Pengontrolan Temperatur Dengan Menggunakan Termokopel Pada Multifuel Boiler (Aplikasi PT. Inti Kimiatama Perkasa)

PENGONTROLAN TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN TERMOKOPEL PADA MULTIFUEL BOILER

(APLIKASI PT. INTI KIMIATAMA PERKASA)

O

L

E

H

SELAMAT SURYAMAN Nim.01 5203 046

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

PENGONTROLAN TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN TERMOKOPEL PADA MULTIFUEL BOILER

(APLIKASI PT. INTI KIMIATAMA PERKASA) Oleh :

SELAMAT SURYAMAN NIM:01 5203 046

Disetujui Oleh : Pembimbing

Drs. HASDARI HELMI, MT. NIP:131 653 979 Diketahui Oleh :

KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK USU

IR. NASRUL ABDI, MT. NIP : 131 459 554 PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Pada proses pembuatan obat bakar nyamuk, pengontrolan temperatur sangatlah penting untuk mendapat mutu produksi sesuai dengan yang diinginkan.

Telah dilakukan pengamatan dan pengontrolan temperatur steam pada superheater multifuel boiler. Pengamatan dan pengontrolan temperature steam menggunakan termokopel agar temperature steam pada superheater selalu dalam keadaan konstan, sesuai dengan nilai set point yang diberikan yaitu 300 0C.

Proses pendeteksian temperatur steam dilakukan dengan cara memasukkan ujung sambungan panas (hot junction) kedalam proses steam pada superheater dan ujung lainnya (cold junction) disambungkan ke transmitter. Pada transmitter terjadi penguatan arus yang dikirim dari Distributed Control System (DCS) ke transmitter. Transmitter ini akan mendeteksi besar temperatur steam yang sedang terjadi, kemudian hasil pendeteksian ini akan dikirimkan ke controller oleh bagian pengirim dari transmitter untuk proses selanjutnya. Apabila temperatur steam melebihi nilai set point (300 0C) terlalu panas maka controller akan memberi indikasi ke control valve agar membuka dan menutup condensate steam (uap) atau menyiram dan menetralkan uap pada superheater. Temperatur steam yang melebihi nilai set point apabila tidak dikontrol

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada ALLAH SWT, karena berkat kuasa dan kehendak-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan buku Karya Akhir ini dengan baik.

Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini dengan judul “ Pengontrolan Temperatur Dengan Menggunakan Termokopel Pada Multifuel Boiler. (Aplikasi PT. Inti Kimiatama Perkasa).

Dalam melakukan penulisan Karya Akhir ini penulis banyak sekali menemui kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dan kerja keras yang dilakukan akhirnya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Armansyah Ginting, M. Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT. selaku Ketua Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Rahmat Fauzy, MT selaku Sekretaris Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Rachman Hasibuan, selaku Koordinator Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Drs. Hasdari Helmi. MT, selaku Dosen Pembimbing penulis dalam menyusun Karya Akhir ini.

6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Universitas Sumatera Utara Yang tecinta kedua orang tuaku Seluruh keluarga dan kerabat yang telah memberikan masukan dan saran pada penulis selama ini.

7. Teman-temanku Mahasiswa/i khususnya stambuk “2001” TIP D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyusun buku Karya Akhir ini penulis menyadari bahwa buku ini belum sempurna dan jauh dari kesempurnaan, baik dari segi ilmu pengetahuan dan tata bahasa. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi lebih baiknya buku Karya Akhir ini.

Akhir kata, segala bantuan dan budi baik yang penulis dapatkan, penulis menghaturkan terima kasih dan hanya kepada ALLAH SWT yang dapat memberikan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyusun buku Karya Akhir ini. Semoga buku Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.

Medan, 15 Maret 2008 Penulis,

SELAMAT SURYAMAN Nim.01 5203 046

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Pemilihan Judul ... 1

I.2. Rumusan Masalah ... 2

I.3. Tujuan Penlisan Karya Akhir ... 3

I.4. Batasan Masalah ... 3

I.5. Metode Logi Penulisan ... 3

I.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN TEORITIS 2.1. Pengertian Sistem Kontrol ... 5

2.1.1. Sistem Pengontrolan Manual dan Otomatis ... 5

2.1.2. Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup ... 6

2.1.3. Sistem Pengontrolan Secara Kontinu dan Diskontinu ... 7

2.2. Bagian – bagian Sistem Kontrol ... 7

2.5. Transduser dan Sensor ... 14

2.6. Sistem Kerja Instrumentasi ... 14

BAB III PENGGUNAAN TERMOKOPEL UNTUK MENGUKUR TEMPERATUR 3.1. Pengertian Termokopel ... 18

3.2. Konstruksi Termokopel ... 19

3.3. Cara Pemasangan Termokopel ... 20

3.4. Multifuel Boiler ... 22

3.5. Bagian–bagian yang terdapat pada Multifuel Boiler ... 22

3.6. Gambaran Operasional ... 26

3.7. Termokopel Sebagai Transduser Input ... 28

BAB IV PENGONTROLAN TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN TERMOKOPEL 4.1. Pengontrolan Temperatur Pada Multifuel Boiler ... 30

4.2. Pengoperasian Termokopel ... 34

4.3. Spesifikasi Termokopel ... 35

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 36

5.2. Saran ... 36

Daftar Pustaka

Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Blok Rangkaian Terbuka ... 6

Gambar 2.2. Diagram Blok Rangkaian Tertutup ... 6

Gambar 2.3. Transmitter Pneumatik Beda Tekanan ... 9

Gambar 2.4. Struktur Transmitter Elektronik ... 11

Gambar 2.5. Konstruksi Control Valve ... 13

Gambar 3.1. Prinsip Kerja Termokopel ... 18

Gambar 3.2. Konstruksi Termokopel ... 20

Gambar 3.3. Tipe Monting ... 20

Gambar 3.4. Instalasi dari Proteksi Pipa di Dalam Jalur Gas ... 21

Gambar 3.5. Blok Diagram Multifuel Boiler PT. IKP... 26

Gambar 4.1. Diagram Sistem Pengaturan Waktu Pemanasan Air pada Ketel 30 Gambar 4.2. Sistem Pengontrolan Temperatur Uap ... 32

ABSTRAK

Pada proses pembuatan obat bakar nyamuk, pengontrolan temperatur sangatlah penting untuk mendapat mutu produksi sesuai dengan yang diinginkan.

Telah dilakukan pengamatan dan pengontrolan temperatur steam pada superheater multifuel boiler. Pengamatan dan pengontrolan temperature steam menggunakan termokopel agar temperature steam pada superheater selalu dalam keadaan konstan, sesuai dengan nilai set point yang diberikan yaitu 300 0C.

Proses pendeteksian temperatur steam dilakukan dengan cara memasukkan ujung sambungan panas (hot junction) kedalam proses steam pada superheater dan ujung lainnya (cold junction) disambungkan ke transmitter. Pada transmitter terjadi penguatan arus yang dikirim dari Distributed Control System (DCS) ke transmitter. Transmitter ini akan mendeteksi besar temperatur steam yang sedang terjadi, kemudian hasil pendeteksian ini akan dikirimkan ke controller oleh bagian pengirim dari transmitter untuk proses selanjutnya. Apabila temperatur steam melebihi nilai set point (300 0C) terlalu panas maka controller akan memberi indikasi ke control valve agar membuka dan menutup condensate steam (uap) atau menyiram dan menetralkan uap pada superheater. Temperatur steam yang melebihi nilai set point apabila tidak dikontrol

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pemilihan Judul

Salah satu perusahaan industri di kota Medan yakni PT. Inti Kimiatama Perkasa yang memproduksi obat bakar nyamuk. Pada pabrik tersebut dalam hal mengontrol temperatur menggunakan termokopel untuk mengontrol suhu uap agar tidak melebihi nilai setpoint pada superheater multifuel boiler.

Instrumen ini harus ada dan harus berfungsi dengan baik sesuai dengan kebutuhan dimana instrumen tersebut ditempatkan. Instrumen tersebut berfungsi sebagai pengontrol temperatur, apabila keluaran temperatur uap superheater melebihi nilai setpoint yaitu 300 0C (terlalu panas) akan berpengaruh kepada ketahanan peralatan yang ada pada superheater multifuel boiler. Untuk mengantisipasi hal itu controller akan memberikan indikasi kepada control valve agar membuka dan menutup condensate uap atau menyiram dan menetralkan temperatur uap pada superheater.

Pengaturan temperatur air agar menjadi uap dilakukan dengan memakai panas dari pembakaran bahan bakar didalam tungku perapian yakni dengan memindahkan panas yang ada di tungku ke air yang berada di dalam tabung-tabung boiler melalui tabung /pipa saluran udara yang terdapat di sekeliling pemanas.

derajat temperatur yang telah dihasilkan oleh pemanas-pemanas yang ada, sehingga dapat dikontrol apakah temperatur ditambah atau dikurangi. Temperatur yang tinggi apabila tidak dikontrol dapat mengakibatkan kerusakan pada tabung-tabung boiler.

Oleh karena itu penulis merasa tertarik untuk membahas tentang pengontrolan temperatur dengan menggunakan termokopel pada multifuel boiler sebagai judul Karya Akhir.

1.2. Rumusan Masalah

Termokopel merupakan salah satu detektor yang sangat berperan di dalam pengontrolan temperatur. Adapun kegunaan dari peralatan ini adalah untuk menjaga dan mempertahankan temperatur sesuai dengan nilai setpoint yang ditetapkan. Untuk menjaga atau mempertahankan temperatur tetap stabil, maka besar setpoint yang harus dipertahankan adalah 300 0C. Oleh karena itu termokopel harus mendeteksi temperatur yang telah dihasilkan selama proses produksi berlangsung. Apabila temperatur uap melebihi nilai setpoint maka controller akan memberikan indikasi ke

Control Valve agar membuka dan menutup condensate uap atau menyiram dan

1.3. Tujuan Penulisan Karya Akhir

Adapun tujuan penulisan karya akhir ini adalah :

1. Untuk mengembangkan ilmu yang diperoleh selama dibangku perkuliahan dengan kegiatan di lapangan atau industri.

2. Mengetahui pengontrolan temperatur pada multifuel boiler.

3. Mengetahui perkembangan instrumen-instrumen yang semakin canggih.

1.4. Batasan Masalah

Pada penulisan Karya Akhir ini, penulis hanya membahas tentang prinsip kerja dari alat termokopel type K dan kegunaannya di dalam pengontrolan temperatur pada multifuel boiler.

1.5. Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini adalah:

1. Studi literatur yang penulis peroleh dari buku-buku diktat, dan buku-buku teori yang mendukung tentang instrumen yang penulis bahas.

2. Studi lapangan, berupa melihat langsung ke lapangan terhadap objek yang dibahas sekaligus memperoleh penjelasan dari operator lapangan.

1.6. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka penulis membuat sistematika penulisan. Sistematika penulisan Karya Akhir ini merupakan urutan bab demi bab termasuk sub-sub babnya. Adapun sistematika penulisan tesebut adalah:

1. Bab I. Pendahuluan

Pada bab ini berisi tentang Latar Belakang Pemilihan Judul, Rumusan Masalah, Tujuan Penulisan Karya Akhir, Batasan Masalah, Metodologi Penulisan dan Sistematika Penulisan.

2. Bab II. Tinjauan Teoritis

Pada bab ini berisi tentang Pengertian Sistem Kontrol, Bagian – Bagian Sistem Kontrol, Transmitter, Control Valve, Transduser dan sensor, dan Sistem Kerja Instrumentasi..

3. Bab III. Penggunaan Termokopel Untuk Mengukur Temperatur

Pada bab ini berisi tentang Pengertian Termokopel, Konstruksi Termokopel, Cara Pemasangan Termokopel, Multifuel Boiler, Bagian-Bagian dan Operasi Multifuel Boiler, Gambaran Operasional, Termokopel sebagai Transduser Input.

4. Bab IV. Pengontrolan Temperatur Dengan Menggunakan Termokopel

Pada bab ini berisi tentang Pengontrolan Temperatur Pada Multifuel Boiler.

5. Bab V. Penutup

BAB II

TINJAUAN TEORITIS

2.1. Pengertian Sistem Kontrol

Sistem kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variable, parameter) sehingga berada pada suatu harga tertentu.

Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Dengan operator (manual) dan Otomatik.

2. Rangkaian tertutup (closed-loop) dan rangkaian terbuka (open-loop). 3. Kontinu (analog) dan diskontinu (digital, diskrit).

4. Servo dan Regulator.

2.1.1 Sistem Pengontrolan Manual dan Otomatis

- Pengontrolan secara manual adalah Pengontrolan (pengawasan dan pengukuran) dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator.

- Pengontrolan secara otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya dibawah pengawasan manusia.

2.1.2. Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup

- Sistem kontrol rangkaian terbuka (open-loop control system) merupakan sistem kontrol dimana outputnya tidak dipengaruhi oleh inputnya. Pada gambar 2.1 memperlihatkan diagram blok rangkaian terbuka.

Gambar 2.1. Diagram Blok Rangkaian Terbuka

- Sistem kontrol rangkaian tertutup (closed-loop control system) merupakan sistem pengontrolan dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat (Indikator atau Recorder). Pada gambar 2.2 memperlihatkan diagram blok rangkaian tertutup.

2.1.3. Sistem Pengontrolan Secara Kontinu dan Diskontinu. - Sistem Pengontrolan secara kontinu (analog) dapat dibagi atas :

1. Kesebandingan (Proporsional), dimana keluaran sebanding dengan penyimpangan (deviasi).

2. Integral (I), yaitu keluaran selalu berubah selama terjadi deviasi (penyimpangan).

3. Diferensial (D).

4. Kombinasi P,I dan D akan diperoleh suatu sistem kontrol yang lebih baik stabil sehingga sensitivitas atau kecepatan responsnya akan menjadi besar. - Sistem pengontrol secara diskontinu (digital) dilakukan oleh

komponen-komponen diskrit, dapat dibagi atas :

1. Pengontrolan dengan dua posisi, bersifat osilasi. 2. Posisi ganda yang cenderung mengurangi osilasi.

3. Floating, posisi yang relatif tidak terbatas. Pemindahan energi dapat dilakukan melalui salah satu daripada beberapa kemungkinan yang ada.

2.2. Bagian-bagian sistem kontrol

Bagian-bagian untuk alat-alat sistem kontrol dapat diklasifikasikan atas:

1. Indikator atau alat penunjuk yang biasanya terletak pada tempat dimana

pengukuran untuk proses tersebut dilakukan dan biasanya alat ini memberikan harga dari besaran (variabel) yang diukur.

2. Transmitter adalah alat yang mengatur harga dari suatu besaran seperti suhu,

tinggi permukaan dan mengirimkan sinyal yang diperolehnya keperalatan lain misalnya recorder, indicator, alarm.

3. Recorder (biasanya terletak jauh dari tempat dimana besaran proses diukur),

bekerja untuk mencatat harga-harga yang diperoleh dari pengukuran secara kontinu atau secara periodik. Biasanya hasil pencatatan recorder ini terlukis dalam bentuk kurva diatas kertas.

4. Controller adalah alat yang membandingkan harga besaran yang diukur dengan

harga yang sebenarnya yang diinginkan bagi besaran itu dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian kesalahan, jika terjadi perbedaan antara harga yang diukur dengan harga besaran yang sebenarnya.

2.3. Transmitter

Transmitter adalah salah satu elemen dari sistem pengendalian proses. Transmitter dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu transmitter pneumatik dan transmitter elektronik.

 Transmitter Pneumatic

Transmitter pneumatic menggunakan udara bertekanan tinggi sebagai medianya. Udara bertekanan dibangkitkan oleh kompresor. Udara ini diberikan kepada transmitter sebagai suplai yang mempunyai tekanan berkisar 20 Psi. Untuk selanjutnya transmitter mengeluarkan sinyal standart yang tekanannya 3-15 Psi.

Jenis transmitter pneumatic yang sering digunakan untuk pengukuran adalah Diffrensial Pressure Transmitter (transmitter beda tekanan). Seperti yang terlihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Transmitter Pneumatik beda tekanan

Pada suatu transmitter dilihat dari segi sarana penyambungannya ke media yang akan diukur pada umumnya ada dua sisi, yaitu sisi tekanan tinggi (high) dan sisi tekanan rendah (low), dimana kedua sisi tersebut dipasang pada daerah antara diafragma kapsul. Sisi yang memiliki tekanan rendah akan mengalir pada sebelah kanan dari diafragma kapsul. Pada sisi tekanan tinggi fluida mengalir lebih besar daripada fluida pada sisi tekanan rendah, sehingga daya dorong dari diafragma dari

dari diafragma tersebut kemudian disalurkan melalui batang lentur untuk menggerakkan batang gaya, dimana batang tersebut bergerak berputar berlawanan arah jarum jam. Dengan diafragma penyekat yang bertindak sebagai titik tumpu dan sebagai hasilnya, rongga antara pemancar (nozzle) dan pembalik (flapper) menjadi lebih kecil. Sehingga udara akan secara normal keluar dari rongga pemancar tersebut. Celah pemancar tersebut harus dibatasi agar tekanan yang dihasilkan oleh pemancar meningkat dan keluaran tersebut akan mendapatkan penguatan dari pneumatic amplifier. Bagian dari keluaran digunakan sebagai pengembus umpan balik (feed back bellow) yang diubah dalam bentuk penguatan yang digunakan oleh batang batasan (range bar) dan menggunakan roda batasan (range whell) sebagai titik tumpu. Dengan membuat perubahan kedudukan pada pembalik akan mengurangi tekanan pemancar. Hasil akhirnya akan terjadi perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah diafragma. Celah antara pembalik dan pemancar yang telah dikecilkan akan meningkatkan pengeluarannya dan menstabilkannya, dengan cara ini kedua tekanan akan seimbang.

 Transmitter Elektronik

Sama halnya dengan transmitter pneumatik, transmitter elektronik juga terdiri dari dua bagian pokok yaitu bagian perasa (detektor) dan bagian pengirim. Gambar 2.4 menunjukkan struktur dari transmitter elektronik.

Gambar 2.4. Struktur Transmitter Elektronik.

Prinsip kerja dari transmitter elektronik adalah sebagai berikut:

- Batang pemuntir dari detektor (bagian perasa) disambungkan dengan pengimbang utama dari bagian pengirim, sehingga pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan pada pengimbang utama.

- Pergerakan dari pengimbang utama mengubah jarak antara kedua ferrite dari detektor bagian pengirim.

- Berubahnya jarak antara kedua ferrite menghasilkan perubahan pada induktansi dari pick up coil.

- Perubahan induktansi dari pick up coil menghasilkan perubahan pada output osilator.

- Perubahan pada output osilator menghasilkan perubahan pada nilai arus listrik yang keluar dari transmitter. Dengan demikian, perubahan pada variabel proses

pada nilai arus listrik yang keluar dari bagian pengirim. Dengan demikian akan dihasilkan kedudukan dimana perubahan jarak antara kedua ferrite akan sebanding dengan perubahan variabel proses yang dirasakan oleh detektor.

2.4. Control Valve

Control valve adalah jenis final control element yang paling umum dipakai untuk sistem pengendalian proses. Control Valve berfungsi untuk mengatur aliran fluida sehingga dapat ditentukan sesuai dengan yang dikehendaki oleh kontroller. Sebagian besar katup kendali yang digunakan pada proses industri mempunyai karakteristik:

a. Linear Characteristic

Katup akan memberikan harga pertambahan flow rate yang hampir mendekati pada setiap pertambahan travel (berbanding lurus).

b. Equal percentage characteristic

Persentase dari bukaan katup (valve travel) akan memberikan jumlah aliran (flow rate) yang sama persentasenya.

c. Quick opening characteristic

Memberikan perubahan maksimum pada aliran dengan bukaan katup yang kecil dan tetap menjaga hubungan yang linear pada semua posisi pergerakan fluida. Setiap tambahan bukaan katup memberikan perubahan yang tajam pada flow rate dan bila katup mendekati posisi bukaan penuh perubahan flow mendekati nol.

Sebuah control valve terdiri atas dua bagian, yaitu actuator dan valve, seperti yang terlihat pada gambar 2.5 berikut ini:

Gambar 2.5. Konstruksi Control Valve

Bagian actuator adalah bagian yang begerak untuk mengerjakan buka/ tutup valve. Jenis yang banyak digunakan adalah pneumatic operated (diaphragm), electric actuator, hidrolic actuator, dan manual/hand operated actuator. Spring and diaphragm pneumatic actuator yang banyak digunakan oleh karena kemampuan dan bentuknya yang sederhana.

Bagian valve adalah komponen mekanis yang menentukan besarnya flow yang masuk ke proses. Dalam kesatuannya sebagai unit control valve, actuator dan valve harus melakukan tugas koreksi berdasarkan sinyal manipulated variable yang

2.5. Transduser dan sensor

 Transduser

Transduser adalah alat yang mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Transduser dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu transduser input dan transduser output. Transduser input mengubah energi non listrik, misalnya suara atau sinar menjadi tenaga listrik. Transduser output listrik bekerja pada urutan yang sebaliknya. Transduser tersebut mengubah energi listrik pada bentuk energi non listrik.

 Sensor

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor biasanya dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, pendengaran, hidung, lidah untuk menjadi otak mikroprosesor dari sistem otomatisasi industri.

2.6. Sistem Kerja Instrumentasi

Pengukuran adalah perbandingan nilai antara besaran standart dengan besaran yang akan kita ukur. Besaran standart itu adalah besaran yang diakui internasional, sistem besaran ini dibuat General Conference of Weight and Measures atau yang biasa kita kenal sebagai Sistem Internasional. Sebagai contoh sebuah transmitter instrument harus dikalibrasi sesuai dengan besaran standart yang diakui oleh ISO. Instrumen dikalibrasi menurut NIST (National Institute of Standart and

Technologies). Batasan arti instrumen di industri adalah suatu alat mekanik atau elektronik yang dipakai untuk merasakan adanya perubahan parameter dari sistem proses dan mengontrol parameter dari sistem proses selanjutnya mengontrol parameter sistem secara terintegrasi.

Ada beberapa istilah yang lazim digunakan dalam disiplin ilmu instrumentasi: a. Accuracy

Adalah besarnya nilai output yang didapat dan dibandingkan dengan besaran standart.

b. Range

Adalah nilai batas maksimum dan minimum pada suatu alat ukur c. Zero

Adalah nilai terendah dari suatu pengukuran d. Repeatibility

Adalah pengukuran nilai output terhadap nilai input yang berubah dari zero ke range tertinggi dan sebaliknya.

e. Span

Adalah nilai tertinggi pengukuran dari transduser atau sensor

Contoh: Range dari transduser 0-100, maka zero adalah 0 dan span adalah 100. Jika rangenya adalah -50 sampai 150, maka zero adalah -50 dan span adalah 150.

f. Sensitivitas

Adalah besar nilai output akan bereaksi mengikuti nilai input g. Process

Adalah tatanan peralatan yang mempunyai suatu fungsi tertentu. Sebagai contoh ketel peleburan, input prosesnya berupa besar api burner yang merupakan besaran yang dimanipulasi oleh besaran final control elemen atau control valve agar measurement variable sama dengan nilai set point input proses ini juga disebut manipulated variable.

h. Controlled Variable

Adalah besaran atau variabel yang dikendalikan. Besaran ini pada diagram kotak disebut juga output proses atau proses variabel.

i. Manipulated Variabel

Adalah input dari suatu proses yang dapat dimanipulasi atau diubah nilainya agar proses variabel atau controlled variable sama besarnya dengan set point.

j. Measurement variable

Adalah sinyal yang keluar dari transmitter. Besaran ini merupakan cerminan besarnya sinyal sistem pengukuran.

k. SetPoint

Adalah besar nilai proses variabel yang dikehendaki. Sebuah controller akan selalu berusaha menyamakan controlled variable dengan set point.

l. Error

Adalah selisih antara nilai set point dikurangi dengan measured variable. Error bisa negatif bisa juga positif. Bila set point lebih besar dari measured variable error akan menjadi positif. Sebaliknya bila set point lebih kecil dari measured variable error akan menjadi negatif.

m. Controller

Adalah element yang mengerjakan tiga dari empat tahap langkah pengendalian, yaitu membandingkan set point dengan measurement variable, menghitung berapa banyak koreksi yang perlu dilakukan dan mengeluarkan sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungan. Controller sepenuhnya menggantikan peran manusia dalam mengendalikan suatu proses.

n. Final control element

Adalah bagian akhir instrumentasi pengendalian. Bagian ini berguna untuk mengubah measurement variable dengan memanipulasi besarnya manipulated variable berdasarkan perintah controller.

BAB III

PENGGUNAAN TERMOKOPEL UNTUK MENGUKUR

TEMPERATUR

3.1. Pengertian Termokopel

Termokopel terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda sambung las atau dileburkan bersama pada satu sisi membentuk hot (sambungan pengukuran) yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan cold atau sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuran dan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai termokopel. Apabila alat ini sudah bekerja maka tegangan dc yang diberikan atau disuplay harus kecil. Oleh karena kasar dan lebarnya rentang suhu termokopel, termokopel digunakan pada industri untuk memonitor dan mengontrol temperatur. Hal ini dapat diperlihatkan pada gambar 3.1.

Sambungan referensi

Sambungan pengukuran

Panas

V +

-Volmeter

3.2. Konstruksi Termokopel

Sensor termokopel adalah sebuah susunan yang terdiri dari sebuah termokopel, yang kabel-kabelnya di satukan, penyekat dan terminal head, ditempatkan dalam sebuah protective tube yang disebut well atau sheat.

Pemasangan termokopel pada industri pada umumnya lurus, untuk penggunaan pada tekanan atmosfer. Seperti di tunjukkan pada gambar 3.2, leadnya disekat dengan tabung keramik atau beads (manik-manik). Proteksi yang memadai dari pengaruh kimia dan pengaruh mekanik diberikan oleh tubular, metallic atau keramik sheat, yang di pasang langsung pada terminal head yang terdiri dari sebuah terminal blok dan skrup penghubung (connecting screws). Terminal head juga dilengkapi dengan tight sealing (penyegel) yang memiliki karet, karena kabel kompensasi atau kabel sambungan masuk ke head. Jika sheatnya keramik, biasanya menggunakan sebuah head penyesuai tambahan (additional head adapter). Adapter ini dipasang dengan sebuah flange kedinding furnace.

Standart untuk diameter kabel termokopel dapat berubah-ubah antara 0.2 mm sampai 4 mm untuk base metal dan 0.1 sampai 0.5 mm untuk rare metal. Dalam pemilihannya, perlu untuk menghitung kekuatan mekanik, toleransi suhu, resistansi elektrik, thermal inertia kabel tersebut. Keramik penyekat kabel, menyekat konduktor dari yang lain dan metal sheat. Alat ini dibuat sebagai penyekat beads atau sebagai penyekat tabung dengan satu, dua, empat atau lebih banyak lubang. Kemampuan termokopel bertahan pada suhu yang tinggi tanpa melepas penyekatnya merupakan

Gambar 3.2. Konstruksi Termokopel

3.3. Cara Pemasangan Termokopel

Umumnya termokopel direkatkan (gambar 3.3a) atau dipatri (gambar 3.3b) pada jalur pipa. Untuk puncak di dalam alat tekanan yang tinggi, pipa proteksi diberikan lentikular (gambar 3.3c).

Pada saat pemasangan termokopel didalam jalur pipa dan tabung, kesalahan dikarenakan disipasi panas harus dipertimbangkan. Khususnya untuk gas dan uap air dengan kecepatan aliran dan tekanan yang rendah, kesalahan ini mungkin disebabkan dari hasil–hasil yang tinggi karena panas ditransfer dari medium untuk pipa proteksi adalah rendah. Dalam hal ini temperatur dari dinding pipa akan di bawa ke temperatur yang medium dengan satu thermal isolasi yang cocok pada puncak untuk menjaga kesalahan yang lebih rendah.

Pada temperatur uap dan gas yang tinggi, kesalahan mungkin dikarenakan oleh perubahan radiasi diantara dinding pipa dan proteksi pipa jika pada dinding pipa tidak di isolasi. Gas mengalir sepanjang perbatasan pipa proteksi yang didinginkan oleh disipasi heat. Oleh karena itu, aliran gas pertama harus menjangkau bagian temperatur pipa yang sensitif. Untuk memastikan hal ini, direkomendasikan untuk menempelkan termometer berlawanan dengan arah, misalnya di dalam sebuah pembelokan. Jika tidak memungkinkan, pada termokopel seharusnya di letakkan pada sudut yang paling kecil atau tegak lurus aliran gas seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.4.

Tempat penginstalasian dengan mudah dijangkau dan tidak subjektif dibatasi getaran yang berat. Termokopel harus dijadikan puncak pada satu tempat dimana temperatur yang diukur tidak memberikan pengukuran yang salah. Jagalah bahwa soket skrup terbuat dari bahan material yang sama seperti benang-benang termokopel. Kelangsungan puncak uap naik dan turun dari katub lubang lapisan, Belokan lapisan dan lain-lain, bisa menyebabkan kesalahan pengukuran karena adanya gangguan ketika tiupan menurun, pembersih atau testing tekanan saluran, sebuah steker penutup dari termokopel harus diskrup didalam soket. Dengan tipe skrup dari termokopel, penutup tembaga/paking asbes semua dilapisi dari grafit kering atau pasta molykoteG. Kemudian skrupkan di dalam termokopel dengan kuat.

3.4. Multifuel Boiler

Pada PT. Inti Kimiatama Perkasa terdapat sebuah multifuel boiler yang berfungsi untuk menghasilkan uap yang dipergunakan untuk proses pembangkitan tenaga/daya di pabrik dengan menggunakan bahan bakar seperti: batubara, solar, kulit kayu, dan tanah gemuk. Bahan bakar tersebut dipakai untuk proses pemanasan steam.

3.5. Bagian-bagian yang terdapat pada multifuel boiler a. Furnace

Furnace adalah suatu alat untuk mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi panas dimana proses pembakaran terjadi. Didalam furnace ini terdapat pipa-pipa mengalir air yang akan dipanaskan menjadi uap.

b. Drum boiler

Drum boiler adalah drum yang digunakan untuk mengatur sirkulasi air dengan uap yang dihasilkan oleh pipa-pipa penguapan. Di dalam drum ini terdapat separator yang berfungsi untuk memisahkan uap dengan air. Level air pada drum ditentukan 1/3 diameter drum. Penentuan level air tersebut karena pada dinding sebelah atas drum boiler berbatasan dengan uap dan di dinding ini akan lebih banyak memuai di bandingkan dengan dinding bagian bawahnya.

c. Wall Tubes (pipa–pipa dinding air)

Wall tubes adalah pipa-pipa yang ditempatkan pada dinding dapur yang digunakan untuk mengubah energi panas menjadi energi potensial pada steam.

d. Super heater

Peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap jenuh menjadi uap kering yang digunakan untuk pembangkit tenaga uap yang berasal dari drum dan akan mengalami pemanasan lagi dan akan ditampung pada header superheater yang selanjutnya dialirkan ke turbin.

e. Convection Evaporator

Alat ini dipasang pada bagian belakang sisi atas dan bawah economizer. Air dari drum boiler selanjutnya dipanaskan di convection evaporator dengan menggunakan flue gas dan disirkulasikan lagi kedalam drum boiler.

f. Economizer

g. Soot blower

Alat ini berfungsi sebagai pembersih debu dari sisa – sisa pembakaran yang menempel pada permukaan luar pipa-pipa super heater,convection evaporator, economizer, dengan menggunakan uap kering yang disemprotkan melalui pipa panjang yang melalui nozzle diujungnya. Debu maupun kerak yang menempel dapat mengurangi efisiensi perpindahan panas pada pipa-pipa boiler.

h. Air pre heater

Alat ini adalah jenis alat pemindah panas yang mentransfer panas dari flue gas yang sedang mengalir ke udara sekunder yang akan membantu proses pembakaran dan hal ini akan meningkatkan efisiensi boiler. Alat ini merupakan preheater type tubular horizontal.

i. Steam air heater

Pada saat boiler akan di start dari kondisi dingin , udara sekunder dipanaskan dalam heater atau alat pemanas uap dengan menggunakan MP (Medium Pressure) uap pada tekanan 11 bar.

j. Start up burner

Ada 5 pasang start up burner yang dipasang pada bagian depan dan sisi samping dari dinding boiler untuk memanaskan reactor. Bed fluidisasi di pakai pada saat kadar air dari solid fuel tinggi atau pada saat ada gangguan pada supply oil fuel. Operasi burner sepenuhnya otomatis mulai dari fungsi starting, operating dan fungsi kontrolnya. Kontrol kapasitas burner dilakukan secara manual dengan menaikkan dan menurunkan switch dari ruang kontrol ataupun menurunkan switch baik dari ruang kontrol ataupun dari panel kontrol lokal. Burner dilengkapi dengan kipas udara

pembakaran sendiri dan dengan unit valve terpisah untuk mensuplai bahan bakar dan medium pengapian untuk burner.

k. Load oil burner

Ada 6 set load oil burner yang dipasang pada bagian depan dinding boiler, operasi burner ini adalah sepenuhnya otomatis mulai dari operasi starting dan fungsi kontrol.

l. Boiler feed water pump

Ada dua pompa boiler feed water pump, yang satu dioperasikan dan yang lain untuk cadangan. Boiler feed water pump yang satu dikendalikan oleh motor elektrik dan yang satunya lagi di kendalikan oleh turbin uap. Kapasitas setiap pompa adalah 250 m3/jam. Pompa ini merk sulzer.

m. Daerator

Tujuan dari daerator adalah untuk memisahkan oksigen dan gas yang tidak terkondensasi dan air sehingga korosi tidak berlangsung pada drum atau tabung boiler. Ada banyak nozzle dan tray kecil didalam daerator yang mana partikel-partikel air akan diautomasi secara tepat sehingga luas area transfer panas akan meningkat. Air akan mengalir dari puncak daerator dan uap masuk pada bagian bawah daerator untuk mendapatkan kontak maksimum terkondensasi dan panas laten dari uap dimanfaatkan sepenuhnya untuk meningkatkan temperatur air. Setelah mengkondensasi uap, air dan kondensat akan turun ke dalam tangki penyimpanan dimana akhirnya air akan di supply ke boiler feed water pump section. Selama startup

n. Spray Water

Spray water (penyiram) merupakan air dingin yang berasal dari feed water tank yang berfungsi untuk menyiram tabung superheater apabila temperatur superheater melebihi nilai setpoint yang diberikan oleh DCS (Distributed Control System).

3.6. Gambaran Operasional

Keterangan:

BFW = Boiler Feed Water WTP = Water Treatment Pump TIC = Temperatur Indicating Control DCS = Distributed Control System

Air dari Sungai dialirkan ke boiler Feed Water Pump untuk dipompa ke tangki penyimpanan. Air tersebut terlebih dahulu dimineralkan di dalam tangki perawatan air (Water Treatment). Sebelum diproses untuk keperluan pabrik. Selanjutnya air tersebut disimpan di Boiler Feed Water Tank. Dari tangki ini air yang telah dimineralkan dikirim ke daerator untuk selanjutnya dikirim ke economizer. Pada economizer terjadi proses untuk meningkatkan temperature pengumpanan air dari 135

0

C ke 260 0C sebelum diumpan ke boiler steam drum untuk diolah menjadi uap guna keperluan untuk menjalankan turbo generator. uap yang keluar dari boiler steam drum, dengan temperature 208 0C, dikirim ke super heater untuk pemanasan steam dari 208 0C ke 300 0C sebelum disuplai ke turbin. Pemanasan uap di superheater agar tetap konstan dipakai sensor termokopel. Pemanasan pada tabung superheater harus dikontrol agar temperatur pada tabung superheater tidak cepat naik. Temperatur yang tinggi apabila tidak di kontrol akan mengakibatkan kerusakan pada tabung superheater. Apabila temperatur pada tabung superheater terlalu tinggi (melebihi nilai setpoint), maka DCS (Distributed Control System) akan memerintahkan katub

tabung. Uap yang diterima dari superheater kemudian diproses untuk menjadi tenaga pada turbin generator yang dipakai untuk menjalankan pabrik.

3.7. Termokopel sebagai transduser input

Jenis termokopel yang digunakan sebagai pengukur temperatur steam pada superheater adalah jenis termokopel type K (Chromel Alumel). Yang memiliki sensitivitas 40 µV/ 0C. Termokopel jenis base metal ini terbuat dari bahan gabungan antara Nikel-Chromium / Nikel-Alumunium ( 90% Ni, 10 % Cr- 95% Ni) sesuaikan dengan standariasasi Iec 584 -1. Bahan chromel merupakan katub positif dengan warna kuning dan alumel sebagai katup negatif dan diberi warna hitam sesuai dengan aturan National and International Standart Thermocouple American.

Berikut merupakan data pengkalibrasian termokopel type K: Data:

 Adjust range 0-1200 0C  Sensitivitas 40 µV/ C  Toleransi ± 0,75 %  Sinyal output 4-20 mA

Menurut fungsinya termokopel ini digunakan sebagai pengontrol dan sebagai indikator/pengukur suhu yang tinggi (0-1200 0C). Dalam pengoperasiannya termokopel ini tidak dapat bekerja melewati batas–batas range temperaturnya, yaitu lebih kecil dari 0 0C dan lebih besar dari 1200 0C. Apabila dioperasikan melampaui batas range ini maka termokopel ini akan mengalami kerusakan. Disamping itu bila

kita lihat dari segi atau nilai sensitivitasnya, maka termokopel ini termasuk jenis sensor yang sensitif dalam pengukuran temperatur.

Dari hasil sensitivitasnya dapat kita peroleh bahwa dengan adanya kenaikan temperatur 1 0C, akan menimbulkan perubahan tegangan sebesar 40 µV/ 0C. Jika temperatur ruang dihubungkan ke hot junction sebesar 300 0C, maka tegangan yang ditimbulkan pada cold junction sebesar:

Cold junction e.m.f = Sensitivitas x Temperatur set point

= 40 µV / 0C x 300 0C = 1200 µV / 0C

= 12 mV/ 0C

Prinsip pengukuran temperatur uap pada superheater dengan menggunakan termokopel adalah dengan memasang termokopel pada inlet di setiap tingkatan superheater. Hasil atau nilai dari pendeteksian termokopel tersebut dikirim ke transmitter melalui dua kawat pengirim.

BAB IV

PENGONTROLAN TEMPERATUR DENGAN MENGUNAKAN

TERMOKOPEL

4.1. Pengontrolan Temperatur Pada Multifuel Boiler

Sistem kontrol temperature uap pada superheater (pemanas lanjut) menggunakan sistem controller PID pada setiap keluaran dan masukan uap dari superheater diukur atau dideteksi oleh sensor termokopel. Dimana termokopel sebagai sensor dengan memasukkan ujung-ujung persambungan, hot junction, ke proses uap pada superheater dan ujung yang lain (cold junction) disambungkan ke transmitter (pemancar).

Proses pengontrolan untuk menjaga agar temperatur tetap stabil, dapat ditunjukkan pada gambar 4.1

Dalam pengaturan temperatur sensor suhu dalam aplikasi termokopel sangat berperan dalam mendeteksi tingkatan pemanas uap atau superheater di dalam boiler.

Pengukuran temperatur uap pada superheater dilakukan oleh sensor termokopel. Transduser termokopel sebagai pengukur atau pendeteksi uap keluaran memberikan sinyal hasil pengukuran ke transmitter. Pada transmitter terjadi penguatan arus yang dikirim dari DCS (Distributed Control System) ke transmitter, sehingga tegangan input yamg diberikan DCS sebesar 24 VDC. Dan range keluaran (output) adalah 4- 20 mA. Range inilah sebagai bacaan pada pengontrolan dari arus yang dikeluarkan transmitter dan dikirim melalui dua kawat ke controller yang terletak di rack room. Di rack room, PID akan membandingkan operasi temperatur tahap pertama pada superheater dengan batas temperatur setpoint dari DCS.

Apabila keluaran temperature uap superheater ini melalui nilai setpoint (terlalu panas) , maka controller akan memberikan indikasi kepada control valve agar membuka dan menutup condensate uap atau menyiram dan menetralkan uap pada tingkat pertama superheater. Bukaan control valve sesuai dengan hasil output dari transduser termokopel yang besarnya akan dibandingkan oleh PID.

Perbandingan antara input dan output di lakukan oleh controller PID sesuai dengan range. Hasil pengendalian superheater terdapat di ruang DCS. Sistem pengontrolan temperature uap ditunjukkan pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Sistem pengontrolan temperatur uap

Besarnya range temperatur yang diinginkan pada suatu proses, tergantung dari keperluan suatu proses itu sendiri. Disini range temperatur yang diinginkan adalah 0-6000 C dan sinyal output adalah 4-20 mA.

Hal ini dapat dibuktikan

Range = 0-600 0C Zero = 0 Span = 600 I output = 4-20 mA 12 mA I max = 20 mA; I min = 4 mA

Span = T max – T min = 600 – 0

Maka: T pengukuran = {(I out- I min) / ( I max –I min )} x span = {(12-4) / ( 20-4 )} x 600

= 8/16 x 600 = 300 0C

I out =





span

n Tpengukura

Tmaks )

( 

×(I max – I min) + I min

=





600 16 ) 300 600 (   + 4

= (1/ 2 x 16) + 4 = 12 mA

Terbukti bahwa pada temperatur 300 0C, maka arus keluaran (I out) = 12 mA,

dan dapat dibuktikan secara lapangan (data analog), seperti berikut ini:

Range (0C) I out ( mA)

% (bukaan control valve)

0 4 0 150 8 25 300 12 50 450 16 75 600 20 100

4.2. Pengoperasian Termokopel.

Alasan pertama service suatu alat ukur adalah untuk menjaga alat ukur tersebut bekerja dengan cukup baik sehingga target dan mutu olah dapat dicapai sesuai dengan yang diinginkan. Service mengandung semua aspek yang antara lain adalah aspek reparasi (perbaikan), pemeliharaan dan kalibrasi.

Alat ukur yang dikalibrasi secara tidak benar, kadang-kadang dapat menyebabkan masalah yang lebih besar dari pada alat ukur yang mempunyai ketelitian tertentu. Oleh karena itu, pelaksanaan kalibrasi yang dilakukan secara teratur merupakan salah satu bagian penting dalam service alat ukur.

Dua konduktor dari logam –logam yang berbeda atau campuran logam yang dilekatkan secara bersama-sama dan menghasilkan GGL emf jika sebuah temperatur yang berbeda terjadi diantara ujung-ujung sambungan ( measuring junction) dan ujung terbuka (reference junction) disebut elemen termokopel. Dengan diketahuinya temperatur yang konstan pada referensi, tegangan thermo electric yang dibangkitkan merupakan suatu ukuran untuk temperatur pada titik pengukuran.

Elemen termokopel diperpanjang dari koneksi poit to poit dari temperatur konstan yang secukupnya (reference junction) dengan memanjangkan kawat. Pengaruh perubahan temperatur pada ujung referensi diseimbangkan dengan cara mengkompensasikan jaringan. Ujung referensi dapat dipertahankan pada temperature (50 0C) dengan menggunakan thermostat.

4.3. Spesifikasi Termokopel

Termokopel type K (Chromel – Alumel) Data: Adjust Range 0-12000 C

Sensitivitas 40 µV / C Toleransi ± 0,75 % Sinyal Output 4-20 mA Jenis Base – Metal

Bahan Nikel – chromium / nikel- alumunium ( 90% Ni, 10% Cr -95% Ni ) Bahan chromel merupakan katup positif dengan warna kuning

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpulan yang dapat diambil oleh penulis ada beberapa hal yaitu:

1. Temperatur standart dalam pembuatan adonan obat bakar nyamuk adalah 300 °C, sesuai dengan nilai setpoint.

2. Apabila temperatur melebihi 300 °C, maka pembuatan adonan obat bakar nyamuk tidak bisa dicetak karena encer .

3. Apabila temperatur di bawah 300 °C, adonan obat bakar nyamuk akan menggumpal.

4. Termokopel yang dipakai sebagai sensor pengukuran pada superheater adalah termokopel tipe K, karena mempunyai kelebihan dibanding termokopel tipe lainnya.

5.2. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan dalam penulisan Karya Akhir ini adalah dengan melihat kondisi pemakaian termokopel yang di gunakan secara maksimal, penulis menyarankan upaya pemeliharaan dan pengkalibrasiannya secara terjadwal, agar pabrik mampu beroperasi secara opimal.

DAFTAR PUSTAKA

Frans Guterus, 1997. Falsafah Dasar : “Sistem Pengendalian Proses”. PT. Elex Media Koputindo. Jakarta.

Katsuhiko Ogata. Alih Bahasa Susanto, 1989. “Teknik Kontrol Automatik” (Sistem Pengaturan). Jilid – 1 Erlangga. Jakarta.

Mansyur Ir, Msi. 2004. “Instrument dan Proses Control”, Edisi I, PTKI, Medan. Materi Multifuel Boiler, Training and Development Center PT TPL Tbk,Mei

2002.

Michalski, K. Eckkersdorf and J. Mc Ghee, “Temperature Measurement”, John Wiley and Sons Ltd. Chichester, England, 1991.

Pakpahan Sahat, Ir, 1994. “Teknik Kontrol Otomatik Teori Dan Penerapan”. Erlangga. Jakarta.

Gambar 4.2. Sistem pengontrolan temperatur uap

Besarnya range temperatur yang diinginkan pada suatu proses, tergantung dari keperluan suatu proses itu sendiri. Disini range temperatur yang diinginkan adalah 0-6000 C dan sinyal output adalah 4-20 mA.

Hal ini dapat dibuktikan

Range = 0-600 0C Zero = 0 Span = 600 I output = 4-20 mA 12 mA I max = 20 mA; I min = 4 mA

Span = T max – T min = 600 – 0

Maka: T pengukuran = {(I out- I min) / ( I max –I min )} x span = {(12-4) / ( 20-4 )} x 600

= 8/16 x 600 = 300 0C

I out =





span

n Tpengukura

Tmaks )

( 

×(I max – I min) + I min

=





600 16 ) 300 600 (   + 4 = (1/ 2 x 16) + 4

= 12 mA

Terbukti bahwa pada temperatur 300 0C, maka arus keluaran (I out) = 12 mA, dan dapat dibuktikan secara lapangan (data analog), seperti berikut ini:

Range (0C) I out ( mA)

% (bukaan control valve)

0 4 0 150 8 25 300 12 50 450 16 75 600 20 100

4.2. Pengoperasian Termokopel.

Alasan pertama service suatu alat ukur adalah untuk menjaga alat ukur tersebut bekerja dengan cukup baik sehingga target dan mutu olah dapat dicapai sesuai dengan yang diinginkan. Service mengandung semua aspek yang antara lain adalah aspek reparasi (perbaikan), pemeliharaan dan kalibrasi.

Alat ukur yang dikalibrasi secara tidak benar, kadang-kadang dapat menyebabkan masalah yang lebih besar dari pada alat ukur yang mempunyai ketelitian tertentu. Oleh karena itu, pelaksanaan kalibrasi yang dilakukan secara teratur merupakan salah satu bagian penting dalam service alat ukur.

Dua konduktor dari logam –logam yang berbeda atau campuran logam yang dilekatkan secara bersama-sama dan menghasilkan GGL emf jika sebuah temperatur yang berbeda terjadi diantara ujung-ujung sambungan ( measuring junction) dan ujung terbuka (reference junction) disebut elemen termokopel. Dengan diketahuinya temperatur yang konstan pada referensi, tegangan thermo electric yang dibangkitkan merupakan suatu ukuran untuk temperatur pada titik pengukuran.

Elemen termokopel diperpanjang dari koneksi poit to poit dari temperatur konstan yang secukupnya (reference junction) dengan memanjangkan kawat. Pengaruh perubahan temperatur pada ujung referensi diseimbangkan dengan cara mengkompensasikan jaringan. Ujung referensi dapat dipertahankan pada temperature (50 0C) dengan menggunakan thermostat.

4.3. Spesifikasi Termokopel

Termokopel type K (Chromel – Alumel) Data: Adjust Range 0-12000 C

Sensitivitas 40 µV / C Toleransi ± 0,75 % Sinyal Output 4-20 mA Jenis Base – Metal

Bahan Nikel – chromium / nikel- alumunium ( 90% Ni, 10% Cr -95% Ni ) Bahan chromel merupakan katup positif dengan warna kuning

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpulan yang dapat diambil oleh penulis ada beberapa hal yaitu:

1. Temperatur standart dalam pembuatan adonan obat bakar nyamuk adalah 300 °C, sesuai dengan nilai setpoint.

2. Apabila temperatur melebihi 300 °C, maka pembuatan adonan obat bakar nyamuk tidak bisa dicetak karena encer .

3. Apabila temperatur di bawah 300 °C, adonan obat bakar nyamuk akan menggumpal.

4. Termokopel yang dipakai sebagai sensor pengukuran pada superheater adalah termokopel tipe K, karena mempunyai kelebihan dibanding termokopel tipe lainnya.

5.2. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan dalam penulisan Karya Akhir ini adalah dengan melihat kondisi pemakaian termokopel yang di gunakan secara maksimal, penulis menyarankan upaya pemeliharaan dan pengkalibrasiannya secara terjadwal, agar pabrik mampu beroperasi secara opimal.

DAFTAR PUSTAKA

Frans Guterus, 1997. Falsafah Dasar : “Sistem Pengendalian Proses”. PT. Elex Media Koputindo. Jakarta.

Katsuhiko Ogata. Alih Bahasa Susanto, 1989. “Teknik Kontrol Automatik” (Sistem Pengaturan). Jilid – 1 Erlangga. Jakarta.

Mansyur Ir, Msi. 2004. “Instrument dan Proses Control”, Edisi I, PTKI, Medan. Materi Multifuel Boiler, Training and Development Center PT TPL Tbk,Mei

2002.

Michalski, K. Eckkersdorf and J. Mc Ghee, “Temperature Measurement”, John Wiley and Sons Ltd. Chichester, England, 1991.

Pakpahan Sahat, Ir, 1994. “Teknik Kontrol Otomatik Teori Dan Penerapan”. Erlangga. Jakarta.