Selasa, 05 Agustus 2014

Process Control Industri Kimia


Sewaktu saya mengenyam bangku perkuliahan dulu (Teknik Kimia Universitas Lampung), ada beberapa pelajaran yang mungkin saya sulit untuk dipahami dengan sekali belajar. salah satunya yaitu PENGENDALIAN PROSES.. yah meski saat itu yang mengajarkan langsung adalah dosen yang terkenal sangat hebat dalam memberikan dasar ilmunya yaitu Bpk ir.Azhar,M.T.

Pengendalan proses sendiri berguna untuk mengendalikan suatu proses dari ganguan lingkungan agar proses produksi tetap tercapai dan perusahaan akan mendapatkan profit setinggi mungkin.Sebagai contoh : proses reaksi A + B dapat menghasilkan produk (C+D) ataupun (E+F), target produksi kita adalah produk (C+D) maka kita harus menjaga proses reaksi dan jangan sampai keluar level yang kita inginkan agar tidak terbentuk produk (E+F). contoh lainnya misalnya ketika kita haur menjaga level ketinggian cairan yang berarti kita harus mengontrol bukaan valve inlet ketika pabrik sedang shutdown.

Untuk mengontrol semua contoh diatas dibutuhkan suatu sistem kontrol seperti gambar dibawah ini :


1. Measuring device : Alat pengukur, misalnya thermocouple.
2. Controller : Alat pemberi perintah dan akan bekerja selama masih terjadi error atau masalah, misalnya suatu sistem rangkaian elektronika.
3. Correcting Device : Alat yang melakukan pembenaran suatu prosesnya dengan mengambil suatu tindakan, misalnya mengatur bukaan valve (biasanya sistem diatur secara cascade agar valve bekerja secara otomatis).
4. S.P (Set Point) : Nilai yang diatur dalam sistem control
5. e (error) : Selisih antara nilai S.P dengan P.V (Present Point)


Untuk menambah pengetahuan , dalam proses kontrol di DCS room terdapat beberapa singkatan penting dalam mengontrol proses yang antara lain :
- PV (Present Value) : Mengindikasikan niai real yang terjadi dilapangan, contoh 80oC
- SV (Set Value) : Nilai yang telah diset di sistem DCS, contoh 75oC
- MV (Manipulated Value) : Nilai yang dimanipulasi agar SV=PV, misal mengubah bukaan valve steam. banyaknya perubahan disebut juga sebagai Kp (Konstanta perubahan)
- Cascade : Sistem control yang terhubung antara 2 alat secara otomatis, misal ketika dari 3 line produk, 1 line sedang close maka untuk mejaga level konsentrasi, inlet line dibuat saling terhubung dengan masing masing perbandingan konsentrasi.


Semua yang dijelaskan diatas akan dikontrol dengan suatu sistem elektronika yang bernama PID (proportional, integral, derivatif).  Dibawah ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai sistem PID.

1. Proportional Controller (P)
Proportional (P) akan mengontrol nilai MV dengan porposional dari konstanta Kp untuk mengeleminasikan error yang terjadi.
E = SV-PV
MV = (Kp) x (E)
Pada umumnya pergerakan laju control P ditunjukan seperti gambar dibawah ini :




Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa ketika nilai Kp besar akan terjadi oscilatting namun waktu untuk membuat keadaan normal (menghilangkan error) sangat cepat. cara ini biasa digunakan pada proses start-up karena mengejar waktu produksi. Sedangkan jika Kp kecil tidak akan terjadi oscilatting namun penghilangan error akan berjalan sangat lama.


2. Integral Controller (P)
Integral (I) akan mengontrol nilai MV dengan proporsi dari time-integral of error (TI) untuk mengeleminasikan error yang terjadi. Rumus dan grafik sistem konrol I adalah sebagai berikut :




Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa ketika nilai Ti kecil akan terjadi oscilatting namun waktu untuk membuat keadaan normal (menghilangkan error) sangat cepat.


3. Derivatif Controller
Derivatif akan mengontrol nilai MV dengan proporsi dari rate of change in the error. dengan penambahan sistem kontrol D ini akan membuat pengememinasian error menjadi sangat cepat. Pada umumnya MV akan dikontrol dengan rumus seperti dibawah ini :
 



Td disebut juga derivative time , yang dimana semakin tinggi nilai Td semakin cepat pengeleminasian error yang terjadi, sedangkan jika nilai Td nol maka sistem kontrol D tidak akan berfungsi.




Diatas merupakan sedikit tentang proses kontrol yang ada di pabrik kimia, semoga bisa membantu anda dalam belajar.

Ardy Kristianto, S.T  (ardy_kristianto@ymail.com)