servo trainer

8/18/2019 servo trainer

1/19

BAB III

PROCESS TRAINER

3.1 Tujuan

1. Mengenal sistem pengaturan dengan Process Trainer.

2. Mengetahui karakteristik dan pengaruh PID pada suatu sistem.

3.2 Alat dan Bahan1. Komputer 1 Buah2. Process Trainer CE117 1 et!. Kertas milimeter ecukupn"a#. Ka$el %umper ecukupn"a&. 'ir $ersih ecukupn"a(. Program CE2)))

3.3 Dasar Teori3.3.1 Process Trainer CE117

Gambar 3.1 Process Trainer CE117

Process Trainer adalah alat k ontrol proses "ang terintegrasi secara mandiri. 'ir

digunakan se$agai media "ang akan diamati untuk alasan keamanan. Peralatan ini men"ediakan

$e$erapa perco$aan "ang dapat dikontrol *

1. 'liran air

2. +e,el 'ir !. uhu 'ir #. Tekanan 'ir


2/19


3/19

$erisi pasokan listrik untuk masing3masing perangkat dan sirkuit dari CE117 serta power

amplifier untuk aktuator dan pengk ondisian sin"al sirkuit untuk pemancar. Process Trainer

CE117 termasuk dua sirkuit aliran terpisah proses "aitu sirkuit arus pendingin dan sirkuit arus

pemanas.

Gambar 3.3 Modul Perco$aan

3.3.3.2 !odul # on trolModul k ontrol men"ediakan akses ke semua aktuator dan pemancar sirkuit "ang

terkandung dalam modul perco$aan. Modul k ontrol %uga men"ediakan antarmuka antara Process

Trainer CE117 dan PC hingga # saluran analog ke digital k on,ersi 4'D5 dan delapan saluran

k on,ersi digital ke analog 4D'5. Panel depan modul k ontrol $erisi gam$ar "ang men"ediakan

rinci skema tata letak dan ungsi lengkap dari Process Trainer CE117. Panel ini %uga

men"ediakan sarana untuk secara isik mengakses input dan output dari pemancar dan aktuator

dari CE117 terse$ut.

4a5 4$5


4/19

Gambar 3.$ 4a5 Modul K ontrol 4$5 Panel Modul K ontrol

3.3.3.3 Process Vessel Bagian ini dari Panel modul k ontrol $erisi soket untuk*1 Masukan ke Proporsi onal 6al,e 4 5 untuk meng ontrol dera%at pem$ukaan 2.ter$uka

tertutup atau $e$erapa pengaturan menengah.

2. in"al output dari Transmitter Tekanan 4PT5.

!. in"al output dari Transmitter Tingkat 4+T5.

#. in"al output dari Transmitter uhu 4TT&5.

&. in"al output dari 'rus Transmitter 48T25 mengukur la%u aliran ke

dalam Process vessel.

e$uah saklar $erla$el ON 9OFF meng ontrol Stirrer "ang dipasang di dasar kapal

Proses.


5/19

Gambar 3.% Panel Modul K ontrol Bagian Process Vessel

3.3.3.$ Bagian Penam&unganBagian ini dari Panel modul k ontrol meliputi *1. e$uah soc et 2 mm dan potensiometer untuk mem$erikan k ontrol atas pengiriman

Pompa 2 dalam Proses 'liran loop.2. e$uah saklar untuk memilih apakah kecepatan pompa dikendalikan secara manual

atau apakah itu dikendalikan menggunakan sum$er eksternal .

Gambar 3.' Bagian Penampungan Pada Panel Modul C ontrol

Bagian $a0ah sudut kanan dari Control !odul $erisi dua indikator +ED. :ika tingkat air

$aik dalam "eater Tan atau Process Vessel turun di $a0ah tingkat minimum maka saklar

pelampung "ang terdapat dalam kedua tangki akan ter$uka dan men onakti kan pompa masing3

masing 4 Pump 1 atau 25. Tindakan tertentu akan ditun%ukkan oleh indikator +ED "ang men"ala.

"eater di "eater Tan %uga dimatikan %ika tingkat air men%adi terlalu rendah. etelah tingkat air

dalam tangki mengalami peningkatan di atas minimum maka saklar pelampung akan menutup

pasokan pompa diakti kan kem$ali dan indikator +ED padam.


6/19

Gambar 3.7 Indikator Tingkat 'ir pada Tangki

3.3.3.% ADA ( Analog-Digital-Analog )Bagian 'D' pada panel modul k ontrol adalah antarmuka antara pemancar dan aktuator

dari Process Trainer CE117 dan PC "ang men%alankan perangkat lunak K ontrol CE2))). Bagian

ini men"ediakan semua asilitas "ang diperlukan untuk mendapatkan multi channel akuisisi data

dan sistem k ontrol. 8asilitas 'D' "ang disediakan adalah *1. ; '3D Input 3 12 $it < 1) 6.2. # D3' =utput 3 12 $it < 1) 6.

Gambar 3.* Bagian 'D' pada Panrl Modul K ontrol

3.3.$ Dinami+a ,istem

Penukar panas dalam Process Vessel memasok masukan aliran panas >. ?mpan cairanke sistem pada suhu T dan la%u aliran massa dengan temperatur keluar adalah T dan massa /.

6aria$el k ontrol adalah tingkat cairan masuk aliran tingkat aliran keluar dan masukan panas

untuk pemanas. Tu%uan pengendalian umum adalah untuk meng ontrol T suhu dan ,olume cairan

465 di process vessel . :enis sistem adalah dasar dari $an"ak sistem proses kimia.

Gambar 3.- Model istem Proses


7/19

?ntuk kapal proses ,olume 6 diisi dengan air kepadatan r massa air dalam $e%ana

di$erikan oleh 6r. Dari @am$ar !.A hukum kekekalan massa mem$erikan keseim$angan massa *

Tingkat massa = (massamasuk vessel )− (massakeluar vessel )

Persamaan mass balance kemudiand (Vρ)

dt = w i− w .......................................................... .4!.15

Persamaan diatas dapat disederhanakan lagi men%adi

dV dt

=1

ρ (w i− w )= q i− q ....................................... ...4!.25

+a%u aliran melalui loop proses ditentukan oleh hu$ungan antara karakteristik pompa

kerugian dalam pipa dan sistem pendingin dan katup proporsi onal. -al ini $iasan"a ditentukan

oleh satu set kur,a "ang menghu$ungkan masukan pompa dan aliran untuk $er$agai posisi katup

proporsi onal.

Gambar 3.1 Karakteristik Pompa

3.3.% Teori Proses # on trolDinamika dan k ontrol sistem proses adalah su$%ek penting. Dengan $aik %ika

dik on igurasi dan sistem k ontrol disesuaikan secara e ekti memiliki pengaruh $esar pada

e isiensi dan keselamatan dari pa$rik pengolahan. Pada $agian ini topik pengendalian proses

utama ditin%au dan penerapann"a di%elaskan dalam hal Process Trainer CE117. ang populer dan


8/19

$an"ak digunakan pada $uku Process #ynamics and Control oleh e$org Edgar dan

Mellichamp 4/ile"5.3.3.%.1 m&an bali+ Pengendalian Arus

K ontrol la%u aliran melalui pipa ter%adi dalam reka"asa proses ketika cairan gas atau

campuran keduan"a dipompa melalui pipa atau proses %aringan. 'liran cairan dapat dik ontroldalam Process Trainer di keduapemanas dan proses loop oleh *

1. Pengendalian kecepatan pompa 4pemanas dan proses loop5.2. Pengendalian posisi katup proporsi onal 4proses lingkaran sa%a5.!. Kom$inasi kecepatan pompa dan posisi katup.#. Pen"esuaian proses lingkaran by pass valve .

kema k ontrol untuk kecepatan pompa dan katup k ontrol ditun%ukkan pada @am$ar

!.11. Kedua metode pengendalian "ang digunakan dalam situasi praktis tergantung pada sistem

proses "ang dipertim$angkan. Dalam $e$erapa sistem "ang kompleks digunakan ga$ungan

kedua skema. e$agai c ontoh dalam se$uah %aringan distri$usi gas pompa digunakan se$agai

aktuator utama. Mereka menggerakkan gas melalui %aringan dari sum$er ke pengguna. Katup

lokal meng ontrol %umlah gas "ang diam$il dari %aringan oleh pengguna di $er$agai lokasi di

seluruh %aringan.

Gambar 3.11 Metode K ontrol aliran

3.$ Cara #erja3.$.1 Instru+si A/al

1. Pastikan semua alat dan $ahan sudah tersedia.2. Isi tangki "ang ada pada modul perco$aan dengan air pastikan air "ang digunakan

$ersih.!. Perhatikan air "ang ada pada tangki usahakan agar air "ang ada pada tangki $erada

pada $atas maksimum.


9/19

3.$.2 # on trol Dasar (Pengenalan Hardware dan Software )3.$.2.1 Heater oo! P"#! C$aracteristic

1. Buat Ta$el seperti ta$el !.1.

Tabel 3.1 "eater $oop Pump Characteristic

Pump 46olt5 8lo0 Transmitter 46olt5 8lo0 ate 4+iter9minute5)12!#&(7;A1)

2. Mulai perangkat lunak CE2))). @unakan so t0are CE2))) untuk mem$uka ile sirkuiteFp131.ict dari older CE2))) 9 CE117 de ault 4lihat @am$ar !.125.

Gambar 3.12 Mulai o t0are CE2))) dan @unakan 8ile eFp131.ict

!. -u$ungkan Panel CE117 seperti "ang ditun%ukkan pada @am$ar !.1!. et Pump 1

$eralih ke eksternal . in"al analog akan mele0ati $agian 'D' untuk Pompa 1 dan dari

aliran pemancar 8T1. Perangkat lunak ini akan menampilkan dan merekam aliran melalui

$agian pemanas.


10/19

Gambar 3.13 K oneksi "eater $oop Pump Characteristic

#.'nda akan menggunakan %un %ecord dan tom$ol Stop pada perangkat lunak. 'nda

%uga akan menggunakan perekam gra ik. Pastikan $ah0a 'nda sudah amiliar dengan perangkat lunak ini 4$aca CE2))) Bantuan 8ile atau Panduan Pengguna5.

&.Pada perangkat lunak atur tegangan Pompa men%adi ) 6. un perangkat lunak dan klik

pada tom$ol rekam untuk merekam hasil.

(. Dengan inter,al 1 6 tingkatkan tegangan pompa dari ) sampai 1) 6. etiap kenaikan

tegangan tunggu aliran agar sta$il gra ik pada perangkat lunak akan mem$antu untuk

menun%ukkan $ah0a aliran sudah sta$il.

7.K on,ersi Flow Transmitter tegangan ke Flow %ate dalam +iter per menit. Ta$el !.2

mem$erikan rincian dari tegangan dan Flow %ate k on,ersi.

Tabel 3.2 K on,ersi atuan


11/19

;.@am$ar diagram $lok dari sistem k ontrol. B$uat gra ik dari 8lo0 4,olt5 pada sum$u

,ertikal terhadap Pump 4,olt5 pada sum$u horis ontal.

A.'nda %uga dapat menggunakan &'port #ata File ungsi dalam perangkat lunak

CE2))) untuk mengekspor data ke program lain untuk mem$uat diagram.

3.$.2.2 Process oo! P"#! and Val%e C$aracteristic

1.Buat ta$le seperti c ontoh Ta$el !.1.

2.:alankan program CE2))) dan$uka ile eFp132.ict.

!. am$ungkanrangkaiansesuaidenganc ontoh pastikan pump 2 ke e'ternal .

Gambar 3.1$ K oneksi $oop Pump and Valve Characteristic

Pum& terhada& 0lo/

#.Pada program set pump ,oltage men%adi )6 dan pada ,al,e set men%adi 1)6.

&. un Program.

(.Tam$ahkan nilai pump ,oltage dari ) 6 sampai 1) 6 setiap nilai 6 $ertam$ah tunggu

sampai aliran air sta$il akan terlihat pada gra ik.

7.Catat hasil perco$aan pada ta$el.


12/19

Tabel 3.3

Karakteristik Pump

8lo0

;. @anti

nilai

Tegangan

pada

8lo0

transmitter ke liter per menit.

A.@am$ar$lok diagram sistem dan $uat gra ik dengan mathla$.

al e terhada& lo/

1) Pada program set ,al,e ,oltage men%adi )6 danpada pump ,oltage set men%adi 1)6.

11. un program.

12.Tam$ahkan nilai ,al,e ,oltage dari )6 sampai 1)6 setiap nilai 6 $ertam$ah tunggusampai aliran air sta$il akan terlihat pada gra ik.

1!.Catat hasil perco$aan pada ta$el.

Pump 46olt5 8lo0 Transmitter 46olt5 8lo0 ate 4+iter9minute5

)

1

2!

#

&

(

7

;

A

1)


13/19

Tabel 3.$Karakteristik 6al,e8lo0

1#.@anti

nilai Tegangan

pada 8lo0

transmitter ke

liter per menit.

1&.@am$ar $lok

diagram sistem dan $uat gra ik dengan mathla$.

3.$.2.3 e%el Transd"cer C$aracteristic and Cali&ration

1.Buat ta$le seperti c ontoh !.1.

2.:alankan program CE2))) dan$uka ile eFp2.ict.

!. am$ungkan rangkaian sesuai dengan c ontoh pastikan reser,oir 0ater le,el terisi penuh.

Gambar 3.1% K oneksi $evel Transducer Characteristi and Calibration

#. Pastikan pump 2 ke manual danputar ke kiri sampai minimum.

&. un program dan set 1) 6 pada ,al,e.

(.Pastikan $"pass ,al,e dan process ,essel drain ,al,e tertutup.

7.Buka air ,ent ,al,e.

6al,e 46olt5 8lo0 Transmitter 46olt5 8lo0 ate 4+iter9minute5)12!#

&(7;A1)


14/19

;.Putar manual c ontrol pump 2 untuk menam$ah le,el air pada proses ,essel setiap $ertam$ah 1)mm catat nilai le,el transmitter pada ,olt.

A.Tangki reser,oir akan semakin kos ong maka saat le,el proses ,essel mendekati 1;)mmmaka pump 2 akan mati.

1).Catat hasil perco$aan pada ta$le.

Tabel 3.% $evel Transducer Characteristi and Calibration

+e,el air 4mm5 +e,el transmitter 465)1)2)!)#)&)()7)

;)A)1))11)12)1!)1#)1&)1()17)1;)1A)

2))11.@am$arkan gra ik dengan matla$.

3.$.2.$ # on trol Aliran dengan Pom&a1. :alankan program CE2))) dan$uka ile eFp!.ict.2. am$ungkan rangkaian sesuai dengan c ontoh pastikan reser,oir 0ater le,el terisi

penuh.


15/19

Gambar 3.1' K oneksi k ontrol aliran dengan pompa!. Tutup $"pass ,al,e $uka proses ,esell dan air ,ent.#. Pada program atur $lok PID.

Proporti onal gain * ).& Integral * ).& Deri,ati,e * )&. un program(. 'tur set poinmen%adi 1 6 dan ,al,e ,oltage men%adi ; 6 Tunggu sampai aliran

sta$il.7. Tam$ahnilai set point secara$ertahap per ).& 6 sampai ! 6.;. etiap peru$ahan ) & 6 tunggu sampai aliran air sta$il dan am$il gam$ar gra ik.

3.$.2.% Cascade Control of t$e Process Vessel e%el 1. :alankan program CE2))) dan$uka ile eFp#.ict.2. am$ungkan rangkaian sesuai dengan c ontoh.


16/19

Gambar 3.17 K oneksi Cascade Control of the Process Vessel $evel !. et pump2 ke eksternal Pastikan drain ,al,e ter$uka dan pastikan $"pass ,al,e

tertutup.#. etting nilai eed or0ard gain ke ) 6.&. Pada program atur$lok PID.Proporti onal gain * & G Integral * ) 2 G Deri,ati,e * )

(. et nilai le,el set poindan pump ,oltage ke 7 6.7. un program.;. Biarkan s"stem sta$il kurang le$ih & menit agar le,el pada proses ,essel mencapai

kurang le$ih 1)H dari le,el set poin.A. @antinilai pump ,oltage dari 7 6 ke 1) 6.1). Perhatikan peru$ahan pada kecepatan pump "ang men"e$a$kan gangguan pada PID

control sehingga PID c ontrol harus mengkali rasi ulang nilai ,al,e untuk

mensta$ilkan sistem.11. @anti nilai pump ,oltage dari 1) 6 men%adi 7 6 Tunggu s"stem sta$il.12. Tam$ah nilai eed or0ard gain dari) ke ).2 'm$il gam$ar saat sistem kem$ali

sta$il.1!. Tam$ah nilai eed or0ard gain dari).2 ke ).! 'm$il gam$ar saat sistem kem$ali

sta$il.1#. Bandingkan kedua gra ik terse$ut kemudian gam$ar kan diagram $lok sistem.

3.$.2.' # on trol Te+anan Pada Process Vessel 1. :alankan program CE2))) dan$uka ile eFp&.ict.2. am$ungkan rangkaian sesuai dengan c ontoh.


17/19

Gambar 3.1* K oneksi K ontrol tekanan pada Process Vessel !. Buat ta$el seperti c ontoh.

Tabel 3.' K ontrolTekanan pada

Process Vessel

#. Pastikan

reser,oir

terisi penuh

tutup process

loop $" pass

,al,e dan

drain ,al,e matikan strirrer.&. et pump 2 ke manual danputar ke kiri sampai minimum.(. Putar manual k ontrol pump 2 untuk menam$ahkan air pada tangka sampai ketinggian

&)mm.

4e el(mm) PT( ) 4T( )

&)

()

7)

;)

A)

1))


18/19

7. Tutup air ,ent.;. Tam$ah ketinggian air per 1)mm sampai le,el 1))mm.A. Buat gra ik pada mathla$.

3.% Data 5asil Per"obaan

3.%.1 Per"obaan Heater oo! !"#! C$arcteristic

Tabel 3.7

"eater $oop

pump

Charcteristic

3.%.2

#ara+teristi+ P"#! 'low

Tabel 3.* Pump

Flow

3.%.3

#ara+teristi+ Val%e 'low

Tabel 3.- Valve

Flow

Pump (volt) Flow Transmitter (volt) Flow %ate ($iter*minute)) ) )1 ) )2 ) # ) #! 1 ; 1 ;# 2 7 2 7& ! # ! #( # 1 # 1

7 # # # #; # 7 # 7A & &

1) & 2 & 2

Pump (volt) Flow Transmitter (volt) Flow %ate ($iter*minute)) ) )1 ) )2 1 # 1 #! 2 & 2 &# ! 1 ! 1& ! ( ! (( # #7 # ! # !; # ( # (A # A # A

1) & &

Pump (volt) Flow Transmitter (volt) Flow %ate ($iter*minute)) ) )1 1 ! 1 !2 1 A 1 A! 2 2# ! ! ! !& # 2 # 2( # ! # !7 # 7 # 7; # ; # ;A # A # A

1) & &


19/19

3.%.$ e%el Trand"cer C$aracteristic and Cali&ration

$evel air $evel Transmitter ) +,

+ +,/+ ,01+ /,0+ /,2

+ 1,3+ 0,/4+ 0,25+ ,2+ 3,

++ 3,+ 4,

/+1+0+

+3+4+5+

Documents

servo trainer