(t"3>1)= ,
. Perandingan ,elcius3Reamur 1 |Teknik Pengendalian Proses
*uhu suatu enda adalah ukuran relatif panas dinginn5a enda terseut. &ntuk mengukur suhu harus memakai sifat fisika 5ang dapat diukur erdasarkan sifat itu akiat peruahan suhu atau dengan kata lain ah6a suhu tak diukur secara langsung tetapi dengan cara mengamati peruahan suhu. 7al itu dilakukan sea peruahan suhu dapat mengakiatkan peruahan esaran3esaran esaran3esaran fisika seperti peruahan tekanan mau pun 8olume pada 9at gas:peruahan gas:peruahan kekentalan kekentalan pada cairan:peruahan panjang:resistansi panjang:resistansi listrik:tegangan listrik:dan lain seagain5a. Skala Suhu
Dari gamar skala di atas dapat menghasilkan perandingan seperti seperti di a6ah ini. a. Perandingan ,elcius3"ahrenheit ,elcius3"ahrenheit +22 skala ,elcius
; +02 skala "ahrenheit
4 skala ,elcius
; < skala "ahrenheit
sea 2=,
; >1="
maka t,
; (4t,@>1)= "
dan t"
; 4?<(t"3>1)= ,
. Perandingan ,elcius3Reamur 1 |Teknik Pengendalian Proses
+22 skala ,elcius
; 02 skala Reamur
4 skala ,elcius
; / skala Reamur
sea 2=,
; 2=Re.
maka t,
; (/?4t,)= Re.
dan tRe.
; (4?/tRe.)= ,
c. Perandingan ,elcius3Kel8in +22 skala ,elius
; +22 skala Kel8in
sea 2=,
; 1A>.+42=K
maka t,
; (t,@1A>:+4)= K
dan tK
; (tK31A>:+4)= ,
d. Perandingan "ahrenheit3Rankine "ahrenheit3Rankine +02 skala "ahrenheit ; +02 skala Rankine sea >1 ="
; /<+:B< =Ran.
maka t"
; (t"@(/<+:B<3>1))= Ran.
dan tRan.
; (t"3(/<+:B<3>1))= "
t ; temperature (suhu)
Ca I 2 |Teknik Pengendalian Proses
P!D$7&L&$! 1.1 Latar Belakang Belakang Resistor Temperature Temperature Detector adalah suatu instrumen 5ang dipakai untuk menentukan nilai suatu esaran fisika 5akni suhu (temperature) dengan memakai elemen sensitif dari ahan ka6at platina:temaga: atau nikel murni. Resistor Temperature Temperature Detector ersifat positi8e temperature coefficient (PT,) ilamana semakin tinggi nilai suhu suatu enda 5ang diukur oleh instrumen ini maka semakin esar pula nilai resistansi listrik 5ang dikeluarkan egitu pula jika turunn5a nilai suhu suatu enda maka resistansi listrik keluarann5a menjadi turun pula. Resistor Temperature Temperature Detector 5ang dipakai dalam pengukuran suhu di industri3industri iasan5a dia6ali oleh kata “Pt” 5ang erarti sensor ini teruat dari ka6at ahan platinum. *elain *elain itu juga ada jenis jenis Pt+22 ' Pt+222:erarti Pt+222:erarti untuk Pt+22 teruat teruat dari platina pada saat saat suhu a6al 2o ,elcius menghasilkan resistansi seesar +22 E dan untuk Pt+222 teruat dari platina pada saat suhu a6al 2 o ,elcius menghasilkan resistansi seesar +222 E. Resistor Temperature Temperature Detector 5ang dipakai dalam praktikum ini adalah jenis Pt+22 dalam lemar data instrumen jenis ini memiliki peruahan peruahan resistansi seesar seesar o 2:>A1< E? ,. 1.2 Tujuan juan
emahami RTD RTD mulai dari prinsip kerja ' karakteristik.
emahami pengukuran ' pengendalian suhu dengan RTD.
Ca II 3 |Teknik Pengendalian Proses
PC$7$*$! 2.1 Prinsip Kerja Resistor Temperature Detetor Resistor Temperature Detector diuat dari logam 5ang dipilih 5ang menguah resistansi dengan peruahan suhu. 7amatan listrik umumn5a meningkat dengan temperatur: dan didefinisikan seagai memiliki koefisien suhu positif. Cesarn5a koefisien suhu menentukan sensiti8itas dari RTD. *elain Platinum: logam lain digunakan untuk RTD seperti temaga dan nikel. Platinum adalah 5ang paling umum dan memiliki karakteristik teraik linier dari tiga: meskipun nikel mempun5ai koefisien suhu 5ang leih tinggi memerikan sensiti8itas 5ang leih esar. 2.2 Konstruksi Resistor Temperature Detetor Konstruksi umum RTD terdiri dari elemen RTD 5ang ditempatkan pada agian ujung:dikelilingi material mineral insulated dan dilindungi oleh perisai logam (metallic sheath (thermo 6ell)).
2.3 Karakteristik Resistor Temperature Detetor
! |Teknik Pengendalian Proses
-ematan Fheatstone terdiri dari jematan tiga resistor terletak di instrumen: dengan resistor keempat adalah RTD. Dalam situasi seimang: men5eimangkan resistor disesuaikan untuk memerikan tegangan nol seerang jematan. Dalam konfigurasi tidak seimang: tegangan diukur seerang jematan.
R1
VS
R3
B
R2
A
RTD
G$;GC;+?1G* G$;GRTD;I$HRTD;(G*?R>@RTD).RTD GC;GR1;ICHR1;(G*?R+@R1).R1 Gout;G$3GC ,ontoh Perhitungan?Pemahasan ( gambar rangkaian RTD diasumsikan sama dengan di atas) +. Diketahui RTD Pt+22 mengukur saat 2 =, mengeluarkan tahanan RTD ; +22E dengan Gs;+1GD,. Cerapakah Gout RTD -a6a Pt+22 saat 2 =, erarti R+;R1;R>"RTD #$"%#S&R3'RTD(.RTD G$;(+1GD,?+22E@+22E).+22E;BGD, ) |Teknik Pengendalian Proses
#B"%#S&R1'R2(.R2 GC"(+1GD,?+22E@+22E).+22E;BGD, aka #out RTD " #$*#B ;(B3B;2)GD, 1. Diketahui RTD Pt+22 mengukur saat 122 =, mengeluarkan tahanan RTD ; +1B:/ E dengan Gs;+1GD,.Cerapakah Gout RTD -a6a Pt+22 saat 122 =, erarti R+;R1;R>;+22E ' RTD ; +1B:/ E #$"%#S&R3'RTD(.RTD G$;(+1GD,?+22E@+1B:/ E). +1B:/E;B:AGD, #B"%#S&R1'R2(.R2 GC"(+1GD,?+22E@+22E).+22E;BGD, aka #out RTD " #$*#B ;(B:A3B;2:A)GD, 2.3.1 Karakteristik Resistor Temperature Detetor %Sam+ungan dengan ,heatstone( a. 1 6ires RTD
-enis 1 6ires adalah samungan 5ang amat sederhana han5a terdiri dari 1 kael namun han5a dapat dipakai ila hamatan kael rendah diandingkan peruahan hamatan dari RTD. -enis ini amat rentan terhadap kesalahan akiat efek suhu lingkungan 5ang dihasilkan dari kael ekstensi. $kurasi 5ang dimiliki uruk ' harus dikalirasi dalam jarak 5ang amat dekat J+22m untuk meminimalisir kesalahan akiat hamatan kael ekstensi. . > 6ires RTD
- |Teknik Pengendalian Proses
Pada > 6ires RTD ini ada kompensasi peruahan hamatan kael ekstensi sea peruahan suhu lingkungan ' panjang kael. $kurasi 5ang dimiliki leih aik daripada 5ang seelumn5a sea ada tamahan + kael 5ang erfungsi seagai hamatan kompensasi untuk mengurangi kesalahan pengukuran akiat hamatan kael ekstensi. Dapat dikalirasi pada jarak JB22m. c. / 6ires RTD
Tipe ini 5ang amat mahal sea akurasi 5ang egitu aik daripada 5ang jenis lainn5a. Kael ke3/ menamah kompensasi kael ekstensi sehingga akurasi paling tinggi.
|Teknik Pengendalian Proses
2.! Ta+el Per+andingan /aterial Resistor Temperature Detetor
2.) Persamaan menari resistansi keluaran %R out( Resistor Temperature Detetor
0 |Teknik Pengendalian Proses
C$7$! !ikel Cesi ol5denum Tungsten $luminium Temaga Perak Platina mas *eng Caja allo5 !ikrom allo5 !ikrom G allo5 angan allo5 angan allo5 ,ontoh perhitungan?pemahasan
(E?=,) 2:2240BB 2:224BA+ 2:22/4A< 2:22//2> 2:22/>20 2:22/2/+ 2:22>0+< 2:22>A1< 2:22>A+4 2:22>0/A 2:22>222 2:222+A 2:222+> 2:2222+4 2:2222+4
Diketahui RTD Pt+22 mengukur saat suhu +42 =, dan saat itu suhu a6al enda 2 = ,.Cerapakah R out RTD -a6a R t ;R 2(+@ .T) ;+22 E(+@2:22>A1< E? =,.+42 =,) ;+22 E(+@2:44);+44 E
|Teknik Pengendalian Proses
2.- Kele+ihan Kekurangan Resistor Temperature Detetor Keleihan +. *tailitas:akurasi:linearisasi:' sensiti8itas 5ang agus. 1. Gout 422M leih esar diandingkan termokopel. Kekurangan +. Cia5a mahal (khususn5a 5ang teruat dari platina). 1. emutuhkan catu da5a. >. *udah tidak linier saat suhu di atas B22 =,.
1 |Teknik Pengendalian Proses
Ca III P!N!D$LI$! ,ontrol s5stem (controller) adalah gaungan dari eerapa unit agian 5ang erhuungan satu sama lain 5ang erfungsi untuk mengendalikan sistem lain 5ang erhuungan dengan seuah proses. *istem kendali ada dua cara 5akni sistem kendali manual (dengan pengaturan tangan manusia) ' sistem kendali otomatis (dengan pengaturan modern tanpa campur tangan manusia). Tujuan sistem pengendalian adalah agar hasil seuah proses 5ang didapatkan sesuai dengan apa 5ang diharapkan. 3.1 4enis Loop Pengendalian a. =pen Loop keinginan Kontroler
mv
FCE / Actuator Input proses
Proses
Output proses
*istem kendali 5ang dilakukan atas dasar pengalaman atau keiasaan manusia. . ,lose Loop "eedack keinginaKontroler n
Kenyata an
kesalaha n
FCE / Actuator Input proses
Proses
Sensor
Output proses
Elemen feedback/ Transmitter
11 |Teknik Pengendalian Proses
*istem kendali 5ang mengemalikan seagian keluaran umpan alik ke agian masukan untuk dijadikan data dalam melakukan tindakan peraikan agar keluaran hasil proses stail sesuai keinginan. c. ,lose Loop "eedfor6ard Sensor
Input proses 1
Transmitt
er
keinginan
Kontroler
Proses
Output proses
FCE / Actuator Input proses 2
*istem pengendalian teraru 5ang masih dikemangkan oleh para tenaga ahli pengendalian sea akan menghasilkan hasil pengendalian 5ang jauh leih aik. Pengendalian dilakukan terhadap masukan proses agar tindakan koreksi dapat dilakukan seelum proses terjadi. 3.2 4enis 5ontroller /ode a. =n3=ff
12 |Teknik Pengendalian Proses
S P
Kont e G rolle v r
m v
p VP Sp
R " pada rangkaian elektronika operational amplifier on3off controller diuat tak terhingga agar gain 5ang dihasilkan tak terhingga. Di atas terdapat gamar kur8a respon pengendali on3off:dalam gamar kur8a itu saat pengendali proses di =! kan eranjak naik menuju set point lalu terjadi lonjakan meleihi setpoint dalam 6aktu 5ang amat singkat turun lagi ke a6ah set point untuk ="" egitu pula seterusn5a dalam 6aktu 5ang amat singkat terjadi on3off ergantian. . Proportional
13 |Teknik Pengendalian Proses
Keluaran pengendali proporsional adalah fungsi 5ang seanding dengan error (e) /#P"6P.e Proportional Cand (PC) adalah tingkat keseandingan antara error dengan keluaran pengendali proporsional dengan satuan persen. Dicari dengan persamaan PB"1&6P718 ' 6P"1&PB718 (7uungan PC dengan N P eranding teralik:apaila PC;2O maka menghasilkan =n?=ff ,ontroller ' N P eranding lurus dengan 6aktu respon). aka persamaan keluaran pengendali proporsional /#P"6p.e Kelemahan proportional controller selain timuln5a offset (tak pernah mencapai set point) ada juga ila e ; 2 maka G P;2 erarti pengendali tak ekerja. Ini adalah error 5ang tak isa ditanggulangi oleh controller. &ntuk menanggulangi ditamah komponen ias () atau manual reset terdapat di atas pada gambar rangkaian elektronika operational amplifier proportional controller 5ang esarn5a 42 O dari PC. aka dengan penamahan ias persamaan keluaran pengendali menjadi /#P"%6p.e)'Bias kur8a respon P controller
ofs et
Sp
VP
c. Proportional Integral
Rangkaian integrator (lo6 pass filter) Ti
/#9 " %1&Ti(: e.dt Nuna dari penamahan integral pada proportional controller adalah untuk menghilangkan offset. *ifat dari integral ialah akan terus eruah selama masih ada error (offset) ' memeri laju peruahan keluaran pengendali integral 5ang seanding dengan error. Cila pengendali integral (automatic reset) digaungkan dengan pengendali proportional maka keluaran pengendali menjadi /#P9"6p.e'%1&Ti(:Tie.dt'SP Dan gamar rangkaian elektronika operational amplifier proportional integral controller seperti di a6ah ini 1! |Teknik Pengendalian Proses
kur8a respon PI controller
Sp
VP
t d. Proportional Deri8ati8e
Rangkaian deri8ati8e (high pass filter) /#D"Td.de&dt Penamahan komponen deri8ati8e pada pengendali proportional untuk mempercepat respon. Pengendali deri8ati8e menghasilkan poeruahan keluaran 5ang seanding dengan laju peruahan error. Cila pengendali deri8ati8e digaungkan pengendali proportional maka persamaan keluaran pengendali menjadi /#PD"6p.e'Td.de&dt'SP 1) |Teknik Pengendalian Proses
Dan gamar rangkaian elektronika operational amplifier proportional deri8ati8e controller seperti di a6ah ini
e. Proportional Integral Deri8ati8e Naungan ketiga pengendali ini dianggap 5ang paling aik untuk jenis pengendalian close loop feedack sea menghasilkan aksi pengendalian dengan respon cepat ' error 5ang relatif sedikit. Persamaan keluaran pengendali ini adalah /#P9D"6p.e'%1&Ti(:Tie.dt'Td.de&dt'SP atau /#P9D"PB.e'%1&Ti(:Tie.dt'Td.de&dt . kur8a respon PID controller
S p
V P t
Ca IG PR$KTIK& !.1 Pengukuran %Kali+rasi( Resistor Temperature Detetor Pt1 Tujuan ampu mengetahui ' memahami dasar kalirasi temperature transmitter dengan RTD Pt+22. ampu memahami kegunaan penting dari pengukuran ' kalirasi dalam suatu pengendalian proses.
Teori
1- |Teknik Pengendalian Proses
Transmitter adalah salah satu instrumen 5ang menguah dari suatu nilai esaran fisika (esaran proses) aik itu tekanan:ketinggian:aliran:' suhu 5ang mulan5a elum diakukan maka dengan adan5a instrumen ini maka keluaran esaran itu diproses ' menghasilkan suatu sin5al aku instrumentasi industri aik itu sin5al udara tekan seesar (>3 +4)psi ' sin5al elektrik erupa arus listrik searah seesar (/312)m$ juga tegangan listrik searah seesar (+34)G. Dalam praktikum ini adalah mengenai temperature transmitter ersistem RTD Pt+22. ,ara kerja instrumen ini seperti 5ang sudah ditulis seelumn5a apaila RTD dimasukkan ke ejana 5ang sedang dipanaskan oleh heater maka terjadi peningkatan resistansi. Resistansi itu 5ang menjadi masukan untuk temperature transmitter RTD. &ntuk diuah menjadi arus listrik searah standar maka RTD Pt+22 utuh po6er suppl5 ertegangan 1/GD,. Cila keluaran dari temperature transmitter RTD Pt+22 erupa arus listrik searah standar itu pun dipengaruhi oleh peningkatan suhu air dalam ejana 5ang sedang dipanaskan.
Peralatan 5ang Dipakai
a. *umer jala3jala PL! 112G$, . Ka6at penghuung c. Toolkit (oeng plus:oeng minus:tang jepit:' tang potong) d. =mron *G0 Po6er *uppl5 &nit 1/ GD, e. $G=meter 7eles Q3>B2TR (selector s6itch 14m$D,) f. RTD Pt+22 (ade in ,hina) g. Cejana erisi air dingin h. 7eater 112G$, i. Termometer Cimetal !K*
Namar instalasi pengukuran (kalirasi) RTD Pt+22
(terdapat pada lembar kertas gambar A4 nomor I )
Langkah Kerja
+. empersiapkan peralatan 5ang diutuhkan sesuai daftar. 1. emuat rangkaian pengukuran mengikuti gamar pada $/. >. emeriksa kemali rangkaian seelum dijalankan. /. $paila tiada kesalahan maka menghuungkan heater ' po6er suppl5 1/ GD, ke sumer jala3jala PL! 112 G$,. 1 |Teknik Pengendalian Proses
4. elihat?mengamati secara seksama peningkatan suhu air dalam ejana melalui termometer imetal ' kenaikan arus listrik searah dari RTD dengan $G=meter. B. ang itu adalah untuk proses kenaikan suhu ' untuk proses penurunan suhu: melepaskan heater dari sumer 112 G$, setelah itu disimpan di ruang teruka. ( proses penurunan suhu lama). A. encatat segala hasil pengukuran di uku tulis dengan memuat suatu tael. 0. $paila praktikum sudah selesai: memeriksa hasiln5a kepada guru untuk dikoreksi. <. erapikan kemali tempat praktikum juga men5impan kemali peralatan 5ang sudah dipakai. +2. emuat laporan ' kesimpulan dari data hasil praktikum.
Tael Pengamatan Pengukuran RTD Pt+22
a. Penaikan *uhu Po6er *uppl5 (GD,) 1/ 1/ 1/ 1/ . Penurunan *uhu
Iout (m$D,) ++ +1 +B 12
Rout (ohm) +22 ++2 +12 +>2
*uhu (=,) (di udara teruka) >4 B2 <4
Po6er *uppl5 (GD,) 1/ 1/ 1/
Iout (m$D,) 12 +B +1
Rout (ohm) +>2 +12 ++2
*uhu (=,) <2 44 >4
Kesimpulan Praktikum
7asil praktikum menunjukkan?memuktikan ah6a saat keadaan a6al RTD Pt+22 menghasilkan +22 ohm namun arus listrik searah keluarann5a tidak mulai dari / m$: ia mulai dari ++ m$. *eiring naikn5a suhu air maka resistansi RTD naik diiringi kenaikan arus listrik searah standar pada suhu tertentu (>4:B2:<4) =,. &ntuk temperature transmitter RTD 5ang ada di industri untuk pengkalirasian dipakai resistance input untuk transmittern5a pada range temperature tertentu.
10 |Teknik Pengendalian Proses
!.2 Pengendalian Suhu RTD Pt1 untuk ;<*;== >eater Tujuan o
emahami aplikasi RTD Pt+22 untuk mengendalikan =!3="" heater.
o
emahami tuning parameter control.
Teori
$rus listrik searah standar 5ang isa dihasilkan dari RTD Pt+22 ila diterapkan di industri dipakai untuk masukan ke controller untuk diandingkan:dihitung ' dikoreksi lalu setelah itu dipakai untuk masukan transducer I?P ((/312)m$D, to (2:13+)ar)
1 |Teknik Pengendalian Proses
untuk menggerakkan control 8al8e:itu adalah kegunaan dari arus listrik searah 5ang dihasilkann5a. Dalam praktikum ini keluaran RTD 5ang dipakai adalah resistansin5a (resistansi RTD sama sekali tak ditentukan) untuk masukan ke temperature controller lalu diuah menjadi tegangan listrik searah seesar +1G ' dipakai untuk induksi lilitan rela5 *P*T != untuk kendali on3off heater 112G$,.
Peralatan 5ang Dipakai
a. *umer jala3jala PL! 112 G$, dilengkapi ="" s6itch . Kael ! c. *topkontak + outlet d. 7eater 112 G$, e. Rela5 *P*T != +1 GD, f. RTD Pt+22 *&* >B (ade in ,hina) g. Toho TT22/ Temperature ,ontroller (ade in -apan) h. Termometer imetal !K* i. Cejana erisi air dingin j. TooloM ' toolkit
Namar instalasi temperature control
(terdapat pada lembar kertas A4 nomor II )
,ara Kerja $plikasi RTD Pt+22 untuk Kendali 7eater 112G$,
,ara kerja temperature controller ini memakai resistansi RTD ( nilai resistansi RTD sama sekali tak ditentukan) dimisalkan set point proses diatur B4 =, maka temperature controller mengeluarkan +1 GD, ke rela5 *P*T untuk menginduksi lilitan rela5 maka saklar 5ang mulan5a != menjadi !, (normall5 close): sumer $, mengalir ke heater maka heater ekerja (=!) ' RTD mulai mengukur suhu proses: apaila proses sudah mendekati set point itu maka temperature controller erhenti mengeluarkan tegangan +1 GD, ila lilitan rela5 itu tak menerima po6er +1 GD, maka saklar 5ang tadin5a !, menjadi ke posisi semula (!=) maka heater pun erhenti ekerja (=""). Dengan dipakain5a resistansi untuk temperature controller itu RTD Pt+22 ekerja tanpa memutuhkan po6er suppl5 1/ GD,.
*pesifikasi singkat Toho TT22/ Temperature ,ontroller (ade in -apan)
2 |Teknik Pengendalian Proses
Langkah Kerja
+. emangun instalasi pengendalian mengikuti gamar 5ang sudah disahkan oleh guru. 1. emeriksa instalasi seelum dijalankan:memeriksa dengan aik3aik agar tak terjadi kesalahan fatal. >. Cila sudah diperiksa aik3aik tinggal menjalankan instalasi pengendalian. /. emulai tuning parameter dengan Toho TT22/ Temperature ,ontroller 21 |Teknik Pengendalian Proses
enekan tomol "&!,. agak lama untuk setting satuan suhu derajat ,elcius atau kah derajat "ahrenheit. enekan tomol =D agak lama lalu ada tampilan *T 2 tekan tomol &P (arah panah ke atas) menuju *T 1 (untuk memilih menu ke3< dari *T 1) kemudian tekan lagi =D eerapa kali agar menemukan auto tuning PID. Cila menu sudah ditemukan maka 5ang mesti diatur a. PI (Proportional) ; setting proportional and (PC) O . I (Integral) ; setting time of integral (Ti) maM. >B22 seconds c. d (Deri8ati8e) ; setting time of deri8ati8e (Td) maM. >B22 seconds
4. &ntuk kemali ke tampilan a6al dari *T 1 tekan agak lama tomol =D maka displa5 telah kemali ke tampilan a6al. B. $paila telah melakukan praktikum tuning parameter secara “coa3coa” sampai menemukan nilai 5ang dianggap cocok untuk nilai PID3n5a. aka tinggal memuat laporan ' kesimpulan. atikan pula sumer listrik instalasi itu.
Data Praktikum 7asil Tuning Parameter
*et Point (O) 42 42 42 >4 >+ >B >< /> /B 42 - Diketahui
P (PC) 2:+ 2:/ + 2:+ 2:+ 2:+ 2:+ 2:+ 2:+ 2:/ 1
I (Ti)
D (Td)
++2 +22 +12
++2 11
1B >> 12 1B 2-
•
dela5 error ; 0 detik (0?B2;2:+> menit)
•
dela5 time ; +B detik (+B?B2;2:1B menit)
•
deri8ati8e time (Td) ; 1B detik (1B?B2;2:/> menit)
•
integral time (Ti) ; ++2 detik (++2?B2;+:0> menit)
•
rror (e) ; *P3PG ; (B234<:0;2:1)O
Process Gariale (O) 42:B 42:> 42:1 >B:A >1:4 >A:1 /2 // /A 42:4 )?0
=ffset (O) @2:B (o8er) @2:> @2:1 @+:A @+:4 @+:1 @+ @+ @+ @2:4 *?2 %selisih(
GPID;P@I@D 22 |Teknik Pengendalian Proses
; PC.e@(+?Ti)2
[email protected]?dt
;+?+22.2:1@ 2+:0>2:1.2:1B@2:/>.2:+>?2:1B
;2:221@(2:241.+:0>32:241.2)@2:1+4
;(2:221@2:+@2:1+4)O
;2:>+AO
Tuning Parameter " /# P9D'SP " %?31'-"-?31(8
Ca G P!&T&P -.1 Kesimpulan Laporan@
23 |Teknik Pengendalian Proses
Instrumen resistor temperature detector ialah alat 5ang dipakai dalam pengukuran suhu dengan peruahan resistansi listrik.dengan adan5a resisti8e sensing element 5aitu ka6at 5ang teruat dari platina:temaga: atau pun nikel. Dalam praktikum terukti ah6a semakin naikn5a suhu proses maka keluaran erupa resistansi mau pun arus listrik (utuh suatu catu da5a) meningkat pula. *uhu dengan keluaran (resistansi) eranding lurus. Dalam praktikum pengendalian on3off heater dengan RTD Pt+22 dapat diketahui pula karakteristik pengaturan tuning parameter untuk semua jenis controller (kecuali on3off controller). -.2 Penutup Laporan@ Demikian informasi 5ang dapat penulis paparkan dalam laporan praktikum ini sekali lagi masih an5ak terdapat kesalahan ' kekurangan. *ekali lagi penulis amat utuh masukan erupa kritik ' saran 5ang memangun demi aikn5a pen5usunan laporan ini. Penulis erharap semoga isi informasi dalam laporan ini dapat ermanfaat khususn5a diri priadi penulis ' pemaca siapa saja.
Ca GI KRITIK ' *$R$!
2! |Teknik Pengendalian Proses
Daftar Pustaka Teknik Pengukuran Cesaran Proses -ilid I *ensing lement.pptM 2) |Teknik Pengendalian Proses
Casic ,ontrolling.pptM http??askarapun5a.logspot.com?instrumentasipengukuransuhu
Tekanan (Pressure) Tekanan atau pressure adalah seuah istilah untuk esaran ga5a 5ang dierikan ? diterapkan ke suatu area permukaan tertentu. 2- |Teknik Pengendalian Proses
*tandar satuan tekanan internasional adalah N/m (ne6ton per meter persegi) atau isa di seut Pascal. Rumus tekanan seagai erikut P"=&$ P ; tekanan (pressure) dalam (!?m 1) atau Pascal (Pa) atau dalam satuan dasar (kg?ms 1) ! ; ga5a (force) dalam !e6ton (!) atau dalam satuan dasar (kgm?s 1) A ; luas (area) dalam (m 1)
ari kita lihat ilustrasi pada gamar dia6ah ini.
Penjelasan Pada gamar di atas kedua enda terseut memiliki erat (bukan massa) 5ang sama 5aitu +22 l (pounds force) dan erentuk prisma segiempat. Pada gamar pertama alas 5ang esar dengan luas +22 sSuare inch menempel pada seuah permukaan erapakah tekanan 5ang terjadi pada permukaan terseut P;"?$ ;+22?+22 ;+ l?in 1 *edangkan pada enda seelahn5a alas 5ang teresar dialik sehingga alas 5ang terkecil 5ang men5etuh permukaan dengan luas alas + sSuare inch:maka erapakah tekanan 5ang terjadi pada permukaan enda ini P;"?$;+22?+;+22 l?in1 *ehingga kita dapat menarik kesimpulan pada ilustrasi gamar di atas tekanan dipengaruhi oleh ga5a tekan enda dan permukaan alas suatu enda. a. *emakin kecil luas idang tekan: semakin esar tekanan 5ang dihasilkan. . *emakin esar ga5a tekan 5ang dierikan: semakin esar tekanan 5ang dihasilkan. Penerapan persamaan P;"?$ dipakai dalam 6ujud atau fisik tekanan 5ang terdapat > macam 5akni seagai erikut a. Tekanan 9at padat 2 |Teknik Pengendalian Proses
. Tekanan 9at cair (dibahas dalam subbab selan"utn#a) c. Tekanan 9at gas (dibahas dalam bagian ini)
Tekanan Aat 6as Tekanan pada gas ereda untuk ruangan teruka dan ruangan tertutup. Tekanan udara adalah ga5a per satuan luas 5ang ekerja pada suatu idang oleh ga5a erat kolom udara 5ang ereda di atasn5a. Cerdasar teknik meteorologi dijelaskan ah6a tekanan udara di pegunungan leih rendah dianding di daerah pantai.
+. Tekanan Pada Nas Dalam Ruang Teruka Tekanan pada gas dalam ruang teruka leih akra diseut dengan tekanan udara 5ang didefinisikan seagai ga5a per satuan luas 5ang ekerja pada suatu idang oleh ga5a erat kolom udara 5ang erada di atasn5a. Tekanan udara teruka diukur menggunakan alat 5ang diseut arometer. $lat ini pertama kali diuat secara sederhana oleh 8angista Torricelli (+B203+B/A)
gamar +. Percoaan Torricelli &ntuk percoaan ini: Torricelli menggunakan taung 5ang panjangn5a kira3kira + m. ula3mula taung itu diisi dengan raksa sampai penuh: selanjutn5a ujug taung ditutup dengan jari: kemudian taung dialikan dan dimasukkan dalam ejana 5ang erisi air raksa. 20 |Teknik Pengendalian Proses
Ketika jari dilepaskan: tampak raksa di dalam taung terisi setinggi h sehingga menjadi tekanan C: karena tinggi kolam raksa sama dengan tekanan atmosfer di $. Dari pengukuran itu di dapat ah6a tinggi raksa di dalam taung kira3kira AB cm. Tekanan air raksa setinggi AB cm7g ; + atmosfer (+ atm). + atm
; + ar ; + kg?cm 1
+ atm
; +24 Pa
+2> mar
; +24 Pa
+ mar
; +24 ?+2> Pa
+ atm
; AB cm7g ; AB2 mm7g ; +2 4 Pa
+ atm
; +/:A psi
+ atm
; +2:>> m71= (mka)
Cesar tekanan udara luar di suatu tempat digunakan ketentuan seagai erikut enurut Torricelli: “Carometer adalah pengukur tekanan udara teruka. akin tinggi letak tempat di umi makin kecil tekanan udara. Tiap naik +22 m dari permukaan air laut tekanan udara turun + cm7g.” Persamaan untuk mencari tekanan udara suatu tempat ' ketinggian suatu tempat ialah a. Pudara;AB cm7g (hM (meter)?+22 meter) . DP;(AB3PM)cm7g hM;(DP?+)cm7g.+22 meter ,ontoh soal ' pemahasan a. Kota $ dengan h;022 mdpl:erapa tekanan udara kota $ Pudara;AB cm7g (h$ (meter)?+22 meter) Pudara;AB cm7g (022 meter?+22 meter) Pudara;AB cm7g 0 2 |Teknik Pengendalian Proses
Pudara;B0 cm7g
. Cerapa ketinggian h kota C ila arometer air raksa dalam menunjukkan nilai A2cm7g DP;(AB3PM)cm7g DP;(AB3A2)cm7g DP;Bcm7g hC;(DP?+)cm7g.+22 meter hC;(B?+)cm7g.+22 meter hC;B.+22 meter hC;B22 meter di atas permukaan air laut (mdpl)
1. Tekanan Nas Dalam Ruang Tertutup *eorang ahli "isika erkeangsaan Inggris ernama Roert Co5le (+B1A3+B<+) melakukan percoaan pemampatan udara. 7asil percoaan men5atakan “Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap, asalkan suhu gas tidak berubah”.Pern5ataan
terseut dikenal dengan >ukum Bole. 7ukum Co5le dapat ditulis
dalam entuk rumus P . V = C
Dimana c ; ilangan tetap (konstanta) Cila tekanan diuah maka 8olum gas juga eruah maka rumus di atas dapat ditulis seagai erikut. P 1 . V 1 = P 2 . V 2
Keterangan P+ ; tekanan gas mula3mula (atm: cm7g: !?m 1: Pa) P1 ; tekanan gas akhir (atm: cm7g: !?m 1: Pa) G+ ; 8olume gas mula3mula (m >: cm>) G1 ; 8olume gas akhir (m >: cm>) 3 |Teknik Pengendalian Proses
,ontoh *oal Terkait 7ukum Co5le *uatu ruangan tertutup mengandung gas dengan 8olume 122 ml. -ika tekanan ruangan terseut adalah B2 cm7g: hitunglah tekanan gas pada ruangan 5ang 8olumen5a +42 ml Diketahui G+ ; 122 mL U P+ ; B2 cm7g U G 1 ; +42 ml Ditan5a P1 -a6a
-adi: tekanan gas pada ruangan 5ang 8olumen5a +42 ml erdasarkan 7ukum Co5le adalah 02 cm7g. $lat3alat teknik dengan penerapan 7ukum Co5le dalam pengukuran tekanan udara ruang tertutup antara lain anometer adalah alat 5ang digunakan untuk mengukur tekanan udara atau gas di dalam ruang tertutup. $da tiga jenis manometer +. anometer raksa teruka anometer raksa teruka di pakai untuk mengukur tekanan gas 5ang esarn5a kurang leih + atmosfer.
gamar 1. anometer 7g teruka 31 |Teknik Pengendalian Proses
-ika permukaan raksa dalam kaki 5ang teruka leih tinggi daripada permukaan kaki lainn5a: maka tekanan gas pgas"%pu' h(cm7g. •
-ika permukaan raksa dalam kaki teruka leih rendah daripada permukaan kaki lainn5a maka tekanan gas pgas"%pu*h(cm7g •
Keterangan pgas ; tekanan gas dalam ruang reser8oir pu ; tekanan udara luar h ; selisih tinggi permukaan raksa pada kedua kaki pipa
1. anometer raksa tertutup anometer raksa tertutup iasan5a di pakai untuk mengukur tekanan gas 5ang esarn5a leih tinggi dari + atm.
gamar >. anometer 7g tertutup *eelum dipakai permukaan raksa pada kedua kaki sama tinggi: ujung pipa 5ang teruka dihuungkan ke ruang 5ang akan di ukur tekanan gasn5a.Dengan demikian dapat disusun persamaan Pgas " selisih tinggi raksa' tekanan udara dalam ta+ung Pgas " h ' h1&h2.pu 32 |Teknik Pengendalian Proses
Keterangan Pgas ; tekanan gas dalam ruang reser8oir h ; selisih tinggi permukaan antara kedua kaki pipa h+ ; tinggi kolom udara seelum kran teruka h1 ; tinggi kolom udara sesudah kran teruka pu ; tekanan udara luar
>. anometer logam
gamar /. anometer logam untuk tekanan tinggi anometer logam digunakan untuk mengukur gas atau uap tekanan tinggi: misaln5a tekanan dalam ketel uap. anometer 5ang an5ak dipakai ialah /anometer Bourdon. ,ara kerja manometer ini didasarkan pada plat logam 5ang ergerak naik turun (gerakan sensor tekanan taung ourdon 5ang menegang) ila ada peruahan tekanan. Nerak ujung plat logam diteruskan oleh jarum jam penunjuk skala. 5ara Pengukuran Tekanan Aat 6as Can5ak satuan ukuran tekanan : namun pada prinsipn5a adalah sama seperti 5ang dijelaskan di atas.*ecara mendasar ada tiga jenis cara pengukuran tekanan 9at gas: 5aitu 33 |Teknik Pengendalian Proses
a. Nauge Pressure (tekanan meleihi) c. Differential Pressure (tekanan selisih) . $solute Pressure (tekanan mutlak) a. Nauge Pressure (tekanan meleihi diukur mengacu pada tekanan atmosfer)
*udah la9im untuk memilih tekanan atmosfer normal ( + atm ; ABcm7g) seagai titik nol atau titik acuan. Diseut tekanan meleihi (gauge pressure) ila tekanan itu leih tinggi dari + atm (tekanan atmosfir). $sumsi suatu tangki udara ertekanan 4 atm: maka jelas ah6a tekanan meleihi itu 4 atm. . $solute Pressure (tekanan mutlak diukur mengacu pada tekanan hampa)
Dengan tekanan mutlak dimaksudkan tekanan erpangkal dari titik nol (titik acuan) di mana titik nol itu tiada tekanan udara. Titik nol adalah kondisi 5ang ditunjukkan oleh 8akum sempurna (hampa udara mutlak). Gakum sempurna samasekali tidak mampu menimulkan kolom 9at cair sekecil apa pun. aka tekanan 5ang sesungguhn5a adalah tekanan mutlak. Cila kita menilai suatu tekanan maka 5ang dimaksud tekanan mutlak. 3! |Teknik Pengendalian Proses
c. Differential Pressure (tekanan selisih diukur tidak mengacu pada tekanan atmosfer atau pun tekanan hampa)
Cereda dengan gauge pressure dan asolute pressure: differential pressure tidak mempergunakan referensi tekanan tertentu. ang terpenting pada prosesn5a adalah terlihat ada seuah peruahan peningkatan selisih dari meningkatn5a salah satu tekanan atau turunn5a salah satu tekanan. Peningkatan tekanan selisih akan terjadi jika P+ menjadi leih kecil atau P1 menjadi semakin esar. Dengan cara 5ang mirip: penurunan tekanan selisih akan terjadi jika P+ menjadi leih esar atau jika P1 menjadi leih kecil. Pengukuran differential pressure tidak memperhitungkan apakah leih rendah dari dua tekanan 8akum: atmosfer atau tekanan lainn5a. ang diaca olehn5a adalah selisih peredaan di antara dua tekanan. -adi Tekanan mutlak ; tekanan atmosfer@tekanan meleihi atau Tekanan meleihi ; tekanan mutlak3tekanan atmosfer. aka oleh jadi tekanan meleihi dapat diseut tekanan selisih. Dari ketiga cara pengukuran tekanan di atas semua saling erhuungan.
3) |Teknik Pengendalian Proses
Tekan an !" cm #g
%aug e Tekan Tekana an n acco 1 om
Tekan an A&sol ut
Tekanan u'ara setempat
Atmos$ ertekanan udara gamar 4. *kala unit pengukuran $lat Ckur %Sensor( Tekanan Aat 6as +. *ensor ,airan *eperti 5ang sudah diseutkan tekanan udara teruka diukur memakai arometer sedangkan tekanan udara tertutup diukur memakai manometer. Carometer ' manometer memakai sensor cairan kimia 5aitu air raksa. +.+ anometer Pipa & ' anometer Cak $ir Raksa anometer pipa & dan manometer ak air raksa adalah contoh sederhana pengukuran tekanan 5ang menggunakan kolom 9at cair. Prinsip 5ang terjadi pada taung & adalah ah6a tekanan dierikan pada salah satu ujung pipa akan menghasilkan peredaan ketinggian air raksa. Peredaan tinggi air raksa itulah menunjukkan adan5a peredaan tekanan 5ang dicari dengan persamaan
3- |Teknik Pengendalian Proses
Pada manometer pipa & ' manometer ak air raksa: eda tekanan pada kedua kaki pipa (P+ P1) P+ P1 ; V.g.h Keterangan P+ P1
peredaan tekanan (Pascal)
V
massa jenis 9at cair pengisi manometer (kg?m >)
g
percepatan gra8itasi umi (<:0m?s 1)
h
ketinggian 9at cair pengisi manometer (meter)
V 7g
+>B22 kg?m>
1. *ensor Deformasi lastis Terdapat > macam sensor elastis 5ang iasa dipakai dalam pengukuran tekanan 5aitu diafragma:ello6:taung ourdon. asing3masing ketiga sensor itu memiliki jangkauan pengukuran tertentu. lemen3elemen ini dipakai pada daerah elastisn5a sehingga masih tetap mengikuti 7ukum 7ooke (";k.M). Defleksi (simpangan) seanding dengan ga5a atau pun tekanan 5ang men5eakann5a. Dengan mengukur defleksi maka tekanan 5ang diukur dapat diketahui. 1.+ Diafragma Diafragma pada dasarn5a adalah seuah lemaran datar A tipis 5ang teruat dari logam. Diafragma datar seperti terlihat gamar B.a mendefleksi sesuai dengan hukum3hukum pada umumn5a 5ang dapat diaplikasikan ke lemaran datar untuk kondisi3kondisi muatan simetris. Centuk dasar diafragma datar adalah seuah jaringan datar 5ang dijepit pada agian pinggirn5a. Di sini diafragma dipakai untuk mengukur eda tekanan. Tetapi defleksi 5ang terjadi akiat peredaan tekanan ini kecil sekali sehinnga sensiti8itasn5a juga kecil. Diafragma ergelomang terdiri dari lekukan undar seperti terlihat gamar B.. entuk ini ertujuan untuk meningkatkan kekerasan serta daerah efektif dari diafragma dengan demikian defleksi leih esar daripada diafragma datar. Centuk 5ang ergelomang men5eakan sensiti8itas leih esar daripada diafragma datar. *elain kedua macam diafragma di atas 5ang merupakan diafragma tunggal terdapat juga diafragma ganda 5ang iasa diseut diafragma kapsul seperti terlihat gamar B.c. *ensiti8itas diafragma kapsul leih esar daripada kedua diafragma tunggal. &ntuk mendapat sensiti8itas leih esar lagi: eerapa kapsul dijadikan satu. 3 |Teknik Pengendalian Proses
Cahan3ahan iasa dipakai untuk diafragma adalah allo5 metal elastis 5aitu kuningan:perunggu:fosfor:temaga erilium:stainless steel. 1.1 Cello6
Pada gamar B.d terlihat ello6 5ang dipakai untuk mengukur tekanan dengan sensiti8itas leih tinggi. Teruat dari logam3logam sama seperti sensor tekanan diafragma. Daerah pengukuran tekanan ello6 leih tinggi daripada diafragma sea mampu mengukur tekanan paling rendah. lemen perasa taung lurus dalam gamar B.e dipakai dalam desain tertentu pengukuran tekanan. Taung lurus dengan salah satu ujung disegel maka akan men5eakan peruahan3peruahan 5ang akan dikirimkan ke ujung lain 5ang teruka. Pergeseran ini ditransduksikan seagai regangan maupun seagai peruahan dalam frekuensi resonan taung.
1.> Taung Courdon Taung ourdon diuat dari taung 5ang pipih. Prinsip kerja taung ourdon ini ila terdapat tekanan di dalam atau pun di luar taung maka akan terjadi ga5a keluar atau ke dalam sea luas permukaan dalam taung ourdon ereda. Taung ourdon jenis , terlihat pada gamar B.f memiliki sudut lekukan antara +02 = dan 1A2= dan agian ujung ke arah luar ila ada penaikan tekanan. Di a6ah ini gamar B jenis3jenis sensor tekanan dari diafragma:ello6:' taung ourdon.
30 |Teknik Pengendalian Proses