PENGGUNAAN SENSOR ULTRASONIC UNTUK MENGUKUR LEVEL KOKAS PADA SILO ( APLIKASI PT.INALUM KUALA TANJUNG )
Disusun Oleh : SABRINA BR GINTING 035203017
PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pada proses pembuatan anoda mentah ( Green Plant ), diperlukan suatu alat ukur untuk mengukur level kokas pada silo. Tujuan dari pada pengukuran level kokas adalah untuk mencegah terjadinya kelebihan atau kekurangan material kokas pada silo yang akhirnya dapat menyebabkan tidak berjalannya proses pada pabrik tersebut. PT. Inalum adalah pabrik peleburan aluminium, produk utama yang dihasilkan dari pabrik aluminium ini adalah Aluminium Ingot. Salah satu instrumen pengukuran level yang digunakan adalah sensor ultrasonic tipe Prosonic M FMU 43 pada silo ( B – 201 ). dengan material yang diukur kokas. Berdasarkan metode time of flight yaitu teknologi pengukuran radar dengan mengukur waktu pemancaran dari sinyal yang dipancarkan ke sinyal hasil refleksi dari pancaran gelombang terhadap objek berupa arus elektrik 4 – 20 mA, yang menunjukkan pada 4 mA kokas dalam silo 0 %, dan pada 20 mA kokas dalam silo 100 %.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah memelihara dan melimpahkan kasih karunia-Nya kepada penulis, sehingga Karya Akhir ini dapat diselesaikan. Karya Akhir ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan Program studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik Diploma-IV Universitas Sumatera Utara. Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan yang diberikan baik material, spritual,informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orangtua tercinta, Ayahanda A . Ginting dan Ibunda R. Pinem, serta adikku Juna Armanta Ginting yang telah memberikan dukungan moril, materi dan doa terhadap penulis. 2. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku dosen pembimbing , dengan tulus dan sabar meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT, Selaku Ketua Program Diploma – IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak, Rahmat Fauzi, ST.MT Selaku Sekretaris Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.
Universitas Sumatera Utara
5. Seluruh Staf Pengajar di Fakultas Teknik Elektro USU, yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di Fakultas Teknik Eleltro USU. 6. Seluruh Karyawan di Jurusan Teknik Elektro USU. 7. Rekan –rekan angkatan 03 : Silva, Rambo, Otto, Divo, Aswin, Thomas, serta yang lainnya, yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, sukses selalu. 8. Rekan Permata dan Guru KAKR serta buat B’jimmy, Sardis, Desi, K’Das. Yang telah banyak memberikan semangat serta bantuan terjemahanya. 9. Segenap karyawan PT. Inalum yang telah banyak membantu penulis.Terutama Pak Jujur, Pak Puka dan Pak Sugeng. Akhir kata penulis dengan keterbatasannya sangat menyadari bahwasanya dalam penyusunan Karya Akhir ini masih banyak kekurangannya, sehingga penulis dengan tulus menerima saran dan kritik yang bersifat membangun dan kiranya dapat digunakan untuk menambah ilmu dan pengetahuan yang lebih baik di masa yang akan datang. Dengan Kerendahan hati, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya atas segala kekurangan dan semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Tuhan memberkati. Medan,
Mei 2008
Hormat Saya,
Penulis
DAFTAR ISI
Universitas Sumatera Utara
Lembar Pengesahan Abstrak …………………………………………………………………………………….i Kata Pengantar ……………………………………………………………………………ii Daftar Isi …………………………………………………………………. .…………….iv Daftar Gambar …………………………………………………………………………..vii Daftar Tabel …………………………………………………………………………….viii
BAB I
Pendahuluan 1.1.
Latar Belakang Masalah ………………………………………………….1
1.2.
Tujuan Penulisan Karya Akhir ……………………………………………3
1.3.
Rumusan Masalah ………………………………………..........................3
1.4.
Batasan Masalah ………………………………………………………… 4
1.5.
Metode Penulisan …………………………………………………………4
1.6.
Sistematika Penulisan …………………………………….. ……………..5
BAB II
Tinjauan Pustaka II.1
Pengertian Pengukuran Level …………………………………………….7 II.1.1. Pengukuran Langsung …………………………………………….7 II.1.2. Pengukuran Permukaan Dengan Gelas Penduga …………………8 II.1.3. Pengukuran Permukaan Dengan Pelampung ……………………..9
II.2
Pengukuran Tidak Langsung ……………………………………………10 II.2.1. Metode Timbangan (weigh methode) …………………………...11 II.2.2. Pengukuran Permukaan Dengan Manometer Pipa U ……………12
Universitas Sumatera Utara
II.2.3. Pengukuran Permukaan Dengan Ultrasonik …………………….14 II.3.
Sistem Kontrol …………………………………………………………..15 II.3.1. Pengertian Sistem Kontrol ………………………………………15 II.3.2. Pengertian Sistem Kontrol Otomatis ……....................................16 II.3.3. Pengertian Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup ……………………………………………..16
II.4.
Transmiter ………………………………………………………………19 II.4.1. Transmiter Pneumatik …………………………………………..19 II.4.2. Transmiter Elektronik …………………………………………..21
BAB III
Sensor Ultrasonik ………………………………………………………..23
III.1.
Pengertian Sensor Ultrasonik ……………………………………………23
III.2.
Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik …………………………………………27
III.3.
Bentuk dan Konstruksi …………………………………………………..29
III.4.
Prinsip Pengukuran ……………………………………………………...32
III.5.
Keuntungan Prosonic M FMU 43 ……………………………………….33
BAB IV
Penggunaan Sensor Ultrasonic Untuk Mengukur Level Kokas Pada Silo
IV.1. Pabrik Anoda Mentah …………………………………………………..32 IV.2. Pembuatan Blok Anoda Mentah di Pabrik Anoda Mentah (Green Anode Plant)................................................................................32 IV.3. Data Pengukuran ......................................................................................34 IV.4. Analisa Data ..............................................................................................35
Universitas Sumatera Utara
BAB V
Kesimpulan dan Saran
V.1.
Kesimpulan ..............................................................................................44
V.2.
Saran .........................................................................................................45
Daftar Pustaka ................................................................................................................46
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Pengukuran Langsung ……………………………………………………8
Gambar 2.2.
Pengukuran Permukaan dengan Gelas Penunjuk ………………………...9
Gambar 2.3.
Pengukuran Permukaan dengan Pelampung …………………………….10
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4
Pengukuran tidak Langsung …………………………………………….10
Gambar 2.5.
Pengukuran Level dengan Metode Timbangan …………………………11
Gambar 2.6.
Pengukuran Permukaan Tangki Tertutup Dengan Pipa U ………………14
Gambar 2.7.
Pengukuran Permukaan dengan Metode Ultrasonik …………………….15
Gambar 2.8.
Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka ……………………..16
Gambar 2.9.
Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup …………………….17
Gambar 2.10. Transmiter Pneumatik Beda Tekanan …………………………………..20 Gambar 2.11. Struktur Transmiter Elektronik …………………………………………22 Gambar 3.1.
Pengukuran dengan Cara Ultrasonik ……………………………………28
Gambar 3.2.
Prosonic M FMU 43 …………………………………………………….29
Gambar 3.3.
Konstruksi Prosonic M FMU 43 ………………………………………...30
Gambar 3.4.
Prinsip Pengukuran ……………………………………………………...32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Radar Frequenzy Band ...................................................................................24 Tabel 3.2. Jenis- jenis Prosonic M FMU...........................................................................33 Tabel 4.1. Data pengukuran ..............................................................................................37
Universitas Sumatera Utara
