Dasar Sistem Pengaturan - personal.its.ac.idpersonal.its.ac.id/files/material/4514-jos-ee-DSP108-02 Komponen... · * Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang

Dasar Sistem Pengaturan - 02 1

TE141345 Dasar Sistem Pengaturan

Komponen-komponenSistem Pengaturan

Ir. Josaphat Pramudijanto, M.Eng.Jurusan Teknik Elektro FTI ITS

Telp. 5947302 Fax.5931237Email: [email protected]


Objektif:Konfigurasi Sistem PengaturanKarakteristik KomponenMacam-macam SensorMacam Aktuator Macam Kontroler


Sistem Kontrol Proses (Tekanan)


Sistem Pengaturan TekananJika tekanan didalam tungku dibawah tekanan yang diinginkan, damper akan selalu menutup sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk bertambah sampai dengan tekanan yang diinginkan

Jika tekanan didalam tungku diatas tekanan yang diinginkan, damper akan membuka sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk berkurang sampai dengan tekanan yang diinginkan

Elemen pengukurtekanan

Tekanandiinginkan

+-

sinyaleror

kontroler tungku

bukaanSinyal buka/tutup damper tekanan

damper


Konfigurasi Sistem PengaturanEnergyinput

Processundercontrol

Actuator Actualoutput

Powerinterface

Transmission

Sensor

Transmission

Signalconditioner

ControllerProcess variable(actual output)

Set point(desired output)


Penjelasan tiap komponen* Proses, sebagai obyek pengaturan, dapat berupa

satu mesin, satu sistem penyegar udara, satu platform meriam, satu sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), atau satu unit proses kimia.

* Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang mengukur variabel dikendali dan mengirim sinyal pengukuran ke kontroler. Peralatan tersebut merasakan adanya perubahan tekanan, temperatur, aliran, kecepatan dan variabel lain yang harus dikendalikan.


Penjelasan tiap komponen* Kontroler, yang menerima sinyal pengukuran dan

membandingkannya dengan sinyal yang dikehendaki (set-point) kemudian menentukan strategi apa yang akan dilakukan dengan sinyal kesalahan yang diperoleh dan mengirim sinyal keluaran ke aktuator.

* Aktuator (aktuator + penguat sinyal + transmisi), yang merupakan mata-rantai terakhir sistem dan melaksanakan tugas yang ditentukan oleh kontroler. Peralatan demikian dapat berupa satu motor listrik, satu silinder hidraulik, atau satu peralatan pneumatik.


Transducer adalah fisik dari perangkat keras yang didesain untuk secara proporsional mentransformasikan (atau mengkonversikan) variabel informasi sekarang pada suatu sistem energi menjadi sistem energi yang lainnya.

Sensor adalah tranduser yang digunakan untuk mendeteksi (atau mengukur) besaran fisik menjadi besaran elektrik.

Elemen Pengukur (Sensor/Transducer)


Karakteristik Elemen PengukuranKarakteristik Statis ini terdiri dari:

Accuracy (Akurasi)Resolution (Resolosi)Repeatability (Pengulangan)Linearity (Linieritas)Hysterisis (Celah Diferensial)Response Rate (Kecepatan Beraksi)

Karakteristik Dinamis karakteristik yang menyatakan seberapa cepat perubahan output (respon) yang terjadi terhadap perubahan input salah satunya respon


Position SensorsPotentiometer (rotary and linear)

Proximity switch (mechanical)

Piezo-ceramic, piezo-resistiveLVDT


Potensiometer Sensor analog yang bekerja seperti divider


Potensiometer untuk posisi


Analog and Digital SensorsRotary Linear

Optical Encoder


Optical Encoder


Increment EncoderGenerally Have two picks up that are 90 degrees out of Phase (A and B) This allows you to determine the direction of rotation and thus count up or downBy using the rising and falling edges of both A and B we can get 4 times the number of slots.May have one or more index marks for homing.


Absolute EncoderGray Code Vs BinaryGray Code only changes by one bit per transition.At least one sensor per track.

0111

01 00

0111

00 10


Synchro


Rangkaian Synchro


Velocity SensorsAccelerometer (piezo-electric)

Optical Encoder –absolute or incremental position, direction

Tachometer – shaft velocity, typically a PM DC motor


Tachogenerator

Sensor ini konstruksinya mirip motor DC magnet permanen.Tegangan keluaran yang dihasilkan berupa tegangan DC.


Acceleration sensors

Accelerometers measure acceleration, vibration and shock measurementsTypical device:outputs from 100m to 2.5V/g.


Force/Torque

Strain gage

Piezo-electric (AC coupled)


Types of Strain Gages

Rosette GagesSingle Element

*Apply set of equations to determine coordinate stress components.

Rata-rata stress pada luasan gage. Ukuran gage sangat penting!


Load sensorsSee: http://www.entran.com/ela.htm

100 through 10,000Lbs


Sensor Temperatur


What are thermocouples?Thermocouples operate under the principle that a circuit made by connecting two dissimilar metals produces a measurable voltage (emf-electromotive force) when the two ends of the thermocouple circuit are at different temperatures.

They are inexpensive, small in size, rugged and remarkably accurate when used with an understanding of their peculiarities.


Bahan Material Thermocouple

Chromel - Constantan (E Curve)Iron - Constantan (J Curve)Chromel - Alumel (K Curve)Platinum+Rhodium 13% - Platinum (R Curve)Platinum+Rhodium 10% - Platinum (S Curve)Copper - Constantan (T Curve)Tungsten - Rhenium (C Curve)


RTD (Resistance Temperature Detector)Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperaturBerbagai logam yang sering digunakan untuk RTD

platina (linier, sangat mahal, umum dipakai)Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) Nickle alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah)Tembaga (range temperatur lebih rendah)


Thermistor

−

= oT1

T1β

oeRR

constant material = βre temperatumeasured = T

Tat measured resistance reference = Rwhere

oo


Sensor Temperatur IC LM335


Sensor Temperatur IC AD590/AD592


Light sensors

Photo-voltaic cell

CdS sensor (R output)

Phototransistor


Non-Contact SensorsUltrasonic

OpticalMagnetic (Inductive, Reed, Hall Effect)Laser vibrometer, interferometerCapacitiveEddy current


AktuatorRoda GigiDriver AmplifierInverterMotor Listrik (DC, AC)

esq-inq-out q-out

x

ko

q-inq-out q-out

k1

mL

BL Vo

Z

A2P2

A1P1

Y

Distribut ion Valve


Relay mekanik dan elektrik


KontrolerPLC (Programable Logic Controller)DCS (Distributed Control System)Embeded SystemSistem Minimum

Documents

Dasar Sistem Pengaturan - personal.its.ac.idpersonal.its.ac.id/files/material/4514-jos-ee-DSP108-02 Komponen... · * Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang