PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2006
EVALUASITERHADAPPENGGUNAANTEMWERATURE CONTROLLER TIPE B 170 (MB1) PADA FURNACE TIPE L3/12/BI70 UNTUK PROSES PEMANGGANGAN GRAFIT Triyono, Tunjung Indrati Yuliati, Hidayati PTAPB-BATAN Yogyakarla ABSTRAK EVALUASI TERHADAP PENGGUNAAN TEMPERA TURE CONTROLLER TIPE B 170 (MB1) PADA FURNACE TIPE L3/12/B170 UNTUK PROSES PEMANGGANGAN GRAFIT. Telah dilakukan evaluasi terhadap aplikasi pengujian input program temperature controller B 170 (MB 1) pada furnace tipe L 3/12/8 170 untuk proses pemanggangan grafit 100-1000 ·C. Pengujian input program meliputi : pengaturan suhu setting T1 (C), starting time (detik), pengaturan laju pemanasan time T1 (C/menit), pengaturan waktu operasi sinambung time T2 (menit). Untuk mengetahui kesesuaian antara harga input program terhadap hasi/ operasi temperature controller perfu dilakukan uji fungsi dan evaluasi untuk memperoleh data operasi alat pada daerah suhu 100-1000 ·C. Hasi/ pengujian temperature controller B170 (MB1) pada furnace L3/12/8170 menunjukkan bahwa : suhu setting T1 : 1001000 ·C menghasilkan deviasi 0-10 ·C, time start: 1-10 detik menghasi/kan deviasi 0 detik, laju pemanasan time 1 : 10-100 ·C/menit menghasilkan deviasi 0 ·C/menit. Dalam uji fungsi digunakan tegangan 220 Volt arus 1-10 Amper daya 2200 Watt. ABSTRACT THE EVALUA TlON TO A PLICA TlON TEMPERA TURE CONTROLLER B170 (MB1) OF TYPE FURNACE L3/12/B170 FOR BAKING PROCESS GRAFHITE. The evaluation to application and examination temperature controller B 170 {MB1) input program of furnace type L3/12/B 170 for baking grafhite process 100-1000 C has been done. The examination input program i.e : temperature control setting T1 (C), starting time (second), heat velocity setting time T1 (C/minute), operation continue setting time T2 (minute). For understand same of between value input program to result operation temperature controller need done examination and evaluation for get operation data instrument of temperature range 100-1000 ·C. The result examination temperature controller B 170 (MB 1) of fumace L3/12/8 170 showed that : temperature control setting T1 : 100-1000 ·C to product deviation 0-10 ·C, setting time start: 1-10 second to product deviation 0 second, setting heat velocity time 1 : 10-100 ·C/minute to product 0 ·C/minute. In the examination use voltage 220 volts and current 10 Amperes power 2200 Watts.
PENDAHULUAN
keeepatan
perubahan
volume
(densivicalion) atau penggelembungan
Dalam grath
proses pemanasan dapat tahap dilakukan dalam euplikan berbagai pelet tipe fl/rnace, baikjilrnace busur listrik, induksi maupun termal biasa. Furnace yang ada bekerja belum dilengkapi pengatur laju panas (C/menit) secara terprogram, sehingga memerlukan kalibrasi alat. Tujuan pemanasan cuplikan grafit untuk mengetahui perubahan dimensi, pcrubahan tahanan jenis (resivitas). Laju panas rerata dalam proses pemanasan cuplikan grafit akan menentukan 30
penyusutan
(swelling).
Densivikasi )'ang terlalu eepat juga akan menimbulkan keretakan, sedangkan swelling juga akan mengakibatkan terbentuknya scrbuk kembali dari bent uk pelet (kompakannya). Fenomena penyusutan akan menguntungkan, sehingga be rat jenis makin tinggi bila penyusutan tersebut berjalan normal. Akibat penyusutan cuplikan berat jenis pelet akan menyusut bila penggelembungannya berjalan secara normal pula. Untuk mcmperoleh
ISSN 1410 - 8178
Triyono, dkk.
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008 mutu
pemanggangan
grafit
yang
baik diperlukan
furnace dengan temperature controller yang dapat dikendalikan laju panas rerata secara otomatik dan terprogram [I]. Telah dilakukan aplikasi, pengujian dan evaluasi terhadap temperature controller tipe B 170 (MB I) buatan Jerman Barat tipe L3/12 IB 170 pada suhu 100-1000 'c. Fasilitas yang dimiliki oleh temperature controller B170 (MB]) meliputi : pengatur suhu setting 0-1000 'c (TI), time starting (detik), laju panas time ] (C/menit), waktu pemanasan time 2 (men it). Untuk mengetahui unjuk kerja alat perlu dilakukan uji coba alat sebagai berikut : 1. Pengaturan time start Pengaturan time start dimaksudkan untuk program pengawalan operasi temperature controller untuk menghubungkan ke operasi furnace. Time start dapat diset mulai 1-10 detik atau lebih tergantung keperluan, semakin besar harga time start pengawalannya semakin lama. Pengaturan suhu setting Tt Pengaturan suhu setting dapat dilakukan 'c dengan cara pada daerah suhu 0-1000 input program berupa data numerik memasukkan melalui key pad dan disimpan pada Enter.
2.
Pengaturan time ] Pengaturan time ] dimaksudkan untuk mengatur laju panas (C/menit) pada sumber panas Pengaturan laju panas pada atau furnace. temperature control merupakan fasilitas penting untuk melakukan proses pemanasan cuplikan pelet grafit, karena akan menentukan terhadap perubahan struktur cuplikan hasil pemanasan. Laju panas dapat diatur dengan memasukkan input ke program time I dan kemudian disimpan ke program Enter, maka temperature controller akan bekerja secara otomatik pada laju panas yang diinginkan.
3.
4. Pengaturan time 2 Pengaturan time 2 berfungsi sebagai pengatur waktu operasi sinambung pada suhu setting yang diinginkan dengan cara memasukkan data waktu operasi (men it) ke dalam program input time 2 dan disimpan ke dalam Enter. Sistem operasional temperature controller B170 (MB/) dapat dilakukan pada sebuah panel yang terdiri dari panel kontrol berupa key pad dengan tombol 0-9, tombol Enter, tombol stop, tombol start dan saklar utama on-off(O/I). I. Tombol key pad 0-9 : berfungsi untuk mengubah pengaturan suhu yang diinginkan
(\'etting vulue) 0-1000 2.
'c.
Tombol Enter : berfungsi untuk menyimpan perubahan data input berupa suhu setting value, waktu slart, laju panas dan waktu pemanasan.
Triyono, dkk.
Tombol start : berfungsi untuk menghubungkan antara program input yang diinginkan ke sistemfiirnace. 4. Tombol stop : berfungsi mengakhiri proses pengendalian program program inpul tanpa ada perubahan data input
3.
5.
Tombol switch on-off : berfungsi menghubungkan tegangan input 220 Volt ke instrumen temperature controller B 170 (MB 1) furnace L3/12/B 170 secara dan melayani otomatik.
Temperature
controller merupakan baru yang teraplikasi pada furnace tipe L3/12/B 170, sehingga perlu dilakukan uji fungsi dengan variasi program input dan dilakukan evaluasi untuk mengetahui unjuk kerja alat. Dengan mengevaluasi hasil uji fungsi akan diperoleh data output alat, unjuk kerja dan cara operasional yang baik (2]. peralatan
Kemampuan fitrnace L3/12/B 170 maksimal mencapai suhu 1200 'c pada tegangan 230 Volt daya 1200 Watt, tetapi dalam uji fungsi hanya dilakukan pada suhu maksimal 1000 'c supayafurnace tidak mengalami kerusakan fatal (3J. Setiap sistem kontrol, pertama menggunakan nilai spesifik (range) untuk nilai yang diinginkan sebagai variable yang dikontrol atau sering disebut set point untuk nilai yang diinginkan. Kedua, kondisi dari sistem diukur menggunakan sensor untuk mengukur variable fisik yang akan dijaga dekat dengan nilai yang diinginkan (suhu). Ketiga, setiap sistem mempunyai kalkulasi kontrol atau algoritma, dengan menggunakan hasil pengukuran dan nilai yang diinginkan untuk menentukan koreksi pada proses on-off. Kalkulasi kontrol akan diimplementasikan dengan mengeset salah satu alat pada sistem, sehingga dapat mengubah kondisi on-offfurnace (4). Kunci pokok sistem kontrol suhu dapat dilihat pada Gambar 1. Harga yang dilnginkan
Proses I furnace
Gambar
I. Kunci pokok sistem kontrol suhu.
set point yang diinginkan pada controler B170 (MBI) dapat dimasukkan program melalui : setting kontrol suhu T I (C), time .1'101'1 (detik) laju panas lime 7'1 (C/menit), waktu operasi sinambung lime 72 (men it). Parameter set pain I yang telah dimasukkan Harga
lemperalure
harganya
ISSN 1410 - 8178
perlu disimpan
atau dikunci
agar dapa!
3\
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008 digunakan
untuk
kerja otomatik
harga set
sesuai
3.
Program
TAT A KERJA Peralatan yang digunakan dalam pelaksanaan penelitian meliputi : multimeter analog atau multimeter digital, pengukur arus (tang toolsets, timer, manual operation ampermeter),
temperature controller B170 operation furnace L3 /12 /BI70.
(MBI).
manual
Sahan yang digunakan meliputi : unit tipe L3/I 2/S 170, unit temperature furnace controller BI70 (MBI), panellistrik 220 Volt. Dalam aplikasi dan pengujian temperature controller B170 (MBI) dilakukan dengan mengikuti langkah pada gambar grafik penuntun. Grafik penuntun operasional temperature controller B 170 (MBI) dapat dilihat pada Gambar 2.
~11
11_·
Irrne start I
Irrnell
Gambar 2. Grafik
~ Irrne21
Wak1uoperasi
penuntun
operasional
Masukkan
D
Gambar 5. Siok time.
mengaktitkan temperature controller B170 (MBI) adalah sebagai berikut : 1. Waktu pengawalan operasi (time start) Aktitkan saklar utama ke kode I, maka pada penampil akan terlihat kode S 170 yang merupakan tipe temperature controller. Siok diagram time start dapat dilihat pad a Gambar 3.
1
H
b 170 I
atau
~
Gambar 3. Siok diagram time start. 2. Program Input Program Input berisi program yang akan dimasukkan ke memori temperature controller berupa program T I (suhu setting, "C), time I (Iaju panas, "C/menit), time 2 (waktu operasi pada suhu setting, "C). Harga input dimasukkan melalui key pard dan ditampilkan secara langsung pada penampil LED. Harga input yang telah diprogram harus disimpan dalam memori dengan Enter, maka semua program telah mengaktitkan tersimpan ke dalam memori untuk melakukan kerja secara otomatik sesuai data inputnya (Tf. time I. time 2. time start). Blok diagram program input dapat dilihat pada Gambar 4.
~L"I ~
Time ---~
I I~
- Masuk~an harga Enter input numenk dengan
Gambar 4. Blok diagram program inplll. 32
data harga
input
dangan l1lengaktifkanEnter.
diagram
program
input
starting
4. Start the program Sesudah semua program input yang diperlukan dimasukkan ke dalam memori program dan disimpan ke Enter, maka program selanjutnya adalah memulai operasi dengan mengaktitkan start. Siok diagram start the program dapat dilihat pada Gambar 6.
8--B
Langkah-Iangkah
0
time
difungsikan untuk menentukan berapa lama waktu pengawalan operasi program berikutnya (TI, time I. time 2) dengan cara mengaktitkan time start dan masukkan data waktu pengawalan dengan key pard dengan data numerik 1- I0 mengaktitkan detik dan kemudian aktitkan Enter, maka data input starting lime telah tersimpan yang dapat digunakan untuk operasi pengawalan secara otomatik. Siok diagram program input starting time dapat dilihat pada Gambar 5.
temperature controller BI70 (MBI).
I
input starting
Program input starting time atau time start
point yang diinginkan.
Penampil
Gambar 6. B10k diagram start the program. Untuk
melakukan
uji
fungsi
alat
perlu
manual operational temperature controller B170 (MBI) secara seksama, sehingga dipelajari
kemungkinan dihindarkan.
terjadinya
kerusakan
alat
dapat
Dengan dilakukan aplikasi dan pengujian serta evaluasi alat akan dapat diketahui unjuk kerja alat pada suhu setting TI : 100-1000 "C, time start (1-10 detik), laju panas time I: 1-9 "C/menit, waktu operasi time 2 (15 men it) secara optimal sesuai kebutuhan laboratorium proses.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari penelitian terhadap aplikasi dan uji fungsi program inplll untuk mengevaluasi variasi temperature controller B170 (MBI) pad a furnace tipe L3/I 2/S 170 pada suhu 100-1000 "c. Variasi temperature controller B /70 (MB/) pengujian meliputi : suhu setting Tl (C), time siart (detik), laju panas time Tl (C/menit), waktu operasi sinambung time T2 (menil) pada suhu 100-1000"C. Uji fungsi dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari berbagai program inpllt utama pad a tempera/lire controller B170 (MBI) pada suhu 100 "c. Uji fungsi program input pada suhu 100·C dapat dilihat pada Tabel I.
ISSN 1410 - 8178
Triyono, dkk.
PENELITIAN
PROSIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Tabel I. Uji fungsi program input pada suhu 100"C. Laju panas Time I, 39I1854267Arus I220 115 5115 515 1I5HasiI I I I 3,1 Settinf! Hasil 8,7 7,0 6,2 Tegane:an (A) (V) (C/menit) Waktu operasi sinambung Time T2, (menit) Time start, (detik) Parameter operasifurnace
I I I
Tabel 2. Pengujian program input temperature controller B 170 (MB I) pada suhu setting Tl. Kebutuhan arus l, I1010 100 1117118 00 Tertinggi 10 256810 9Settinf! 3030 4040 2020 5050 7070 6060 8080 9090 300301 504509 I5436789Hasil 1000 100010 437Sellinf! 210 410401 704709 600603 805814 905910 215217 Hasil 10 Laju panas time Terendah (OCImenit) Suhu (ampere) Time start (detik) Suhu terukur padafurnace, (0C) pada uji fungsi,
Dari hasi] data pengujian
pada Tabel
I,
setting suhu rendah TI sebesar 100 ·C menunjukkan konsumsi arus furnace sebesar I Amper dari arus maksimalnya 10 Amper. Kondisi penggunaan arus sebesar I Amper menyebabkan hasil yang diperoleh dari laju panas time T1 menyimpang dari setting
program inputnya. Setting program inplll time start dengan waktu I detik sebanyak 9 kali pengujian menghasilkan harga yang sarna (I detik) dan menunjukkan tidak adanya penyimpangan. Pada setting program input untuk waktu operasi sinambung time 2 dengan setting waktu 15 menit sebanyak 9 kali pengujian menghasilkan harga yang sama (15 menit) dan menunjukkan tidak adanya penyimpangan. Pada setting input program laju laju panas time Tl : 1-9 ·C/menit menghasilkan panas sebesar 3,1-9 ·C/menit dan cenderung menyimpang dari settingnya. Penyimpangan yang terjadi antara hasil pengujian Time T1 terhadap setting input program !~u pemanasan Time Tl 1-9 'C/menit karena setting minimal pada Time T1 adalah 10 ·C/menit pada suhu 100 'c. Pada setting program input time 1 untuk !aju panas 1-5 'C/menit menghasilkan laju panas seb~sar 3,1-9 ·C/menit. Sesudah setting time TI dinaikkan dari 6-9 'C/menit menghasilkan Ia,ju panas sebesar 8,7-6,2 "C/menit
Triyono, dkk.
yang cenderung menurun. Hasil pengujian yang ditunjukkan pada Tabel I baru dicapai dua parameter program input yang hasilnya stabil yaitu time start dan waktu operasi sinambung time 2. Untuk memperoleh hasil yang maksimal dilakukan uji coba pada suhu setting T1 antara 100-1000 'c. Pengujian program input temperature controller B170 (MBl) pada suhu setting T1 terlihat pada Tabel 2. Dari data hasil pengujian program input temperature controller B170 (MBl) pada suhu selling TI 100-1000·C pada Tabel 2 menunjukkan bahwa hasil yang diperoleh sesuai dengan setting program inplll untuk time start (detik) dan laju panas time Tl (C/menit). Pada selling program input time start 1-10 detik menghasilkan time start sebesar 1-10 detik, sehingga tidak ada penyimpangan (0 detik). Untuk selling program input laju panas time TI : 10-100 'C/menit menghasilkan tampilan sebesar 10-100 ·C/menit dan tidak terjadi penyimpangan (0 'C/menit). Kedua parameter hasil tampilan dengan simpangan no! menunjukkan temperature controller sudah bekerja secara stabil. Pad a suhu setting TI an tara 100-1000 'c menghasilkan tampilan suhu terendah sebesar
ISSN 1410 - 8178
33
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2009 117- I000 "c dan tampilan 118-1000 ·C
i
suhu tertinggi
sebesar
~ 1200
::J
.! <:
---
<:
oS
'! ~
200 .~
~
_~
~-roa'
&00 400
!
T.mpil.n .uhute.end.h
100
.~ Ii .I!I'" ::
• ..rt>oa ·lh1Ot __
_~
.--+ •• ., ••
10-100
i
•• ~
1000
I
06
T.mpil.n .uhu tertinnll;
f--,.--~-~-~ JOO 500
0 100
Input .uhu .ettinll
JOO
100
n, DC
antara program input suhu selling TI terhadap hasil tampilan suhu
Gambar 7. Hubungan
Penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan tenaga dan pikirannya kepada Bapak Mujiman dan Bapak Sunaryo, sehingga pelaksanaan evaluasi terhadap temperature controller 8170 (M81) penggunaan pada furnace tipe L3/1 2/8 I 70 untuk proses pemanggangan grafit dapat diselesaikan dengan baik.
DAFT AR PUSTAKA
terendah dan suhu tertinggi. 100 ·C Pada selling suhu TI sebesar memberikan hasil tampilan suhu terendah sebesar 117 ·C dan tampilan suhu tertinggi 118 ·C. Penyimpangan suhu antara hasil tampilan dengan selling program TI cukup besar yaitu an tara 17-18 ·C, artinya kontrol suhu bekerja pada daerah suhu antara 117-118 ·C untuk suhu selling 100 .c. Sedangkan untuk selling suhu TI : 200-1000 ·C menghasilkan simpangan pada suhu terendah yang cenderung menurun dari 15-0 ·C dan simpangan suhu tertinggi juga menurun dari 17-0 ·C. Jadi semakin besar suhu selling TI akan dihasilkan tampilan suhu sesuai sellingnya dan simpangannya menuju 0 .c. Besarnya konsumsi arus padafurnace akan mempengaruhi pencapaian suhu optimal (1000 ·C). Hubungan an tara program input suhu selling T I terhadap hasH tampilan suhu terendah dan suhu tertinggi dapat dilihat pada Gambar 7. Penyimpangan hasil tampilan suhu tertinggi terjadi pada suhu selling program input TI 100 ·C sebesar 17-18 ·C dan terendah pada suhu selling 1000 ·C dengan penyimpangan 0 .c. Pada Gambar 7 menunjukkan hasil penampilan suhu terendah dan suhu tertinggi dengan simpangan 0-18
0c.
I. TUNJUNG DAHRONI,
INDRATI YULIATI, IMAM KASILANI NUR SAYEKTI,
Evaluasi Penggunaan Tungku 900 ·C Terhadap Hasil Pemanggangan Calsine Coke, Prosiding Seminar Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Maju Yogyakarta, 13- I4 Nopember 200 I. 2. NONAME, Operating Manual Controller B 170 (MBI), Nabertherm West Germany. Operating Manual Laboratory 3. NONAME, Furnaces, Nabertherm, West Germany. 4. IR, ABDULW AHID, MT, Pengantar Pengendalian Proses, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok 2007.
TANYA JAWAB Sumijanto ~ Setelah dilakukan uji fungsi, berapa faktor koreksi peralatan ini guna mengetahui pengukuran sebenamya?
KESIMPULAN Dari hasil evaluasi terhadap aplikasi dan uji fungsi temperature controller 8170 (M81) pada furnace tipe L3/12/B I 70 untuk proses pemanggangan gratH dapat disimpulkan sebagai berikut : I. Selling time start pada pengujian alat minimal I detik sampai 10 detik sudah cukup memberikan waktu pengawalan terhadap program input berikutnya. 2. Laju panas time TI pada suhu selling TI 100·C dengan selling 1-9 ·C/menit menghasilkan tampilan sebesar 3,1-9 ·C/menit. 3. Laju panas time I pada suhu selling TI 1001000 ·C dan seffing time I antara 10-100
34
laju panas sebesar
UCAPAN TERIMAKASIH
_
'g 1000 ~
·C/menit dihasilkan ·C/menit.
Triyono {- Faktor koreksi dari temperature controller 8170 (M81) pada suhu Ilji 100-1000°C sebesar 0-18°C. Sutadi ~ Pada tabel 2 (suhu seting TI), mengapa pada suhu seting IOO°C-IOOO°C arus kerjanya relatif sarna sebesar 10 ampere?
Triyono {- Dalam uji fungsi temperature controller 131170 (!vf13I) dangan sullll seting I OOOC-I oonoe membutuhkan ar/Is yang konstan sekitar 10 ampere pada tegangan kerja 220 volt konstan sehingga daya alat pemanas/terlllal juga
ISSN 1410 - 8178
Triyono, dkk.
PENELITIAN
PROSIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
konstan sekitar 2200 1I'att. Anls kerja dipero/eh dengan memasangkan atau mengaplikasikan pengukur anls pada pemanas pada suhu 100°C-/00OOC. Sunardi Dalam gambar ada T I tetapi tidak ada T yang lain, mahan dijelaskan! ~ Berapa suhu maksimum dan minimumyan bias dioperasikan?
>-
Triyono, dkk.
Triyono merupakan notasi yang menunjukkan temperature setting atau pengaturan suhu yang diinginkan. <} Suhu maksimum a/at mencapai suhu 1250°C, tetapi da/am uji fungsi atau ap/ikasinya hanya sampai 1000°C atau sekitar 80% dari suhu maksimumnya. Suhu minimum yang biasa dioperasikan O°C. <} TI
ISSN 1410 - 8178
35
