Laporan Praktikum ian Proses Bener 2

PENGENDALIAN TEKANANV Dosen Pembimbing : Harita N. Chamidy, LRSC, MT3

a l v e o r i LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES f i c eV4

V5

P4

Di susun Oleh: Dea Ismarlina (091411006) Diny Gustini (091411007) Endah Yunita Sari (09411008) Kelas : 2A

V6

V7

A i r V e s s e l I / P

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2009

PENGENDALIAN TEKANAN DALAM PIPA PROSES DENGAN PENGENDALIAN PROPORSIONAL

PENGENDALI

1. TUJUAN PERCOBAAN 1. Menentukan nilai rise time 2. Menentukan nilai error 3. Menentukan nilai upper shoot/ under shoot 4. Menentukan nilai time constant

2. DATA PERCOBAAN Kalibrasi Sensor Tekanan dan Pengkondisi Sinyal P4 = 0 Psi ; V = 0 volt P4 = 9 Psi ; V = 1 volt Proporsional = 50% Integral = 5 menit Derivative = 0 detik DATA-1 Kalibrasi I/P Converter Melakukan pengaturan harga Pr secara bertahap dari 0% - 100% dengan langkah naik dan turun. Tegangan yang didapatkan merupakan setting point. Langkah KenaikanPr (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 V (volt) 1.009 1.002 1.007 1.009 1.006 1.005 0.987 0.947 0.627 0.02 0.013 P2 (psi) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 5 7.5 10 12.5 15 P4 (psi) 6.5 7 7 7 7 7 7 7 6.5 0 0

Langkah PenurunanPr (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 V (volt) 0.013 0.012 0.552 0.937 0.984 1 1.007 6 7 7 7 P2 (psi) 15 12.5 11 7.5 5 3 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 P4(psi) 0 0 4 6.5 6.5 7 7 7 7 7 7

DATA-2 Pengamatan perubahan tegangan dan tekanan P4 untuk setiap perubahan [Pr]Tegang an t (detik) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Pr (%) 90% 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012

80% 0.02 0.102 0.174 0.233 0.279 0.317 0.348 0.375 0.4 0.419 0.438 0.453 0.466 0.477 0.488

70% 0.051 0.325 0.526 0.628 0.755 0.824 0.862 0.889 0.904 0.914 0.92 0.924 0.927 0.929 0.93

60% 0.36 0.442 0.707 0.859 0.924 0.953 0.968 0.975 0.979 0.981 0.982 0.983 0.983 0.984 0.984

50% 0.11 0.603 0.824 0.948 0.98 0.99 0.991 0.996 0.998 0.999 0.999 0.999 0.999 0.999 1

40% 0.075 0.608 0.881 0.97 0.994 1.001 1.004 1.005 1.006 1.007 1.008 1.008 1.008 1.008 1.008

30% 0.071 0.596 0.891 0.974 0.995 1.001 1.004 1.005 1.007 1.006 1.008 1.007 1.008 1.008 1.008

20% 0.071 0.651 0.91 0.981 0.996 1.001 1.004 1.005 1.006 1.006 1.006 1.007 1.008 1.008 1.009

10% 0.071 0.612 0.908 0.978 0.995 1.001 1.004 1.004 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 1.007 1.008

0% 0.072 0.613 0.919 0.981 0.996 1.001 1.003 1.005 1.007 1.008 1.008 1.008 1.008 1.007 1.007

Tekana n t(dtk) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Pr 90% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80% 0 0 1.5 1.5 2 2 2.5 3 3 3 3 3 3 3.5 3.5 70% 0 2 3.5 4.5 5 5 5.5 5.5 6 6 6 6 6 6 6 60% 0 3 5 5.5 6 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 50% 5 6 6 6.5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 40% 1 5 6 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 30% 0 4 6 6.5 6.5 6.5 6.5 7 7 7 7 7 7 7 7 20% 0 5 6 6.5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 10% 0 5 6 6.5 6.5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 0% 0 4.5 6 6.5 6.5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

3. GRAFIK

Grafik Tegangan vs waktu1.2 Tegangan (volt) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 20 40 waktu (detik) 60 80 90% 80% 70% 60 % 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Grafik tekanan vs waktu8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 0 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 20 40 waktu (detik) 60 80 10% 0%

Tekanan (psi)

4. PEMBAHASAN Praktikum pengendalian tekanan ini bertujuan untuk mempertahankan kondisi tekanan atau mengendalikan suatu tekanan yang masuk ke dalam suatu sistem dengan menggunakan pengendali. Jenis pengendali yang digunakan dapat berupa pengendali proporsional, pengendali proporsional integral, pengendali proporsional derivatif dan pengendali proporsional integral derivatif. Praktikum ini dilakukan dengan cara mengkalibrasi alat pengendalian tekanan yaitu dengan cara melakukan span dan zero. Kalibrasi biasanya dilakukan untuk sensor tekanan / sirkuit pengatur adalah : Tekanan minimum = 0 psi = 0,000 volt Tekanan maksimum = 9 psi = 1,000 volt Hal ini dimaksudkan apabila dilakukan zero maka pada udara yang ada didalam sistem perpipaan sama dengan tekanan atmosfir. Sehingga tekanan minimum didalam sistem 0 psi. Maka sebaiknya sebelum alat tersebut digunakan haruslah dikalibrasi terlebih dahulu supaya dihasilkan hasil pengendalian sesuai dengan yang dikehendaki. Pada praktikum ini, nilai proporsional yang digunakan adalah 50%. Offset yang dihasilkan dari percobaan dapat disimpulkan dengan proporsional yang dapat diartikan bahwa persen perubahan sinyal kendali sebanding dengan persen perubahan sinyal pengukuran, dan dalam pengendali proporsional terdapat offset yang berarti pengendali mempertahankan nilai PV pada satu harga yang berbeda dengan set point. Offset ini muncul dalam usaha pengendali mempertahankan hukum kekekalan massa dan energi. Pada praktikum terdapatnya kendala yang mana kendala tersebut sangat mengganggu jalannya proses yaitu tidak stabilnya / naik-turunnya udara tekan. Dari hasil percobaan time delay dan rise time yang di dapat, dapat disimpulkan bahwa pengendali integral berfungsi menghilangkan offset tetapi memperlambat respon dan cenderung mudah mengalami osilasi. Pada pengendali ini waktu integral tidak boleh lebih kecil dari waktu mati proses sebab valve akan mencapai batas sebelum pengukuran (PV) dapat dibawa kembali ke set point.

Overshoot yang di dapat dari percobaan dapat menjelaskan bahwa pengendali derivative mempunyai respon yang cepat dan memperkecil overshoot tetapi peka terhadap gangguan bising (noise). Pengendali ini akan tidak stabil jika dalam proses mempunyai waktu mati yang dominan. Agar pengendali ini bekerja dengan baik maka konstanta waktu harus jauh lebih besar disbanding waktu mati. 5. KESIMPULAN Pengendalian tekanan bertujuan untuk mengendalikan nilai tekanan yang diinginkan sebagai PV pada suatu sistem pengendalian. Untuk umpan yang tidak stabil (ada waktu mati) akan susah untuk dikendalikan. Salah satu parameter yang cocok penggunaan salah satu jenis pengendali pada pengendalian tekanan ditentukan oleh besar kecilnya setling time, semakin kecil nilai settling time maka semakin bagus jenis pengendali tersebut untuk digunakan. Kurva yang diperoleh cenderung tidak stabil karena penambahan aksi derivatif yang terlalu besar sehingga cenderung terlalu merespon noise dan input udara tekan yang tidak stabil.

DAFTAR PUSTAKA Arm field, Engineering Teaching and Research Equipment, Electrical Console PCT10, London, 1987. PCT-14, London, 1987. Arm field, Engineering Teaching and Research Equipment, Pressure Control AccessoryHeriyanto & Harita Nurwahyu Chamidy.2001.Instrumentasi dan Pengukuran. Bandung: DUE-Like POLBAN. Jobsheet praktikum modul: Pengendalian Tekanan. Bandung: Teknik Kimia POLBAN.

PENGOLAHAN DATA Posisi Katup Variabel Proses V6 (%) Tutup 114,2 1 107,6 2 105,4 3 102,6 4 100,7 Terbuka Penuh 98,9 Kalibrasi I/P conventer V P2 Pr (%) (volt) (psi) 0 0,982 1,5 10 0,981 1,7 20 0,979 1,8 30 0,962 3,6 40 0,849 6,9 50 0,401 7,2 60 0,027 10 70 0,026 13 80 0,025 16 90 0,023 16,5 100 0,023 16,5 P4 (psi) 7,8 8 8 7,2 6,1 3,5 0 0 0 0 0

Posisi Katup Pneumatik 0 0 0 0 0 0

Tegangan P4 (psig) 8 8 8 8 8 8 V (volt) 0,022 0,023 0,025 0,026 0,027 0,395 0,833 0,957 0,978 0,980 0,986

Tegangan (volt) 0,962 0,932 0,928 0,926 0,914 0,911 P2 (psi) 17 16,5 16,5 13,5 10 7 6,2 3,3 2 1,8 1,3 P4 (psi) 0 0 0 0 0 3,4 6,2 7 7,5 8 8

Pr (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Kurva Kalibrasi

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Tegang an (volt) 90% 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025

80% 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,026 0,026 0,027 0,027 0,024 0,023 0,023 0,026 0,026 0,028 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025

70% 0,020 0,019 0,023 0,026 0,028 0,026 0,026 0,027 0,022 0,025 0,025 0,024 0,024 0,022 0,020 0,028 0,026 0,024 0,025 0,025 0,025

60% 0,025 0,025 0,025 0,023 0,025 0,024 0,026 0,026 0,026 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 0,026 0,026 0,026 0,025 0,025 0,025 0,025

50% 0,025 0,025 0,025 0,024 0,023 0,023 0,024 0,024 0,024 0,025 0,026 0,026 0,026 0,026 0,024 0,025 0,025 0,025 0,024 0,025 0,025

40% 0,025 0,025 0,612 0,626 0,628 0,715 0,716 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973 0,973

30% 0,025 0,213 0,614 0,635 0,689 0,725 0,738 0,846 0,867 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958 0,958

20% 0,025 0,211 0,635 0,693 0,715 0,759 0,824 0,835 0,869 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971

10% 0,025 0,219 0,618 0,652 0,715 0,764 0,845 0,844 0,865 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968

Error Uppershoot/ undershoot Time constant Rise time

= 0,025-0,023= 0,002 == 0-100 detik =-


= 0,025-0,025= 0,0 = 17,39 % = 80-100 detik =-


= 0,026-0,025= 0,001 = 40 % = 0-100 detik =-


= 0,027-0,025= 0,002 = 8,7 % = 85-100 detik =-


= 0,401-0,025= 0,376 = 13,04 % = detik =-


= 0,973-0,849= 0,124 == 35-100 detik =-


= 0,962-0,958= 0,004 == 45-100 detik =-


= 0,979-0,971= 0,008 == 45-100 detik =-


= 0,982-0,968= 0,014 == 45-100 detik =-

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Tekana n P4 (psi) 90% 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

80% 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

70% 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

60% 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

50% 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

40% 0,0 4,0 4,5 4,6 5,0 5,1 5,9 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0

30% 0,0 3,0 5,0 6,0 6,5 7,0 7,6 7,7 7,8 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9

20% 0,0 3,0 6,0 7,0 7,5 8,0 8,0 8,1 8,2 8,2 8,3 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5

10% 0,0 3,0 5,1 7,0 7,5 8,0 8,1 8,2 8,2 8,2 8,3 8,3 8,3 8,3 8,4 8,4 8,4 8,4 8,4 8,4 8,4


= 0,0-0,0= 0,0 == 0-100 detik =-


= 0,0-0,0= 0,0 == 0-100 detik =-


= 0,0-0,0= 0,0 == 0-100 detik =-


= 0,0-0,0= 0,0 == 0-100 detik =-


= 3,5-0,0= 3,5 == 0-100 detik =-

Error

= 6,1-6= 0,1

Uppershoot/ undershoot Time constant Rise time

== 30-100 detik =-


= 8-7,2= 0,8 == 45-100 detik =-


= 8,5-8= 0,5 == 55-100 detik =-


= 8,4-8= 0,4 ==50-100 detik =-

Documents

Laporan Praktikum ian Proses Bener 2