Penggunaan Level Radar Transmitter Pada Pengontrolan Level Air Tangki Boiler Batu Bara (Aplikasi PT. Soci)
PENGGUNAAN LEVEL RADAR TRANSMITTER
PADA PENGONTROLAN LEVEL AIR TANGKI BOILER
BATUBARA (APLIKASI PT. SOCI)
OLEH :
IRWAN WIRA PERDANA NIM. 02 523 035
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
(2)
PENGGUNAAN LEVEL RADAR TRANSMITTER
PADA PENGONTROLAN LEVEL AIR TANGKI BOILER
BATUBARA (APLIKASI PT. SOCI)
Oleh :
IRWAN WIRA PERDANA NIM. 02 5203 035
Disetujui Dan Disahkan Oleh :
Dosen Pembimbing Karya Akhir
Ir. Mustafrind Lubis Nip. 131 353 117
Diketahui Oleh :
Ketua Program Studi Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik
Ir. Nasrul Abdi, MT Nip. 131 459 554
(3)
ABSTRAK
Pada suatu pabrik atau industri agar suatu proses dipabrik tersebut dapat berjalan dengan baik harus didukung dengan peralatan yang baik pula. Salah satu diantara peralatan tersebut adalah alat ukur, karena alat ini berguna untuk membantu mengontrol jalannya proses pada suatu pabrik agar dapat berjalan sesuai dengan yang telah ditentukan.
Sebagai salah satu contoh pada suatu pembangkit listrik tenaga uap yang terdapat dipabrik PT.SOCI, untuk mengatur tinggi rendahnya level air pada tangki boiler batubara, diperlukan suatu alat ukur yang dapat membantu mengontrol tinggi rendahnya level air pada tangki boiler batubara. Yang apabila level air pada tangki dibawah level yang telah ditentukan, dapat berakibat pada terhentinya suplai energi listrik dan proses pengolahan pada pabrik.
Maka untuk itu diperlukan suatu alat ukur yang berguna untuk membantu proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara. Sehingga proses pada tangki dapat berjalan dengan seharusnya dan suplai energi listrik serta proses pengolahan pada pabrik dapat berjalan dengan lancar.
Untuk itu penulis ingin menulis sebuah Karya Akhir yang berjudul
“Penggunaan Level Radar Tansmitter Pada Pengontrolan Level
Air Tanki Boiler Batubara (Aplikasi PT. SOCI)” yang nantinya Level
Radar Tansmitter akan berguna dalam proses pengukuran dan membantu pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara itu sendiri.(4)
KATA PENGANTAR
Assalamualikum, puji dan sukur Penulis panjatkan kepada kehadirat Allah SWT karena atas berkat rahmat dan ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini. Dan tidak lupa juga seiring salawat dan salam penulis ucapakan kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW.
Adapun penulisan pada karya akhir ini adalah berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian yang penulis dapatkan tentang penggunaan Level Radar Transmitter pada proses pengontrolan level air yang terdapat pada tangki boiler batubara, yang mana merupakan bagian pembangkit listrik tenaga uap di PT.SOCI Medan. Karena hal tersebut diatas maka Penulis memilih judul untuk karya akhir ini dengan judul “Penggunaan Level radar Transmitter Pada Pengontrolan Level Air Tangki Boiler Batubara”.
Selama penulisan karya akhir ini penulis mendapat dukungan, dan banyak bantuan serta masukan dari beberapa pihak. Maka pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapakan terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Keluargaku yaitu kedua orang tua yaitu ayahku Alm.Indra Hadi Kesuma dan ibuku Rahmawati Dalimunthe, serta kedua adikku Julia Dwi Kartika dan Erwin Novtriansyah. Yang telah memberikan semagat, dukungan moril dan meteril serta do’a kepadaku.
2. Bapak Ir.Mustafrind Lubis selaku Dosen Pembimbing Karya Akhir. 3. Bapak Ir. Nasrul Abdi. MT selaku Ketua Program Diploma-IV
Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
(5)
4. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan selaku Koordinator Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.
5. Bapak Rahmat Fauzi. ST. MT selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.
6. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi di Fakultas Teknik USU.
7. Seluruh teman – temanku di Program Teknologi Instrumentasi Pabrik, khususnya stambuk 2002.
8. Seluruh staf/karyawan PT.SOCI, khususnya Bapak Roberto, Rihot, dan Irvan, yang telah bayak membantu Penulis pada penulisan Karya Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak kekurangan. Disebabkan terbatasnya pengetahuan penulis. Maka untuk itu Penulis mengharapkan kritik dan sarannya sehingga Karya Akhir ini dapat sempurna sesuai apa yang diharapkan. Selain itu Penulis berharap karya akhir ini dapat bermamfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya.
Penulis
(6)
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Abstrak ……….. i
Kata pengantar ………. ii
Daftar Isi ..………. iv
Daftar Gambar ………. vii
Daftar Tabel ……….. ix
BAB I Pendahuluan I.1. Latar Belakang Masalah ...………. 1
I.2. Tujuan Karya Akhir ……… 2
I.3. Tinjauan Umum ……….. 2
I.4. Rumusan Masalah ………... 4
I.5. Batasan Masalah ………. 4
I.6. Metode Penulisan ……… 5
I.7. Sistematika Penulisan ……….. 5
BAB II Landasan Teori II.1. Teori Pengukuran Level ………. 7
II.2. Alat – alat Ukur Level ……… 8
II.2.1 Gelas Penunjuk ……… 8
II.2.2 Pelampung ………..…….. 9
II. 3. Teori Level Radar Transmitter ……… 10
II.3.1. Radar ………. 10
(7)
II.3.2. Level Radar Transmitter Micropilot M FMR 240
(Endress Hauser) ………. 15
II.3.3. Transmitter ……… 21
1. Transmitter Pneumatik ……… 21
2. Transmitter elektrik ………. 22
II.3.4. Alat – Alat Pendukung Pengontrolan ……… 24
1. Digital Indicating Controler (Yokogawa UT – 351) …………... 24
2. Control Valve ( Yamatake Top guide Single Seated Control Valve (Model HTS/ Yamatake – Honeywell)) ………. 30
II.3.6 Teori Kontrol ………... 35
1. Mamfaat Sistem Kontrol ……….. 35
2. Pengelompokan Sistem Kontrol ………... 35
BAB III LEVEL RADAR TRANSMITTER III.1. Prinsip kerja ……….. 39
III.2. Kontruksi Alat Dan Keterpasangan ……….. 40
III.2.1 Kontruksi Alat ………... 40
III.2.2 Keterpasangan Micropilot M FMR 240 .………... 44
III.3 Cara Kerja Micropilot M FMR 240 ……….. 45
III.4 Data Teknis ………... 46
III.5 Data pengukuran ………... 47
(8)
BAB IV Proses Pengontrolan Level
IV.1 Penggunaan Level Radar Transmitter Pada Pengontrolan Level Air
Tangki Boiler Batubara……….... 53
IV.2 Proses Pengontrolan Level ……….. 53
IV.2.1 Settingan Parameter ……….. 54
a. LRT Micropilot M FMR 240 ………. 54
b. Digital Indicating Controler (DIC) UT 351 ……….. 56
IV.2.2 Proses Pengisian Air Pada Tangki ……… 57
IV.2. Proses Pengontrolan Level ……….. 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ……… 63
V.2 Saran ……….. 64 Daftar Pustaka
(9)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gelas Penunjuk ……… 8
Gambar 2.2 Pelampung ………... 9
Gambar 2.3 Spectrum Gelombang Elektromagnettik ………. 11
Gambar 2.4 Micropilot M FMR 240 ……….. 16
Gambar 2.5 Pengukuran Level Pada Tangki ……….. 17
Gambar 2.6 Beam Diameter ………... 19
Gambar 2.7 Sistem Konektivitas FMR 240 Dengan Beberapa Peralatan …….. 20
Gambar 2.8 Force Balancing Transmitter Tipe Pneumatik ……… 21
Gambar 2.9 Force Balancing Transmitter Tipe Elektrik ……… 23
Gambar 2.10 Digital Indicating Controler Tipe UT – 351 ……… 24
Gambar 2.11 Wiring Terminal Digital Indicating Controller UT – 351 ……… 27
Gambar 2.12 Input Wiring Dari UT – 351 ………. 28
Gambar 2.13 Control Valve Model HTS ………... 32
Gambar 2.14 Terminal Connection Control Valve Model HTS ……… 33
Gambar 3.1 Kontruksi Micropilot M FMR 240 ………. 41
Gambar 3.2 Terminal Modul /Power Supply Board ……….. 42
Gambar 3.3 Display Micropilot M FMR 240 ……… 43
Gambar 3.4 Keterpasangan Micropilot M FMR 240 ………. 44
Gambar 4.1 P& ID Peralatan Pada Proses Pengontrolan Level Air Pada Tangki Boiler Batubara ……….... 58
(10)
Gambar 4.3 Flowchart Proses Pengontrolan Level Air Pada Tangki ………… 61 Gambar 4.4 Wiring Diagram Peralatan Pada Proses Pengontrolan …………... 62
(11)
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Radar Frekuensi Band ……… 12
Tabel 2.2. Ukuran Antena Pada FMR 240 ………. 18
Tabel 2.3. Beam Angel ……… 20
Tabel 3.1. Pengukuran Level ………... 47
Tabel 4.1. Settingan Parameter LRT Micropilot M FMR 240 ……… 54
(12)
ABSTRAK
Pada suatu pabrik atau industri agar suatu proses dipabrik tersebut dapat berjalan dengan baik harus didukung dengan peralatan yang baik pula. Salah satu diantara peralatan tersebut adalah alat ukur, karena alat ini berguna untuk membantu mengontrol jalannya proses pada suatu pabrik agar dapat berjalan sesuai dengan yang telah ditentukan.
Sebagai salah satu contoh pada suatu pembangkit listrik tenaga uap yang terdapat dipabrik PT.SOCI, untuk mengatur tinggi rendahnya level air pada tangki boiler batubara, diperlukan suatu alat ukur yang dapat membantu mengontrol tinggi rendahnya level air pada tangki boiler batubara. Yang apabila level air pada tangki dibawah level yang telah ditentukan, dapat berakibat pada terhentinya suplai energi listrik dan proses pengolahan pada pabrik.
Maka untuk itu diperlukan suatu alat ukur yang berguna untuk membantu proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara. Sehingga proses pada tangki dapat berjalan dengan seharusnya dan suplai energi listrik serta proses pengolahan pada pabrik dapat berjalan dengan lancar.
Untuk itu penulis ingin menulis sebuah Karya Akhir yang berjudul
“Penggunaan Level Radar Tansmitter Pada Pengontrolan Level
Air Tanki Boiler Batubara (Aplikasi PT. SOCI)” yang nantinya Level
Radar Tansmitter akan berguna dalam proses pengukuran dan membantu pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara itu sendiri.(13)
BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Pada suatu industri penggunaaan peralatan instrumentasi merupakan hal yang sangat penting dalam mendukung jalannya proses dalam suatu pabrik. Untuk itu peralatan tersebut harus dapat memghasilkan hasil pengukuran dengan baik. Beberapa parameter yang menjadi dasar bahan pengukuran dalam jalannya proses yaitu pressure (tekanan), temperature (suhu), level (tinggi permukaan), flow (aliran).
Salah satu dari keempat parameter diatas adalah pengukuran level. Yang dimaksud dengan pengukuran level disini adalah untuk mengetahui volume atau berat dari cairan yang ada didalam suatu tangki. Untuk mendapatkan hasil pengukuran level yang baik, peralatan instrumentasi harus memiliki ketelitian yang tinggi sehingga hasil pengukuran yang didapatkan betul – betul presisi. Selain itu hasil pengukuran level tesebut akan berguna untuk proses pengaturan level tersebut dan masukan bagi peralatan kontrol.
Maka untuk itu digunakan Level Radar Transmitter (Micropilot M/ FMR 240), disini Level Radar Transmitter digunakan untuk mengukur level pada tangki air boiler batubara. dan sebagai salah satu bagian dari komponen pengontrolan level. Agar pengontrolan level dapat dilakukan, maka Level Radar Transmitter harus didukung dengan peralatan lain, sehingga pengontrolan level dapat dilakukan.
(14)
I.2. Tujuan Karya Akhir
Adapun tujuan dari karya akhir ini adalah
1. Untuk memenuhi syarat menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa
program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri.
2. Mengetahui dan memahami cara kerja Level Radar Transmitter dan
penggunaannya sebagai alat ukur, serta penggunaannya pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara.
I.3. Tinjauan Umum
Level Radar Transmitter merupakan salah satu dari perkembangan teknologi dibidang instrumentasi, khususnya pada pengukuran level fluida. Dengan menggunakan Level Radar Transmitter hasil pengukuran yang didapat lebih presisi dan dalam melakukan pengukuran, alat ukur tidak perlu berhubungan langsung dengan objek yang akan diukur.
Perbedaan Level Radar Transmitter dengan alat ukur lainnya adalah pada
alat ini menggunakan metode pengukuran dengan menggunakan gelombang mikro, untuk mendeteksi ketinggian level air yang terdapat pada tangki boiler batubara. Disini Level Radar Transmitter berfungsi sebagai alat ukur, yang hasil pengukurannya berupa sinyal elektrik (4 mA – 20 mA), sehingga dapat langsung diteruskan keperalatan kontrol yang menggunakan sinyal elektrik sebagai sinyal inputnya.
Pada alat ini mengaplikasi sistem radar pada proses pemancaran dan penerimaan gelombang yang digunakan untuk mendeteksi level air. Dimana impuls gelombang mikro yang dihasilkan pada sistem radar kepermukaan objek
(15)
yang akan diukur, ketika gelombang yang dipancarkan tadi menjangkau objek yang akan diukur dengan suatu tetapan dielektrik yang berbeda, dan sebagian dari gelombang tersebut dipantulkan kembali ke pemancar dan diterima oleh sistem radar melalui antenna dengan waktu yang berbeda dan sebanding dengan jarak pancaran gelombangnya terhadap objek yang akan diukur. Dan selanjutnya gelombang tersebut diteruskan kebagian elektronik dan diproses oleh mikroprosesor berdasarkan tingkatan gema yang dihasilkan dari refleksi gelombang yang diterimanya, dan hasilnya berupa arus listrik sebesar 4 mA – 20 mA yang mewakili pengukuran 0% -100%.
Dan alat ini dapat beroperasi dengan suplai tegangan yang kecil yaitu 24Volt DC, yang mana suplai tegangan dari power supply dihubungkan ke terminal conection yang terdapat pada bagian housing. Dan menghasilkan gelombang pada frekuensi gelombang sekitar 26 GHz. Pada alat ini terdiri dari beberapa bagian besar yaitu antena (berbentuk corong), antena conection, dan housing (pada bagian ini terdapat display yang berupa tampilan digital beberapa komponen lainya).
Hasil pengukuran level radar transmitter ini nantinya akan diteruskan ke
DIC (Digital Indicating Controler) UT – 351, dimana alat ini akan mengatur bukaan contol valve berdasarkan hasil pengukuran yang diterima dari level radar transmitter. Disini DIC UT – 351 mempunyai batasan nilai minimum level sesuai dengan settingan yang telah ditentukan. Sehingga proses pengontrolan level dapat berjalan sesuai dengan batasan harga yang telah ditentukan.
(16)
I.4. Rumusan Masalah
Bagaimana metoda pengukuran level fluida menggunakan Level Radar
Transmitter (Micropilot M/FMR 240)
Bagaimana cara kerja Level Radar Transmitter (Micropilot M/FMR 240).
sebagai alat ukur dan penggunaanya pada proses pengontrolan level.
Bagaimana proses pengontrolan level pada tangki boiler batubara.
I.5. Batasan Masalah
Mengigat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir ini mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah karya akhir ini pada :
Hanya membahas prinsip kerja, cara kerja Level Radar Transmitter.
Bentuk keterpasangan alat dan P&ID (Piping & Instrument Diagram).
Tidak membahas secara mendetail alat – alat pendukung proses
pengontrolan dan fungsi peralatan tersebut pada pengontrolan level
Hanya membahas penggunaan Level Radar Transmitter pada proses
pengontrolan level air.
(17)
I.6. Metode Penulisan
Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara lain sebagai berikut:
1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung di lapangan serta
melakukan diskusi dengan pembimbing dilapangan dan juga operator di bagian pembangkit listrik tenaga uap sewaktu melaksanakan kerja praktek di PT.SOCI Medan.
2. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing Fakultas.
3. Dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat
menunjang penyusunan Karya Akhir.
I.7. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan karya akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika penulisan ini merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub – sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan karya akhir, Tinjauan umum, rumusan dan batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori level, alat-alat ukur level, teori dasar mengenai Level Radar Transmitter (Micropilot
(18)
M/FMR 240), dan teori alat-alat pendukung dalam proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara.
BAB III : Level Radar Transmitter (Micropilot M/FMR 240)
Bab ini berisikan penjelasan mengenai Level Radar Transmitter (Micropilot M/ FMR 240), prinsip kerja, kontruksi alat, gambar ketepasangan peralatan, cara kerja alat, data teknis.
BAB IV : PROSES PENGONTROLAN LEVEL
Bab ini menjelaskan proses pengontrolan level, gambar P&ID, flowchart, penggunaan Level Radar Transmitter (Micropilot M/ FMR 240) pada pengontrolan level air pada tangki boiler batubara, settingan parameter.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dapat diambil penulis dari pengamatan dilapangan dan pada waktu penulisan karya akhir.
(19)
BAB II
LANDASAN TEORI
II.1. Teori Pengukuran Level
Maksud dari pengukuran level adalah untuk mengetahui volume atau berat dari suatu cairan yang ada didalam tangki tersebut. Ada dua cara utama untuk mengukur tinggi permukaan cairan, yaitu :
a. Pengukuran langsung
b. Pengukuran tidak langsung
Selain itu untuk menentukan tinggi permukaan cairan dapat juga dipergunakan cara :
a. Listrik b. Isotop
c. Ultrasonik dll.
Adapun yang dimaksud dengan pengukuran secara langsung adalah untuk dapat mengetahui level dari objek yang akan diukur, kita harus berada dekat dengan objek yang akan diukur selain itu alat ukur yang digunakan harus kontak langsung dengan objek yang akan diukur. Sebagai contoh : Gelas penunjuk dan pelampung. Dan yang dimaksudkan dengan pengukuran tidak langsung yaitu kebalikan dari pengukuran secara langsung, disini untuk mengetahui tinggi level objek yang akan diukur alat ukur tidak kontak langsung dengan objek yang akan diukur tetapi mengunakan media perantara untuk mengetahui level objek yang akan diukur.
(20)
Contoh dari pengukuran tidak langsung adalah sistem gelembung udara, sistem kotak difragma, sistem jebakan udara, manometer pipa U.
II.2. Alat – Alat Ukur Level II.2.1 Gelas Penunjuk
Pada Gambar 2.1 menunjukkan penggunaan gelas penunjuk pada pengukuran level. Dimana gelas penunjuk ini berhubungan dengan cairan didalam tangki dan diletakkan disamping tangki yang berisi cairan. Menurut hukum bejana berhubungan, tinggi tangki dan gelas penunjuk selalu sama. Untuk dapat melihat tinggi permukaan ini, cairan yang akan diukur harus bening tidak boleh keruh karena akan mengganggu penglihatan pada gelas penunjuk. Yang sangat dihindari dari pengggunaan alat ukur ini adalah apabila gelas penunjuk ini pecah maka air dalam tangki akan tumpah keluar. Selain itu biasanya batas ukurnya hanya sampai kira – kira satu meter.
(21)
II.2.2 Pelampung
Seperti pada Gambar 2.2 penggunaan pelampung merupakan salah satu cara dari pengukuran level cairan. Disini pelampung yang ringan selalu bergerak mengikuti permukaan cairan. Karena adanya berat maka katrol berputar menggerakkan jarum penunjuk. Dengan kalibrasi maka tentunya angka – angka pada skala merupakan tinggi cairan atau sudah langsung menunjukkan volume atau massa dari cairan tersebut. Ada banyak cara pengukuran dengan pelampung, tetapi pada dasarnya mempunyai prinsip – prinsip yang sama, yaitu gerakan permukaan diikuti dengan gerakan pelampung. Yang selanjutnya dihubungkan pada jarum berskala. Hubungan antara jarum penunjuk dan pelampung bisa berupa tali, kawat dengan katrol atau batang kaku dengan suatu engsel. Dengan menggunakan pelampung daerah kerja dapat diperbesar (lebih dari satu meter). Skala pembacaan dapat ditaruh pada tempat tinggi atau rendah, atau terpisah dari tangki cairan. Untuk memperoleh ketelitian yang baik, pelampung harus tercelup sampai batas penampang yang terbesar.
(22)
II. 3. Teori Level Radar Transmitter II.3.1 Radar
Beberapa pencipta, ilmuwan, dan insinyur mendukung pengembangan dari radar. Untuk yang pertama menggunakan Gelombang radio untuk mendeteksi kehadiran dari object metalik jauh melaui gelombang radio adalah Cristian Hulsmeyer, April 1904, mendeteksi kehadiran dari suatu kapal di kabut yang tebal/ padat. Ia menerima Reichspatent Nr. 165546 untuk alat radar sebelumnya, dan mendapat paten 169154 di 11 November untuk perkembangannya. Ia juga menerima suatu hak paten ( GB13170) di Inggris untuk telemobiloscopenya pada 22 September 1904. Nikola Tesla, pada Agustus 1917, lebih dulu untuk pemapaman prinsip tingkatan power dan frekuensi dari unit radar.
Radar adalah suatu sistem yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengidentifikasi objek yang ditetapkan, beberapa cakupan yaitu ketinggian, arah, atau kecepatan objek yang bergerak seperti pesawat terbang, kapal, kendaraan bermotor, formasi cuaca, dll. Dimana gelombang yang di pancarkan ke objek melaui antena, akan direfleksikan kembali oleh objek ke radar melalui antena. Dan diproses oleh sistem radar hingga objek tersebut dapat dideteksi.
Berdasarkan panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik, maka gelombang tersebut dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok. Seperti pada Gambar 2.3 yang menunjukkan spectrum radiasi elektromagnetik. Kecepatan dari pekembangan pancaran gelombang elektromagnetik yang menyebar melalui suatu ruang vacum pada suatu kecepatan yang tetap, dan tidak terikat pada frekuensi dan panjang gelombang.
(23)
Dalam hal ini, kecepatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini :
C =
λ
. f
……… (1)Dimana : C = Kecepatan cahaya (2,998x 108m/s ≈ 3x 108m/s) λ = Panjang gelombang (meter)
f = Frekuensi dalam hertz (Hz) atau (s-1)
Gambar 2.3 Spectrum Gelombang Elektromagnetik
Sinyal radar beroperasi pada gelombang 3 MHz – 110 GHz dengan panjang gelombang 10 m – 4 mm. Hal ini dapat dilihat pada tabel 2.1 yaitu yang menunjukkan pengelompokan gelombang radar berdasar frekuensi dan aplikasinya. Frekuensi pulsa radar yang dibentuk, dan luas dari antenna ditentukan oleh objek apa yang akan diamati. Refleksi gelombang elektromagnetik menyebar pada konstanta
(24)
dielektrik atau diamagnetik yang tetap. Ini berarti bahwa pada umumnya gelombang radio dari radar ke suatu objek yang padat di udara atau suatu ruang hampa, atau perubahan lain pada konsentrasi atomis antara suatu obyek dan apa melingkupinya. Dasar pengukuran radar terhadap jarak dari suatu objek dapat dilihat pada rumus berikut :
2 T . C
D ……… (2)
Dimana : D = Jarak dari objek yang terdeteksi oleh radar (m)
T = Time of flight/ waktu penerbangan dari sinyal yang dipancarkan kepada sinyal hasil (s)
C = Kecepatan cahaya (3 × 108 m/s)
Berdasarkan frekuensinya radar dapat dibagi pada beberapa kelompok frekuensi, dan masing – masing mempunyai panjang gelombang yang berbeda dan aplikasi yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2.1 radar frekuensi band berikut.
Tabel 2.1 Radar Frequency Band
No Name Band Range Frekuensi Panjang Gelombang Keterangan 1.
HF 3–30 MHz 10 –100 m
HF (high frekuensi), pada Sistem radar pantai
2. P < 300 MHz ± 1 m
Digunakan pada awal penerapan sistem radar
(25)
3. VHF 50 –330 MHz 0.9-6 m Frekwensi yang sangat tinggi.
4. UHF
300 –1000 MHz
0.3 - 1 m
Digunakan pada peringatan awal pada sistem balistik dari suatu missil.
5. L 1–2 GHz 15–30 cm
Panjang batasan kontrol pada lalu lintas udara dan pengawasan.
6. S 2 – 4 GHz 7.5 – 15 cm
Untuk control terminal lalu lintas udara, panjang batasan dari
pengamatan cuaca, radar angkatan laut, (S yang berarti short).
7. C 4 – 8 GHz 3.75-7.5 cm
Berada diantara X dan S band, untuk sistem pengamatan cuaca, Satelit transponders.
8. X 8 –12 GHz 2.5-3.75 cm
Pemanduan missil, radar angkatan laut, cuaca, pengawasan landasan, pemetaan resolusi-medium, pelabuhan udara. Yang dinamai X band sebab frekwensi adalah suatu rahasia selama perang dunia ke 2.
9. Ku 12–18 GHz 1.67-2.5 cm
Pemetaan resolusi-tinggi, pengukuran tinggi satelit,
(26)
10. K 18–27 GHz 1.11-1.67 cm
Dari kurz Jerman,yang berarti pendek, penggunaan yang terbatas dan berkaitan dengan penyerapan uap air, mendeteksi awan pada bidang meteorologi, mendeteksi pengendara motor melampaui batas kecepatan. radar meriam.
11. Ka 27– 40 GHz 0.75 -1.11 cm
Batasan yang pendek, pengawasan pelabuhan udara, frekwensi sedikit di atas K band (karenanya 'a') untuk radar photo, trigger kamera agar mengambil gambar dari plat lisensi dari kendaraan yang melewati lampu merah.
12. mm 40 –300 GHz
7.5 mm - 1mm
Millimeter band dibagi lagi atas beberapa band frekuensi seperti Untuk mendesain suatu surat yang nampak acak, dan frekwensi bergantung pada ukuran dari panduan gelombangnya.
13. Q 40 – 60 GHz
7.5 mm – 5mm
Digunakan untuk komunikasi militer.
(27)
14. V 50–75 GHz 6.0 – 4 mm
Gelombang yang sangat kuat diserap oleh atmosfir.
15. W 60 –110 GHz 2.7 - 4.0 mm
Digunakan sebagai suatu sensor yang visual untuk sarana (angkut) bersifat percobaan yang otonomi, pengamatan pada resolusi-tinggi untuk pengamatan cuaca, dan imaging.
II.3.2 Level Radar Transmitter Micropilot M FMR 240 (Endress Hauser) Micropilot M FMR 240 adalah satu dari beberapa tipe dari Level Radar Transmitter yang diproduksi oleh Endress Hauser Company, contoh alat tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.4. Level Radar Transmitter menggunakan metode pengukuran level secara tidak langsung yaitu peralatan tidak berhubungan langsung dengan objek yang akan diukur tetapi dengan menggunakan gelombang mikro sebagai perantaranya. Pengukuran dengan Level Radar Transmitter tersebut berbeda dengan pengukuran menggunakan gelombang ultrasonik. Sebab gelombang mikro tidak memerlukan medium pengangkut apapun.
Micropilot M adalah suatu pemancar tingkat radar yang ringkas untuk pengukuran secara kontinu, pengukuran yang dilakukan tanpa berhubungan langsung dengan objek yang akan diukur, Pengukuran tidaklah terpengaruh dengan perubahan media, dan temperatur yang berubah – ubah. Yang dimaksud dengan micropilot adalah suatu peralatan dilengkapi dengan penindas gema yang
(28)
disebabkan gangguan dari luar maupun yang disebabkan manusia pada saat pemasangan peralatan.
Gambar 2.4 Micropilot M FMR240
Pada teknologi pengukuran radar berdasarkan pada pengukuran time of flight (waktunya dari penerbangan sinyal yang dipancarkan kepada sinyal hasil). Dari waktu dan jarak yang ditentukan. Bila suatu sinyal menjangkau suatu titik sepanjang gelombang dimana terjadi perubahan dari tetapan dielektrik ketika sinyal menjangkau titik tersebut, pada umumnya sebagian dari isyarat ini dicerminkan pada permukan media. Jumlah cerminan/ pemantulan sinyal dari media sebanding pada perbedaan tetapan dielektrik antara panduan gelombang dan media. Untuk menentukan level pada suatu tangki dapat dilihat pada pada Gambar 2.5 berikut, dimana Jarak permukaan produk ke referensi point dari pengukuran (D) sebanding dengan waktu (t) dari penerbangan impuls sinyal. Dan level dari produk (L) merupakan pengurangan dari empty calibration (E) terhadap Jarak permukaan produk ke referensi point dari pengukuran (D).
(29)
Gambar 2.5 Pengukuran level pada tangki
Hal ini dapat dilihat pada rumus berikut ini :
L = E – D
Dimana D diperoleh dari :
2
T
.
C
D
Dimana : L = Level dari produk atau cairan (m). E = Empty calibration (m).
F = Jarak pengukuran penuh (m).
D = Jarak permukaan produk ke referensi point dari pengukuran (m) A = Jarak aman untuk Micropilot M FMR 240 minimal 50 mm dari jarak pengukuran penuh ke corong antenna, agar tidak
menimbulkan korosi pada antenna. C = Kecepatan cahaya (3 × 108 m/s).
(30)
T = Time of flight/ waktu penerbangan dari sinyal yang dipancarkan kepada sinyal hasil (s).
Alat ini beroperasi pada frekwensi sekitar 26 GHz dengan panjang gelombang ± 0,0115 m, pancaran pulsa energi maksimum dari 1mW (dengan keluaran daya merata 1 µW), kelompok gelombang radarnya yang digunakan pada K – band. Untuk dapat beroperasi Micropilot M (FMR240) harus disuplai
dengan tegangan 24 Volt DC, output keluaran pada terminal 4 mA – 20 mA.FMR
240 yang kecil (1½") antena corong adalah idealnya cocok untuk vessel yang kecil. Pada alat ini terdiri atas dua bagian besar yaitu:
1. Antena yang berbentuk corong.
2. LCD yang berupa tampilan digital yang terdapat pada housing display. Untuk FMR 240 memiliki beberapa ukuran antenna yang dapat digunakan hal ini dapat dilihat pada Tabel 2.2 dibawah ini.
Tabel 2.2 Ukuran antena pada FMR 240
Diameter Antena (D) 40 mm 50 mm 80 mm 100 mm
L (mm) 86 115 211 282
Range Pengukuran (m) 5 7,5 10 12,5
Adapun panjang antenna tergantung pada batas pengukurannya semakin besar antenna maka semakin besar jarak dan sudut gelombang yang dibentuk pada saat pengukuran sedang berlangsung. Beam angel (sudut pencerminan) yang
(31)
dibentuk gelombang mikro pada pengukuran, di mana rapat energi dari jangkauan gelombang radar separuh nilai dari rapat energi maksimum (3dB). Gelombang mikro yang dipancarkan pada antenna tidak dapat dicerminkan/ dipantulkan jika betentangan dengan dengan instalasinya. Garis tengah W (beam diameter) yang terbentuk dari pancaran gelombang kepermukaan produk ditentukan oleh diameter antena dan sudut yang dibentuk gelombang tersebut, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.6 dan Tabel 2.3 berikut ini.
(32)
Tabel 2.3 Beam Angel
FMR 240 40 mm 50 mm 80 mm 100 mm
FMR 244 40 mm ─ ─ ─
Antena size (Horn Diameter)
FMR 245 ─ 50 mm 80 mm ─
Beam Angle α 23o 18o 10o 8o
Selain itu Micropilot M FMR 240 mempunyai konektivitas yang umum atau dapat terhubung dengan beberapa jenis alat seperti PLC, atau alat – alat control lainnya hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.7. Selain itu untuk mendeteksi kerusakan atau melakukan perawatan dapat dilihat dengan komputer yang telah terinstal TOF Tools Software .
(33)
II.3.3 Transmitter
Transmitter merupakan salah satu bagian penting dari proses pengontrolan. Transmitter dapat didefinisikan sebagai suatu alat yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal proses yang berasal dari alat pendeteksi (sensor) ke bagian pengendali, yang mana sebelumnya sinyal proses tersebut diubah ke bentuk sinyal pneumatik atau sinyal elektrik, sesuai dengan jenis transmitter itu sendiri.
Karena input sinyal kontroler pada umumnya adalah berupa sinyal pneumatik dan sinyal elektrik. Maka transmitter dapat dibedakan atas :
1. Transmitter Pneumatik
Pada sistem ini sinyal proses diubah menjadi sinyal pneumatik yang berupa udara instrument dengan tekanan 3 psi sampai dengan 15 psi. sebagai salah satu contoh dari transmitter ini adalah Force Balancing Transmitter (transmitter gaya seimbang) tipe pneumatik yang dapat dilihat pada Gambar 2.8 dibawah ini.
Keterangan
1. Penyetel Titik Nol 2. Pengimbang Kedua 3. Kapsul Pengimbang Balik 4. Nozzel
5. Keran Penutup 6. Pembatas Beban Balik Berlebih
7. Pengimbang Utama
8. Pipa Kapsul Pengimbang Balik
9. Pipa Untuk Nozzel 10. Penyetel Batasan Lebar 11. Penyetel Batasan Sempit 12. Relai Pilot
13. Pegas Peninggi Atau Penekan
(34)
Dimana pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan maju mundur pada pengimbang utama. Pergerakan ini akan mengubah kedudukan pembalik sehingga menjauhi nozzle, bila menjauhi nozzle maka tekanan balik udara penggerak diafragma besar pada relai pilot akan berkurang dari sebelumnya dan begitu pula sebaliknya. Berubahnya tekanan tekanan balik tersebut akan akan mengubah kedudukan kerangan pilot pada relai untuk membuka atau menutup. Bila kerangan pilot membuka maka tegangan udara instrument output bertambah dan begitu juga bila terjadi sebaliknya. Udara instrument output juga dikirimkan ke kapsul pengimbang balik. Tekanan udara instrumen output akan terus bertambah atau berkurang sampai pengimbang mendapat gaya balas yang sama besar dari kapsul pengimbang balik melaui pengimbang utama. Sekali gaya pengimbang utama sama dengan pengimbang kedua maka tekanan udara instrumen output tidak berubah lagi.
2. Transmitter elektrik
Pada transmitter elektrik sinyal proses diubah menjadi besaran elektrik berupa arus 4 mA – 20 mA. Sebagai salah satu contoh dari transmitter elektrik ini dapat kita lihat pada Gambar 2.9 berikut ini menunjukkan Force Balancing Transmitter tipe elektrik.
(35)
Keterangan :
1. Pengimbang Utama
2. Pegas Peninggi Dan
Pegas Titik Nol
3. Peredam
4. Penyetel Batasan
5. Pengimbang Kedua
6. Pembatas Langkah
7. Kesatuan Magnet
8. Pegas Biaas
9. Detektor
10. Kesatuan Detektor Daya Osilator
11. Penunjuk Output
Gambar 2.9 Force Balancing Transmitter Tipe Elektrik.
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 pick-up coil menghasilkan perubahan pada output osilator dari kesatuan OPD (oscillator power detector). Perubahan pada output osilator menghasilkan perubahan nilai arus listrik yang keluar dari transmitter. Dengan demikian, perubahan pada variabel proses yang dirasakan oleh detektor dapat menghasilkan perubahan 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 detektor.
(36)
II.3.4 Alat – Alat Pendukung Pengontrolan
1. Digital Indicating Controller (Yokogawa UT-351)
a. Defenisi Digital Indicating Controller (Yokogawa UT – 351) Digital Indicating kontroller (Yokogawa UT- 351) merupakan suatu alat control yang dilengkapi dengan indikator yang berupa tampilan digital. Disini terdapat tampilan berupa PV (Proces Value) dan tampilan setpoint. Alat ini juga dilengkapi dengan pembacaan yang cukup luas, input dan output yang yang universal serta dapat memantau sistem operasi utama dengan Auto/ Manual switch yang terdapat pada sisi depan alat tersebut. Yang mana contoh alat tersebut dapat kita lihat pada Gambar 2.10 bawah ini.
Gambar 2.10 Digital Indicating Controller tipe UT – 351
Input dan output yang universal memungkinkan pengguna untuk mensetting UT-351 atau mengubah secara bebas jenis dari input masukan (termokopel, RTD, atau DC volt dll), range pengukuran, tipe dari output control (4 mA - 20 mA, pulsa tegangan atau relay contact), dari panel depan. Selain itu
(37)
parameter – parameter control UT- 351 dapat di atur dengan menggunakan komputer (PC) (peralatan pengaturan parameter (model LL100)). Selain itu tersedia pula komunikasi fungsi yang bervariasi, yaitu peralatan ini dapat berkomunikasi dengan PC (Personal Computer), PLC, dan peralatan control lainnya. Adapun fungsi operasi tombol pada panel depan UT – 351 yaitu :
1. Tombol dan berfungsi untuk menambahkan atau mengurangkan
nilai dari set point dan variasi parameter.
2. Tombol SET/ ENT ( ) berfungsi untuk menggunakan data data yang
telah disetting atau memilih satu dari berbagai parameter yang akan disetting.
3. Tombol A/M berfungsi untuk menswitch mode operasi auto atau manual.
b. Spesifikasi Peralatan
Penggunaan Digital Indicating Kontroller UT-351 pada pengontrolan level air pada tangki boiler batubara adalah untuk mengatur bukaan control valve sesuai dengan settingan kontrol yang dibutuhkan pada proses. Untuk itu diperlukan wiring yang sesuai dengan letak – letak dari terminal yang menjadi standart acuan untuk pemasangan peralatan ini. Kesalahan pada pemasangan dapat mengakibatkan peralatan tersebut tidak dapat berfungsi sesuai dengan settingan yang telah ditentukan, dan secara langsung dapat berakibat fatal pada pada jalannya proses pembangkit listrik. Disini DIC (Digital Indicating Controller) UT – 351 memiliki 30 terminal wiring yang mana terdiri terminal input dan output yang masing – masing memiliki fungsi masing – masing,
(38)
jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.11 berikut ini yang menunjukkan susunan dari terminal input dan output dari DIC UT – 351 tersebut.
(39)
27
(40)
Pada Gambar 2.11 terdapat gambar keterpasangan dari input sinyal terhubung dengan sensor atau transmitter 2 wire dengan power supply 24 V DC, yang menjadi input pada UT-351 seperti yang terlihat pada Gambar 2.12 berikut yang memperlihatkan keterpasangan dari UT-351 dengan peralatan sensor atau transmitter 2 wire. Penempatan resistor 250 Ω antara input kontroller dan transmitter 2 wire adalah untuk mengkonversi suatu sinyal arus ke suatu sinyal voltase pada PV input sinyal alat ini yang berupa input tegangan 1 sampai 5 V DC.
Gambar 2.12 Input Wiring Dari UT – 351
Input :
Input UT-351 : 220VAC
Frekuensi : 50/ 60 Hz
Input sinyal : 4 mA – 20 mA (1 – 5 V DC) Konsumsi power : 20 VA
(41)
Humidity : 20 to 90% (kelembaban rata –rata).
Output control :
Output sinyal : 4 mA – 20 mA. Output accuracy : ±0,3 % dari span.
(42)
2. Control Valve ( Yamatake Top guide Single Seated Control Valve (Model HTS/ Yamatake – Honeywell )
a. Pengertian dan fungsi dari control valve
Control valve yang disebut juga katup pengatur adalah suatu katup yang berfungsi untuk mengatur catu materi atau energi untuk suatu proses bukaan katup, melalui mana materi itu. Jadi kerangan control adalah orifice yang ditempatkan pada suatu pipa proses. Disini dapat dilihat bahwa bidang bukaan kerangan berubah – ubah sesuai dengan persen langkah kerangan sedangkan, sedangkan tekanan jatuh melalui kerangan berubah – ubah sesuai dengan kondisi hilir kerangan. Suatu kerangan ditentukan oleh proses yang bersangkutan, seperti keaadaan pipa, bejana dan peralatan lainnya dalam proses itu ditempatkan. Kapasitas melalui sebuah kerangan kontrol dinyatakan dengan kependekan Cv. Untuk cairan : Cv = Q. G/∆P
Untuk gas : Cv = G/1360 . Tf .G/∆P(P2) Untuk uap : Cv =G/63,3 .V/∆P
Dimana : Q atau W = laju aliran cairan (gpm), gas (scfh), uap(lb/h) G = berat jenis
Tf = Suhu aliran dalam derajat rankine P = Pressure drop dalam psi (P1 − P2)
P1 = Tekanan mutlak (psia) upstream kerangan P2 = tekanan mutlak (psia) downstream kerangan V = spesifikasi volume kerangan dalam kubik feet/lb
(43)
Kerangan kontrol terdiri atas dua bagian pokok :
a. Actuator (pengggerak)
Disini actuator dapat dibedakan pada beberapa tipe yaitu 1. Actuator tipe elektrik
Memerlukan input sinyal electrik (4 mA sampai 20 mA) agar dapat membuka kerangan.
2. Actuator tipe pneumatik
Memerlukan input sinyal pneumatik (udara dengan tekanan 3 psi sampai 15 psi) agar dapat membuka kerangan.
3. Actuator tipe hidrolik
b. Badan kerangan (valve body)
Terdiri dari sumbat kerangan dan valve body. Dan berdasarkan aksi kerangannya dibedakan atas :
1. Air to Close (direct action)
Memerlukan aksi udara untuk menutup sumbat kerangan. 2. Air to Open (reverse action)
Dimana memerlukan aksi udara untuk membuka sumbat kerangan.
b. Electric Top Guide Single Seated Control Valve (Model HTS/ Yamatake – Honeywell).
Top Guide single seated control valve model HTS didesain untuk perawatan yang mudah, dengan valve body yang ringkas, memiliki suatu S- shape alur aliran yang menandakan kerugian aliran yang rendah. Kapasitas aliran yang luas, dan karakteristik akurasi aliran tinggi. Ketahanan getar katup sumbat yang
(44)
tinggi, yang memiliki area peluncuran katup yang kecil. Contoh dari alat ini dapat kita lihat pada Gambar 2.13 yang memperlihatkan gambaran secara fisik dari control valve model HTS Yamatake – Honeyweell.
Gambar 2.13 Control valve type HTS
Model HTS valve adalah suatu tipe control valve yang menggunakan actuator tipe elektrik, input masukan yang diterima dari terminal input berupa sinyal elektrik 4 mA sampai 20 mA atau 1 sampai 5 volt DC. Sinyal elektrik pada input masukan merupakan acuan dari bukaan katup pada control valve tersebut, dimana 4 mA sampai 20 mA sama dengan 0 % sampai 100% dari bukaan katup. Disamping itu untuk dapat beroperasi alat ini memerlukan tegangan sebesar 100 V AC. Seperti pada Gambar 2.14 yang merupakan terminal connection dari control valve model HTS yang terdapat pada actuatornya
(45)
Gambar 2.14 Terminal Conection Control Valve Model HTS
Specification
Model : HTS
Description : top guide single seated control valve
Valve size : 2 inchi
Port or CV value : 1- ½ inchi (40 mm)
Body rating : J I S 1O K
End conection : RF
Body material : FC 200
Flow characteristic : %CF
Bonnet type : Plain type
Actuator : Electric Actuator
Valve action : Direct Action (air to close)
Air supply : 2744 N/m2
Spring range : 784 – 2352 N/m2
(46)
Operating condition
Flow rate maximum : 7000 Kg/ H
Flow rate normal : 4000Kg/ H, min 2000 Kg/H
Pressure P1 : 1960 N/m2
Pressure P2 : 1666 N/m2
Cv selected : 24
Cv calculated : 8,5
(47)
II.3.6 Teori Kontrol
1. Manfaat Sistem Kontrol
Pada proses industri sering dibutuhkan besaran – besaran yang memerlukan kondisi atau persyaratan khusus seperti ketelitian yang tinggi, harga yang bervariasi dalam suatu rangkuman tertentu, perbandingan yang tetap antara variabel/ besaran, atau suatu besaran sebagai fungsi dari pada variabel, sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu batasan (range) harga tertentu. Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari berbagai susunan komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan prestasi yang diinginkan. Tujuan dari pengontrolan adalah untuk mendapatkan optimisasi dimana hal ini dapat diperoleh berdasarkan fungsi daripada sistem kontrol itu sendiri, yaitu pengukuran, membandingkan, pencatatan perhitungan, dan perbaikan.
2. Pengelompokan Sistem Kontrol
Pengelomokan sistem control dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a. Dengan operator manual dan otomatik
Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operatornya. Sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin/ peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya dibawah pengawasan manusia.
(48)
b. Closed loop (jaringan tertutup) dan open loop (jaringan terbuka).
Open loop adalah sistem pengontrolan dimana besaran keluaran dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat atau recorder dan hasil dari pengontrolan tidak dikembalikan ke
kontroler. Closed loop adalah hasil pengaturan besaran atau parameter
yang akan dikembalikan ke kontroler sebagai umpan balik (feed back).
c. Kontinu (analog)
Pengontrolan secara kontinu dapat dibedakan atas beberapa bagian
diantaranya :
1. Kontroler aksi proportional
Aksi controller terhadap output kontroler adalah bias berbanding lurus atau berbanding terbalik, untuk sebagian kontroler, aksi proportional diatur melalui hasil sedangkan sebagian lagi diatur oleh proportional band. Secara matematik dapat ditentukan dengan rumus :
Dimana : Mp = persen output controller PB = proportional band r = persen set point c = persen variable proses bias = persen dari span controller (r – c) = persen error atau penyimpangan
(49)
2. Kontroler aksi integral
Aksi integral disebut juga aksi reset , bila kontroler mengadakan perbaikan dengan membuka kembali kerangan, maka akan menutup kerangan dalam waktu sesaat dengan tujuan untuk menyamakan variabel proses dengan setpoint. Secara matematis dapat ditentukan dengan rumus :
Dimana : Mi = persen output controler integral
PB = persen dari proportional band
R = waktu reset
e = error (e – r)
dt = lamanya aksi reset berlangsung 3. Kontroller aksi derivative
Aksi ini disebut juga aksi rate (laju) karena aksi derivative mendahului perubahan pada masukan (variable proses) kontrol itu sendiri. Secara matematis dapat ditemtukan dengan rumus :
Dimana : P(t) = persen output controler derivative Kd = gain derivative
= laju perubahan error
4. Gabungan dari ketiga aksi kontoller tersebut yaitu P (proportional) + I (integral), P + D (derivative), atau gabungan dari ketiga aksi tersebut adalah P + I +D.
(50)
d. Diskrit (diskontinu)
Pengontrolan ini dapat dilakukan oleh komponen komponen diskrit dapat dibagi atas :
a. Pengontrolan dengan dua posisi (mis : relai, thermostat, level, sakelar On – Off , dll. Bersifat osilasi.
b. Posisi ganda misalnya saklar pemilih (selector switch)
c. Floating : pada posisi yang relatif tak terbatas. Dalam jenis ini
pemindahan energi dapat dilakukan melalui salah satu dari beberapa kemungkinan yang ada.
(51)
BAB. III
LEVEL RADAR TRANSMITTER
Level Radar Transmitter adalah suatu alat yang berfungsi untuk menentukan tinggi permukaan (level) suatu fluida dengan menggunakan metode pengukuran radar dan mengubah hasil pengukuran tersebut ke dalam bentuk besaran listrik. Adapun Level Radar Transmitter yang digunakan adalah tipe Micropilot M FMR 240. Pengukuran yang dilakukan pada oleh Micropilot M FMR 240 adalah tanpa kontak langsung dengan objek yang akan diukur, tetapi melalui gelombang mikro. Adapun hasil pengukuran level adalah berupa besaran listrik antara 4 – 20 mA. Karena output keluarannya yang berupa besaran listrik maka alat ini dapat langsung dikoneksikan dengan peralatan kontrol yang pada umumnya memerlukan input sinyal yang berupa besaran listrik. Karena alasan tersebut diatas maka hingga sekarang ini telah banyak industri yang menggunakan Micropilot M FMR 240 sebagi salah satu komponen yang terdapat pada proses industrinya.
III.1. Prinsip kerja
Level Radar Transmitter bekerja berdasarkan prinsip metode time of flight. Yaitu teknologi pengukuran radar dengan mengukur waktu penerbangan dari sinyal yang dipancarkan kepada sinyal hasil refleksi dari pancaran gelombang terhadap permukaan objek yang akan diukur. Teknologi radar tidak memerlukan
suatu perjalanan dan medium pengangkut di kelajuan cahaya (3×108 m/s).
(52)
pulsa sebesar 1 mW (output power rata – rata 1 µW). Waktu yang dibutuhkan untuk penerbangan sinyal yang dipancarkan terhadap sinyal hasil adalah terukur pada satuan nanosecond.
III.2. Kontruksi Alat Dan Keterpasangan III.2.1 Kontruksi Alat
Agar dapat bekerja sesuai dengan fungsinya maka Micropilot M FMR 240 harus didukung oleh beberapa komponen yang masing – masing saling mendukung antara satu dengan lainnya. Untuk dapat mengetahui komponen komponen yang menyusun Micropilot M FMR 240, maka untuk itu dapat kita lihat pada Gambar 3.1 berikut ini yang merupakan gambar konstruksi dari Micropilot M FMR 240.
(53)
Gambar 3.1 Kontruksi Micropilot M FMR 240.
Keterangan : 10 : Housing
Rumah atau tempat dudukan seluruh komponen yang terdapat pada Micropilot M FMR 240 (terbuat dari bahan alminium).
11 : Hood for terminal compartment
(54)
12 : Screw set (tempat pengatur dudukan baut )
20 : Cover
Tebuat dari bahan almunium dan terdiri dari window dan gasket.
30 : Electronics
Tempat pengolahan data pengukuran.
31 : HF modul
HF (High Frekuensi) modul Micropilot M, 26 GHz
35 : Terminal module /power supply board
Terminal tempat dudukan kabel power yang dapat dilihat Gambar 3.2 berikut.
Gambar 3.2 Terminal Modul /Power Supply Board
40 : Display
Adapun display yang terdapat pada Micropilot M FMR 240 berupa tampilan digital. Seperti pada Gambar 3.3.
(55)
Gambar 3.3 Display Micropilot M FMR 240.
50 : Antenna conection
Penghubungkan antenna dengan housing.
55 : Horn antenna
Antena yang digunakan adalah dengan panjang 86 mm dan dengan diameter 40 mm.
(56)
III.2.2 Keterpasangan Mikropilot M FMR 240
Pada proses pengontrolan level air Micropilot M FMR 240 terpasang pada tangki horizontal selinder dengan panjang (L) yaitu 5,5 m, dan dengan diameter (D) yaitu 2,370 m serta dengan ketebalan dinding tangki yaitu 7,4 cm, sebagaimana yang dapat kita lihat pada Gambar 3.4 berikut ini.
Gambar 3.4 Keterpasangan Micropilot M FMR 240
Pada Gambar 3.4 dapat dilihat jarak keterpasangan Micropilot M FMR
240 dari dinding tangki yang dinotasikan dengan simbol X adalah 6 1
dari panjang
tangki (untuk tangki horizontal selinder) yang dinotasikan dengan (L) sedangkan
untuk tangki jenis vertical selinder adalah 6 1
dari diameter tangki (D). Untuk itu
jarak antara Micropilot M FMR 240 dengan dinding tangki dapat ditentukan yaitu 0.92 m. hal ini bertujuan agar refleksi gelombang yang terbaca oleh
(57)
Micropilot M FMR 240 bukan merupakan hasil refleksi dari dinding tangki, selain itu pemasangan alat ini tidak berdekatan dengan pipa aliran masuk fluida ke dalam tangki, karena dapat menyebabkan gelombang yang dipancarkan kepermukaan objek yang akan diukur terputus, sehingga gelombang tidak dapat direfleksikan objek yang akan diukur.
III.3 Cara Kerja Micropilot M FMR 240
Gelombang mikro dihasilkan oleh HF Modul akan dipancarkan melalui antena kepermukaan objek pada frekuensi 26 GHz, akan direfleksikan oleh objek ke antena berdasarkan gema hasil refleksi gelombang mikro yang dipancarkan kepermukaan objek. Yang selanjutnya gema hasil refleksi gelombang tadi akan diteruskan ke HF Modul Micropilot M yang terdapat pada housing yang berfungsi untuk menindas gema gangguan yang terdapat pada gema hasil pantulan untuk diteruskan ke bagian elektronik. Dimana pada bagian elektronik terdapat suatu mikroprosesor, yang berfungsi untuk mengevaluasi sinyal yang dihasilkan oleh HF Modul Micropilot M berdasarkan tingkatan gema yang disebabkan hasil refleksi gelombang pada permukaan permukaan produk. Yang mana output evaluasi tersebut berupa besaran listrik antara 4 – 20 mA yang mewakili pengukuran 0 – 100 %. Yang mana hasil pengukuran dapat dilihat dari display Micropilot M FMR 240.
(58)
III.4 Data Teknis
Adapun data – data teknis Micropilot M FMR 240 adalah sebagai berikut: 1. Input
a. Input Power : 24 VDC
b. Range pengukuran : 2 m
c. Operating Frekuensi : 26 GHZ
d. Band Frekuensi : K- Band
2. Output : 4 – 20 mA
4. Ukuran horn antena yang digunakan : Panjang : 86 mm
Diameter : 40 mm
(59)
III.5 Data pengukuran
Pada tangki boiler batubara jenis fluida yang digunakan adalah air, dengan range pengukuran Level Radar Transmitter (Micropilot M FMR 240) antara 0 – 2 m. Yang berarti apabila level dalam keadaan 0 m (kosong) maka keluarannya adalah 4 mA, dan apabila level pada tangki 2 m maka keluarannya adalah 20 mA. Untuk itu dapat dilihat pada Tabel 3.1 dibawah ini.
Tabel 3.1 Pengukuran Level Arus keluar (I) Harga yang
terbaca Pada Display (%)
Level (m)
Time of flight
(ns)
I Actual (mA)
ITeori (mA)
% Ralat
Final output
(mA)
0 0 15,8 3,98 4 0,5 4
12,5 0,25 14,46 6,02 6 0,33 6
25 0,5 12,46 8,02 8 0,24 8
37,5 0,75 10,8 10,03 10 0,29 10
50 1 9,13 11,98 12 0,16 12
62,5 1,25 7,46 14,03 14 0,21 14
75 1,5 5,8 16,03 16 0,18 16
87,5 1,75 4,13 18,02 18 0,11 18
(60)
III.6 Analisa Data 1. Level
Cmin Cmax Cmin C Cp
× 100 %
Dimana : Cp = Harga yang terbaca pada display (%) C = Harga Actual pengukuran level (m)
Cmin = Harga minimum dari range pengukuran (m) Cmax = Harga maximum dari range pengukuran (m)
a. Cp = 0 %
m 0 m 2 m 0 C % 0
× 100 %
C = 0 m
b. Cp = 12,5 %
m 0 m 2 m 0 C % 12,5
× 100 %
C = 0,25 m
c. Cp = 25 %
m 0 m 2 m 0 C % 25
× 100 %
C = 0,5 m
d. Cp = 37,5 %
m 0 m 2 m 0 C % 37,5
× 100 %
(61)
e. Cp = 50 % m 0 m 2 m 0 C % 50
× 100 %
C = 1 m
f. Cp = 62,5 %
m 0 m 2 m 0 C % 62,5
× 100 %
C = 1,25 m
g. Cp = 75 %
m 0 m 2 m 0 C % 75
× 100 %
C = 1,5 m
h. Cp = 100 %
m 0 m 2 m 0 C % 100
× 100 %
C = 2 m
2. Time of flight
L = E – D
Dimana D diperoleh dari :
2
T
.
C
D
Dimana : L = Level dari produk atau cairan (m). E = Empty calibration (m).
F = Jarak pengukuran penuh (m).
(62)
D = Jarak permukaan produk ke referensi point dari pengukuran (m)
C = Kecepatan cahaya (3 × 108 m/s).
T = Time of flight/ waktu penerbangan dari sinyal yang dipancarkan kepada sinyal hasil (s).
1. L = 0 m L = E − D 0 m = 2,370 m − D D = 2,370 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 15,8 ns 2. L = 0,25 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 0,25 D = 2,17 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 14,46 3. L = 0,5 m
L = E − D
(63)
D = 1,87 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 12,46 ns 4. L = 0,75 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 0,75 D = 1,62 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 10,8 ns 5. L = 1 m
L = E − D 0 m = 2,370 m − 1 D = 1,370 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 9,13 ns 6. L = 1,25 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 1,25 D = 1,12 m
(64)
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu : 2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 7,46 ns 7. L = 1,5 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 1,5 D = 0,87 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 5,8 ns 8. L = 1,75 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 1,75 m D = 0,62 m
Untuk itu dapat ditentukan nilai T yaitu :
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 4,13 ns 9. L = 2 m
L = E − D
0 m = 2,370 m – 2m D = 0,370 m
(65)
2 T . ) 10 (3
2,370 8
T = 2,46 ns
3. I Teori
Range pengukuran pengukuran pada Mikropilot M FMR 240 adalah 0 – 2 m, dengan range arus keluaran (I) 4 – 20 mA.
Maka didapat:
I1 = 4 mA, L1 = 0 m
I2 = 20 mA L2 = 2 m
Untuk mentukan Iout dapat digunakan rumus sebagai berikut : Iout = m L + I0
Dimana : I = arus keluaran Mikropilot M FMR 240 (mA)
m = besarnya kenaikan arus tiap satuan meter (mA/m)
L = level yang terukur (m)
I0 = arus keluaran pada saat level 0 m (mA)
Maka :
m mA m m mA Io m m mA Io m m mA / 8 2 16 ) 0 ( 4 ) 2 ( 20
I0 = 4 mA – (0 m ) × 8 mA/m = 4 mA
(66)
a. L = 0,25 m
I = (8 mA/m ) × 0,25 m + 4 mA = 6 mA b. L = 0,5 m
I = (8 mA/m ) × 0,5 m + 4 mA = 8 mA
c. L = 0,75 m
I = (8 mA/m ) × 0,75 m + 4 mA = 10 mA
d. L = 1 m
I = (8 mA/m ) × 1 m + 4 mA = 12 mA
e. L = 1,25 m
I = (8 mA/m ) × 1,25 m + 4 mA = 14 mA f. L = 1,5 m
I = (8 mA/m ) × 1,5 m + 4 mA = 16 mA
g. L = 1,75 m
I = (8 mA/m ) × 1,75 m + 4mA = 18 mA
4. % Ralat
Iactual Iteori Iactual
Ralat
% × 100%
a. 98 , 3 4 98 , 3 Ralat
% mA mA × 100% = 0,5 %
b. 02 , 6 6 02 , 6 Ralat
% mA mA × 100% = 0,33 %
c. 02 , 8 8 02 , 8 Ralat
(67)
d. 03 , 10 10 03 , 10 Ralat
% mA mA × 100% = 0,29 %
e. 98 , 11 12 98 , 11 Ralat
% mA mA × 100% = 0,16 %
f. 03 , 14 14 03 , 14 Ralat
% mA mA × 100% = 0,21 %
g. 03 , 16 16 03 , 16 Ralat
% mA mA × 100% = 0,18 %
h. 02 , 18 18 02 , 18 Ralat
% mA mA × 100% = 0,11 %
i. 98 , 3 4 98 , 3 Ralat
% mA mA × 100% = 0,5 %
j. 03 , 20 20 03 , 20 Ralat
% mA mA × 100% = 0,14%
(68)
BAB. IV
PROSES PENGONTROLAN LEVEL
IV.1 Penggunaan Level Radar Transmitter Pada Pengontrolan Level Air Tangki Boiler Batubara
Penggunaan LRT (Level Radar Transmitter) Micropilot M FMR 240 pada proses pengontrolan level pada tangki boiler batubara adalah berfungsi untuk mengukur level air yang terdapat pada tangki tersebut. Dan hasil pengukurannya berupa berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA pada pengukuran level air 0 – 2 m, yang nantinya sinyal elektrik tersebut akan diteruskan ke DIC (Digital Indicating Controler) UT – 351. Maka untuk dapat bekerja alat ini perlu dilakukan penyetingan pada parameter yang terdapat pada alat tersebut.
IV.2 Proses Pengontrolan Level
Proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara merupakan salah satu bagian proses yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga uap dengan berbahan bakar batubara, yang bertujuan untuk menjaga agar air didalam tangki boiler batubara tidak dalam keaadaan kosong sewaktu proses pada tanki boiler sedang berjalan. Yang dapat berakibat pada terhentinya proses pada pembangkit listrik tersebut. Selain itu untuk menjaga agar level air tidak melewati batas level maksimum seperti yang ditentukan pada proses pengontrolan. Adapun proses yang terjadi pada tangki boiler adalah proses pemanasan air hingga menjadi uap air dengan menggunakan bahan bakar batubara, yang nantinya uap air tersebut berguna untuk menggerakkan turbin pada pembangkit listrik tersebut. Langkah –
(69)
langkah yang dilakukan pada proses pengontrolan level pada tangki boiler batubara adalah sebagai berikut :
1. Settingan parameter
2. Proses pengisian air pada tangki boiler
3. Proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara.
Selanjutnya setelah dilakukan proses pengontrolan air pada tangki boiler, maka air diteruskan ke superheater.
IV.2.1 Settingan Parameter
Settingan parameter merupakan hal yang pertama dilakukan pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara. Alat – alat yang dilakukan settingan adalah sebagai berikut :
a. LRT Micropilot M FMR 240
Untuk dapat melakukan pengukuran pada level air yang terdapat pada tangki boiler batubata, maka LRT Micropilot M FMR 240 perlu dilakukan settingan seperti pada Tabel 4.1 berikut ini.
Tabel 4.1 Settingan Parameter LRT Micropilot M FMR 240 00. Basic Setup
Parameter Posisi indicator
Hasil pengaturan
Tank shape (bentuk tangki) 002 Horizontal cylinder
Medium property (konstanta dielektrik pada cairan yang ada di tangki)
(70)
Process condition 004 Turbulent Surface
Empty calibration 005 2.370 mm
Full calibration 006 2.000 mm
01. Safety setting
Parameter Posisi indicator
Hasil pengaturan
Output alarm 010 Max (22 mA) digunakan jika
terhubung dengan alarm
Output echo loss 012 Hold
Delay time 014 30 s
04. Linearisation
Parameter Posisi indicator
Hasil pengaturan
Level/ ullage 040 Level cu
Linearisation 041 Linear (kenaikan nilai level
yang terukur sama dengan output keluaran (mA) Costumer unit (satuan yang
digunakan)
042 mm
Maximum scale 046 2.000 mm
05. Extended calibration
Parameter Posisi indicator
Hasil pengaturan
Selection 050 Common
(71)
09. Display
Parameter Posisi indicator
Hasil pengaturan
Language (bahasa yang
digunakan) 092
English
Format display (bentuk tampilan hasil pengukuran)
094 Desimal
No. of decimal (jumlah angka pada tampilan)
095 x.xxx
Adapun keterangan dari settingan yang terdapat pada Tabel 4.1 dapat dilihat pada lampiran.
b. DIC (Digital Indicating Controler) UT – 351
Adapun settingan parameter untuk DIC UT-351 pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler dapat dilihat pada Tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 4.2 Settingan Pada DIC UT – 351
Harga input maksimum 5 V
Harga input minimum 1 V
Skala harga input proses maksimum 2,0 m
Skala harga input proses minimum 0,0 m
Batas output tertinggi 100 %
Batas output terendah 0%
Alaram 1 1,5 m
(72)
Alaram 3 0
Nilai setpoint pada pengontrolan dapat diatur melalui alarm 1 yang terdapat pada display UT – 351. Memasukkan nilai setpoint ini dilakukan setelah proses pengisian air pada tangki.
IV.2.2 Proses Pengisian Air Pada Tangki
Air yang digunakan pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler adalah air yang berasal dari bagian pemurnian air atau yang disebut water treatment, disini air akan diisi pada tangki boiler batubara telah mengalami proses pemisahan terhadap logam atau mineral – mineral yang terkandung didalam air tersebut yang dapat menyebabkan korosi pada peralatan. sehingga air yang digunakan disini adalah air lunak (soft water). Proses pengisian air pada tangki boiler batubara adalah dengan menutup katup V1 pada pipa pembuangan air yang terdapat pada tangki, yang mana katup ini berfungsi untuk membuang kotoran dan air yang tersisa pada tangki sewaktu proses tidak sedang berlangsung (pembangkit dalam keaadaan tidak aktif). Seperti yang terlihat pada gambar P & ID (Piping & Instrument Diagram) dari proses pada tangki boiler batubara, yang terdapat pada Gambar 4.1 berikut ini.
(73)
Gambar 4.1 P &ID Peralatan Pada Proses Pengontrolan Level Air Pada Tangki Boiler Batubara.
Selanjutnya hasil pengukuran pada LRT Micropilot M FMR 240 akan menujukkan bahwa level pada tangki dalam keaadan 0 % (kosong), maka LRT Micropilot M FMR 240 akan mengirimkan hasil pengukuran berupa sinyal elektrik sebesar 4 mA tersebut ke DIC UT – 351. Yang nantinya DIC UT – 351 akan mengirimkan sinyal elektrik ke control valve sebesar 4 mA. Yang berarti control valve harus membuka sebesar 100 % dan pompa P1 dapat diaktifkan. Setelah tangki berisi penuh maka LRT akan memberikan sinyal ke DIC UT – 351, dan selanjutnya DIC UT – 351 akan memberikan sinyal elektrik ke control valve sebesar 20 mA yang berarti control valve harus dalam keadaan menutup 100%. Hal ini mengakibatkan pompa P1 dalam keaadan tidak aktif. Setelah proses ini berlangsung, maka proses pengontrolan dapat dijalankan.
(74)
IV.2.3 Proses Pengontrolan Level
Langkah selanjutnya setelah dilakukan proses pengisian pada tangki
adalah proses pengontrolan pada level air yang terdapat pada tangki boiler batubara. disini control valve berada dalam keadaan tertutup dan pompa P1 dalam keaadaan aktif. Selanjutnya adalah memasukkan nilai setpoint pada pada DIC UT – 351, yaitu dengan memasukkan nilai setpoint pada A1 (Alarm 1) yang terdapat pada parameter operasi yang terdapat pada DIC UT – 351. Adapun blok diagram proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara dapat dilihat pada Gambar 4.2 berikut yang merupakan blok diagram pengontrolan level air pada tangki boiler batubara.
Gambar 4.2 Blok Diagram Proses Pengontrolan.
Pada Gambar 4.2 dimana input pada DIC UT – 351 merupakan setpoint dari pengontrolan level air pada tangki boiler batubara. Yang dimaksud dengan setpoint disini adalah harga proses yang akan dipertahankan pada proses pengontrolan level air yang terdapat pada tangki boiler batubara.
(75)
Setpoint pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara adalah 1,5 m. Yang selanjutnya DIC UT – 351 akan mengatur bukaan pada control valve berdasarkan selisih setpoint dengan hasil pengukuran level air yang diberikan oleh LRT Micropilot M FMR 240 pada tangki tersebut. Dan selanjutnya uap akan dikirim ke superheater untuk dipanaskan kembali. Hasil pengukuran yang diberikan LRT Micropilot M FMR 240 ke DIC UT – 351 adalah berupa sinyal elektrik (4 mA – 20 mA). Pada proses pengontrolan ini tinggi rendahnya level air pada tangki diatur oleh besarnya aliran air yang masuk pada tangki boiler batubara, dan besarnya aliran air ini ditentukan oleh besarnya bukaan pada control valve yang terdapat pada pipa aliran masuk air pada tangki boiler batubara. Yang mana jalannya proses pengontolan level air pada tangki boiler batubara dapat dilihat pada Gambar 4.3 dibawah ini yang merupakan flowchart dari jalannya proses pengontrolan yang dimulai pada langkah proses pengisian air pada tangki sampai pada saat pengontrolan level air pada tangki.
(76)
Gambar 4.3 Flowchart Proses pengontrolan Level Air Pada Tangki.
Untuk hubungan input terminal dan output terminal pada peralatan elektrik
seperti LRT Micropilot M FMR 240, DIC UT – 351 dan control valve yang
terdapat pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara dapat dilihat pada wiring diagram pada Gambar 4.4 berikut ini.
(77)
Gambar 4.4 Wiring Diagram Peralatan Pada Proses Pengontrolan.
Pada Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa untuk dapat bekerja LRT Micropilot M FMR 240 harus disuplai dengan tegangan 24 V DC yang terhubung pada terminal positip LRT Micropilot M FMR240. Selanjautnya terminal negatipnya terhubung dengan input terminal positip (terminal 12) pada DIC UT – 351, pada terminal inilah masuknya sinyal elektrik hasil pengukuran pada LRT Micropilot M FMR 240. Dan terminal output positip (terminal 16) dan negatif (terminal 17) nantinya terhubung dengan terminal input sinyal pada control valve.
(78)
BAB.V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan dilapangan mengenai penggunaan Level Radar Transmitter (Micropilot M FMR 240) pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara adalah sebagai berikut :
1. Level Radar Transmitter Micropilot M FMR 240 adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur level cairan, dengan menggunakan gelombang mikro yang dipancarkan ke permukaan cairan dengan prinsip time of flight.
2.
Hasil pengukuran level air 0 m – 2 m pada tangki akan menghasilkankeluaran berupa sinyal elektrik dalam besaran arus 4 mA – 20 mA, yang apabila level yang terukur 0 m maka arus keluarannya 4 mA dan apabila yang terukur 2 m maka arus keluarannya 20 mA.
3.
Makin besar level yang terukur maka semakin besar arus keluaran yangmasuk ke DIC (Digital Indicating Controler) UT – 351.
4.
Langkah – langkah proses pada pengontrolan level air yang terdapat pada tangki boiler batubara adalaha. Settingan parameter
b. Proses pengisian air pada tangki c. Proses pengontrolan level.
(79)
V.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan penulis pada penulisan Karya Akhir ini yaitu :
1. Antena yang akan digunakan pada LRT Micropilot M FMR 240 sebaiknya
disesuaikan dengan level cairan yang akan diukur.
2. Hal – hal yang perlu diperhatikan pada pemasangan Level Radar
Transmitter adalah jarak keterpasangan dan letak Level Radar Transmitter pada tangki yang digunakan, karena dapat menyebabkan kesalahan pada pengukuran level cairan yang ada pada tangki tersebut.
3. Untuk mengawasi agar proses pengontrolan level air pada tangki boiler
batubara dapat berjalan dengan baik, maka sebaiknya diperlukan operator yang bertugas untuk mengawasi jalannya proses pada pengontrolan level air pada tangki tersebut.
(80)
68
DAFTAR PUSTAKA
1. Endress Hauser Company. Technical Information for Level Radar
Transmiter Micropilot M FMR 230/231/240/245. (Katalog 2007).
2. Endress Hauser Company. Operation Instruction Micropilot M FMR 240
(Level Radar Transmitter). (Katalog 2007).
3. Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Fifth
Edition (University Of Huston : Prentice – Hall International, Inc, 1997). 4. Mansyur, Instrumentasi Pabrik I, (Medan : PTKI,2004).
5. Mansyur, Instrumentasi Dan Proses Kontrol. (Medan : PTKI 2005).
6. Yustianus.G, Roberto.P, Maintenance Produksi PT.SOCI Medan
(Medan 2007)
7. General Specification Contol Level UT – 351. (WWW.Yokogawa.com.2007).
8. Specification Electic Top Guide Single Seated Control Valve, Model HTS. (WWW. Yamatake.com. 2007)
(1)
Setpoint pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara adalah 1,5 m. Yang selanjutnya DIC UT – 351 akan mengatur bukaan pada control valve berdasarkan selisih setpoint dengan hasil pengukuran level air yang diberikan oleh LRT Micropilot M FMR 240 pada tangki tersebut. Dan selanjutnya uap akan dikirim ke superheater untuk dipanaskan kembali. Hasil pengukuran yang diberikan LRT Micropilot M FMR 240 ke DIC UT – 351 adalah berupa sinyal elektrik (4 mA – 20 mA). Pada proses pengontrolan ini tinggi rendahnya level air pada tangki diatur oleh besarnya aliran air yang masuk pada tangki boiler batubara, dan besarnya aliran air ini ditentukan oleh besarnya bukaan pada control valve yang terdapat pada pipa aliran masuk air pada tangki boiler batubara. Yang mana jalannya proses pengontolan level air pada tangki boiler batubara dapat dilihat pada Gambar 4.3 dibawah ini yang merupakan flowchart dari jalannya proses pengontrolan yang dimulai pada langkah proses pengisian air pada tangki sampai pada saat pengontrolan level air pada tangki.
(2)
Gambar 4.3 Flowchart Proses pengontrolan Level Air Pada Tangki.
Untuk hubungan input terminal dan output terminal pada peralatan elektrik seperti LRT Micropilot M FMR 240, DIC UT – 351 dan control valve yang terdapat pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara dapat dilihat pada wiring diagram pada Gambar 4.4 berikut ini.
(3)
Gambar 4.4 Wiring Diagram Peralatan Pada Proses Pengontrolan.
Pada Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa untuk dapat bekerja LRT Micropilot M FMR 240 harus disuplai dengan tegangan 24 V DC yang terhubung pada terminal positip LRT Micropilot M FMR240. Selanjautnya terminal negatipnya terhubung dengan input terminal positip (terminal 12) pada DIC UT – 351, pada terminal inilah masuknya sinyal elektrik hasil pengukuran pada LRT Micropilot M FMR 240. Dan terminal output positip (terminal 16) dan negatif (terminal 17) nantinya terhubung dengan terminal input sinyal pada control valve.
(4)
BAB.V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan dilapangan mengenai penggunaan Level Radar Transmitter (Micropilot M FMR 240) pada proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara adalah sebagai berikut :
1. Level Radar Transmitter Micropilot M FMR 240 adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur level cairan, dengan menggunakan gelombang mikro yang dipancarkan ke permukaan cairan dengan prinsip time of flight.
2.
Hasil pengukuran level air 0 m – 2 m pada tangki akan menghasilkan keluaran berupa sinyal elektrik dalam besaran arus 4 mA – 20 mA, yang apabila level yang terukur 0 m maka arus keluarannya 4 mA dan apabila yang terukur 2 m maka arus keluarannya 20 mA.3.
Makin besar level yang terukur maka semakin besar arus keluaran yang masuk ke DIC (Digital Indicating Controler) UT – 351.4.
Langkah – langkah proses pada pengontrolan level air yang terdapat pada tangki boiler batubara adalaha. Settingan parameter
(5)
V.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan penulis pada penulisan Karya Akhir ini yaitu :
1. Antena yang akan digunakan pada LRT Micropilot M FMR 240 sebaiknya disesuaikan dengan level cairan yang akan diukur.
2. Hal – hal yang perlu diperhatikan pada pemasangan Level Radar Transmitter adalah jarak keterpasangan dan letak Level Radar Transmitter pada tangki yang digunakan, karena dapat menyebabkan kesalahan pada pengukuran level cairan yang ada pada tangki tersebut.
3. Untuk mengawasi agar proses pengontrolan level air pada tangki boiler batubara dapat berjalan dengan baik, maka sebaiknya diperlukan operator yang bertugas untuk mengawasi jalannya proses pada pengontrolan level air pada tangki tersebut.
(6)
68
DAFTAR PUSTAKA
1. Endress Hauser Company. Technical Information for Level Radar Transmiter Micropilot M FMR 230/231/240/245. (Katalog 2007).
2. Endress Hauser Company. Operation Instruction Micropilot M FMR 240 (Level Radar Transmitter). (Katalog 2007).
3. Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Fifth Edition (University Of Huston : Prentice – Hall International, Inc, 1997). 4. Mansyur, Instrumentasi Pabrik I, (Medan : PTKI,2004).
5. Mansyur, Instrumentasi Dan Proses Kontrol. (Medan : PTKI 2005).
6. Yustianus.G, Roberto.P, Maintenance Produksi PT.SOCI Medan (Medan 2007)
7. General Specification Contol Level UT – 351. (WWW.Yokogawa.com.2007).
8. Specification Electic Top Guide Single Seated Control Valve, Model HTS. (WWW. Yamatake.com. 2007)