5/20/2018 91716743-laporan-pc14

1/13

PENGENDALIAN TEKANAN (PC14-1)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mengkalibrasi dan memeriksa linieritas I/P converter

Menentukan histerisis dari katup control pneumatik

Memeriksa respon system dengan dan tanpa tangki udara dengan menggunakan katup

control pneumatic secara manual

II. DASAR TEORI

Peralatan PC 14 adalah aksesori atau aplikasi pengendalian tekanan yang

digunakan untuk melakukan simulasi pengendalian aliran udara proses pada sebuah pipa.

Alat simulasi ini digunakan bersama dengan alat konsol listrik, PC 10. PC 14 menjadi

tempat proses dan pengukuran , sedangkan PC 10 sebagai controller, tempat dilakukannya

evaluasi, baru kemudian hasil evaluasi dikembalikan ke PC 14 dan digunakan sebagai

input variabel manipulasi oleh elemen control akhir (katup control pneumatic). Aliran

udara proses dikendalikan agar sesuai dengan set point yang telah ditetapkan dengan

mengukur tekanan pada pipa proses tersebut menggunakan sebuah pressure transducer,

hasil pengukuran kemudian dimasukkan kesignal conditioning pada peralatan PC 10 yang

akan mengubah sinyal tekanan tersebut menjadi sinyal instrument yang sesuai (arus listrik,

mA atau tegangan, volt). Output dari signal conditioning kemudian dapat menjadi input

bagi voltmeter (pembacaan hasil pengukuran dalam satuan tegangan listrik,volt) atau

menjadi input bagi process controller dialat PC 10. Input ke PC 10 akan dievaluasi oleh

controller terhadap set point, dan output atau keluaran dari process di PC 10 akan

menjadi input bagi kotak koneksi yang terletak pada bagian sebelah kiri dari I/P converter.

Pada converter ini, arus litrik hasil evaluasi controller dikonversikan menjadi tekanan

dalam satuan psi yang sebanding, kemudian oleh converter digunakan untuk

menggerakkan katup control pneumatic dalam rentang 0% - 100% agar tekanan yang

melalui pipa proses sesuai dengan besar set point yang telah ditetapkan.

Aliran udara yang digunakan pada alat PC 14 ini dibagi menjadi :

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

2/13

Aliran udara proses : aliran udara yang melewati katup V2 (terukur oleh gauge P3) dan

melewati katup control pneumatic, pelat orifis dan terukur sebagai tekanan udara proses

oleh gauge P4.

Aliran udara instrument : yang berfungsi sebagai udara penggerak katup controlpneumatic, masuk melewati V1(terukur oleh P1) masuk ke I/P converter (terbaca di P2).

Pada percobaan ini, dilakukan pemeriksaan linieritas dan histerisis converter untuk

memastikan apakah converter tersebut masih memiliki hasil keluaran yang linier terhadap

input yang dimasukkan dan melihat berapa jauh perbedaan hasil keluaran ketika diberikan

input bertahap. PC14 ini seperti juga PC 13 merupakan alat untuk simulasi variabel

dinamis pada suatu system proses, dalam hal ini adalah tekanan pada pipa proses. Tekanan

pada pipa proses diukur kemudian dibandingkan dengan set point yang telah ditetapkan

kemudian diumpankan(diinputkan) ke process controller yang dapat dioperasikan dengan

mode pengendali sesuai dengan pengaturan pada alat konsol listrik PC 10.

Konverter pada alat PC 14 mempunyai fungsi yang sama dengan signal conditioning

pada PC 10, yaitu mengubah suatu input menjadi output yang dapat digunakan untuk

sinyal pengendalian. Pada signal conditioning, output berupa tekanan pada pipa proses

setelah diukur menggunakan jembatan wheatstone diberikan kesignal conditioning yang

mengubah besar harga tekanan terukur tadi menjadi output dalam bentuk

Arus listrik (mA) : dapat digunakan sebagai input bagi ampremeter (display) atau sebagai

input bagi process controller.

0 psi8 psi = 4 mA 20 mA

Tegangan listrik (volt) : dapat digunakan sebagai input untuk pembacaan tegangan di

voltmeter.

0 psi

8 psi = 0 volt

1,000 volt

Sebagai input bagi process controller, maka akan dihasilkan beberapa output process

controller sebagai berikut :

Display pembacaan hasil terukur dilayar variabel proses (diatas nilai set point)

Output bagi converter di PC 14

Output arus listrik pada soket lampu 24 VAC

Output arus listrik pada soket lampu 240 VAC Output penggerak recorder

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

3/13

Pada percobaan ini, output dijadikan input bagi converter yang kemudian mengubah

sinyal 4 mA 20 mA menjadi sinyal tekanan instrument 3 psig 15 psig yang akan

digunakan untuk menggerakkan katup control pneumatik.

4 mA

20 mA = 3 psig

15 psig = 0 % - 100 % bukan katup

Pada percobaan ini, dilakukan pemeriksaan linieritas dan histerisis converter untuk

memastikan apakah converter tersebut masih memiliki hasil keluaran yang linier

terhadap input yang dimasukkan dan melihat berapa jauh perbedaan hasil keluaran ketika

diberikan input bertahap.

III. PERALATAN

PC 10 + trimtool

PC 14

Lampu indikator 24 VAC

Kabel penghubung 4 pasang

IV. PROSEDUR KERJA

Kalibrasi I/P converter

Menghubungkan 4 soket pada pressure transducer di PC 14 ke 4 soket signal

conditioning di PC 10 sesuai dengan warna soket.

Menghubungkan output dari signal conditioning (mA) ke soket input pada processs

controller di PC 10, mehubungkan output process controller di PC 10 kesoket kotak

I/P converter dialat PC 14.

Membuka katup aliran udara dari kompressor dan alirkan udara tekan instrument

sehingga pada gauge P1 terbaca 22 psig dengan mengatur katup V1.

Mengeset process controller di PC 10 pada posisi manual dengan menekan tombol

bergambar tangan hingga lampu tanda manual menyala.

Membuka tutup plastik pada bagian atas converter.

Mengatur output dari process controller PC 10 ke 0 % (sebanding dengan 4 mA).

Katup kontrol mestinya mulai membuka, pada P2 terbaca 3 psig. ( Mengatur soket

ZERO pada konverter apabila perlu).

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

4/13

Memasang kembali tutup plastik pada converter.

Memeriksa operasi katup control, saat output process controller di set 0 %, mengatur

katup V2 hingga terbaca 8 psig pada gauge P4 (membuka katup V4).

Mengubah output process controller ke 100 %, memperhatikan tekanan diprosesturun ke nol, dan posisi katup kontrol menutup, pembacaan di gauge P4 = 0 psig.

Mengubah output process controller ke 40 % dan 60 %, mengamati pembacaan pada

P4.

Linieritas Konverter

Menutup katup V2, mengatur output controller PC 10 pada 0 % (4 mA) ,

memperhatikan bahwa gauge P2 di I/P converter menunjukkan 3 psig.

Menaikkan output controller secarabertahap dengan langkah 10 % dari 0 %

ke 100% , mencatat tekanan pada P2 , mengulangi dengan menurunkan output dari

100% ke 0 %.

Membuat tabel data dan membuat kurva yang akan menjelaskan linieritas dan

converter.

Karakteristik Katup Kontrol Secara Manual (Histerisis)

Mengkalibrasi process controller sesuai prosedur kalibrasi PC 10.

Menghubungkan 4 soket pada pressure transducer di PC 14 ke 4 soket signal

conditioning di PC 10 sesuai dengan warna soket.

Menghubungkan output dari signal conditioning (mA) ke soket input pada process

controller di PC 10, menghubungkan output process controller di PC 10 kesoket

kotak koneksi I/P converter di alat PC 14.

Membuka katup aliran udara compressor dan alirkan udara tekan instrument sehingga

pada gauge P1 terbaca 22 psig dengan mengatur katup V1.

Mengeset process controller di PC 10 pada posisi manual dengan menekan tombol

bergambar tangan hingga lampu tanda manual menyala.

Mengatur output dari process controller PC 10 ke 0% (sebanding dengan 4 mA) ,

mengamati bahwa tekanan maksimum terbaca pada bagian display process controller

adalah 100 % , sebanding 8 psig di P4 , apabila tidak sesuai mengatur katup V2.

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

5/13

Mengatur output dari process controller PC 10 ke 100% (sebanding dengan 20 mA),

mengamati bahwa tekanan maksimum terbaca pada bagian display process controller

adalah 0%, sebanding 0 psig di P4.

Mengembalikan harga output process controller ke 0%, dan mencatat harga dilayarvariabel proses, menaikkan output tersebut secara bertahap dengan rentang 10 % ke

100%, mencatat harga perubahan dilayar variabel proses.

Mengulangi langkah 8 dengan menurunkan output bertahap ke 0%/

Membuat tabel data antara output process controller terhadap variabel proses dan

menggambarkan kurva histerisis, menentukan histerisis dari kurva tersebut.

Respon Sistem Dengan Dan Tanpa Tabgki Udara

Mengatur katup dan besar tekanan seperti percobaan sebelumnya, dan process

controller pada keadaan manual, tombol manual hidup.

Mengamati dengan memperhatikan pembacaan pada gauge P4 dan dilayar variabel

process.

TANPA TANGKI UDARA :

Mengatur output process controller di PC 10 pada harga 50%, mencatat harga

variabel process yang akan menunjukkan tekanan dipipa proses ketika proses stabil.

Mengubah output ke 60%, mengamati dan mencatat perubahan.

Mengubah kembali ke 50%, mengamati bahwa harga variabel proses kembali

keharga semula.

Mengatur agar harga variabel proses menunjukkan 50%, mengamati dan mencatat

output dari controller.

Membuka katup V6 untuk memberikan tambahan laju udara keluar, mengamati

respon dari proses .

Mengatur output controller (mencatat) agar harga pada layar variabel proses kembali

ke 50%.

Menutup katup V6 , mengamati bahwa keadaan kembali ke semula.

DENGAN TANGKI UDARA

Membuka katup V3 dan V5 dan menutup katup V4 sehingga udara masuk ketangki

udara sebelum keluar dari proses.

Mengamati bahwa perubahan terjadi lembih lambat dibanding tanpa tangki udara

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

6/13

5. DATA PENGAMATAN

a. Kalibrasi I/P konverter

Output Controller Pembacaan Pada P4 Pembacaan Pada Display

0 % 6 60

40 % 5.5 60

60 % 0 10

100 % 8 98

b. Linearitas Konverter

Output Controller P2 ( 0 % - 100 % ) Output ControllerP2 (100 % - 0 %)

0 4.5 100 14.5

10 5 90 14

20 5.9 80 12.2

30 6.9 70 11.4

40 7.9 60 10.9

50 9 50 9

60 10.2 40 8

70 11 30 7.5

80 12.2 20 6.2

90 13.2 10 5

100 14.5 0 4.6

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

7/13

c. Karakteristik Katup Kontrol Secara Manual ( Hysteris )

Output

Controller

Pembacaan Pada Display

PC ( 0 % - 100 % )

Output

Controller

Pembacaan Pada Display

PC (100 % - 0 %)

0 96 100 43.6

10 95 90 51.6

20 93 80 65

30 92 70 73.9

40 91 60 81.5

50 89 50 86.8

60 83 40 90

70 76.5 30 94.2

80 69 20 95.8

90 57.4 10 94.8

100 43.6 0 92.1

d. Respon Sistem Dengan dan Tanpa Tangki Udara

Tanpa Tangki

Output ControllerPembacaan Pada P4

( psig)Pembacaan Pada Display

50 % 8 93.2

60 % 7.5 84.8

50 % 8.4 93.4

60 % 6.5 74

Dengan Tangki

Output ControllerPembacaan Pada P4

( psig)Pembacaan Pada Display

50 % 7.8 88

60 % 7.4 84

50 % 8 92

60 % 7.3 84

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

8/13

6. Grafik

a. Linieritas konverter

y = 0.102x + 4.004

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 20 40 60 80 100 120

OutputController

Tekanan P2

Grafik Linearitas Konverter ( 0 - 100 % )

y = 0,1035x + 4,2182

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 20 40 60 80 100 120

OutputContro

ller

Tekanan P2

Grafik Linearitas Konverter ( 100 - 0 % )

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

9/13

b. Grafik Karakteristik Katup Kontrol Secara Manual ( Hysterisis)

y = -0.459x + 103.3

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

OutputContoller

Pembacaan Display

Grafik Karakteristik Katup Kontrol

Secara Manual ( Hysterisis )

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

10/13

6. ANALISA DATA

Dari percobaan di atas, dapat dianalisa bahwa peralatan PC 14 adalah aksesori atau

aplikasi pengendalian tekanan yang digunakan untuk melakukan simulasi pengendalian

aliran udara proses pada sebuah pipa. Alat simulasi ini digunakan bersama dengan alat

PC10. PC14 menjadi tempat proses dan pengukuran, sedangkan PC10 sebagai controller,

tempat dilakukannya evaluasi, baru kemudian elemen kontrol akhir (katup control

pneumatic).

Namun sebelum dilakukan percobaan, converter harus dikalibrasi terlebih dahulu.

Kalibrasi merupakan memasukkan angka yang sesuai dengan harga alat tersebut, agar

hasil pengukuran yang dilakukan menghasilkan angka yang lebih tepat dan akurat.

Kalibrasi pada converter ini nantinya akan berpengaruh pada keluaran output dari process

controller saat melakukan percobaan lain, yaitu linieritas, karakteristik dan respon sistem.

Setelah converter dikalibrasi, kemudian dilakukan percobaan linieritas dari

converter tersebut, juga karakteristik katup kontrol secara manual. Hal ini dilakukan untuk

memeriksa apakah converter tersebut masih memiliki keluaran yang linear terhadap

inputyang dimasukkan dan melihat berapa jauh perbedaan hasil keluaran ketika diberi

input bertahap. Dan dari data hasil percobaan, terlihat bahwa converter masih berada

dalam kondisi yang baik. Hal ini juga dapat dilihat dari dua bentuk grafik, baik yang 0-100

maupun 100-0 memiliki garis yang cukup linier, dengan persamaan untuk suatu garis

linier yaitu y = mx + c, dan dari data grafik yang dihasilkan, memiliki persamaan y =

0,102x + 4,004 dan y = 0,1035x + 4,2182.

Sedangkan pada grafik karakteristik katup kontrol secara manual, bisa dicari nilai

histerisis (batas atas dan batas bawah) alat. Seharusnya, pada karakteristik katup kontrol

secara manual ini, grafik yang terbentuk adalah seperti daun, yaitu melengkung ke atas

dan melengkung ke bawah. Namun, pada percobaan ini, grafik yang dihasilkan tidak

persis sama seperti daun, mungkin dikarenakan kinerja alat yang sudah menurun.

Penghitungan histerisis didapatkan dari jarak terjauh antara dua grafik (jika berbentuk

daun seharusnya jarak terjauh ini berada di tengah-tengah), namun pada data grafik,

rentang terjauh jatuh pada saat nilai output controller berada pada 90, dengan pembacaan

display masing-masing sebesar 57,4% dan 51,6%, dengan selisih 5,8. Berarti,alat tersebut

memiliki histerisis 5,8, di mana biasanya histerisis maksimum suatu alat adalah 5, karena

jika histerisis terlalu besar, maka error akan besar pula. Hal ini menunjukkan bahwa

efisiensi atau kinerja alat sudah mulai menurun.

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

11/13

Dan yang terakhir dilakukan adalah respon sistem dengan dan tanpa tangki udara.

Pada saat tanpa tangki udara,katup yg menuju tangki yaitu V3 dan V5 dalam kondisi

tertutup sehingga udara yg lewat langsung menuju pipa keluaran sedangkan pada saat

dengan tangki, katup V3 dan V5 dibuka dan katup V4 ditutup sehingga menyebabkan

aliran udara mengalir masuk mengisi tangki terlebih dahulu baru kemudian menuju pipa

keluaran. Ketika dengan tangki. Respon system menjadi lebih lambat dibandingkan

dengan tanpa tangki dikarenakan udara yg mengalir digunakan untuk mengisi tangki udara

sehingga tekanan yg dihasilkan pun akan mengecil.

Maka dapat dianalisa bahwa, aliran udara proses dikendalikan agar sesuai dengan

set point yang telah ditetapkan dengan mengukur tekanan pada pipa proses tersebut

menggunakan sebuah pressure transducer, hasil pengukuran kemudian dimasukkan ke

signal conditioning pada peralatan PC10 yang akan mengubah sinyal tekanan tersebut

menjadi sinyal instrument yang sesuai (arus listrik, mA atau tegangan,volt). Output dari

signal conditioning kemudian dapat menjadi input bagi voltmeter (pembacaan hasil

pengukuran dalam satuan tegangan listrik,volt) atau menjadi input bagi process controller

dialat PC 10. Input ke PC 10 akan dievaluasi oleh controller terhadap set point, dan output

atau keluaran dari process di PC 10 akan menjadi input bagi kotak koneksi yang terletak

pada bagian sebelah kiri dari I/P converter. Pada converter ini, arus litrik hasil evaluasi

controller dikonversikan menjadi tekanan dalam satuan psi yang sebanding, kemudian

oleh converter digunakan untuk menggerakkan katup control pneumatic dalam rentang 0%

- 100% agar tekanan yang melalui pipa proses sesuai dengan besar set point yang telah

ditetapkan.

7. Kesimpulan

Dari percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa :

1. Mahasiswa mampu mengkalibrasi dan memeriksa linieritas I/P converter

2. Mahasiswa mampu menentukan histerisis dari katup control pneumatik

3. Mahasiswa mampu memeriksa respon sistem dengan dan tanpa tangki udara dengan

menggunakan katup control pneuamtik secara manual.

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

12/13

DAFTAR PUSTAKA

Meidinariasty, Anerasari. 2012. Modul Petunjuk Praktikum Pengendalian Proses.POLSRI,

Palembang

5/20/2018 91716743-laporan-pc14

13/13

GAMBAR ALAT