PENGENDALIAN ALIRAN

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Satu besaran penting pada proses yang melibatkan cairan adalah laju aliran. Pengendalian

aliran menjadi faktor sangat penting pada proses.

1) Aliran cairan kea lat berikutnya diharapkan pada nilai konstan.

2) Banyak fungsi unit proses berjalan baik jika bekerja pada aliran tetap.

1.2 Tujuan Percobaan

Praktikum ini member kompetensi dasar pada mahasiswa yaitu kemampuan untuk dapat

mengendalikan sistem aliran. Adapun tujuan praktikum adalah mempelajari pengaruh nilai

parameter pengendali pada respon aliran.

2. LANDASAN TEORI

2.1 Prinsip Pengendalian

Sensor mengindera variabel proses (suhu,tekanan,level,aliran). Informasi variabel proses

(PV) dari sensor selanjutnya diolah oleh transmitter dan dikirimkan ke pengendali dalam

bentuk sinyal listrik (4-20 mA) atau pneumatik (0,2-1 bar atau 3-15 psi). Dalam pengendali,

variabel proses terukur dibandingkan dengan setpoint (SP). Perbedaan antara keduanya

disebut error. Berdasar besar error, lamanya error, dan kecepatan error, pengendali

(controller) melakukan perhitungan sesuai algoritma kendali untuk menghasilkan sinyal

kendali (controller output, u) yang berupa sinyal listrik atau pneumatik yang dikirimkan ke

elemen kendali akhir (final control element biasanya berupa katup kendali atau control

valve). Perubahan ini menyebabkan perubahan manipulated variable. Jika perubahan

manipulated variable dalam arah dan nilai yang benar, maka variabel proses terukur dapat

dijaga pada nilai setpoint.

Prinsip pengendalian tersebut di atas berlaku umum untuk semua pengendalian proses umpan

balik. Disini terdapat empat fungsi dasar, yaitu: mengukur (measurement), membandingkan

(comparasion), menghitung (compulation, decision, atau evaluation) dan mengoreksi

(correction atau action).

Tabel 1. Empat fungsi dasar pengendalian (reverse acting).

Pengendalian umpan balik adalah pengendalian yang memakai variabel keluaran sstem (PV) untuk mempengaruhi masukan (MV) dari sistem yang sama.

Pengendali Katup Kendali PLANT

gangguan

Sensor & Transmitter

re u m

c

y

Mengukur Membandingkan Menghitung Mengoreksi

PVPV dengan SP

Jika PV > SP perkecil sinyal kendali Perkecil MV

Jika PV < SP perbesar sinyal kendali Perbesar MV

u=Kc e Kcτi ∫edt +Kc τi de

dt+uc

Gambar 1. Diagram blok proses pengendalian proses

Keterangan:

C : Variabel Proses (PV) terkendali E : error (=y-r)

Y : Variabel Proses (PV) terukur U : sinyal kendali (controller output)

R : setpoint (SP) M : manipulated variable (MV)

2.2 Pengendalian Laju Alir

Dalam praktikum ini sebagai sensor laju alir adalah jenis turbin. Putaran turbin berbanding

lurus dengan laju alir. Sinyal listrik sensor turbin berupa gelombang balok. Oleh konverter,

gelombang balok diubah menjadi sinyal tegangan 1-5 V (0-100%). Sinyal ini dikirim ke

pengendali (komputer). Aksi pengendali berjenis berkebalikan (reverse acting). Artinya jika

laju alir bertambah besar, sinyal kendali berkurang dan katup kendali lebih menutup untuk

mengurangi laju alir.

Sinyal kendali dari pengendali (komputer) berupa sinyal tegangan 1-5 V, yang

selanjutnya diubah menjadi sinyal arus 4-20 mA. Oleh konverter sinyal arus diubah menjadi

sinyal pneumatik 0,2-1 bar (3-15 psi). control valve (unit kendali akhir) adalah jenis

pneumatik yang mendapat sinyal pneumatik tersebut.

Dalam pengendalian aliran ini sebagai PV adalah laju alir, MV adalah aliran air masuk,

SP adalah laju alir yang diinginkan, gangguan adalah laju alir keluar sistem. Pengendalian

laju alir memiliki sifat cepat dan banyak noise khususnya untuk aliran turbulen.

Gambar 2. Pengendalian laju alir

Keterangan :

1 : FT (transmitter aliran)

2 : FC (pengendali aliran)

3 : Sensor aliran

4 : Katup Kendali

Karakteristik dinamik lingkar pengendalian laju alir didominasi oleh dinamika elemen

kendali akhir. Juga akibat gesekan stem dapat menimbulkan hysteresis. Faktor linieritas

pengendalian laju alir ditentukan oleh karakterisitik katup kendali, tipe instrument ukur laju

alir yang dipakai dan penyempitan dalam pipa.

DAFTAR PUSTAKA

(1) Heriyanto (2010). Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Bandung: POLBAN

(2) Wade, H.L. (2004). Basic and Advanced Regulatory Control: System Design and Application.

Ed. 2,ISA,NC.

1 2

3 4