LAPORAN TUGAS AKHIR
UJI ALAT DINAMIKA PROSES ORDE DUA INTERACTING CAPACITIES DENGAN BUKAAN VALVE 25%, 12,5%, dan 6,25% (Test Tool of The Dynamic Process of Second Order Capacities Interacting with Openings Valve 25%, 12,5% and 6,25%)
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Studi Pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
Disusun oleh :
HANIFAH NIM. 21030112060066
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015
HALAMAN PENGESAHAN
Nama
: Hanifah
NIM
: 21030112060066
Program Studi
: Program Studi Diploma III Teknik Kimia
Fakultas
: Teknik
Universitas
: Diponegoro
Dosen pembimbing
: Ir. H. Zainal Abidin, MS
Judul Laporan Tugas Akhir
: Uji alat dinamika proses orde dua interacting capacities dengan bukaan valve 25%, 12,5%, dan 6,25%
Laporan Tugas Akhir ini telah diperiksa dan disetujui pada : Hari
: Rabu
Tanggal
: 15 Juli 2015
Semarang , 15 Juli 2015 Dosen Pembimbing,
Ir. H. Zainal Abidin, MS NIP. 19520916 198203 2 004
ii
ABSTRAK Uji Alat Dinamika Proses Orde Dua Interacting Capacities Bukaan Valve 25%, 12,5%, 6,25% Hanifah* 21030112060066 Pengendalian Proses merupakan gabungan kerja alat-alat pengendalian otomatis. Banyak parameter yang harus dikendalikan di dalam suatu proses. Diantaranya yaitu tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature) dan sebagainya tertutama dalam bidang teknik kimia. Pada proses orde dua interacting-capacities ketinggian level dikedua tangki akan mempengaruhi besarnya flow yang keluar dari tangki. Dari grafik hasil percobaan terlihat bahwa level air akan mencapai keseimbangannya yang baru meskipun flow input diubah secara mendadak. Pada percobaan dengan bukaan valve 25% level air mencapai keadaan steady state (5 cm) yang baru dengan ketinggian 11,7 cm pada tangki A dan 11,5 cm pada tangki B dalam waktu 25 menit, sedangkan dengan bukaan valve 12,5% air mencapai keadaan steady state (8,5 cm) yang baru dengan ketinggian 16 cm pada tangki A dan 15,8 cm pada tangki B dalam waktu 30 menit dan pada bukaan valve 6,25% level air mencapai keadaan steady state (5 cm) yang baru dengan ketinggian 9,1 cm pada tangki A dan 9,0 cm pada tangki B memerlukan waktu 20 menit. Faktor yang mempengaruhi uji alat Dinamika Proses ini adalah pengaturan tekanan fluida, pengaturan bukaan valve dan ketelitian dalam membaca skala ketinggian level fluida. Kata Kunci
: Pengendalian Proses, Dinamika Proses, Proses Orde Dua Interacting
ABSTRACT Test Tool of The Dynamic Process of Second Order Capacities Interacting with Openings Valve 25%, 12,5% and 6,25% Hanifah* 21030112060066 Process control is a combination of work tools automatic control. Many parameters have to be controlled in a process. Among them is the pressure (pressure), flow (flow), temperature (temperature), especially in the field of chemical engineering. On the order of two interacting process-level capacities in both the tank height will affect the flow coming out of the tank. From the graph the results of the experiment shows that the water level will reach a new equilibrium despite the flow of input changed suddenly. In the experiment with the valve 25% water level reaches steady state (5 cm) new with a height of 11.7 cm and 11.5 cm A tank on the tank B in 25 minutes, while the valve openings 12.5% water achieve steady state (8.5 cm) new with a height of 16 cm in the tank A and 15.8 cm in the tank B within 30 minutes and to the valve of 6.25% water level reaches steady state (6.1 cm ) new with a height of 9.1 cm in the tank A and 9.0 cm in the tank and takes 20 minutes. Factors affecting this process dynamics testing tool is fluid pressure setting, the valve settings and accuracy in reading the scale height of the fluid level. Keywords : Process Control , Process Dynamics , Process Order Two Interacting *Mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro
iii
KATA PENGANTAR Puji syukur atas limpahan rahmat, hidayah dan karunia Allah SWT, sehingga penyusun dapat melaksanakan Tugas Akhir dan menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir “Uji Alat Dinamika Proses Orde Dua Interacting Capacities Dengan Bukaan Valve 25%, 12,5%, dan 6,25%”. Penyusunan Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu tugas yang harus diselesaikan setiap mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro untuk memenuhi syarat kelulusan sebagai Ahli Madya Teknik Kimia. Dalam penulisan laporan ini Penulis banyak mendapat bantuan dan dorongan baik berupa materi maupun non materi dari berbagai pihak, sehingga laporan ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro serta selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan. 2. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Dr. Eng. Vita Paramita, ST,. MM,. M.Eng selaku Sekretaris Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 4. M. Endy Yulianto, ST,. M.T selaku Dosen Wali kelas 2012 A, Program Studi Diploma III Teknik Kimia atas dukungan, dorongan dan ilmu yang tak ternilai harganya.
iv
5. Bapak, Ibu Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia atas perhatian, dorongan dan ilmu yang tak ternilai harganya. 6. Kedua orang tua serta adik, terimakasih untuk doa, dukungan dan inspirasi. 7. Keluarga Cemara yang selalu menghibur dan memotivasi tiada henti. 8. Teman-teman ACHIRAL 2012 yang selalu memberi motivasi. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dari awal kuliah hingga terselesainya laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari keterbatasan dan kemampuan dalam penyusunan laporan ini, besar harapan penyusun akan saran dan kritikan yang sifatnya membangun. Semoga laporan ini dapat bermanfaat sebagaimana semestinya.
Semarang, 14 Juli 2015
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................ii ABSTRAK ............................................................................................................ iii KATA PENGANTAR ............................................................................................iv DAFTAR ISI .........................................................................................................vi DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii DAFTAR GRAFIK ...............................................................................................ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pengendalian ............................................................... 3 2.2 Sistem Pengendalian Proses ................................................... 5 2.3 Parameter-parameter yang Dikendalikan ................................. 7 2.4 Aliran Fluida ............................................................................. 8 2.5 Hukum Bernoulli ....................................................................... 9 2.6 Dinamika Proses ...................................................................... 9
vi
2.7 Proses Orde Dua ................................................................... 12 2.8 Proses Orde Dua Interacting Capacities ................................ 13 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT
3.1 Tujuan Penelitian ................................................................... 15 3.2 Manfaat Penelitian .................................................................. 15 BAB IV PERANCANGAN ALAT
4.1 Spesifikasi Alat ........................................................................ 17 4.2 Gambar dan Dimensi Alat ........................................................ 18 4.3 Cara Kerja Alat Dinamika Proses ............................................ 19 BAB V METODOLOGI
5.1 Pengujian Kinerja Alat yang Digunakan ................................. 21 5.2 Variabel Percobaan................................................................. 21 5.3 Prosedur Praktikum................................................................. 21 BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1 Hasil Pengamatan dan Pembahasan ...................................... 22 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan ............................................................................. 30 7.2 Saran ...................................................................................... 31 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 32 LAMPIRAN ....................................................................................................... 33
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve ¼...................... 22 Tabel 2 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve ⅛...................... 25 Tabel 3 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve 1 16................... 27
viii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 1 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve ¼ ..................... 22 Grafik 2 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve ⅛ ..................... 25 Grafik 3 Proses Orde Dua Interacting capacities Bukaan Valve 1 16 .................. 27
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Respon Transien Sistem Pengendalian ................................................ 6 Gambar 2. Diagram Kontak Sebuah Proses .......................................................... 11 Gambar 3. Proses Orde Dua ................................................................................. 13 Gambar 4. Diagram Kotak Proses Orde Dua Interacting ........................................ 14 Gambar 5. Flow Chart Dinamika Proses ................................................................ 18
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gaambar Alat Dinamika Proses ...................................................... 33 Lampiran 2 Jadwal Kegiatan ............................................................................. 34
xi
