TUGAS AKHIR MODIFIKASI PROSES FILLING DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL SEMI OTOMATIS DI PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL BEKASI Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh :
Nama
: FARAIDLUL MUHAIMIN
Nim
: 41406110122
Jurusan
: Teknik Elektro
Peminatan
: Teknik Tenaga Listrik
Pembimbing
: Ir. Badaruddin
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertandatangan dibawah ini,
Nama
: FARAIDLUL MUHAIMIN
NIM
: 41406110122
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
Judul Skripsi
: MODIFIKASI PROSES FILLING DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL SEMI OTOMATIS DI PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL BEKASI
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata dikemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap hasil karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan peraturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis
Faraidlul Muhaimin
LEMBAR PENGESAHAN MODIFIKASI PROSES FILLING DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL SEMI OTOMATIS DI PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL BEKASI
Disusun Oleh :
Nama
: FARAIDLUL MUHAIMIN
Nim
: 41406110122
Jurusan
: Teknik Elektro
Peminatan
: Teknik Tenaga Listrik
Menyetujui,
Pembimbing
Koordinator TA
(Ir. Badaruddin)
(Ir. Yudhi Gunardi, MT)
Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro
( Ir. Budi Yanto Husodo, M.sc )
ABSTRAKSI MODIFIKASI PROSES FILLING DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL SEMI OTOMATIS DI PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL BEKASI
PT. Finusolprima Farma Internasional adalah perusahaan yang bergerak dalam industri farmasi yang memproduksi cairan infus. Dalam prosesnya industri farmasi ini menggunakan peralatan-peralatan yang steril dan peralatan yang tidak mengakibatkan pencemaran terhadap produk, juga diperlukan peralatan-peralatan dengan akurasi yang tinggi. Dalam proses produksi terdiri dari beberapa tahapan diantaranya proses filling yaitu proses pengisian cairan infus kedalam botol, pada proses filling menggunakan mesin plumat. Dimana dalam prosesnya mesin plumat memerlukan perawatan yang rumit, sering ditemukan kontaminasi produk oleh material dari peralatan, dari data hasil kalibrasi mesin plumat standar toleransi volume pengisian yang diijinkan oleh perusahaan sering tidak terpenuhi. Dengan permasalahan tersebut menimbulkan suatu gagasan untuk memodifikasi proses filling dengan menggunakan kontrol semi otomatis. Pada perancangan kontrol semi otomatis digunakan flowmeter yaitu suatu alat yang digunakan untuk mengukur aliran cairan yang melewati flowmeter tersebut. Promass 63F merupakan flowmeter keluaran Endress+Hauser dengan kapasitas pengukuran aliran cairan 0 sampai 2t/h. Untuk memudahkan pengoperasian pada proses filling dengan menggunakan Promass 63F digunakan peralatan tambahan yang terdiri dari counter dan rangkaian kontrol pendukung. Sebelum digunakan dalam proses produksi mesin filling dengan kontrol semi otomatis perlu dikalibrasi. Proses kalibrasi ini dilakukan untuk mengetahui akurasi dari pengisian cairan kedalam botol, dan sebagai pemenuhan legalitas dari proses produksi perusahaan. Dengan mesin filling kontrol semi otomatis ini memberikan dampak peningkatan pada proses produksi, hasil proses filling memenuhi standar toleransi yang ditetapkan oleh perusahaan, mempermudah kerja operator dan teknisi.
KATA PENGANTAR Puji Syukur Kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua, khususnya kepada penulis, sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir (Skripsi) Dengan judul “MODIFIKASI PROSES FILLING DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL SEMI OTOMATIS DI PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL, BEKASI”. Shalawat dan salam selalu tercurah kepada Rasulullah Muhamad SAW, bagi keluarga, sahabat serta orang-orang yang selalu istiqomah mengikuti ajarannya sampai akhir zaman. Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir (Skripsi) ini penulis selesaikan dengan segala kemempuan, namun tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini tidak akan terwujud. Ucapan terimakasih yang sedalam-dalamnya penulis ucapkan kepada: 1. Kedua orang tua dan saudara-saudara penulis yang telah memberikan motifasi dan dorongan. Semoga Allah memberikan balasan yang lebih baik. 2. Asih, kehadiranmu adalah motifasiku. 3. Rekan-rekan
Departemen
Engineering
PT.
Finusolprima
Farma
Internasional. Bapak Setyanto H.S, Mas Hafif, Kang Puji, Pak Surya, Pak Hadi, Dodo, kamal, Lanu, Marno, Ning, Andy. 4. Teman-teman seperjuangan. Pak Zul, Pranoto, Slamet, Sus, Shiffa, Riky atas kerjasamanya. 5. Bapak Ir. Badarudin, selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan petunjuk dan saran dalam menyelesaikan Tugas Akhir (Skripsi) ini. 6. Bapak Ir. Budiyanto Husodo Msc, selaku ketua jurusan Teknik Elektro PKK Universitas Mercu Buana. 7. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT, selaku coordinator Tugas Akhir jurusan Tekik Elektro PKK Universitas Mercu Buana.
8. Rekan-rekan dan semua pihak yang tidak penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas bantuanya selama ini. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini masih jauh dari sempurna, namun masukan, saran dan kritik yang penulis harapkan untuk perbaikan dan penyempurnaan Tugas Akhir (Skripsi) ini. Akhirnya, semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua.
Bekasi, Juli 2008
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................
i
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................
iii
ABSTRAKSI ....................................................................................
iv
KATA PENGANTAR .......................................................................
v
DAFTAR ISI ....................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................
x
DAFTAR TABEL ..............................................................................
xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1
.............................................................
1.1
Latar Belakang ..........................................................
1
1.2
Perumusan Masalah ...................................................
3
1.3
Tujuan Penulisan ........................................................
3
1.4
Batasan Masalah ........................................................
3
1.5
Metode Penyelesaian masalah ...................................
4
1.6
Sistematika Penulisan ................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................
6
2.1
Pendahuluan ...............................................................
6
2.2
Mekanisme Kerja Komponen Pendukung .................
7
2.2.1
Flowmeter Unit ..............................................
7
2.2.1.1 Penggunaan Promas 63 ......................
8
2.2.1.2 Prinsip Pengukuran ............................
9
2.2.1.3 Pengukuran Kepadatan (Density) ......
11
2.2.1.4 Pengukuran Temperatur .....................
11
2.2.1.5 Batching .............................................
11
2.2.1.6 Transmiter Function ...........................
13
2.2.1.7 Display ...............................................
13
2.2.1.8 Komunikasi ........................................
14
2.2.1.9 Mounting/Pemasangan .......................
15
2.2.1.10 Pressure Loss(Rugi Tekanan) ..........
16
2.2.1.11 Dimendi/Ukuran dari Promas 63F ...
17
2.2.2
Counter Unit ...................................................
18
2.2.3
Rellay ..............................................................
20
2.2.4
Solonoid Valve Untuk Pneumatic ..................
21
2.2.5
Pneumatic Valve ............................................
21
2.2.6
Diaphragm Valve ...........................................
22
2.2.7
UPS ................................................................
22
2.2.8
Regulator Udara .............................................
23
2.2.9
Selector Switch ..............................................
24
2.2.10 Pilot Lamp ......................................................
24
2.2.11 Push Buttom ...................................................
24
Kalibrasi .....................................................................
24
2.3.1
Definisi Kalibrasi ...........................................
24
2.3.2
Metoda Pengukuran Massa ............................
25
2.3.3
Daya Ulang Pembacaan .................................
25
2.3.4
Nilai Toleransi ...............................................
26
BAB III PERANCANGAN ...............................................................
27
2.3
3.1
Perancangan Sistem Kontrol .......................................
27
3.2
Perakitan dan Instalasi Komponen .............................
28
3.2.1
Instalasi Transmiter Dengan Sensor ..............
29
3.2.2
Instalasi Flowmeter dengan Counter Unit .....
29
3.2.3
Instalasi Rangakaian Kontrol .........................
31
3.3
Flow Chart Pengoperasian .........................................
35
3.4
Instalasi Peralatan Pendukung ...................................
36
3.4.1
Instalasi Pipa Saluran Infus ............................
36
3.4.2
Instalasi Pipa Saluran Udara ..........................
37
Pemrograman pada Flowmeter dan Counter ..............
38
3.5.1
Seting Parameter pada flowmeter ..................
38
3.5.2
Seting Mode pada Counter Unit ....................
49
3.5
BAB IV PENGUJIAN RANCANGAN DAN ANALISA DATA HASIL PENGUJIAN ..........................................................
52
4.1
Pengujian Rancangan ..................................................
52
4.2
Pengujian dengan Pengoperasian Langsung ..............
52
4.1.2
Kalibrasi Mesin Filling Semi Otomatis .........
53
4.1.3
Analisa Data Hasil Kalibrasi ..........................
53
BAB V PENUTUP ............................................................................
66
5.1
Kesimpulan ................................................................
66
5.2
Saran ..........................................................................
66
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................
68
LAMPIRAN .......................................................................................
69
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Single line mesin filling plumat .................................
6
Gambar 2.2
Flowmeter Unit ..........................................................
8
Gambar 2.3
Skematik Pipa Pengukuran ........................................
9
Gambar 2.4
Sistem Dua Pipa Pengukur .........................................
10
Gambar 2.5
Skematis Sensor .........................................................
11
Gambar 2.6
Internal Batching ........................................................
12
Gambar 2.7
External Batching .......................................................
13
Gambar 2.8
Skematic Function Display ........................................
14
Gambar 2.9
Pemasangan ................................................................
15
Gambar 2.10 Grafik Pressure lost/ rugi tekanan ..............................
17
Gambar 2.11 Dimensi Promas 63F ..................................................
18
Gambar 2.12 Fungsi Display dan Keypad .......................................
19
Gambar 2.13 Rellay .........................................................................
21
Gambar 2.14 Pneumatic dan Solonoid Valve ..................................
21
Gambar 2.15 Diaphragm Valve .......................................................
22
Gambar 2.16 UPS ............................................................................
23
Gambar 2.17 Regulator Udara .........................................................
23
Gambar 3.1
Flow chart proses kontrol filling ................................
28
Gambar 3.2
Diagram Pengawatan Transmiter Dengan Sensor .....
29
Gambar 3.3
Diagram Pengawatan Flowmeter Unit .......................
30
Gambar 3.4
Diagram Pengawatan Counter Unit ...........................
31
Gambar 3.5
Wiring Diagram Kontrol Semi Otomatis ...................
34
Gambar 3.6
Flow chart pengoperasian proses filling control semi otomatis .............................................................
35
Gambar 3.7
Instaslasi Pipa Saluran Infus ......................................
36
Gambar 3.8
Instalasi Pipa Saluran Udara ......................................
37
Gambar 3.9
Setting Mode Counter Unit ........................................
50
DAFTAR TABEL Tabel 2.1
Konstanta Dari Nominal Diameter ............................
16
Tabel 2.2
Dimensi Flowmeter (Promas 63) ...............................
17
Tabel 3.1
Keterangan gambar Diagram Pengawatan Flowmeter Unit ............................................................................
Tabel 4.1
Hasil Kalibrasi Botol 100ml, Volume 60ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
Tabel 4.2
60
Hasil Kalibrasi Botol 250ml, Volume 250ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
Tabel 4.6
58
Hasil Kalibrasi Botol 250ml, Volume 200ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
Tabel 4.5
56
Hasil Kalibrasi Botol 250ml, Volume 150ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
Tabel 4.4
54
Hasil Kalibrasi Botol 100ml, Volume 100ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
Tabel 4.3
30
62
Hasil Kalibrasi Botol 500ml, Volume 500ml Dengan Empat Kali Pengulangan ............................................
64
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang PT. FINUSOLPRIMA FARMA INTERNASIONAL adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang farmasi di mana produk yang dihasilkan yaitu produk cairan infus. Dalam proses produksinya cairan infus melalui beberapa tahapan, yaitu dari tahapan mixing, filling, vaccum, caping, sterilisasi dan packaging. Dalam tahapan proses tersebut penulis akan memfokuskan pada proses filling, di mana yang dimaksud dengan proses filling adalah proses pengisian cairan infus ke dalam botol infus. Pada proses filling dengan menggunakan mesin filling Plumat melalui proses sebagai berikut: terdapat dua buah nozzle (pipa saluran keluar) yaitu nozzle kanan dan kiri yang bekerja secara bergantian. Kedua nozzle ini bekerja dikontrol dengan menggunakan foot valve di mana dalam satu buah foot valve yang bisa bekerja dalam tiga tahap, yaitu : 1. Foot valve di tekan ke sebelah kiri, berfungsi untuk medorong piston (pada katup pengatur aliran cairan) ke sebelah kanan dan menutup nozzle sebelah kanan sehingga cairan infus akan mengalir melalui nozzle sebelah kiri. Hal ini disebabkan adanya dorongan dari sliding piston (yang terdapat pada silinder pengukur volume) yang ditekan oleh cairan yang masuk kedalam silinder pengukur volome. 2. Foot valve pada posisi di tengah yang berakibat tidak adanya aliran udara ke pneumatic valve dan ke katup pengatur aliran cairan, sehingga kedua nozzle tertutup dan tidak mengalirkan cairan infus. 3. Selanjutnya foot valve ditekan kesebelah kanan yang mengakibatkan piston (pada katup pengatur aliran cairan) bergerak ke sebelah kiri dan nozzle sebelah kiri tertutup, sehingga sliding piston (pada silinder pengukur volume) terdorong
2
oleh cairan infus ke sebelah kanan dan pada saat bersamaan nozzle sebelah kanan terbuka sehingga cairan infus akan mengalir. Dalam proses filling dengan menggunakan mesin filling plumat memerlukan kecermatan dan ketelitian yang tinggi untuk mengurangi resiko kelebihan volume ataupun kurangnya volume cairan infus dalam botol, dengan kata lain volume cairan sering melampaui ambang toleransi yang diperbolehkan sebesar + 1%. Sehingga untuk memenuhi standar volume yang diijinkan, operator perlu menambahkan atau mengurangi volume cairan dalam botol secara manual yaitu dengan mengurangi atau menambahkan cairan infus secara langsung kedalam botol. Dalam proses filling seperti diatas memerlukan waktu yang lebih lama karena tingkat akurasi sangat rendah, dengan demikian memerlukan ketelitian dan kecermatan yang tinggi bagi operator yang melaksanakan proses filling, bisa tercemarnya cairan infus oleh pirogen yang dikarenakan waktu yang lebih lama cairan kontak dengan udara bebas pada saat penambahan atau pengurangan volume cairan secara manual, tingkat kesulitan operator yang tinggi pada saat pengoperasian proses filling karena satu kaki dan dua tangan harus bekerja dengan benar, seringnya tercemar cairan karena adanya serbuk/ serpihan ring piston dari pergeseran piston. Adanya permasalahan-permasalahan
tersebut
di
atas
maka
kami
bermaksud untuk merubah sistem filling dan memodifikasi dengan menggunakan kontrol semi otomatis, yang bertujuan untuk mengatasi permasalahanpermasalahan tersebut. Dalam pembuatan kontrol semi otomatis pada proses filling ini diperlukan beberapa peralatan diantaranya flowmeter unit, counter, relay, solenoid valve untuk pneumatic, pneumatic valve, regulator udara dan beberapa peralatan pendukung lainnya. Flowmetter yang berfungsi untuk mendeteksi besarnya aliran yang melewati sensor flowmeter, dalam peralatan flowmeter ini dilengkapi dengan menu-menu yang bisa dirubah nilainya sesuai dengan kebutuhan, untuk keamanan peralatan dan mempermudah dalam pengoperasian oleh operator kita gunakan Counter. Counter mudah untuk dioperasikan sesuai kebutuhan, misalnya dengan botol ukuran 500ml operator tinggal merubah besar angka yang tercantum pada counter display menjadi angka 500 menggunakan tombol keypad yang telah disediakan pada unit counter.
3
Tingkat akurasi pada control semi otomatis bisa diubah sesuai kebutuhan, dengan mengubah setting value pada menu-menu yang telah disediakan pada unit flowmeter dan counter. Dari setting velue yang telah dilakukan dievaluasi dan diuji dengan menggunakan proses kalibrasi, setting value yang dilakukan pada kontrol semi otomatis ini dilakukan oleh engineer jika terdapat penyimpangan dari proses filling. Dengan demikian para Engineer dan operator mesin filling bisa bekerja dengan lebih mudah dan dapat memperkecil tercemarnya cairan infus akibat dari proses filling.
1.2 Perumusan Masalah Masalah yang akan penulis angkat dalam penyusunan tugas akhir ini adalah memodifikasi proses filling secara manual menjadi proses filling dengan menggunakan kontrol semi otomatis, yang memberikan dampak peningkatan pada proses produksi.
1.3 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah: 1. Memodifikasi dengan merancang proses filling dengan menggunakan kontrol semi otomatis di PT. Finusolprima Farma Internasional Bekasi. 2. Menggunakan metoda kalibrasi untuk memenuhi standar perusahaan. 3. Mempermudah cara kerja Operator dalam proses filling. 4. Memberikan nilai tambah pada proses filling yang berdampak pada peningkatan hasil produksi.
1.4 Batasan Masalah Agar pembahasan tugas akhir ini lebih terarah, penulis melakukan pembatasan permasalah yaitu: 1. Penentuan spesifikasi komponen listrik pada perencanaan kontrol semi otomatis pada proses filling. 2. Pembahasan prinsip kerja pada kontrol semi otomatis.
4
3. Perancangan instalasi pada kontrol semi otomatis. 4. Penentuan parameter-parameter yang digunakan untuk seting pada kontrol semi otomatis. 5. Pembahasan kalibrasi pada kontrol semi otomatis.
1.5 Metode Penyelesaian Masalah Metode yang digunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini adalah: 1. Metode kajian pustaka Penulis menggunakan buku-buku literatur, manual book operation serta sumber pendukung lain untuk dijadikan landasan yang berhubungn dengan pokok pembahasan. 2. Metode Eksperimen Penulis melakukan percobaan-percobaan dan dengan menggunakan metoda kalibrasi untuk mengetahui apakah hasil rancangan sistem kontrol semi otomatis bisa befungsi dengan baik dan sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapkan dalam prosedur perusahaan.
1.6 Sistematika Penulisan Untuk mendapatkan gambaran secara umum tentang pokok pembahasan tugas akhir ini, penulis membaginya dalam beberapa bab yang secara garis besar adalah sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN; Berisi mengenai latar belakang, tujuan, batasan masalah, metode penyelesaian masalah serta sistematika penulisan yang melatarbelakangi penulisan tugas ini.
BAB II. LANDASAN TEORI; Berisi tentang teori dasar dan uraian alat-alat pendukung beserta mekanisme kerja dari masing-masing alat tersebut yang digunakan untuk merakit mesin filling kontrol semi otomatis. Alat-alat pendukung tersebut adalah: flowmetter unit, counter, solonoid
5
valve, pneumatic valve, rangkaian kontrol yang terdiri dari relay dan peralatan pendukung lainnya.
BAB III. PERANCANGAN; Berisi tentang perancangan sistem kontrol semi otomatis pada proses filling dan uraian mengenai fungsifungsi komponen pada mesin filling, cara instalasi, dan perakitan alat yang akan digunakan.
BAB IV. PENGUJIAN RANCANGAN DAN ANALISA DATA HASIL PENGUJIAN; Berisi tentang pengujian hasil rancangan sistem kontrol semi otomatis melalui pengoperasian secara langsung dan melakukan proses kalibrasi yang digambarkan pada tabel hasil kalibrasi, serta analisa hasil rancangan dengan menggunakan metoda kalibrasi.
BAB V. PENUTUP; Menguraikan kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa pengujian rancangan sistem kontrol semi otomatis serta saransaran agar diperoleh suatu sistem yang lebih baik.
6
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pendahuluan Dalam perencanaan pembuatan sistem kontrol pada proses filling memperhatikan beberapa persyaratan yang telah ditetapkan pada CPOB (cara pembuatan obat yang baik) dan setandar GMP (good manufacturing practice). Untuk memenuhi standar GMP, proses pembuatan obat dalam proses filling tidak dibenarkan adanya cairan terkena atau kontak langsung dengan udara bebas terlalu lama yang bisa mengakibatkan terkontaminasinya cairan infus oleh pirogen, secara visual cairan tidak boleh terkontaminasi dengan benda/partikel lain yang terdapat dalam botol cairan infus. Dengan adanya ketentuan-ketentuan di atas maka dalam perancangan sistem kontrol semi otomatis harus digunakan peralatan-peralatan yang sesuai dengan standar GMP, sehingga terkontaminasinya produk oleh peralatan dapat diminimalisir. Sebelum memodifikasi dengan proses kontrol semi otomatis, kita dapat mengetahui proses filling yang sebelumnya yaitu dengan menggunakan mesin plumat yang masih menggunakan kontrol manual seperti yang terlihat pada PID (prosses instalation drawing) /line diagram dibawah ini: Silinder pengukur volume cairan N2
Mixing Tank
fillter
Pneumatic valve
Katup pengatur aliran cairan
Nozzle lift
Nozzle right
Air Regulation Foot valve Air pipe line Liquid pipe line
Gambar 2.1 Single Line mesin filling plumat
7
2.2 Mekanisme Kerja Komponen Pendukung Dalam perencanaan pembuatan kontrol semi otomatis dalam proses filling ini digunakan beberapa komponen-komponen pendukung diantaranya flow metter unit, counter unit, Rellay, UPS, Solonoid dan pneumatic valve, diagprahm valve, Selector switch, Push Button dan beberapa buah lampu indikator. Komponenkomponen ini dirangkai sedemikian rupa untuk menghasilkan sebuah sistem kontrol semi otomatis yang bisa bekerja dalam dua proses yaitu otomatis proses yang bekerja pada saat proses filling atau pengisian dan proses flashing yaitu proses sterilisasi pipa saluran. Mekanisme kerja beberapa peralatan pendukung di atas adalah :
2.2.1 Flowmeter Unit Flowmeter unit merupakan satu unit peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi besarnya aliran (flowrate) cairan yang melalui pipa yang akan didistribusikan ke dalam botol-botol infus. Dalam unit flowmeter terdapat dua bagian, bagian pertama yang disebut sensor yang berfungsi sebagai pendeteksi besarnya aliran cairan (flowrate), bagian yang kedua yang disebut transmitter yang berfungsi untuk menerima, mengolah dan menyalurkan signal yang dihasilkan oleh detektor, keluaran (output) unit transmitter ini berupa pulsa, di dalam transmitter terdapat layar display yang dilengkapi dengan beberapa menu (parameter) yang bisa disetting sesuai dengan kebutuhan. Flowmeter yang kita gunakan adalah Promass 63 F, di mana untuk tipe ini memiliki tingkat akurasi yang tinggi di kelasnya, measured error (tingkat kesalahan) untuk mass flowrate (liquids) + 0.10% + [(zero stability / flow rate) x 100]% of rate, untuk volume flow rate (liquids) + 0,15% + [( zero stability / flow rate x 100]% of rate. Promass 63 F bekerja pada temperatur +50 ºC sampai dengan +200 ºC, dan pada tekanan maksimal 25 bar/ 375psi.
8
2.2.1.1 Penggunaan Promas 63 Sistem pengukuran Promas 63 mengukur massa dan volume cairan dengan karateristik aliran yang berbeda, biasa digunakan pada pengukuran: ·
Coklat, susu kental, Sirop
·
Minyak, lemak
·
Asam, alkali
·
Pernis, cat
·
Farmasi, gas, suspensi
System juga mengukur kepadatan (density) dan temperatur dari cairan-cairan sedemikian sehingga variable-variabel yang lain dapat dikalkulasikan seperti volumetric flowrate, solid content (kandungan zat padat) dan standar density. Promass 63 digunakan dalam pengukuran untuk kebutuhan yang kritikel. diantaranya sebagai: §
Pencampuran dan penakaran (batching) untuk bahan baku yang bervariasi
§
Pengontrolan proses
§
Pengukuran cairan dengan perubahan dencity yang cepat
§
Kontrol dan pemantauan kualitas produk
Keuntungan pada proses pengukuran telah diterapkan dengan hasil yang baik diterapkan pada proses makanan, industri pharmaceutical, industri kimia dan petrokimia, produksi energi, limbah buangan (waste disposal).
Gambar 2.2 Flowmeter unit
9
2.2.1.2 Prinsip Pengukuran Sebuah prinsip pengukuran berdasarkan pada turunan pengontrolan dari Coriolis forces. Gaya ini selalu terjadi pada saat kedua garis lurus (translational) dan putaran (angular) terjadi pergerakan secara serempak. Fc = 2.∆m (w.v)..................................................................................... (2.1) Dimana : Fc = Coriolis Forces Δm = mass of moving body ω = angular velocity (kecepatan sudut) v = radial velocity in a rotating or oscillating system (Kecepatan radial dalam sebuah putaran atau sistem goyangan/osilasi). Sebuah lebar ayunan (amplitude) pada gaya coriolis (coriolis force) tergantung pada perpindahan massa Δm, kecepatan dalam sistem v dan yang mengakibatkan terjadinya aliran massa.
Gambar 2.3 Skematik pipa pengukuran
Promass menggunakan suatu osilasi sebagai ganti dari kecepatan sudut ω yang konstan dan dua pipa pengukur paralel, dengan cairan yang mengalir melalui pipa paralel, dibuat untuk bergerak-gerak tanpa phase.
10
Hasil gaya Coriolis di pipa pengukuran menyebabkan suatu pergeseran phase di tabung osilasi. ·
Ketika ada nol arus (tidak ada aliran), dengan cairan yang diam tidak bergerak kedua pipa tidak osilasi/ bergerak-gerak di tahap (1).
·
Ketika ada aliran massa osilasi/ goyangan pipa adalah decelerasi (pengurangan kecepatan) di pintu masuk (inlet) (2). Dan penambahan kecepatan (accelerasi) di saluran (3).
Ketika aliran massa (mass flowrate) mengalami peningkatan, beda fase juga meningkat (A-B). Osilasi dari tabung/pipa pengukur ditentukan menggunakan sensor elektrodinamik di saluran pintu masuk (inlet) dan pintu keluar (outlet). Pengoperasian prinsip pengukuran tidak terikat pada temperatur, kekentalan, tekanan, profil arus atau daya konduksi.
Gambar 2.4 Sistem dua pipa pengukur
11
2.2.1.3 Pengukuran kepadatan (density) Sebuah pipa pengukur selalu dibuat untuk osilasi pada frekwensi resonan. frekwensi eksitasi ini melakukan penyesuaian secara otomatis secepat massa, dan oleh karena itu sebuah density pada sistem osilasi berubah (pipa pengukur dan media). Frekwensi resonansi merupakan suatu fungsi density dari media dan menggunakan microprosessor untuk menghasilkan signal density. Keterangan gambar:
Gambar 2.5 Skematis sensor
2.2.1.4 Pengukuran temperatur Temperatur pada pipa pengukur (measuring tubes) adalah menentukan perintah untuk mengkalkulasikan faktor kompensasi yang berkaitan dengan efekefek temperatur. Sinyal yang dihasilkan adalah sebuah fungsi dari proses temperatur dan dapat digunakan untuk kebutuhan external.
2.2.1.5 Batching Batching adalah penglompokan atau penakaran. Untuk batching Promas 63 menggunakan dua tipe yang berbeda di antaranya:
12
1. Batcing dengan sebuah fungsi batcing internal menyatu (Integrated) bersama dengan counter unit (preseting counter) di dalam promas 63. Fungsi internal ini menyediakan proses batching yang mudah untuk melakukan pengontrolan. Sebuah transmitter pada promas 63 memiliki dua relay untuk melakukan pengontrolan satu atau dua step proses batching dan aktifitas sebuah metering valve.
Metering valve controlled
Promass 63
Gambar 2.6 Internal batching
2. External batching dengan menggunakan pulsa output “External batching” adalah kontrol dengan menggunakan presetting counter, PLC. Sebuah signal aliran di suplai menggunakan pulsa/frekwensi output dari promass 63 dan dikirimkan ke presseting device ( peralatan pengeset). Untuk start bathcing cycle dengan memasukkan nilai target dengan membawa keluaran langsung pada preseting counter. Setelah start batching cycle pulsa-pulsa dijumlahkan pada preseting counter. Jika preset target value tercapai selanjutnya metering valve ditutup oleh sebuah preseting counter.
13
Flow signal via pulse/frequency output
External Presetting counter PLC, etc. Metering valve controlled
Promass
Gambar 2.7 External batching 2.2.1.6 Transmiter Fungtion Fungsi dari promas 63. Sebuah transmitter promas merubah nilai-nilai pengukuran yang berasal dari sensor kedalam sinyal keluaran yang dibakukan. Menurut konfigurasinya tersedia sejumlah keluaran. ·
Penyearah arus dengan protokol HART
·
Pulsa / frekwensi keluaran atau penyearah arus
·
Relay 1
·
Relay 2
·
RS 485 interface/alat penghubung
2.2.1.7 Display Promas 63 memiliki 2 line, (illuminated LC display) memungkinkan dua di antara nilai-nilai berikut diukur dan dibaca secara serempak: ·
Actual mass, volume, seperti halnya % yang terdapat pada target/cairan.
·
Density
·
Temperatur
·
Total flow
Berikut ini juga ditampilkan ·
Alarm messages (process foults)
·
Error messages (instrument foults)
·
Status messages
14 ·
Programming messages
Gambar 2.8 Skematic funtion display
2.2.1.8 Komunikasi Promas 63 dapat berkomunikasi dengan sistem kontrol tingkat yang lebih tinggi dengan menggunakan suatu alat penghubung tertentu. ·
Komunikasi langsung dengan komputer pribadi dan sebuah E+H Rackbus (MODBUS, PROFIBUS, FIPBUS) memungkinkan lewat suatu alat penghubung Racbus RS 485.
·
Promas 63 juga tersedia seperti versi PROFIBUS-PA untuk koneksi yang langsung ke sistem pengawasan proses. Pengoperasian jarak jauh yang menggunakan alat penghubung ini dapat juga dilakukan dengan E+H program commuwin II.
15
2.2.1.9 Mounting/pemasangan Dengan pemasangan secara vertikal adalah cara terbaik karena aliran langsung mengarah keatas. Dengan tabung pengukuran mengarah kebawah dan gas-gas akan naik menjauh dari tabung pengukur pada saat tidak ada aliran produk. Promass F untuk tabung pengukur sedikit dibengkokkan. Oleh karena itu, posisi sensor (diharapkan) untuk menyesuaikan diri dengan keadaan cairan, untuk instalasi horisontal: ·
F1 : tidak cocok untuk cairan yang mengeluarkan gas
·
F2 : tidak cocok untuk cairan dengan kandungan benda padat
Gambar 2.9 Pemasangan
16
2.2.1.10 Pressure Loss (rugi tekanan) Pressure loss berdasarkan karateristik dari cairan dan flowrate (laju aliran). Di bawah ini formula yang dapat digunakan untuk prakiraan dari kalkulasi tekanan cairan yang hilang (pressure loss). Re = Reynolds
Re =
2.m π.d.v.ρ
......................................................................................
K2.v0,25.m2 ρ
∆p = K1. v . m +
(2.2)
Re > 2300 ........ (2.3)
∆p = K . v0,25 . m1.85 . ρ-0,86 Re < 2300 ........ (2.4) Dimana : ∆P = Rugi tekanan (pressure loss) (mbar) υ = Kinematic viscosity (m2/s) m = Masa dari kecepatan aliran (kg/s) ρ = Dencity dari aliran (kg/m3) d = Diameter dalam pipa pengukur (m) K.....K3 = konstanta nominal diameter Tabel 2.1 Konstanta dari nominal diameter
Promass F
Diameter
D (m)
K
K1
K2
DN 8
5,35. 10-3
5,70. 10-3
9,60. 10-3
1,90. 10-3
-3
-3
-3
DN 25
12,00. 10-3
1,90. 10-3
6,40. 10-3
4,50. 10-3
-
DN 40
17,60. 10
-3
3,50. 10
-3
1,30. 10
-3
1,30. 10
-3
-
26,00. 10
-3
7,00. 10
-3
5,00. 10
-3
1,40. 10
-3
-
40,50. 10
-3
1,10. 10
-3
7,71. 10
-3
1,42. 10
-3
-
51,20. 10
-3
3,54. 10
-3
3,54. 10
-3
5,40. 10
-3
-
DN 100
10,60. 10
-
8,30. 10
DN 80
1,90. 10
-3
DN 15
DN 50
5,80. 10
K3
-
17
Gambar 2.10 Grafik Pressure lost/ rugi tekanan
2.2.1.11 Dimensi/ukuran dari Promas 63 F (Remote Version) Dimensi dari flowmeter unit perlu diketahui yaitu untuk menyesuaikan dengan tempat yang harus disediakan untuk penempatanya, sehingga didapat nilai estetika yang baik dan memudahkan untuk perancangan penempatan. Tabel dibawah ini adalah tabel dari perbandingan dimensi dari flometer keluaran promas 63:
Tabel 2.2 Dimensi flowmeter (promas 63) Diameter
L(mm)
X(mm)
A
B
B1
dl
Weight
(mm)
(mm)
(mm)
(mm) 5,35
11
(mm)
DIN
ANSI
Class 150 (<20bar)
DN 8
3/8”
370
11,2
75
262,5
113,0
DN 15
½”
404
11,2
75
262,5
113,0
8,30
12
DN 25
1”
440
14,2
75
262,5
113,0
12,00
14
DN 40
1 ½”
550
17,5
105
267,5
118,0
17,60
19
DN 50
2”
715
19,1
141
279,5
130,0
26,00
30
DN 80
3”
840
23,9
200
301,0
151,0
40,50
55
DN 100*
4”
874
23,9
200
301,0
151,0
40,50
61
DN 100
4”
1128
23,9
247
320,0
163,0
51,20
96
DN 150**
6”
1168
25,4
247
320,0
163,0
51,20
108
18
Dengan mengacu pada tabel diatas maka dibawah ini digambarkan dimensi promas 63 F, yang dijabarkan secara ditil:
Gambar 2.11 Dimensi promas 63 F
2.2.2 Counter unit Counter unit adalah satu unit peralatan yang berfungsi untuk menghitung pulsa yang telah dikeluarkan oleh transmitter unit, masukan (input) dari Counter unit ini berupa pulsa dan keluaran (output) berupa kontak relay dalam posisi NO (normaly open), dalam unit counter terdapat display dan kypad yang telah
19
disediakan untuk melakukan seting value pada mode yang telah disediakan, kita menggunakan merek omron.
Gambar 2.12 Fungsi display dan keypad
Keterangan gambar: 1. Indikator Power 2. Indikator tombol proteksi 3. Indikator Control output ·
Out (1-stage type)
·
Out 1, out 2, (2-stage type)
4. Indikator Batch ouput 5. Nilai aktual pada saat counter bekerja (Present value) 6. Nilai seting (Set value) Nilai seting di tampilkan pada saat seting mode dilakukan. 7. Indikator pada langkah pengesetan value 1 dan 2 (hanya untuk tipe 2 stage) 8. Indikator Fungsi (Function indicator)
20
Tombol pengoperasian 9. Tombol pengesetan terdapat 6 buah tombol yang masing masing bisa diseting dari angka 0 sampai 9 10. Tombol Display (display key) 11. Tombol Batch (batch key) 12. Tombol Mode (mode key) 13. Tombol reset (reset key)
Karateristik counter ·
Daya operasional (Operating power) : 100 sampai 240 VAC +10,- 15% 50/60 Hz, 11 VA max.
·
Pengoperasian pada suhu ruangan : -10 sampai 55 ºC
·
Pengoperasian pada kelembaban ruangan : 35 sampai 85 %
·
Pengoperasian pada ketinggian maksimal : 2000 m
2.2.3 Rellay Rellay adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar elektronik, yang digerakkan dengan menggunakan medan magnet. Medan magnet terjadi karena adanya arus dan tegangan yang mengalir pada kumparan rellay. Untuk memenuhi kebutuhan yang direncanakan maka diperlukan rangkaian control tambahan yang berfungsi untuk memberikan pengontrolan pada sistem agar berjalan sesuai dengan yang direncanakan. Untuk itu digunakan dua buah relay yang dirancang agar bekerja secara bergantian yang berfungsi untuk mengoperasikan nozzle secara bergantian, kita gunakan rellay merek omron dengan 11 kaki, dengan tegangan coil 220 V AC.
21
Gambar 2.13 Rellay
2.2.4 Solonoid Valve untuk Pneumatic Solonoid
Valve
adalah
suatu
kumparan
yang
berfungsi
untuk
menghasilkan medan magnet dimana medan magnet yang dihasilkan oleh solonoid digunakan untuk menggerakkan pneumatic valve. Di sini penulis menggunakan solonaid valve dengan merek vesto dengan tegangan coil 220 V AC.
2.2.5 Pneumatic Valve Pneumatic Valve adalah valve yang di gunakan untuk mengatur buka /tutup aliran udara, pneumatic valve ini bekerja secara electric yaitu dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan oleh solonoid dimana pneumatic valve yang digunakan merek vesto funtion 3/2.
Gambar 2.14 Pneumatic dan solonoid valve
22
2.2.6 Diaphragm Valve Diaphragm Valve adalah Valve yang bekerja dengan menggunakan tekanan udara yang dihasilkan dari pneumatic valve, penggunaan diaphragm valve ini sesuai dengan kebutuhan karena lapisan yang mengalami kontak langsung dengan cairan terbuat dari teflon, dimana lapisan teflon ini tahan terhadap gesekan yang bisa mengakibatkan tercemarnya produk. Diaphragm valve digunakan untuk membuka atau menutup aliran cairan yang sedang didistribusikan ke dalam botol, dalam perakitan sistem kontrol ini digunakan diaphragm valve merek burket dengan kebutuhan pressure udara 5 s/d 7 bar, dengan spring return actuator atau double acting.
Gambar 2.15 Diapragm valve
2.2.7 UPS (Uninteruptrible Power Suplay) UPS adalah satu unit peralatan yang berfungsi untuk menampung arus listrik kedalam batery pada saat ada aliran listrik kedalam UPS. Apabila tidak ada aliran listrik ke UPS, maka UPS mengubah arus yang tersimpan dalam batery menjadi tegangan AC 220 V. Dengan demikian peralatan yang disupplay dari UPS tidak terganggu, kita gunakan UPS dengan merek proling model PC 600, voltage range 160-275 V AC, protection under voltage AC < 160 V dan over voltage AC > 275 V, backup time 8-20 menit tergantung dari beban, recharge time 90% capasitas setelah 8 jam, pada temperatur 0ºC-40ºC dan RH 30%-90%.
23
Gambar 2.16 UPS
2.2.8 Regulator udara Regulator udara adalah peralatan yang berfungsi untuk mengatur tekanan udara. Dalam penggunaanya regulator udara ini digunakan untuk mengatur tekanan udara yang akan digunakan dalam proses kontrol. Pada proses kontrol regulator udara sangat berperan untuk menghasilkan udara yang bertekanan yang disesuaikan dengan rating dari peralatan seperti diapragm valve dan pneumatic valve, dengan digunakanya regulator ini sistem menjadi lebih stabil dan lebih tahan lama karena tidak offer presure.
Gambar 2.17 Regulator udara
24
2.2.9 Selector Switch Selector switch adalah komponen listrik yang berupa kontak saklar yang digunakan untuk mengubah hubungan dari satu keadaan ke keadaan yang lain, selector switch yang digunakan memiliki tiga buah step, step untuk otomatis, flashing dan off.
2.2.10 Pilot Lamp Pilot lamp adalah lampu indikator yang digunakan untuk memberikan indikasi berlangsungnya suatu proses, diantaranya : Pneumatic valve Right ON, pneumatic valve lift ON dan Power ON.
2.2.11 Push Button Push Botton adalah salah satu komponen yang berupa saklar ON/Off yang digunakan untuk Power start atau Power Stop.
2.3 Kalibrasi Proses kalibrasi sangat diperlukan sebagai alat pertimbangan dari mesin yang telah kita rakit layak untuk dioperasikan atau tidak layak untuk dioperasikan, sebagai prasarana untuk proses produksi dan untuk memenuhi standar GMP.
2.3.1 Definisi kalibrasi Kalibrasi adalah Serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukur, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan dengan standar ukur yang mamputelusur (traceable) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan atau internasional.
25
2.3.2 Metoda Pengukuran Massa Secara umum pengukuran diartikan sebagai proses mengaitkan angkaangka secara empirik dan obyektif pada sifat-sifat obyektif pada sifat-sifat obyek tertentu atau kejadian didunia nyata sedemikian rupa sehingga angka-angka tersebut memberikan gambaran yang jelas mengenai objek atau kejadian tersebut. Terdapat beberapa metoda pengukuran massa diantaranya adalah: ·
Metoda sederhana Menggunakan timbangan sama lengan, dimana massa benda yang diukur disetimbangkan dengan massa standar.
·
Metoda pembacaan langsung (direct reading) Menggunakan timbangan single pan dan nilai massa dibaca langsung dari penunjukan media penayangnya (display)
·
Metoda subtitusi (borda) Dapat menggunakan timbangan sama lengan. Metoda ini menggunakan pembandingan hasil pembacaan antara massa yang akan ditentukan nilainya dengan massa standar terkoreksi yang telah diketahui nilainya.
·
Metoda Transposisi Digunakan pada timbangan sama lengan (double pan), dimana massa standar dan massa standar dipertukarkan silang pada pan-nya guna menghindari efek ketidaksamaan panjang lengan.
2.3.3 Daya Ulang Pembacaan Merupakan ukuran kemampuan timbangan untuk menunjukkan nilai yang sama pada kondisi penimbangan yang sama dan dinyatakan sebagai standar deviasi dari satu seri pengamatan. Standar deviasi dihitung dari perbedaan pembacaan timbangan (r), pada saat timbangan tidak diberi beban (z) dan pembacaan pada saat timbangan diberi beban (m) sehingga : ri = mi – zi .....................................................
(2.5)
Untuk mengetahui daya ulang pembacaan atau standar deviasi maka dapat dicari dengan menggunakan persamaan dibawah ini :
26
Sehingga Stdev =
√
_ ∑ (ri – r )2 ...................................................
(2.6)
(n – 1)
dimana : Stdev = Standar deviasi ri = nilai pengukuran yang ke i r = nilai rata-rata pengukuran n = banyaknya pengukuran
2.3.4 Nilai Toleransi Nilai toleransi merupakan rentang nilai atau nilai maksimum dan nilai minimum yang diijinkan atau diperbolehkan dari sebuah pengukuran. Untuk nilai toleransi yang menjadi standar perusahaan pada proses pengisian cairan infus/ proses filling adalah + 1%. untuk toleransi + 1% dapat dicari dengan menggunakan persamaan :
(
)
(2.7)
) ...........
(2.8)
nilai pengukuran ........... 100 untuk toleransi – 1% dapat dicari dengan menggunakan persamaan :
toleransi + 1 % = nilai pengukuran +
toleransi - 1 % = nilai pengukuran -
(
nilai pengukuran 100
27
BAB III PERANCANGAN
3.1 Perancangan Sistem Kontrol Dalam perancangan mesin filling dengan menggunakan sistem kontrol semi otomatis diperlukan beberapa tahapan di antaranya perencanaan sistem kontrol pendukung yang berupa rangkaian relay, yang berfungsi untuk memberi suplay arus ke solonoid valve dan untuk menggerakkan pneumatic valve secara bergantian, tombol start, stop, emergency, selector aotomatis & flushing, tombol on & off, yang dirakit sedemikian rupa seperti terlihat pada gambar 3.5 wiring diagram di bawah ini. Untuk rangkaian pendukung yaitu berupa rangkaian pipa saluran udara yang disupplay
dari sebuah kompressor penghasil udara yang
bertekanan + 8 bar yang digunakan untuk menggerakkan pneumatic valve dan diaphragm valve dapat dilihat pada singgle line diagram pada gambar dibawah ini. Untuk distribusi cairan infus digunakan pipa stainless steel yang terbentang dari mixing tank menuju ke sistem kontrol semi otomatis dan menuju ke nozzle pengisian cairan infuse, sebelum masuk dan setelah masuk sistem kontrol semi otomatis cairan di filter terlebih dahulu, filterisasi ini dimaksudkan untuk mencegah terkontaminasinya cairan terhadap partikel-partikel yang terbawa oleh cairan infus. Sebelum masuk pada proses instalasi dari komponen sistem kontrol terlebih dahulu kami tunjukkan flowchart instalasi dari sistem kontrol semi otomatis/ mesin filling, seperti terlihat pada gambar 3.1 berikut ini:
28
Sensor flowmeter
Transmiter flowmeter
On
Off
Proses otomatis Lift/Right 1
Proses otomatis Lift/Right 2
Off
On
Counter 1
Counter 2
Relay 1
Relay 2
Pneumatic valve R
Pneumatic valve L
Diaphragm valve R
Diaphragm valve L
Nozzle R On
Nozzle L On
Gambar 3.1 Flow chart proses kontrol filling
3.2 Perakitan dan Instalasi Komponen Pada perakitan dan instalasi komponen menggunakan beberapa tahapan, diantaranya instalasi transmiter dengan sensor, instalasi flowmeter dengan counter unit dan instalasi rangkaian kontrol pendukung.
29
3.2.1 Instalasi Transmitter Dengan Sensor Untuk penyambungan (conection) pada flowmeter unit berdasarkan pada manual book yang telah disediakan pada flowmeter unit. Penyambungan (conection) dilakukan antara transmitter dengan sensor dengan menggunakan kabel screening seperti yang terlihat dibawah ini:
Gambar 3.2 Diagram pengawatan transmiter dengan sensor
3.2.2 Instalasi Flowmeter dengan Counter Unit Untuk instalasi (conection) antara flowmetter dengan counter unit dilakukan berdasarkan diagram dibawah ini. Dengan menghubungkan terminal no 20 dan 21 yang ada pada flowmeter dengan terminal 0V input (common) dan cp1 input yang ada pada kedua counter unit, yang dihubungkan secara paralel.
30
Gambar 3.3 Diagram pengawatan flowmeter unit
Tabel 3.1, Keterangan gambar diagram pengawatan flowmeter unit 3
Ground Connection
1
L1 for AC
L+ for DC power supply
2
N
L-
20 (+)
Puls/freqwency output
active / pasive, f=2...10000 Hz (max. 16383 Hz)
21 (-)
active: 24 V DC, 25 mA (250 mA during 20 ms) pasive: 30 V DC, 25 mA (250 mA during 20 ms)
22 (+)
Relay 1
23 (-) 24 (+)
Max. 30 V DC/0,1 A Relay 2
25 (-) 26 (+)
Max. 60 V AC/0,5 A Max. 30 V DC/0,1 A
Current output 1
27 (-) 28
Max. 60 V AC/0,5 A
Ground connection
Active, 0/4....20 mA, RL < 700 Ω
31
Gambar 3.4 Diagram pengawatanCounter unit
3.2.3 Instalasi Rangkaian Kontrol Untuk perancangan dan instalasi rangkaian kontrol yang terdiri dari flowmeter, counter unit, dua buah relay, dua buah solonoid valve, dua buah pneumatic valve, dua buah diaphragm valve, satu tombol start/stop, satu tombol start proses, satu tombol stop (emergency stop), satu selector switch dan sebuah UPS. Sumber tegangan yang digunakan dalam sistem kontrol ini AC 220 V/ 50HZ, sumber tegangan ini sesuai dengan rating yang dimiliki setiap komponen yang digunakan pada perancangan sistem kontrol semi otomatis ini. Sistem kontrol ini akan berjalan dengan baik apabila didukung dengan adanya flowrate (aliran cairan) yang melewati pipa dan adanya tekanan udara yang digunakan untuk menggerakkan pneumatic valve dan diaphragm valve. Sumber tegangan AC 220 V dari jala-jala langsung mensupplay UPS yang digunakan untuk membackup tegangan pada sistem kontrol apabila terjadi mati listrik secara tiba-tiba. Jika hal ini terjadi pada saat proses sedang berlangsung diharapkan flowmeter unit tidak terganggu dan tidak cepat rusak. Output dari UPS di hubungkan dengan MCB 2A satu fasa yang digunakan sebagai pengaman
32
jika terjadi hubungan arus pendek (konsleting) pada sistem kontrol, dari MCB di dihubungkan ke tombol manual start/stop, dan dari tombol start/stop di hubungkan ke flowmeter unit, dua buah counter unit, lampu indikator power on, tombol start proses dan ke selector switch. Pada saat tombol start ditekan pada posisi on maka lampu indikator power on akan menyala, menandakan bahwa sistem dalam keadaan ready, jika selector switch diputar pada posisi flushing untuk proses flushing (sterilisasi pipa) maka kedua solonoid valve akan mendapat arus secara langsung yang mengakibatkan kedua solonoid valve bekerja. Kedua solonoid valve ini bekerja dengan menggerakan kedua pneumatic valve sehingga kedua pneumatic valve akan membuka yang mengakibatkan terjadi tekanan udara pada diaphramg valve, hal itu menyebabkan diaphragm valve membuka sehingga cairan akan mengalir keluar melewati kedua nozzle. Pada proses ini flowmeter unit, counter dan kedua relay ikut bekerja secara otomatis, tetapi cara kerja otomatis rangkaian tersebut tidak bisa mempengaruhi kerja solonoid valve karena aliran arus terpotong oleh selector switch pada posisi flushing. Proses ini akan berjalan terus, dan untuk menghentikan proses flushing ini dengan memutar slektor switch pada posisi off. Tombol start proses digunakan untuk menjalankan proses secara otomatis, sedangkan untuk proses flushing tidak digunakan tombol start proses. Pada saat slector switch diputar pada posisi otomatis sistem belum bekerja sebelum tombol start proses ditekan pada posisi on. Hal ini diperlukan karena untuk memberikan triger ke relay yang semula kedua relay berada pada posisi off dan setelah mendapat triger relay (C1) dalam kondisi on akan mengakibatkan anak kontak relay C1 mengunci. Anak kontak relay C1 sebagai resset pada counter2, dan pada saat yang bersamaan counter2 mulai bekerja yang mengakibatkan solonoid untuk pneumatic valve (SV1) bekerja sehingga diaphragm valve sebelah kiri membuka dan nozzle sebelah kiri mengelurkan cairan. Adanya aliran cairan yang melewati flowmeter unit akan direspon oleh sensor dan diolah oleh transmiter dari flowmeter unit, output dari flowmeter ini berupa pulsa, pulsa-pulsa yang berasal dari transmiter dikirim ke counter1 dan counter2. Counter1 berfungsi untuk
33
mengumpulkan dan menjumlahkan pulsa-pulsa yang dikirimkan oleh transmiter, hal ini tidak terjadi pada counter2 dikarenakan counter2 pada posisi resset oleh anak kontak C1(on) Apabila pulsa-pulsa telah memenuhi nilai yang telah ditentukan (yang dilakaukan pada saat Seting counter), maka counter1 akan mengeluarkan output berupa kontak relay dalam posisi on. Apabila anak kontak dari counter1 bekerja (on) maka relay C2 bekerja anak kontak C2 sebagai pengunci, dan sebagai resset pada counter1 dan sekaligus memutus relay C1 dari sumber arus, yang mengakibatkan relay C1 dalam posisi off, dan mengakibatkan anak kontak C2 pada SV2 dalam keadaan on, maka solonoid untuk pneumatic valve SV2 bekerja yang mengakibatkan diphragm valve sebelah kanan membuka, relay C2 akan bekerja selama counter2 bekerja (menghitung). Langkah-langkah ini akan terus terjadi secara bergantian selama ada cairan yang mengalir. Untuk menghentikan proses ini dilakukan dengan jalan menekan tombol emergency/stop proces, selama proses berhenti sistem masih dalam posisi siap untuk melanjutkan proses berikutnya tanpa memotong proses yang telah terhenti (akibat dari tombol stop proses). Untuk melanjutkan proses dengan jalan melepaskan tombol emergency/stop procces maka sistem akan melanjutkan proses yang telah terpotong dan tidak mengulang dari awal sehingga tombol start proses tidak perlu di operasikan lagi. Dengan kata lain tombol start process hanya di gunakan pada saat awal dari serangkaian proses yang akan dijalankan.
N
220V
UPS
N
21
20
FLOW METTER UNIT
START/ STOP
220V
C1
C1
C2
C2
C2
C1
TO 20
0V INPUT
COUNTER 1
TO 20 0V INPUT
RESSET C2
CP1 INPUT
TO 21
COUNTER 2 RESSET C1
START
Gambar 3.5 Wiring Diagram Kontrol Semi Otomatis
CP1 INPUT
TO 21
L3
L2
MANUAL
C1
AUTO
SV1
OFF
SELECTOR SWITCH
L1
MANUAL
C2
AUTO
SV2
OFF
EMERGENCY STOP
34
35
3.3 Flow Chart Pengoperasian Flow chart di bawah ini menggambarkan tahapan-tahapan proses pengoperasian dari unit mesin filling dengan menggunakan kontrol semi otomatis yang akan dilakukan oleh operator mesin filling.
Start/stop Power
Start
Stop
Seting parameter Flow meter Stop Prosess Filling
Seting counter
Slector switch Otomatis /off / flushing
Off
otomatis
flushing
Emergency On/off
Prosess sterilisasi
Stop Proses filling & sterilisasi
On
Off
Start Proses Lift/right Stop Proses filling
Proses filling
Gambar 3.6 Flow chart pengoperasian proses filling control semi otomatis
36
3.4 Instalasi Peralatan Pendukung Instalasi peralatan pendukung adalah instalasi peralatan di luar dari unit mesin filling (kontrol semi otomatis), yang digunakan untuk mendukung agar mesin filling menggunakan kontrol semi otomatis ini bisa berjalan dengan baik sesuai dengan yang kita harapkan. Instalasi peralatan pendukung ini terdiri dari instalasi pipa saluran air dan instalasi pipa saluran udara.
3.4.1 Instalasi Pipa Saluran Cairan Infus Instalasi saluran air ini digunakan untuk mendistribusikan cairan infus yang berasal dari tangki mixing ke dalam botol.
N2
AQUADES
Presure gauge
FILTER
VALVE
MIXING TANK CONTROL SEMI OTOMATIS
DIAGPAHRM VALVE LIFT
DIAGPAHRM VALVE RIGHT
FILTER VALVE PIPE LINE
Gambar 3.7 Instalasi Pipa Saluran Cairan Infus
Untuk pipa distribusi cairan infus digunakan stainliss steel yang menghubungkan antara tangki mixing sampai dengan nozzle pengisian cairan ke dalam botol. Pada proses ini diperlukan tekanan N2 untuk memberikan dorongan
37
terhadap cairan yang terdapat dalam tangki mixing, dimana pemberian tekanan ini sangat tergantung dengan kemampuan kecepatan operator untuk mengganti botol yang telah terisi cairan dengan botol yang kosong, rata-rata tekanan tangki mixing sebesar 1 sampai dengan 2 bar (pada pressure gauge), dengan tekanan sebesar 1 sampai 2 bar sesuai dengan waktu yang dibutuhkan operator untuk mengganti botol. Pada sisi sebelum dan setelah melewati sensor dari flowmeter dipasang liquid filter yang berfungsi untuk menyaring cairan dari partikel yang tidak diinginkan juga untuk membuang sisa udara yang terjebak dalam saluran pipa. Dengan adanya udara yang terjebak dalam pipa akan mengurangi akurasi dari pengukuran flowmeter terhadap cairan yang melintasi sensor.
3.4.2 Instalasi Pipa Saluran Udara Instalasi pipa saluran udara adalah instalasi pipa yang digunakan untuk mendistribusikan udara dari kompresor udara ke unit mesin filling dengan kontrol semi otomatis untuk mensuplay udara ke pneumatik valve dan diaphragm valve.
REGULATOR
PNEUMATIC VALVE (LIFT)
DIAPHRAGM VALVE (LIFT)
Gambar 3.8 Instalasi Pipa Saluran Udara
PNEUMATIC VALVE (RIGHT)
DIAPHRAGM VALVE (RIGHT)
38
Pada proses pendistribusian udara digunakan sumber tekanan udara yang berasal dari kompressor dengan pressure pada sumber + 8bar, untuk memasok tekanan udara pada sistem kontrol diperlukan regulator udara yang berfungsi untuk mengurangi tekanan udara dan untuk menjaga kestabilan tekanan udara pada sistem, dengan adanya tekanan udara yang setabil pergerakan diphragm valve juga setabil maka hasil dari proses filling diharapkan lebih setabil. Untuk tekanan udara yang digunakan direduksi dengan regulator udara menjadi 4 bar yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan pada sistem kontrol ini.
3.5 Pemrograman pada Flowmeter dan Counter Pemrograman pada flowmeter dan counter diperlukan untuk menyesuaikan antara keluaran dari flowmeter dengan masukan yang diterima oleh counter, sehingga didapatkan nilai pengukuran yang seakurat mungkin. 3.5.1 Seting Parameter pada Flowmeter/Pemrograman pada flowmeter Untuk proses pemrograman dilakukan berdasarkan group fuction yang telah disediakan oleh pabrikan, pemrograman ini dilakukan untuk mendapatkan proses pengukuran yang sesuai dengan kebutuhan dan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang seakurat mungkin. Karena dalam proses instalasi kita menggunakan external bathching maka hanya dibutuhkan input pulsa yang berasal dari output transmitter, oleh karena itu untuk proses pemrograman kita hanya membutuhkan perubahan pada “funtion group PULS/FREQ.OUTPUT” untuk mendapatkan nilai pengukuran yang akurat, sedangkan untuk Seting funtion yang lain berada pada Seting pabrikan. Untuk mengetahui funtion group yang disediakan oleh pabrikan di antaranya:
1. Function Group PROCESS VARIABLE Merupakan indikasi yang menampilkan variabel-variabel dari fungsifungsi seperti: •
Mass flow, fungsi ini menampilkan aliran massa.
39
•
Volume flow, fungsi ini menampilkan aliran volume.
•
Standard volume flow, fungsi ini menampilkan standar volume aliran.
•
Target flow, fungsi ini menampilkan target aliran.
•
Carrier flow, fungsi ini menampilkan pembawa aliran.
•
Density, fungsi ini menampilkan secara otomatis kerapatan arus pada gaya berat.
•
Calt. Density, fungsi ini menampilkan secara otomatis, menunjukkan kalkulasi dari nilai yang digunakan dari fungsi density.
•
Temperature, fungsi ini yang secara otomatis menampilkan temperatur yang ada saat ini.
2. Function Group TOTALIZER Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Totalizer 1, Fungsi ini secara otomatis menampilkan kwantitas aliran secara total dari saat dimulainya pengukuran. Nilai ini bisa berupa positif atau negatif tergantung dari arah aliran.
•
Total 1 over flow , menampilkan maksimal 7 digit nomor dengan tanda desimal mengambang.
•
Totalizer 2, fungsi ini dapat disamakan dengan fungsi Totalizer 1
•
Total 2 overflow, fungsi ini dapat disamakan dengan total 1 overflow.
•
Reset totalizer, adalah fungsi yang digunakan untuk mereset ulang ke nilai zero (0).
•
Assign total 1,dalam fungsi ini beberapa pengukuran variabel yang diperlukan dapat digunakan untuk menentukan Totalizer 1.
•
Assign total 2, dalam fungsi ini beberapa pengukuran variabel yang diperlukan dapat digunakan untuk menentukan Totalizer 2.
40
3. Function Group SYSTEM-UNITS Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Massflow unit, pada fungsi ini, unit ini membutuhkan satuan ukur/mass flowrate (mass/time) yang bisa dipilih pada display. dengan standar Seting pabrikan (kg/h).
•
Mass unit, fungsi ini menyediakan beberapa satuan ukur yang bisa dipilih sebagai salah satu satuan ukur yang sesuai dengan kebutuhan. untuk Seting setandar pabrikan dengan satuan (kg).
•
Volume flow unit, fungsi ini menyediakan beberapa standar satuan ukur untuk flowrate (volume/time). untuk Seting setandar pabrikan dengan satuan (dm3/h).
•
Volume unit, pada unit ini memerlukan volume yang bisa dipilih dari display. volumetric flow rate diperoleh dari pengukuran density media dan mass flowrate. untuk Seting setandar pabrikan dengan satuan (dm3).
•
Gallons/barrel, fungsi ini menyediakan beberapa standar untuk beberapa jenis cairan yang akan diukur yang diantaranya (US: 31,5 gal/bbl) yang digunakan untuk liquid/cairan, untuk Seting setandar pabrikan untuk liquids (US: 31,5 gal/bbl).
•
Stdvol. Flow unit, pada unit ini, membutuhkan standar volumetric flowrate (standardised volume/time) yang bisa dipilih pada display, standar volumetric flowrate didapat dari pengukuran standar density pada media dan mass flowrate (kecepatan aliran massa). disediakan beberapa satuan volume standar/time. untuk Seting setandar pabrikan dengan satuan (Nm3/min).
•
Std. Volume unit, fungsi ini memerlukan standar volume yang bisa dipilih pada display. standar volume ini diperoleh dari standar density dan mass flowrate. untuk Seting setandar pabrikan dengan satuan (Nm3).
41
•
Density Unit, pada fungsi ini, pilih sebuah kebutuhan unit mesin, density yang bisa dipilih pada display. untuk Seting standar pabrikan (kg/l)
•
STD. Density Unit, dalam fungsi ini, pilih sebuah kebutuhan unit mesin, display untuk standar density dari media. untuk Seting standar pabrikan (kg/Nm3)
•
Temperature Unit, dalam fungsi ini, pilih sebuah kebutuhan unit mesin, temperatur yang terdapat pada display. Seting standar pabrikan (ºC /celcius)
•
NOM.DIAM.UNIT, dalam fungsi ini, pilih sebuah kebutuhan unit mesin, nominal diameter dari sensor. Seting pabrikan (mm)
4. Function Group PULS/FREQ.OUTPUT Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Assign output, pada fungsi ini variabel tertentu dapat digunakan untuk pulsa/frekwensi output. Disediakan beberapa satuan ukur, yang mana satuan ukur pabrikan yang digunakan adalah (mass).
•
Operation mode, fungsi ini merupakan output dari konfigurasi pulsa/frekwensi output, sehingga akan tampil (pulsa).
•
Pulse Value, fungsi ini menegaskan kebebasan memilih jumlah aliran yang mana output pulsa sebagai pengantar. Dengan kata lain sebuah external counter merupakan penjumlahan pulsa tersebut yang dapat ditotal dan total kwantitas ditentukan sejak pengukuran dimulai.
•
Pulse width, pada fungsi ini maksimum lebar pulsa dapat ditempatkan sebagai gambaran dari eksternal counter dengan input frekuensi maksimum yang memungkinkan. Kita seting 1,0 s
42
•
Full scale freq., pada fungsi ini frekuensi skala penuh dapat ditempatkan untuk aliran maksimum (flowrate) yang diperlukan. Nilai standar pabirkan (1.000 Hz).
•
Zero scale dan full scale, mendefinisikan nilai-nilai berikutnya untuk variabel yang diukur yang diperlukan dalam dua fungsi ini (lihat fungsi ‘ assign Output’). 0 Hz -------- Nilai skala zero pada nilai variabel pengukuran. End frequency -------- nilai skala penuh pada nilai variabel pengukuran.
•
Output signal, pada fungsi ini pulsa/frekwensi output dapat dikonfigurasi sesuai kebutuhan. Sebagai contoh untuk external counter. Active : internal power supply menggunakan (+24 V) Passive : memerlukan external power supply . Seting pabrikan (passive-positive)
•
Failsafe mode, dalam kasus kesalahan instrumen, sebaiknya untuk pertimbangan keselamatan bahwa output pulse/frekuensi mengasumsikan suatu status yang digambarkan sebelumnya yang dapat ditetapkan dalam fungsi ini. Seting pabrikan (Fall-back value)
•
Balance, dengan fungsi ini komponen aliran negatif (pulses) disimpan dalam sebuah tempat dan kemudian mengurangi aliran positif yang mengikuti. Seting pabrikan (OFF)
•
Simulation freq, fungsi ini menetapkan signal frekwensi yang dapat disimulasikan untuk tujuan pengecekan, untuk contoh, maupun instrumen-instrumen yang dihubungkan. Isyarat-isyarat yang disimulasikan selalu simetris (rasio pulse/pause = 1 : 1) Seting pabrikan (OFF)
43
•
Nominal freq, fungsi ini menunjukkan nilai target yang dihitung dari frekuensi output (0.00... Hz).
5. Function Group BATCHING Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Batch Variable, dalam fungsi ini batching function dapat diaktifkan dan didefinisikan.
•
Batch preset, fungsi ini digunakan untuk mengeset kuantitas filling. Seting dari pabrikan (1.000 kg).
•
Unit fine dosing, fungsi ini dapat didefinisikan. Seting pabrikan: (Abs): jumlah fine batching yang dimasukkkan adalah nilai mutlak.
•
Fine dosing QTY, Fungsi ini mendefinisikan banyaknya batching. Masukkan persen atau nilai sebenarnya tergantung pada fungsi ini “unit fine dosing” Seting pabrikan : (0,000)
•
Compens. Quantity, pada fungsi ini mendefinisikan banyaknya penggantian positif atau negatif. Seting pabrikan : (0,000)
•
Everaging drip, dalam fungsi ini menjelaskan pengkalkulasian yang ada didalam sebuah baching compensation mode. Seting pabrikan (0)
•
Batching, fungsi ini adalah menggunakan start bathcing cycle atau stop batching cycle aktif, start dan stop aktif relay 2 atau relay 1 dan 2. batching cycle dapat distop kapan saja. Seting pabrikan (cancel )
•
Max. batch time, dengan fungsi ini interval maksimum filling dapat di set setelah relay 2 (kontak batching). Seting pabrikan(0)
•
Batch cycle, dengan fungsi ini angka batching cycle ditampilkan, Seting pabrikan (0)
44
•
Reset batch cyc. Dengan fungsi ini total batching dapat di reset. Seting pabrikan (cancel)
6. Function Group DENSITY FUNCTION Fungsi ini terdiri dari beberapa sub fungsi berikut ini: •
DENS. ADJ.Value, dalam fungsi ini masukkan target density (Seting nilai density) untuk media tertentu yang kita ingikan untuk mengerjakan keluaran penyesuaian density. Seting pabrikan (cancel)
•
Density adjust, dengan fungsi ini penyetelan density dapat dilakukan ditempat ini, nilai penyetelan density akan dikalkulasikan kembali dan dikumpulkan.meyakinkan nilai yang bebas memungkinkan untuk pengkalkulasian density secara akurat. Seting pabrikan (cancel)
•
Calc.density, dalam fungsi ini, pilih sebuah fungsi density yang dibutuhkan dengan nilai density kusus atau kalkulasi prosentase yang terkandung dalam komponen dalam dua phase media. Seting dari pabrikan (off).
•
STD.VOL.CALC, fungsi ini menggunakan Seting standar density untuk mengkalkulasikan standar volumetric flow (aliran volume). Seting dari pabrikan (off)
•
Reference temp, input dari referensi temperatur untuk standar pengukuran aliran volume. Seting dari pabrikan (15.000 ºC)
•
Fixed STD. Density, dalam fungsi ini nilai baku untuk standar density dapat dimasukkan, merupakan kalkulasi sebuah standar flowrate volume atau sebuah standar volume. Seting pabrikan 1000,0 kg/Nm3
45
•
carrier density, dalam fungsi ini density dari cairan pembawa dimasukkan, nilai density dibutuhkan untuk pengkalkulasian target terdapat dalam sebuah media dua phase. Seting dari pabrikan 1.0000 kg/l
•
Exs. Coef. Carrier, dalam fungsi ini perluasan koeffisien pada sebuah cairan pembawa dimasukkan, nilai ini diperlukan untuk pengkalkulasian temperatur kompensasi dari sebuah target media yang terkandung dalam media dua phase. Seting dari pabrikan 1.0000 e-3 1/K
•
Target MAT. DENS. didalam fungsi ini, density dari target media dimasukkan. nilai density ini diperlukan untuk mengkalkulasikan sebuah target media yang terkandung dalam media dua phase, carrier fluid = transporting liquid (air) Target medium = material transported Seting dari pabrikan 2.0000 kg/l
7. Function Group DISPLAY Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Assign Line 1, dengan fungsi ini definisi sebuah variabel yang akan dipertunjukkan di atas garis display selama pengoperasian normal (HOME position) Seting dari pabrikan (MASS FLOW)
•
Assign Line 2, dengan fungsi ini definisi sebuah variabel akan ditunjukkan dibawah garis display selama pengoperasian normal (HOME position) Seting dari pabrikan (TOTALIZER 1)
•
Display damping, pemilihan waktu yang konstan menentukan apakah display bereaksi cepat (small time constant) atau pelan (large time constant) yang secara luas mengubah variabel aliran. Seting dari pabrikan (1 s)
46
•
Format flow, didalam fungsi ini set nilai maksimum untuk tempat desimal untuk semua nilai pengukuran dan parameter untuk variabel aliran. Seting pabrikan (x.xxxx )
•
LCD contrast, kontras display dapat dioptimalkan dengan penyetelan untuk pengoperasian pada kondisi umum.
•
Language, didalam fungsi ini sebuah bahasa yang sesuai dapat dipilih.
8. Function Group COMMUNICATION Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Protocol, untuk komunikasi melalui penghubung kabel serial (serial interface), berbagai protokol-protokol transmisi data tersedia yang dapat diaktipkan atau dimatikan di fungsi ini. dengan modul komunikasi HART, seting pabrikan (HART) dengan modul komunikasi RS 485, seting pabrikan (OFF)
•
Bus address, didalam fungsi ini, bus address dapat diset untuk membawa keluar transfer data melalui sebuah HART protokol atau RS 485. Seting pabrikan 0
•
System config, didalam fungsi ini konfigurasi pada komunikasi RS 485 akan ditampilkan.
9. Function Group PROCESSING PARAMETER Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
Low Flow Cutoff, pada fungsi ini kebutuhan switching point dapat dimasukkan untuk bergerak menindih (low flow cutoff). Seting pabrikan : dependent on
•
Noise Suppresion, menggunakan interferensi blanking ( waktu yang konstan untuk filter yang bersifat exponen) sensitifitas untuk
47
sebuah aliran pengukuran signal dapat di reduksi dengan mematuhi aliran transien dan interferensi puncak, dengan media kandungan padat atau gelembung gas. Seting pabrikan : 0,00 s •
Measuring Mode, sistem pengukuran promass 63 secara umum mengukur aliran kedua arah. fungsi ini memungkinkan kita untuk menombol signal keluaran (didalam totaliser) dibutuhkan uni atau bidirecsional mode. Seting pabrikan yang digunakan (0,00 s)
•
Flow Direction, pada kasus-kasus yang kusus memungkinkan sudut yang dibentuk di atas name plate sensor tidak setuju dengan aliran langsung yang aktual untuk sebuah aliran. dalam fungsi ini kita memiliki pilihan untuk dipilih tanda aritmatika sebuah variabel aliran. Seting babrikan yang bigunakan (Forward)
•
EDP Threshold, EDP = Emty Pipa Derection. Dengan kosongnya pipa pengukuran density media jatuh kebawah sebuah nilai(respon atau nilai ambang) yang dapat di tetapkan di fungsi ini. Seting pabrikan ( 0,2000 kg/l)
•
Density Fillter, fillter density mengijinkan sebuah sensitifitas density untuk mengukur signal untuk diturunkan berkenaan dengan variasi-variasi dalam density dengan media cairan-cairan hiterogen. Seting pabrikan (Medium)
•
Self Checking, ketersalinan lebih baik untuk menyingkat batching cycles (<60 s) dapat dijamin dengan mengaktifkan sebuah pilihan “SMARTPLUS”, Seting pabrikan (Cyclic)
•
Pres. Pulse Suppr, interval waktu untuk mengaktifkan penindasan tekanan pulsa didefinisikan pada fungsi ini. Seting pabrikan (0,00s)
10. Function Group SYSTEM PARAMETER Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya :
48
•
Select Zeropoint, pada fungsi ini, memungkinkan kita untuk dapat memilih perbedaan zero point pada (kalibrasi sebelumnya). kita dapat menentukan untuk zero point 1 atau 2 untuk melakukan kalibrasi baru.
•
Zeropoint Adjust, pada fungsi ini memungkinkan penyetingan zero point secara otomatis dilakukan. sebuah zero point baru menentukan sistim pengukuran diadopsi dari sebuah fungsi “Zeropoint”. pada fungsi ini pilih “Zeropoint” 1 atau 2 akan di kalibrasi ulang.
•
Pos. Zero Return, pada fungsi ini pengesetan signal berupa sebuah arus dan nilai output pulsa/frekwensi mundur, untuk interupsi pengukuran untuk cleaning pipa.
•
Def. Private Code, pada fungsi ini memungkinkan nomer kode dapat dipilih dengan melakukan pemrograman. Seting pabrikan : 63
•
Access Code, semua data pada promas 63 measuring system diamankan dan akses tidak dikuasakan. hanya dengan memasukkan nomer kode pertama fungsi program ini dan dapat menjadikan alternatif Seting instrumen. Seting pabrikan: 0
•
Present system condition, beberapa sistem error seperti juga beberapa status message yang terjadi saat pengukuran dapat diingatkan menurut prioritasnya.
•
Previous system condition, pada fungsi ini, semua sistem/proses error dan status pesan memiliki seperti sebuah daftar dalam chronological order (error history dengan max. 15 masukan).
•
SW-Verion Com, pada fungsi ini, perangkat lunak yang diinstal pada komunikasi board akan ditampilkan.
•
System Reset, dengan fungsi promas 63 ini dapat di restart tanpa power supply sedang di switch off dan on lagi.
49
•
Alarm Delay, dengan fungsi ini interval waktu dapat diartikan (0...100 detik) dimana suatu pesan kesalahan adalah ditindas saat gagal atau terjadi alarm. settiung pabrikan : 0 s
11. Function Group SENSOR DATA Terdiri dari beberapa sub function group, di antaranya : •
K-Faktor, pada fungsi ini faktor calibrasi sensor ditampilkan. Seting pabrikan: dependent (tergantung dari nominal diameter sensor).
•
Zeropoint, pada fungsi ini, zero point dikoreksi menggunakan sensor yang dapat dirubah. Seting pabrikan : dependent ( tergantung dari nominal diameter sensor).
•
Nominal Diameter, pada fungsi ini, nominal diametr sensor di tampilkan.
•
Sensor Coef., pada fungsi ini, data kalibrasi yang lain dan informasi dari sensor dapat ditampilkan kembali.
•
Serial Number, pada fungsi ini, serial number dari sensor di tampilkan.
•
SW-version, pada fungsi ini, software yang diinstal pada amplifier board ditampilkan.
3.5.2 Seting Mode pada Counter Unit Seting mode pada counter unit dilakukan untuk mendapatkan hasil yang terbaik dan sesuai dengan hasil yang kita harapkan. Seting mode ini dilakukan dengan menyesuaikan nilai dari pulsa output yang dihasilkan flowmeter, ada beberapa set mode yang harus diisi pada counter unit agar counter bekerja sesuai kebutuhan. Dibawah ini adalah diagram set mode yang harus diisi dengan nilai
50
(set value) yang disesuaikan dengan out put pulsa dari flowmetter dan terhadap sistem kontrol yang kita gunakan.
Gambar 3.9 Setting Mode Counter Unit
Set value dari set mode yang kita dapatkan dari beberapa simulasi kita dapatkan set mode sebagai berikut: 1.
Input mode : diisi dengan set value d (down)
2.
Output mode : diisi dengan set value p
3.
Out2 time : diisi dengan set value 1000 (1000ms)
4.
Out1 time : diisi dengan set value 1000 (1000ms)
5.
CP1 counting speed : diisi dengan set value 1k (1kcps)
6.
CP2 counting speed : diisi dengan set value 1k (1kcps)
51
7.
Min, reset time : diisi dengan set value 20 (20ms)
8.
Decimal point : diisi dengan set Value - - - - - -
9.
Prescale : diisi dengan set value 1000
10.
Key protection level : diisi dengan set value kP-1 (kP-1)
Untuk set value di atas dilakukan berdasarkan ketentuan yang telah diisaratkan oleh manual book dari counter unit. Set mode diatas hanya dilakukan pada saat melakukan perbaikan setelah hasil kalibrasi dinyatakan tidak memenuhi standar yang telah ditentukan oleh perusahaan, sehingga engineer perlu mengatur ulang beberapa parameter dari counter unit sampai didapat hasil filling yang masuk dalam standar yang telah ditetapkan oleh perusahaan.
52
BAB IV PENGUJIAN RANCANGAN DAN ANALISA DATA HASIL PENGUJIAN
4.1 Pengujian Rancangan Untuk pengujian mesin filling semi otomatis digunakan metoda pengujian secara langsung yaitu dengan melakukan pengetesan secara langsung dari fungsi tombol start, stop, emergency, dan selector switch.
4.1.1 Pengujian Dengan Pengoperasian Langsung Setelah selesai dalam perancangan sistem kontrol semi otomatis maka perlu diuji dari hasil perancangan tersebut yaitu dengan menguji rangkaian dengan melalui beberapa tahapan diantaranya: mengisi air aquades kedalam tangki mixing dan diberi tekanan dengan menggunakan N2 (nitrogen) sebesar 1 bar, buka semua manual valve, tekan tombol on (sistem dalam kondisi ready), putar selektor pada posisi manual maka sistem akan memerintahkan kedua pneumatic valve untuk membuka sehingga cairan akan mengalir bersamaan tanpa terpengaruh oleh sistem otomatis, hal ini digunakan dalam proses sterilisasi pipa. Putar selektor pada posisi automatis, tekan tombol start maka sistem akan memerintahkan valve sebelah kanan untuk membuka, setelah tercapai nilai seting pada counter maka sistem akan memerintahkan valve sebelah kiri untuk membuka dan sekaligus valve sebelah kanan akan menutup sehingga cairan akan mengalir melalui valve sebelah kiri, demikian seterusnya sehingga valve akan bekerja secara bergantian secara berkesinambungan. Tombol emergecy berfungsi untuk memberhentikan sistem pada saat sistem sedang berjalan jika terjadi masalah pada saat sistem berjalan, kondisi ini biasa terjadi pada saat operator menemukan kejanggalan pada saat pengisian (filling) misalkan volume pengisian antara botol kiri dan kanan tidak sama sehingga operator menghentikan proses dengan jalan menombol tombol emergency dan melakukan seting ulang. Penombolan
53
emergency ini mengakibatkan kedua pneumatic valve tidak bekerja sehingga cairan tidak mengalir, dan untuk memulai proses filling lagi maka tombol emergency harus dibuka dan tekan tombol start.
4.1.2 Kalibrasi Mesin Filling Semi Otomatis Tingkat akurasi dan toleransi yang dihasilkan oleh pengoperasian mesin filling semi otomatis dapat diketahui dengan cara melakukan kalibrasi pada mesin filling semi otomatis. Dalam pengujian ini kita sediakan beberapa botol yang biasa digunakan pada saat proses produksi dengan pengisian cairan dengan volume yang sama pada saat proses produksi berlangsung. Dalam proses kalibrasi ini kita sediakan botol dengan kapasitas volume 100ml, 250ml, 500ml, yang akan diisi dengan air aquades dengan menggunakan mesin filling semi otomatis, dengan volume 60ml, 100ml, 150ml, 200ml, 250ml, dan 500ml, yang masing-masing terdiri dari 20 botol yang diisi secara kontinyu tanpa berhenti, dan dengan empat kali pengulangan pada tiap-tiap tahapan volume pengisian. Untuk botol 100ml di gunakan volume pengisian 60ml dan 100ml, untuk botol 250ml digunakan volume pengisian 150ml, 200ml dan 250ml, sedangkan botol 500ml digunakan untuk volume pengisian 500ml. Dalam proses kalibrasi ini dilakukan empat kali pengulangan pada tiap-tiap volume pengisian, pengulangan ini dilakukan dengan maksud untuk meyakinkan kestabilan pada mesin filling semi otomatis ini, yang mana mesin filling semi otomatis ini akan digunakan untuk proses pengisian dalam jumlah yang lebih banyak. Berikut ini adalah laporan hasil kalibrasi dari mesin filling semi otomatis sebelum mesin filling digunakan untuk proses produksi. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan timbangan yang telah terkalibrasi, dengan menggunakan metoda pembacaan langsung (direct reading) timbangan yang digunakan dengan merek sartorius.
4.1.3 Analisa Data Hasil Kalibrasi Berikut ini adalah analisa dari data hasil kalibrasi, analisa berikut digunakan untuk mengetahui nilai toleransi dan standar deviasi dari hasil pengukuran pada proses filling.
54
Tabel 4.1 hasil kelibrasi botol 100ml, volume 60ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling Semi Otomatis" Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 148,28 2 87,67 147,69 3 88,14 148,50 4 88,49 148,22 5 88,10 148,32 6 88,13 147,69 7 88,60 148,95 8 88,14 147,87 9 88,45 148,26 10 88,11 148,13 11 88,10 147,64 12 88,50 147,96 13 88,64 149,19 14 88,28 147,85 15 88,23 147,94 16 88,22 148,33 17 87,90 147,51 18 87,68 147,57 19 88,18 147,69 20 88,25 147,95 Berat rata-rata Standart deviasi Min Max
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 148,07 2 87,67 148,05 3 88,14 148,1 4 88,49 147,97 5 88,10 147,99 6 88,13 147,86 7 88,60 148,75 8 88,14 147,55 9 88,45 148,14 10 88,11 147,64 11 88,10 148,36 12 88,50 148,12 13 88,64 148,88 14 88,28 147,71 15 88,23 148,09 16 88,22 147,67 17 87,90 147,9 18 87,68 147,76 19 88,18 147,74 20 88,25 147,82 Berat rata-rata Standart deviasi Min Max
59,4 60 ml 60 ml
60,6
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 60,30 60,02 60,36 59,73 60,22 59,56 60,35 59,73 59,81 60,02 59,54 59,46 60,55 59,57 59,71 60,11 59,61 59,89 59,51 59,70 60,00 59,78 0,40 0,22 59,51 59,46 60,55 60,11
59,4 60 ml 60 ml
60,6
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 60,09 60,38 59,96 59,48 59,89 59,73 60,15 59,41 59,69 59,53 60,26 59,62 60,24 59,43 59,86 59,45 60,00 60,08 59,56 59,57 59,97 59,67 0,23 0,32 59,56 59,41 60,26 60,38
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 148,06 2 87,67 147,2 3 88,14 148,27 4 88,49 148,00 5 88,10 148,33 6 88,13 147,75 7 88,60 148,74 8 88,14 147,58 9 88,45 148,56 10 88,11 147,78 11 88,10 148,44 12 88,50 147,94 13 88,64 148,79 14 88,28 148,02 15 88,23 148,2 16 88,22 147,74 17 87,90 148,1 18 87,68 147,11 19 88,18 148,29 20 88,25 147,89 Berat rata-rata Standart deviasi Min Max
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 148,13 2 87,67 147,14 3 88,14 148,2 4 88,49 147,99 5 88,10 148,18 6 88,13 147,59 7 88,60 147,48 8 88,14 148,02 9 88,45 148,75 10 88,11 147,71 11 88,10 148,35 12 88,50 147,91 13 88,64 148,81 14 88,28 147,9 15 88,23 148,2 16 88,22 147,74 17 87,90 147,71 18 87,68 147,71 19 88,18 147,59 20 88,25 147,69 Berat rata-rata Standart deviasi Min Max
59,4 60 ml 60 ml
60,6
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 60,08 59,53 60,13 59,51 60,23 59,62 60,14 59,44 60,11 59,67 60,34 59,44 60,15 59,74 59,97 59,52 60,20 59,43 60,11 59,64 60,15 59,55 0,10 0,11 59,97 59,43 60,34 59,74
59,4 60 ml 60 ml
60,6
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 60,15 59,47 60,06 59,50 60,08 59,46 58,88 59,88 60,30 59,60 60,25 59,41 60,17 59,62 59,97 59,52 59,81 60,03 59,41 59,44 59,91 59,59 0,44 0,20 58,88 59,41 60,30 60,03
55
Dari tabel 4.1 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 100 ml, volume 60 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran +
(
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
60
toleransi + 1 % = 60 +
( 100 ) = 60,6 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 60 -
(
60 10
(
) = 59,4 gr
Dari tabel 4.1 diatas, berat bersih minimum diperoleh 59,41 gr dan maksimum 60,55 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.1 diatas maka : ∑(ri–r) = (60,30-60,00)2+(60,36-60,00)2+(60,22-60,00)2+ (60,35-60,00)2 +(59,81-60,00)2+(59,54-60,00)2+(60,55-60,00)2+(59,71-60,00)2+(59,61-60,00)2 +(59,51-60,00)2 = 1,417 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 1,417 (10 – 1)
= 0,4
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.1 diatas untuk standar deviasi terendah 0,1 dan untuk standar deviasi tertinggi 0,44
56
Tabel 4.2 hasil kelibrasi botol 100ml, volume 100ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling Semi Otomatis" Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 187,87 2 87,67 187,23 3 88,14 187,96 4 88,49 187,85 5 88,10 188,12 6 88,13 187,67 7 88,60 188,45 8 88,14 187,65 9 88,45 188,01 10 88,11 187,46 11 88,10 187,94 12 88,50 188,06 13 88,64 188,67 14 88,28 187,58 15 88,23 188,1 16 88,22 187,81 17 87,90 187,67 18 87,68 187,15 19 88,18 187,53 20 88,25 187,67 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 187,78 2 87,67 186,99 3 88,14 188,04 4 88,49 187,87 5 88,10 188,05 6 88,13 187,73 7 88,60 188,70 8 88,14 187,55 9 88,45 188,42 10 88,11 187,42 11 88,10 188,42 12 88,50 188,17 13 88,64 188,86 14 88,28 187,85 15 88,23 188,12 16 88,22 187,65 17 87,90 187,63 18 87,68 187,11 19 88,18 187,73 20 88,25 188,02 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
99 100 ml 100 ml
101
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 99,89 99,56 99,82 99,36 100,02 99,54 99,85 99,51 99,56 99,35 99,84 99,56 100,03 99,30 99,87 99,59 99,77 99,47 99,35 99,42 99,80 99,47 0,21 0,10 100,03 99,59 99,35 99,30
99 100 ml 100 ml
101
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 99,80 99,32 99,90 99,38 99,95 99,60 100,10 99,41 99,97 99,31 100,32 99,67 100,22 99,57 99,89 99,43 99,73 99,43 99,55 99,77 99,94 99,49 0,23 0,16 100,32 99,67 99,55 99,31
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 188,08 2 87,67 187,4 3 88,14 188,4 4 88,49 188,11 5 88,10 188,71 6 88,13 187,89 7 88,60 189,07 8 88,14 188,08 9 88,45 188,57 10 88,11 187,9 11 88,10 188,55 12 88,50 188,21 13 88,64 189,18 14 88,28 187,88 15 88,23 188,28 16 88,22 187,91 17 87,90 187,91 18 87,68 187,16 19 88,18 187,74 20 88,25 187,9 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
Botol 100ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 87,98 188,08 2 87,67 187,03 3 88,14 188,35 4 88,49 188,10 5 88,10 188,24 6 88,13 187,57 7 88,60 188,18 8 88,14 187,86 9 88,45 188,79 10 88,11 187,81 11 88,10 188,40 12 88,50 188,15 13 88,64 189,07 14 88,28 187,89 15 88,23 188,33 16 88,22 187,86 17 87,90 188,34 18 87,68 187,61 19 88,18 188,43 20 88,25 187,85 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
99 100 ml 100 ml
101
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 100,10 99,73 100,26 99,62 100,61 99,76 100,47 99,94 100,12 99,79 100,45 99,71 100,54 99,60 100,05 99,69 100,01 99,48 99,56 99,65 100,22 99,70 0,32 0,12 100,61 99,94 99,56 99,48
99 100 ml 100 ml
101
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 100,10 99,36 100,21 99,61 100,14 99,44 99,58 99,72 100,34 99,70 100,30 99,65 100,43 99,61 100,10 99,64 100,44 99,93 100,25 99,60 100,19 99,63 0,25 0,15 100,44 99,93 99,58 99,36
57
Dari tabel 4.2 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 100 ml, volume 100 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran +
(
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
100
toleransi + 1 % = 100 +
( 100 ) = 101 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 100 -
(
100 100
(
) = 99 gr
Dari tabel 4.2 diatas, berat bersih minimum diperoleh 99,30 gr dan maksimum 100,61 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.2 diatas maka : ∑(ri–r) = (99,89-99,8)2+(99,82-99,8)2+(100,02-99,89)2+ (99,85-99,89)2 +(599,56-99,89)2+(99,84-99,89)2+(100,03-99,89)2+(99,87-99,89)2+(99,77-99,89)2 +(99,35-99,89)2 = 0,3969 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 0,3969 (10 – 1)
= 0,21
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.2 diatas untuk standar deviasi terendah 0,1 dan untuk standar deviasi tertinggi 0,32
58
Tabel 4.3 hasil kelibrasi botol 250ml, volume 150ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling semi Otomatis" Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 323,92 2 172,55 323,06 3 172,60 323,4 4 172,68 323,18 5 172,49 323,28 6 172,11 322,21 7 172,67 323,29 8 172,47 321,99 9 172,66 323,24 10 172,28 321,76 11 172,52 323,3 12 173,20 322,47 13 172,38 322,45 14 172,85 322,26 15 172,53 322,71 16 173,00 322,23 17 172,08 322,65 18 173,08 322,52 19 173,64 324,08 20 172,89 322,34 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 323,79 2 172,55 322,85 3 172,60 323,57 4 172,68 322,69 5 172,49 323,16 6 172,11 322,94 7 172,67 324,13 8 172,47 322,47 9 172,66 324,06 10 172,28 322,56 11 172,52 324,02 12 173,20 322,35 13 172,38 323,04 14 172,85 323,01 15 172,53 324,00 16 173,00 323,20 17 172,08 323,55 18 173,08 322,89 19 173,64 323,86 20 172,89 323,31 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
148,5 150 ml 150 ml
151,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 151,22 150,51 150,80 150,50 150,79 150,10 150,62 149,52 150,58 149,48 150,78 149,27 150,07 149,41 150,18 149,23 150,57 149,44 150,44 149,45 150,61 149,69 0,33 0,49 151,22 150,51 150,07 149,23
148,5 150 ml 150 ml
151,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 151,09 150,30 150,97 150,01 150,67 150,83 151,46 150,00 151,40 150,28 151,50 149,15 150,66 150,16 151,47 150,20 151,47 149,81 150,22 150,42 151,09 150,12 0,45 0,44 151,50 150,83 150,22 149,15
Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 323,77 2 172,55 322,47 3 172,60 324,05 4 172,68 323,24 5 172,49 323,27 6 172,11 322,41 7 172,67 323,51 8 172,47 322,46 9 172,66 323,85 10 172,28 322,81 11 172,52 324,01 12 173,20 323,13 13 172,38 323,83 14 172,85 323,46 15 172,53 324,02 16 173,00 323,49 17 172,08 323,58 18 173,08 323,57 19 173,64 324,00 20 172,89 323,54 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 324,12 2 172,55 322,93 3 172,60 323,84 4 172,68 322,77 5 172,49 323,87 6 172,11 322,65 7 172,67 324,14 8 172,47 323,56 9 172,66 324,08 10 172,28 322,25 11 172,52 323,11 12 173,20 322,65 13 172,38 323,38 14 172,85 323,32 15 172,53 323,11 16 173,00 323,25 17 172,08 323,28 18 173,08 324,15 19 173,64 323,59 20 172,89 322,85 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
148,5 150 ml 150 ml
151,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 151,07 149,92 151,45 150,56 150,78 150,30 150,84 149,99 151,19 150,53 151,49 149,93 151,45 150,61 151,49 150,49 151,50 150,49 150,36 150,65 151,16 150,35 0,39 0,29 151,50 150,61 150,36 149,92
148,5 150 ml 150 ml
151,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 151,42 150,38 151,24 150,09 151,38 150,54 151,47 151,09 151,42 149,97 150,59 149,45 151,00 150,47 150,58 150,25 151,20 151,07 149,95 149,96 151,03 150,33 0,50 0,51 151,47 151,09 149,95 149,45
59
Dari tabel 4.3 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 250 ml, volume 150 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran +
(
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
150
toleransi + 1 % = 150 +
( 100 ) = 151,5 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 60 -
(
60 10
(
) = 148,5 gr
Dari tabel 4.3 diatas, berat bersih minimum diperoleh 149,15 gr dan maksimum 151,5 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.3 diatas maka : ∑(ri–r) = (6151,22-150,61)2+(150,80-150,61)2+(150,79-150,61)2 +(150,62-151,61)2+(150,58-151,61)2+(150,78-151,61)2+(150,07-151,61)2 +(150,18-151,61)2+(150,57-151,61)2+(150,44-151,61)2 = 0,9801 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 0,9801 (10 – 1)
= 0,33
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.3 diatas untuk standar deviasi terendah 0,29 dan untuk standar deviasi tertinggi 0,51
60
Tabel 4.4 hasil kelibrasi botol 250ml, volume 200ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling Semi Otomatis" Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 374,24 2 172,55 372,16 3 172,60 373,88 4 172,68 372,40 5 172,49 374,44 6 172,11 371,62 7 172,67 374,30 8 172,47 372,40 9 172,66 374,65 10 172,28 372,15 11 172,52 374,46 12 173,20 371,89 13 172,38 374,38 14 172,85 372,78 15 172,53 374,24 16 173,00 372,67 17 172,08 373,47 18 173,08 372,99 19 173,64 373,97 20 172,89 372,22 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 373,89 2 172,55 371,58 3 172,60 373,45 4 172,68 371,91 5 172,49 373,9 6 172,11 371,21 7 172,67 373,95 8 172,47 372,06 9 172,66 373,96 10 172,28 371,18 11 172,52 374,05 12 173,20 371,95 13 172,38 373,51 14 172,85 372,28 15 172,53 374,44 16 173,00 372,04 17 172,08 372,61 18 173,08 371,96 19 173,64 373,54 20 172,89 371,93 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
198 200 ml 200 ml
202
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 201,54 199,61 201,28 199,72 201,95 199,51 201,63 199,93 201,99 199,87 201,94 198,69 202,00 199,93 201,71 199,67 201,39 199,91 200,33 199,33 201,58 199,62 0,51 0,38 202,00 199,93 200,33 198,69
198 200 ml 200 ml
202
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 201,19 199,03 200,85 199,23 201,41 199,10 201,28 199,59 201,30 198,90 201,53 198,75 201,13 199,43 201,91 199,04 200,53 198,88 199,90 199,04 201,10 199,10 0,56 0,26 201,91 199,59 199,90 198,75
Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 373,47 2 172,55 372,42 3 172,60 373,72 4 172,68 372,43 5 172,49 373,47 6 172,11 371,75 7 172,67 374,29 8 172,47 372,48 9 172,66 373,76 10 172,28 371,76 11 172,52 373,71 12 173,20 372,13 13 172,38 373,65 14 172,85 372,33 15 172,53 374,46 16 173,00 372,91 17 172,08 373,93 18 173,08 372,61 19 173,64 374,63 20 172,89 372,24 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 373,56 2 172,55 371,82 3 172,60 374,02 4 172,68 371,97 5 172,49 373,6 6 172,11 371,69 7 172,67 373,74 8 172,47 371,88 9 172,66 374,11 10 172,28 371,57 11 172,52 374,08 12 173,20 371,67 13 172,38 373,31 14 172,85 371,92 15 172,53 373,94 16 173,00 372,89 17 172,08 373,29 18 173,08 372,39 19 173,64 373,5 20 172,89 372,45 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
198 200 ml 200 ml
202
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 200,77 199,87 201,12 199,75 200,98 199,64 201,62 200,01 201,10 199,48 201,19 198,93 201,27 199,48 201,93 199,91 201,85 199,53 200,99 199,35 201,28 199,60 0,39 0,32 201,93 200,01 200,98 198,93
198 200 ml 200 ml
202
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 200,86 199,27 201,42 199,29 201,11 199,58 201,07 199,41 201,45 199,29 201,56 198,47 200,93 199,07 201,41 199,89 201,21 199,31 199,86 199,56 201,09 199,31 0,49 0,37 201,56 199,89 199,86 198,47
61
Dari tabel 4.4 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 250 ml, volume 200 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran + toleransi + 1 % = 200 +
(
200 100
(
200 100
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
) = 202 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 200 -
(
(
) = 198 gr
Dari tabel 4.4 diatas, berat bersih minimum diperoleh 198,47 gr dan maksimum 202,00 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.4 diatas maka : ∑(ri–r) = (201,54-201,58)2+(201,28-201,58)2+(201,95-201,58)2+(201,63-201,58)2 +(201,99-201,58)2+(201,94-201,58)2+(202,00-201,58)2+(201,71-201,58)2 +(201,39-201,58)2+(200,33-201,58)2 =2,3409 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 2,3409 (10 – 1)
= 0,51
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.4 diatas untuk standar deviasi terendah 0,26 dan untuk standar deviasi tertinggi 0,56
62
Tabel 4.5 hasil kelibrasi botol 250ml, volume 250ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling Semi Otomatis" Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting CounterKiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 423,03 2 172,55 420,69 3 172,60 424,1 4 172,68 420,89 5 172,49 423,77 6 172,11 420,42 7 172,67 424,02 8 172,47 420,49 9 172,66 423,26 10 172,28 420,53 11 172,52 423,98 12 173,20 422,27 13 172,38 423,51 14 172,85 421,05 15 172,53 423,67 16 173,00 421,09 17 172,08 423,04 18 173,08 421,28 19 173,64 423,67 20 172,89 421,01 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting CounterKiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 423,70 2 172,55 420,93 3 172,60 424,27 4 172,68 421,11 5 172,49 424,14 6 172,11 420,55 7 172,67 424,42 8 172,47 420,88 9 172,66 424,11 10 172,28 420,71 11 172,52 423,67 12 173,20 421,50 13 172,38 424,11 14 172,85 421,15 15 172,53 424,02 16 173,00 421,22 17 172,08 423,55 18 173,08 421,32 19 173,64 423,93 20 172,89 420,87 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
247,5 250 ml 250 ml
252,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 250,33 248,14 251,50 248,21 251,28 248,31 251,35 248,02 250,60 248,25 251,46 249,07 251,13 248,20 251,14 248,09 250,96 248,20 250,03 248,12 250,98 248,26 0,50 0,30 251,50 249,07 250,03 248,02
247,5 250 ml 250 ml
252,5
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 251,00 248,38 251,67 248,43 251,65 248,44 251,75 248,41 251,45 248,43 251,15 248,30 251,73 248,30 251,49 248,22 251,47 248,24 250,29 247,98 251,37 248,31 0,45 0,14 251,75 248,44 250,29 247,98
Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 423,63 2 172,55 420,97 3 172,60 424,13 4 172,68 421,18 5 172,49 424,02 6 172,11 420,78 7 172,67 424,48 8 172,47 420,8 9 172,66 423,99 10 172,28 420,69 11 172,52 424 12 173,20 420,86 13 172,38 423,83 14 172,85 421,08 15 172,53 423,78 16 173,00 421,23 17 172,08 423,15 18 173,08 421,36 19 173,64 423,76 20 172,89 420,76 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
247,5 250 ml 250 ml
No
Kiri
Botol 250ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 172,70 423,52 2 172,55 420,9 3 172,60 423,94 4 172,68 421,38 5 172,49 424,08 6 172,11 420,37 7 172,67 424,48 8 172,47 420,79 9 172,66 424,26 10 172,28 420,1 11 172,52 424,18 12 173,20 421,19 13 172,38 423,26 14 172,85 421,18 15 172,53 423,47 16 173,00 421,19 17 172,08 423,26 18 173,08 421,32 19 173,64 423,7 20 172,89 420,85 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
Berat Bersih (gr) Kanan 250,93 248,42 251,53 248,50 251,53 248,67 251,81 248,33 251,33 248,41 251,48 247,66 251,45 248,23 251,25 248,23 251,07 248,28 250,12 247,87 251,25 248,26 0,47 0,30 251,81 248,67 250,12 247,66
247,5 250 ml 250 ml
No
Kiri
252,5
252,5
Berat Bersih (gr) Kanan 250,82 248,35 251,34 248,70 251,59 248,26 251,81 248,32 251,60 247,82 251,66 247,99 250,88 248,33 250,94 248,19 251,18 248,24 250,06 247,96 251,19 248,22 0,53 0,25 251,81 248,70 250,06 247,82
63
Dari tabel 4.5 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 250 ml, volume 250 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran + toleransi + 1 % = 250 +
250 100
(
(
2500 0
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
) = 252,5 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 250 -
(
(
) = 247,5 gr
Dari tabel 4.5 diatas, berat bersih minimum diperoleh 247,66 gr dan maksimum 251,81 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.5 diatas maka : ∑(ri–r) = (250,33-250,98)2+(251,50-250,98)2+(251,28-250,98)2+(251,35-250,98)2 +(250,60-250,98)2+(251,46-250,98)2+(251,13-250,98)2+(251,14250,98)2+(250,96-250,98)2 +(250,03-250,98)2 = 2,25 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 2,25 (10 – 1)
= 0,5
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.5 diatas untuk standar deviasi terendah 0,14 dan untuk standar deviasi tertinggi 0,53
64
Tabel 4.6 hasil kelibrasi botol 500ml, volume 500ml dengan empat kali pengulangan Laporan Kalibrasi "Mesin Filling Semi Otomatis" Botol 500ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 268,63 769,65 2 268,20 763,36 3 269,77 770,16 4 269,14 765,75 5 269,62 769,95 6 269,79 765,59 7 268,78 769,06 8 269,63 765,12 9 269,04 769,75 10 269,31 765,70 11 268,61 769,09 12 269,20 764,35 13 267,81 768,28 14 269,68 765,23 15 268,99 769,45 16 269,63 769,13 17 269,03 768,35 18 269,04 766,73 19 269,68 770,09 20 269,70 764,86 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 500ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 268,63 769,64 2 268,20 763,89 3 269,77 770,93 4 269,14 765,09 5 269,62 771,03 6 269,79 765,71 7 268,78 770,68 8 269,63 765,76 9 269,04 770,26 10 269,31 764,44 11 268,61 770,31 12 269,20 764,57 13 267,81 769,56 14 269,68 765,27 15 268,99 770,35 16 269,63 765,2 17 269,03 769,85 18 269,04 764,27 19 269,68 770,72 20 269,70 767,37 Berat rata-rata Standart deviasi max Min
495 500 ml 500 ml
505
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 501,02 495,16 500,39 496,61 500,33 495,80 500,28 495,49 500,71 496,39 500,48 495,15 500,47 495,55 500,46 499,50 499,32 497,69 500,41 495,16 500,39 496,25 0,43 1,40 501,02 499,50 499,32 495,15
495 500 ml 500 ml
505
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 501,01 495,69 501,16 495,95 501,41 495,92 501,90 496,13 501,22 495,13 501,70 495,37 501,75 495,59 501,36 495,57 500,82 495,23 501,04 497,67 501,34 495,83 0,35 0,72 501,90 496,13 500,82 495,13
Botol 500ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 268,63 771,31 2 268,20 764,81 3 269,77 772,24 4 269,14 766,71 5 269,62 771,78 6 269,79 767,31 7 268,78 771,37 8 269,63 765,77 9 269,04 764,48 10 269,31 764,79 11 268,61 765,77 12 269,20 765,9 13 267,81 769,81 14 269,68 765,09 15 268,99 769,88 16 269,63 765,48 17 269,03 770,44 18 269,04 764,16 19 269,68 770,56 20 269,70 765,59 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min Botol 500ml Tekanan 1 Bar Toleransi 1% Setting Counter Kiri Kanan No
Berat Botol (gr) Kosong Isi 1 268,63 770,24 2 268,20 763,99 3 269,77 770,9 4 269,14 764,7 5 269,62 770,92 6 269,79 765,42 7 268,78 770,68 8 269,63 765,48 9 269,04 770,68 10 269,31 764,93 11 268,61 769,88 12 269,20 764,89 13 267,81 769,48 14 269,68 764,84 15 268,99 768,96 16 269,63 764,9 17 269,03 770,22 18 269,04 764,69 19 269,68 770,11 20 269,70 764,99 Berat rata-rata Standart deviasi Max Min
495 500 ml 500 ml
505
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 502,68 496,61 502,47 497,57 502,16 497,52 502,59 496,14 495,44 495,48 497,16 496,70 502,00 495,41 500,89 495,85 501,41 495,12 500,88 495,89 500,77 496,23 2,48 0,85 502,68 497,57 495,44 495,12
495 500 ml 500 ml
505
Berat Bersih (gr) Kiri Kanan 501,61 495,79 501,13 495,56 501,30 495,63 501,90 495,85 501,64 495,62 501,27 495,69 501,67 495,16 499,97 495,27 501,19 495,65 500,43 495,29 501,21 495,55 0,60 0,23 501,90 495,85 499,97 495,16
65
Dari tabel 4.6 data hasil kalibrasi di atas, maka dapat dianalisa mengenai nilai toleransi, Untuk botol 500 ml, volume 500 ml dengan empat kali pengulangan ditentukan standar toleransi menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan 2.7. untuk persamaan toleransi + 1 % = nilai pengukuran + toleransi + 1 % = 500 +
(
500 100
(
500 100
nilai pengukuran 100
)
nilai pengukuran 100
)
) = 505 gr
untuk persamaan toleransi - 1 % = nilai pengukuran toleransi + 1 % = 500 -
(
(
) = 495 gr
Dari tabel 4.6 diatas, berat bersih minimum diperoleh 459,12 gr dan maksimum 502,68 gr sehingga hasil pengukuran masih dalam ambang toleransi yang diijinkan.
Untuk mengetahui standa deviasi menggunakan persamaan 2.6 berikut ini: Stdev = √ ∑ (ri – r )2 (n – 1) untuk menghitung standar deviasi botol kiri pada tabel 4.6 diatas maka : ∑(ri–r)
=
(501,02-500,39)2+(500,39-500,39)2+(500,33-500,39)2+
(500,28-
500,39)2+(500,71-500,39)2+(500,48-500,39)2+(500,47-500,39)2+(500,46500,39)2+(499,32-500,39)2+(500,41-500,3960,00)2 = 1,6641 dengan menggunakan persamaan standar deviasi maka Stdev = √ 1,6641 (10 – 1)
= 0,43
Dengan perhitungan yang sama standar deviasi untuk empat kali pengulangan dapat diketahui. Dari tabel 4.6 diatas untuk standar deviasi terendah 0,23 dan untuk standar deviasi tertinggi 2,48
66
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan Dari perancangan mesin filling dengan sistem kontrol semi otomatis yang telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dengan memodifikasi proses filling dengan menggunakan sistem kontrol semi otomatis dihasilkan pengukuran yang lebih cepat, lebih akurat dan lebih higienis. 2. Dengan menggunakan sistem kontrol semi otomatis mempermudah kerja operator dalam pengoperasian mesin dan mempermudah engineer untuk mengatasi jika terjadi masalah pada saat proses filling. 3. Dengan menggunakan sistem kontrol semi otomatis meningkatkan hasil produksi. 4. Metoda kalibrasi digunakan sebagai pemenuhan legalitas dari sebuah produk yang dihasilkan oleh sebuah perusahaan, juga digunakan sebagai acuan untuk melihat performa/ daya guna dari mesin yang digunakan. 5. Dari data hasil kalibrasi mesin filling semi otomatis nilai toleransi dari proses filling masih dalam standar perusahaan sebesar + 1%. 6. Dari hasil kalibrasi mesin filling semi otomatis bisa disimpulkan semakin kecil standar deviasi maka tingkat akurasi dari mesin filling semi otomatis semakin tinggi, dan semakin tinggi standar deviasi maka tingkat akurasi dari mesin filling semi otomatis semakin rendah.
5.2 Saran Untuk mendapatkan hasil yang baik mesin filling kontrol semi otomatis perlu diadakan kalibrasi secara rutin dan berkala, semakin sering kalibrasi
67
dilakukan maka legalitas dari mesin ini semakin kuat dan performa mesin filling semi otomatis semakin terkontrol.
DAFTAR PUSTAKA
Endress+Hauser, Promass 63 Mass Flow Measuring System, Operating Manual Omron Corporation, Omron Digital Counter, Model H7BR-B, Instruction Manual Prolink, Protecting Your Data, Uninterruptible Power Supply Model PC600, User´s Manual UPT Balai Pengembangan Instrumentasi LIPI Bandung, Pelatihan Teknik Pengukuran Dan Kalibrasi Massa
LAMPIRAN