Chap03- PI-Diagram and Instrumentations

7/24/2019 Chap03- PI-Diagram and Instrumentations

http://slidepdf.com/reader/full/chap03-pi-diagram-and-instrumentations 1/46

hapt 03- PI Diagrams and tandard

Dr. Ir. Wahidin Wahab M.Sc.

Diadopsi dari bahan Ir. Abdul Wahid MT., Dept Teknik Kimia FTUI



Saat kuselesaikan bab ini, kuingin dapat melakukan

hal-hal berikut.

• en e as an o ye pengen a an pa aproses-proses kimia

• Dapat menjelaskan Instalasi Proses

Edisi 20 Juni 2010 2



‐






















:

Mari kita diskusikan

Vapor

productT6 P1

proses ini

Feed T1T5 P 1000 kPa

MethaneEthane (LK)

Propane

Butane F1 F4

T 298 K

L1

Liquid

F2 F3

A1

Edisi 20 Juni 201010

L. Key



Tujuh Obyektif Pengendalian

1. Keselamatan safetTekanan tinggi

2. Proteksi lingkungan

3. Proteksi peralatan

Vapor

productT6 PC

adalah bahaya

4. Operasi yang lancar

5. Kualitas produk T1 T2T5

6. Prof it

7. Memonitor dan mendiagnosis

FeedF1 T3T4

L1

Liquid

F2 F3

productProcess

fluid

SteamL. Key




Tu uh Ob ektif Pen endalian

To flare

1. Keselamatan safet

Vapor

productT6 P1

melepas hidrokarbon

ke atmosfi r



T1 T2T5


5. Kualitas produk

FeedF1 T3T4

L1

6. Prof it


Liquid

F2 F3

productProcess

fluid

SteamL. Key





1. Keselamatan safet

Vapor

productT6 P1

yang dapat

merusak pompa



T1 T2T5


5. Kualitas produk

FeedF1

T3T4

LC

6. Prof it


Liquid

F2 F3

productProcess

fluid

SteamL. Key





Selalu menjaga

Vapor

productT6 P1

produksi

.



T1 T2T5


5. Kualitas produk

eeFC

T3T4

L1

6. Prof it


Liquid

F2 F3

A1

productProcess

fluid

SteamL. Key





Mencapai L.Key

Vapor

productT6 P1

pemanasan. y



T1 T2T5


5. Kualitas produk

FeedF1

T3T4

L1

6. Prof it


Liquid

F2 F3

productProcess

fluid

SteamL. Key





Gunakan

Vapor

productT6 P1

semurah mungkin

.



T1 T2T5


5. Kualitas produk

FeedF1

T3T4

L1

6. Prof it


Liquid

F2 F3

productProcess

fluid

SteamL. Key




Tujuh Obyektif PengendalianHitung dan plot

parameter kunci ,

Vapor

productT6 P1

, ..



T1 T2T5


5. Kualitas produk

FeedF1

T3T4

L1

6. Prof it


Liquid

F2 F3

A1

productProcess

fluid

SteamL. Key

A1

17

waktu

Edisi 20 Juni 2010



Ketujuh-tujuhnya harus dicapai.

Kegagalan untuk Memenuhi nya akan

berakibat operasi yang tidak menguntungkan

atau lebih buruk lagi, t idak selamat.

.



VaporT6 P1


5. Kualitas produk

T1 T2T5

6. Prof it


FeedF1

T3T4

L1

F2 F3

18

qu

productProcessfluid Steam

A1

L. Key

Edisi 20 Juni 2010



s em

emanasan

uma

Identifikasi fitur-fitur yang

seharusnya dimasukkan dalamsistem pengendalian untuk mencapai ketujuh obyektif

en endalian:

a. Safety

c. Equipment Protectiond. Smooth Operation

.f. Profitg. Monitoring




a e erapa aspe yang a andibutuhkan untuk memastikan

operasi yang aman:

.



Furnace akan memerlukanflame detector, yang akan


5. Kualitas produk

berlebihan. Sistem air akan memiliki sebuah

6. Prof it


sirkulasi air dingin; kalau tidak

ada, furnace

bisa overheat.

Ruangan seharusnya memilikidetektor asap dan karbon




7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

Untu me in ungi

lingkungan, furnace

bisa

.



ioperasi an pa a on isi yang tepat sehingga


5. Kualitas produk

menghindari produksi NOx(suhu nyala rendah). Juga,

6. Prof it


penggunaan fuel bisa

diminimisasi, sehin amereduksi produksi GHG




7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

Untuk melindungi peralatan,

sistem memerlukan:

.



Sebuah flow meter untuk


5. Kualitas produk

. aliran ini berhenti, pembakaran

6. Prof it


a an er enti untu

melindun i furnace

dari

overheating

22Edisi 20 Juni 2010



7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

e ua aera mat ea an

akan diterapkan untuk

.



mem antu operas yang

lancar. Deadband ini4. Operasi yang lancar

5. Kualitas produk

memer u an peru a an su u yang cukup sebelum status

6. Prof it


. akan mencegah terlalu seringnya

perubahan suhu yang sangat kecil




7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

asaran s stem pemanasan

rumah

adalah

menjaga

suhu

.



menyenangkan. 4. Operasi yang lancar

5. Kualitas produk

u u

ra a‐

ra a

se arusnya

berada pada

suhu

yang

6. Prof it


seharusnya cukup kecil

berada pada daerah suhu yang

men enan kan




7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

gar sa mema s ma an pro

(dalam kasus ini, meminimisasi

en eluaran , konsumsi

fuel

erlu

.



diminimisasi pada set point suhu

yang diberikan.


5. Kualitas produk

, peralatan

untuk

mengatur

udara

berlebih, karena pemanasan dengan

6. Prof it


u ara e stra yg ti a iguna an

untuk pembakaran) cenderung

men ebabkan ineffisiensi.

Hati

‐hati

terlalu sedikit udara bisa

berbahaya!




7 Obyektif:

Sistem

Pemanasan

Rumah

Untuk memonitor kinerja sistem, sangat

berguna untuk membandingkan konsumsi

.



bahan bakar per derajat perharihari.

Bebera a eralatan ukur akan dibutuhkan


5. Kualitas produk

untuk mengumpulkan data yang

diperlukan.

6. Prof it


mengindikasikan kehilangan efisiensi.

untuk menentukan akar penyebabnya




Menentukan Kondisi

Operasi

Pabrik

Prinsip fisika: semua konsentrasi 0

Keselamatan, proteksi lingkungan dan peralatan

apas tas pera atan: a ran ma s mum

Kualitas produk

O eratin window O eratin window feasible o eratin re ion : daerah an

memuaskan semua batasan (operasi) Soft constraint: jika ada “sedikit” pelanggaran batasan

ua tas pro u ren a

mengurangi umur peralatan

diijinkan tapi dihindari Hard constraint: jika ada pelanggaran batas kritis

bisa merusak peralatan




Suhu dioperasikan

sangat dekat (tanpa

melebihi) batasan

maksimum

Suhu reaktor:

minimum: tidak ada reaksi

maksimum: kerusakan

sekali reaksi samping




Penting sekali untuk mengendalikan udara

Rasio a an a ar

dan udara

berlebih. Defisiensi oksigen akan berakibat

kondisi yang berbahaya. Bahan bakar yang

tidak bereaksi berada di ruang bakar, kalau se i itse a iu ara:

sedikit bahan bakar

bertemu udara lain akibatnya bisa meledak.

DIBUANG udara berlebihan:

mengurangi suhunyala mengurangi

PANAS




Memper uas ana isis e i ari satu dimensi, misal: suhu dan

Operasi terbaik: maksimum

kanan atas)

Secara asti ini tidak bisa

dicapai, karena …???

Lingkaran kecil

GANGGUAN

menunjukkan variasi yang

kecil pada kedua variabel: OPERASI TERBAIK

Edisi 20 Juni 2010

30



Saat pengendalian sebuah proses, variabilitas dari variabel-variabel kunci

per ec un u mencapa u u o ye nya.

Tanpa feedback control

5

6

Komposisi (%)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

2

3

4

o u t l e t c o n c

e n t r a t i o n

time (min)

50

50.5

51

( % o p e n )

Reflux valve

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

49

49.5

time (min)

v a l v e p o s i t i o n




Saat pengendalian sebuah proses, variabilitas dari variabel-variabel kunci

Dengan feedback control

.

Lihat skalanya!

3.5

r a t i o n

Komposisi (% )

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

2.5

time (min)

o u t l e t c o n c e n t

60

80

100

o s i t i o n ( % o

p e n )

Reflux valve

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

20

40

time (min)

v a l v e p

32

Variabilitas dipindahkan dari controlled variable ke manipulated variable!

Edisi 20 Juni 2010



Saat kita mengendalikan sebuah proses, variabilitas dari variabel-variabel

kunci diperkecil untuk mencapai tujuh obyektifnya.

Statistik apa yang

dapat kita hitung dari

data ini?

Bagaimana kita

menghubungkan


var a as engan

kinerja proses?



Kiner a roses = efisiensi ield la u

produksi, dsb. Itu mengukur kinerja

untuk mencapai obyektif

pengendalian.

Hitung kinerja proses menggunakan

, -

variabel kunci!




Contoh Manfaat memperkecil Avar a tas pa a rea tor m a

asaran: ema s ma an onvers e ana

umpan tapi tidak melebihi temperatur 864oC

Mana o erasi A or B an lebih baik dan jelaskan kenapa.

Edisi 20 Juni 2010

35



AContoh Manfaat memperkecil

asaran: ema s ma an onvers e ana

umpan tapi t idak melebihi 864oC

Mana o erasi A or B an lebih baik dan jelaskan kenapa.

Edisi 20 Juni 2010

36



Vent

Cooling

Water

g

e

h

Feed

f

OverheadProduct

a b

c

d

Bottom

Product




Process Out ut si nals










Process Control

Chart


Standard Signals



Standard Signals




ugas

:

Tugas:

,

controller, control valve) dan proses pada peralatanPRESSURE CONTROL di Lab. KENDALI

Membuat sketsa peralatan PRESSURE CONTROL di Lab. KENDALI

tersebut




‐

Menentukan satu contoh cara untuk memenuhi setiap bagian dari tujuh kategori obyektif

.

PIC

1

Umpan mengalir melalui

pipa dan dipanaskan

den an embakaran

Flue

gas

FT

1

AT

1

TI

1

PI

4

PI

5

bahan bakar

TI

2

TI

5

TI

feed

PT

1

TI

3

6

TI

7 TI

9

TI

10

product

FT

2

4

TI

8 FI

3 TI

44

PI

2

PI

3

PI

6udara

fuel

Edisi 20 Juni 2010



•Buku Acuan :

. . , . ,

Automatic Process Control, John Wiley & Sons, 1985, ISBN 0-471-88346-8

2. D. E Seborg, T. F. Edgar, D. A. Mellichamp, Process Dynamics and Control,

- - - , ,

3. Bequette, R. W., Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation,

Prentice Hall,1998

,

Penerbit Erlangga, 1985, Bandung

• Home page : http://www.pc-education.mcmaster.ca

- Instrumentation Notes

- Interactive Learning Module (Bab 1)

- Tutorials (Bab 1/2)

20 Juni 2919 45

• Textbook Appendix A on drawing symbols;\: ISA tandard Handbook

- Lihat rujukan untuk detail atau simbol



NASIHAT UNTUK BELAJAR MANDIRI

1. Diskusikan pentingnya konsistensi kual itas dalam keputusan anda untuk

memesan makanan, pakaian, dsb.

2. Gambar P&I dari proses distilasi diberikan di buku

Woods, D. Process Design and Engineering Practice, Prentice-Hall , 1995

- .

ini. Evaluasi disain kontrol yang diberikan, apa itu akan mencapaiobyektif anda?

. emu an con o -con o proses a am u u a ar se e umnya an

tentukan keuntungan untuk masing-masing variabilitas yang dikurangi.

Dapatkah anda menyediakan harga kuantitatif untuk manfaat


Documents

Chap03- PI-Diagram and Instrumentations