IX Strategi Kendali Proses 1 11
Sistem kendali proses Definisi Instrumen Industri
Peralatan pengukuran dan pengendalian yang digunakan pada proses produksi di Industri Kendali Proses
Suatu metoda untuk mengontrol besaran-besaran fisika maupun kimia pada suatu proses Mengontrol
Mempertahankan nilai besaran pada nilai referensi atau set-point pengendalian berarti suatu metode untuk menekan parameter lingkungan memiliki nilai yang spesifik. 2
Sistem kendali proses Tujuan
Distribusi Kualitas Produk
Kualitas Produk Toleransi Variasi Produk
A
Biaya Produk
Kualitas
Produktifitas B
Keamanan, Daerah Berbahaya dan Ekstrim 3
Kualitas
Sistem kendali proses
4
Fungsi dan tujuan dari system instrumentasi dan pengukuran dapat diklasifikasikan menjadi dua katagori. Value or quality assessment. Sebagai contoh adalah assessment pada nilai suatu timbangan.
Safety and protection. memonitor lingkungan untuk mendeteksi situasi tertentu yang membahayakan yang digunakan untuk menentukan tindakan pencegahan dan pengamanan yang sesuai.
Sebagai contoh monitoring terhadap pressure diperlukan untuk mencegah adanya tekanan lebih yang dapat menimbulkan ledakan.
Automatic Control. suatu metode untuk menekan parameter dalam lingkungan agar memiliki nilai spesifik. Sebagai contoh pengendalian temperature ruangan agar agar dapat dipertahankan pada nilai 21°C.
Sistem kendali proses Mengatur berarti
mempertahankan agar kuantitas sama dengan nilai yang diinginkan tanpa pengaruh external. Nilai yang diinginkan disebut dengan nilai referensi atau set point Fluida mengalir ke dalam tangki dengan laju qin , dan keluar dengan laju qout . Cairan dalam tangki memiliki ketinggian h. Keinginannya mempertahankan level pada nilai H,
5
Sistem kendali proses Level cairan actual atau
ketinggian h, disebut Controlled Variable. disebut manipulated variable matau controlling variable Automatic Control. sistem dimodifikasi seperti gambar 2, dimana mesin, rangkaian elektronik, atau computer menggantikan peran manusia.
6
Sistem Instrumentasi Sensor level mengirimkan hasil
pengukurannya berupa sinyal listrik ke controller elektronik. Kontroller di program untuk membandingkan sinyal yang diterima dengan dengan nilai H yang tersimpan. Kontroller kemudian menghitung nilai untuk dikirim ke unit control valve/actuator untuk mengubah aliran, dapat juga dihubungkan ke computer atau rekorder. Mungkin memerlukan alarm Mungkin juga menginginkan memonitor laju aliran atau volume keluaran untuk tujuan tertentu yang dikirim ke computer atau jaringan komputer untuk diproses oleh bagian lain dalam perusahaan. Dilengkapi juga local indicator .
7
JENIS-JENIS PROSES Proses kontinyu Produksi batch Produksi individual
Proses Kontinyu proses dimana bahan
dasar masuk dari satu ujung sistem dan produk yang diselesaikan keluar dari ujung sistem yang lain; proses itu sendiri berjalan terusmenerus.
8
Proses batch sejumlah input pada proses
diterima, dan kemudian beberapa operasi dilakukan pada tumpukan untuk menghasilkan produk akhir atau produk intermediate yang membutuhkan proses berikutnya. Produk yang selesai disimpan, dan tumpukan produksi yang lain dihasilkan. Tiap batch produk kemungkinan berbeda.
9
Blok Sistem Pengaturan
10
Sistem Kontrol 2 jenis: Open-Loop (Loop terbuka) : Sistem kontrol yang keluarannya
tidak mempengaruhi terhadap aksi pengontrolannya. Closed-loop (loop tertutup): Sistem kontrol yang keluarannya mempengaruhi langsung terhadap aksi pengontrolannya
11
12
Blok Diagram Sistem Kendali Loop tertutup input
+
kontroler Bagian arah maju
Plant
output
bagian yg di atur Bagian umpan balik
Blok diagram sistem gabungan kontroler dan plant adalah forward element , sensor adalah feedback element 13
Feedforward control (open-loop control) Sistem mengukur gangguan dan mengkompensasinya sebelum variable SP yang dikendalikan menyimpang dari set point, sehingga penyimpangan Feedforward variable dapat dibuat seminimum controller mungkin
Misalnya gangguan pada input temperature Ti(t). Gangguan ini harus diketahui/diukur dan kemudian valve diatur untukmendapatkan output yang diinginkan .
Steam TT
T(t)
Ti(t) T
14
Condensation retun
• The Block diagrams of Feedforward control
Sensor/ Tranmitter
SP Controller
Final control element
Process flow Disturbances
Process or plant
Output Or Controlled variable
• Karakteristik feedforward control Kekurangan • Tidak dapat mengatasi semua gangguan yang masuk dalam proses Sistem ini hanya dapat mengkompensasi satu gangguan. Jika ada gangguan lain sistem tidak dapat mengkompensasinya sehingga variable yang dikendalikan memiki penyimpangan permanen.
SP Feedforward controller
Steam TT
f(t)
T(t)
Ti(t) T
16
Condensation retun
MODEL SISTEM LOOP TERTUTUP DENGAN GANGGUAN Disturbances Process Variabel
Set-point Controller
Actuator
Process
+
Error
Manipulated Variabel Sensor
17
Sistem Kontrol Loop Tertutup • Karakteristik feedback control SP
Controller
Dapat mengkompensasi gangguan hanya setelah variable yang dikendalikan menyimpang dari set point
Final control element
Steam
Transmitter TT
Process fluid
T(t)
Ti(t) T 18
TC
Condensate return
Sensor
• Perbandingan
19
Feedforward Control System
Feedback Control System
Tidak dapat mengkompensasi semua gangguan Simple structure Low cost
Dapat mengkompensasi semua gangguan Complex structure High cost
• Feedforward control with feedback control TC
SP Feedforward controller
+ +
Steam TT
f(t)
TT
T(t)
Ti(t) T Condensation retun
20
Feedforward control with feedback control
Terimakasih
