Tujuan Pengendalian 1. Keamanan (safety) 2. Batasan Operasional (Operability) 3. Ekonomi Pengendalian keamanan (safety) reaktor eksotermis isu-isu lin

Kompetensi

Bab 01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

1. mampu menjelaskan pentingnya sistem pengendalian dalam industri kimia

1.1. Tujuan Sistem Pengendalian 1.2. Falsafah Dasar Sistem Pengendalian 1.3. Blok Diagram dan Variabel Proses 1.4. Istilah – istilah Sistem Pengendalian 1.5. Respon Sistem Pengendalian

menjelaskan syarat beroperasinya suatu pabrik menjelaskan mengapa pabrik tidak dapat berjalan steady menjelaskan tujuan sistem pengendalian

2. mampu menjelaskan konsep dasar sistem pengendalian umpan balik dan sistem pengendalian lain a) b) c) d) e)

menjelaskan falsafah dasar sistem pengendalian menjelaskan berbagai macam blok diagram sistem pengendalian menjelaskan berbagai variabel dalam sistem pengendalian menjelaskan berbagai istilah dalam sistem pengendalian menjelaskan berbagai respon sistem pengendalian

1.1. Tujuan Sistem Pengendalian

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Materi Kuliah

a) b) c)

PABRIK Deretan satuan operasi (reaktor, penukar panas, pompa, kolom distilasi, dll) yang terangkai secara sistematis, mengubah bahan baku menjadi bahan lain dengan nilai ekonomis lebih baik menggunakan sumber energi yang ada dan dilaksanakan seekonomis mungkin

• Safety • Product specification • Peraturan lingkungan (environmental regulation) • Batasan operasional • Ekonomi Saat pabrik beroperasi sangat besar kemungkinan pengaruh luar mengganggu jalannya proses

TIDAK ADA PROSES DI PABRIK YANG SELALU BERJALAN STEADY STATE 01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Syarat – syarat pabrik dapat beroperasi

• VARIASI KUALITAS DAN KUANTITAS PRODUK DAN BAHAN BAKU • KONDISI ALAM • GANGGUAN – GANGGUAN PROSES LAIN

1

• Faktor ekonomi kecepatan produksi kualitas produk energi Contoh reaktor batch

01 Pendahuluan

1. Keamanan (safety) 2. Batasan Operasional (Operability) 3. Ekonomi

• Pengendalian keamanan (safety)
reaktor eksotermis
isu-isu lingkungan • Pengendalian batasan operasional
setiap peralatan mempunyai batasan operasional yang harus dipenuhi

Q Laju alir uap Qmax

Uap jenuh

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Tujuan Pengendalian

Qmin = 0 0

tR

Waktu

A
B
C Embunan

Pengendali

• Sistem konfigurasi antar komponen yang memberikan respon (tanggapan) suatu proses sesuai dengan yang dikehendaki dengan berjalannya waktu

Contoh sehari-hari •Mengatur temperatur air shower

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

I.2. Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses

2

Blok Diagram 1. Blok Diagram Simbolis
kotak diberi nama atau simbol-simbol ySP

ε

+

d c

Pengendali

-

Elemen pengendali akhir

m

Proses

mekanisme pengendalian

y

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

1.3. Blok Diagram dan Variabel Proses 2. Blok Diagram Matematis
kotak diberi fungsi matematis yang menghubungkan elemen input dan output d(s) Proses Gd(s)

ySP(s)

ε(s)

+

Gc(s)

c(s)

Gf(s)

m(s)

+ Gp(s)

y(s)

-

Alat ukur Gm(s)

ym

ym(s)

1. Variabel Input
Variabel yang menunjukkan pengaruh lingkungan terhadap proses 2. Variabel Output
Variabel yang menunjukkan pengaruh proses terhadap lingkungan

Fi, Ti

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Variabel Proses

1. Variabel termanipulasi (manipulated variable)
variabel yang nilainya dapat diatur secara bebas oleh operator atau sistem pengendalian 2. Gangguan (disturbance)
variabel yang nilainya bukan hasil pengaturan seorang operator atau sistem pengendalian

F, T Embunan Uap jenuh; Fst

variabel input

: Fi, Ti, Fst, (F)

variabel output

: F, V, T

Variabel Output

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Variabel Input

h

1. Variabel output terukur
variabel output yang nilainya dapat diketahui dengan pengukuran secara langsung 2. Variabel output tidak terukur
variabel output yang nilainya tidak dapat diukur secara langsung

3

I.4. Istilah-istilah LOAD

d ySP

ε

+

c

Pengendali

-

Elemen pengendali akhir

m

Proses

y

mekanisme pengendalian Alat ukur ym

• Controlled variable
variabel output (dapat diukur atau tidak) yang dikendalikan.

SET POINT

ERROR

+

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

• Proses
alat / peralatan yang mempunyai fungsi tertentu

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

Manipulated variable
variabel input yang diatur agar controlled variable sama dengan set point

LOAD

SET POINT

ERROR

CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

LOAD

CONTROLLED VARIABLE

SET POINT

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

ERROR

+

__

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

+

MANIPULATED VARIABLE

Disturbance/load
variabel input yang tidak dapat diatur

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

ERROR

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

Sensing element / sensor
bagian paling utama dalam suatu alat ukur

CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

LOAD

CONTROLLED VARIABLE

SET POINT

TRANSMITTER

ERROR

+

__ SENSING ELEMENT

Transmitter
alat untuk membaca sinyal sensing element dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti controller

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

+

MANIPULATED VARIABLE

CONTROLLED VARIABLE

__

LOAD

SET POINT

CONTROLLED VARIABLE

__

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

CONTROLLED VARIABLE

__

TRANSMITTER

SENSING ELEMENT

Measurement variable
sinyal yang keluar dari transmitter

4

LOAD

SET POINT

ERROR

CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

LOAD

CONTROLLED VARIABLE

PROSES

SET POINT

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

ERROR

+

__

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

+

MANIPULATED VARIABLE

•Set point
nilai variabel proses yang dikehendaki

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

•Error
selisih set point dikurangi measurement variable

LOAD

SET POINT

ERROR

CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

LOAD

CONTROLLED VARIABLE

PROSES

SET POINT

SENSING ELEMENT

TRANSMITTER

ERROR

+

__

•Controller
unit pengendali, terdiri 3 langkah pengendalian : membandingkan measurement variabel dengan set point, menghitung berapa koreksi yang diperlukan, mengeluarkan sinyal koreksi

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

+

MANIPULATED VARIABLE

CONTROLLED VARIABLE

__

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

PROSES

CONTROLLED VARIABLE

__

TRANSMITTER

SENSING ELEMENT

•Control unit
bagian controller yang menghitung berapa koreksi yang diperlukan. Inputnya adl error dan outputnya adl manipulated variable

I.4. Respon Sistem Pengendalian LOAD

SET POINT

ERROR

MANIPULATED VARIABLE CONTROL UNIT

CONTROL VALVE

CONTROLLED VARIABLE

PROSES

__

TRANSMITTER

SENSING ELEMENT

•Final Element Control
mengubah measurement variabel dengan cara memanipulasi besarnya manipulated variable dengan perintah controller B A
paling umum adalah control valve

01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

+

Respon (tanggapan) suatu sistem pengendalian digambarkan sebagai kurva hubungan process variable dengan waktu

C D E

F G

5

Respon Stabil

Respon Tidak Stabil

overdamped underdamped

Jika process variable tidak menuju ke suatu titik tertentu 01 Pendahuluan

01 Pendahuluan

Jika process variable menuju ke suatu titik tertentu

sustained oscillation

undamped

Kompetensi

01 Pendahuluan

1. mampu menjelaskan pentingnya sistem pengendalian dalam industri kimia a) b) c)

menjelaskan syarat beroperasinya suatu pabrik menjelaskan mengapa pabrik tidak dapat berjalan steady menjelaskan tujuan sistem pengendalian

2. mampu menjelaskan konsep dasar sistem pengendalian umpan balik dan sistem pengendalian lain a) b) c) d) e)

menjelaskan falsafah dasar sistem pengendalian menjelaskan berbagai macam blok diagram sistem pengendalian menjelaskan berbagai variabel dalam sistem pengendalian menjelaskan berbagai istilah dalam sistem pengendalian menjelaskan berbagai respon sistem pengendalian

6