ARTIKEL
INSTRUMENTASI
DAN SISTEM KONTROL
OLEH
EKA
SULASTIA
05021181419096
PROGRAM
STUDI TEKNIK PERTANIAN
JURUSAN
TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
SRIWIJAYA
INDERALAYA
2016
Instrumentasi
dan Sistem kontrol
Di
dalam suatu industri, instrumentasi merupakan suatu hal yang penting.
Instrumentasi adalah peralatan yang digunakan dalam pengukuran dan pengendalian
suatu proses agar nilai suatu variabel sesuai dengan yang diharapkan. Secara
umum instrumentasi memiliki 2 fungsi utama, yaitu sebagai alat pengukuran dan
alat kontrol atau kendali.
·
Sistem Pengukuran Pengukuran adalah
proses pengumpulan informasi dari besaran fisis. Pengumpulan informasi ini
berupa tindakan membandingkan harga variabel yang diukur dengan variabel lain
yang harganya sudah diketahui. Besaran fisis yang dimaksud adalah besaran
panjang, waktu, temperatur, tekanan, kecepatan dan sebagainya. Pengukuran
diperlukan untuk mengindikasi dan monitoring suat proses, kontrol dan otomasi
serta untuk billing dan custody transfer.
Berikut
adalah diagram blok dari sistem pengukuran.
o Pengondisian
besaran Sebelum dilakukan pengukuran, perlu adanya pengondisian besaran yang
akan diukur. Hal ini dilakukan untuk memaksimalkan pengukuran.
o Sensor
Sensor adalah suatu instrumen yang digunakan untuk merasakan suatu besaran
fisis. Besaran fisis yang diukur dapat berupa bentuk energi listrik, termal,
mekanik dsb. Sensor dilengkapi dengan transduser, yaitu suatu instrumen yang
mengubah bentuk suatu energi besaran fisika menjadi besaran sinyal. Sinyal ini
kemudian mengalami pengolahan sehingga dapat digunakan dalam proses
selanjutnya.
o Transmisi
data Yang dimaksud dengan transmisi data adalah mengirim sinyal dari satu
elemen ke elemen lainnya pada sistem pengukuran. Sinyal ditransmisikan melalui
media transmisi seperti pipa untuk transmisi sinyal pneumatik, kabel untuk
sinyal listrik, serat optik untuk sinyal optik dsb.
o Pengontrol
Besaran fisika yang terukur kemudian ingin dikontrol agar nilainya sesuai
dengan yang diharapkan. Sinyal yang telah ditransmisikan kemudian dibandingkan
dengan set point (nilai yang diinginkan) kemudian akan dilakukan pengontrolan
agar perbedaan nilai yang diukur dengan set point adalah sekecil mungkin.
o Aktuator
Setelah diputuskan tindakan apa yang akan dilakukan agar sinyal yang terukur
mendekati nilai yang diharapkan, maka sinyal dari pengontrol akan dikirim ke
aktuator. Aktuator adalah suatu instrumen yang akan melaksanakan perintah atau
tindakan yang dikehendaki oleh pengontrol.
o Sistem
Sistem yang dimaksud dalam pengukuran ini adalah sesuatu yang ingin diukur.
Aktuator akan menerapkan tindakannya pada sistem.
·
Sistem Kontrol Di industri, sistem kontrol
sangat diperlukan untuk memastikan semua proses berjalan dengan baik.
Pengontrolan pada umumnya meliputi pengontrolan level, pressure, temperature
dan flow aliran. Terdapat dua jenis pengontrolan, yaitu feed forward dan feed
back controller. Pengontrolan yang banyak digunakan adalah pengontrol jenis
PID, yaitu kepanjangan dari Proportional, Integral, Derivative.
·
Pengontrol proportional dapat memperkecil
offset, yaitu perbedaan nilai output dengan set point yang telah ditentukan,
dan mempercepat respon. Akan tetapi pada sistem orde tinggi, ketika nilai
proportional gain semakin besar maka ada kemungkinan terjadinya overshoot dan
osilasi.
·
Pengontrol integral dapat digunakan untuk
menghilangkan offset, akan tetapi akan memperlambat respon. Ketika pengontrol
integral dipadukan dengan pengontol proportional membentuk PI, maka didapat
respon yang cepat dan offset sangat kecil.
·
Pengontrol derivative berfungsi untuk
meningkatkan kestabilan dan memperbesar
redaman sehingga meminimalisir terjadinya overshoot. Paduannya dengan
pengontrol proportional akan membuat respon yang cepat dan sistem yang stabil.
Biasanya pengontrol PD digunakan untuk proses yang lambat, misalnya pengontrol
temperatur. Pengontrolan derivative saja tidak digunakan karena akan memperkuat
noise (sinyal frekuensi tinggi).
Ketiga
pengontrol ini juga dapat dipadukan menjadi pengontrol PID dan menghasilkan
output yang responnya cepat, tidak ada offset dan sistem lebih stabil. Nilai
koefisien P, I dan D perlu dirancang sedemikian rupa sehingga menghasilkan
paduan yang pas sesuai respon yang diharapkan. Proses pemilihan nilai yang
sesuai ini disebut penalaan atau tuning. Salah satu tool yang digunakan untuk
mempermudah pekerjaan seorang instrument engineer adalah Piping &
Instrumentation Diagram (P&ID). P&ID adalah suatu ilustrasi skematik
dari hubungan fungsi antara perpipaan, instrumentasi dan komponen dari sistem
equipment. P&ID adalah suatu alat bantu untuk menerangkan konsep desain
dari suatu proses industri.
Peralatan Instrumentasi dan Sistem Kontrol dalam Bidang Pertanian
1. Thermo Hygrometer
 |
Thermo Hygrometer
adalah gabungan dari thermometer (termometer) ruangan dan hygrometer
(higrometer), yaitu alat untuk mengukur suhu udara dan kelembaban, baik di
ruang tertutup ataupun di luar ruangan. Ada baiknya, sebelum hygrometer digunakan, dilakukan
kalibrasi, tujuannya agar nilai yang dihasilkan alat tersebut lebih akurat.
Mungkin beberapa orang memilih untuk
tidak melakukan kalibrasi karena alasan tidak penting atau mengira dari
pabriknya sudah dikalibrasi. Kalibrasi menjadi cukup penting ketika hygrometer
digunakan untuk kepentingan pengamatan kelembaban, dan hasil tersebut dishare kepada pihak lain. Kesalahan
informasi tersebut dapat menyebabkan kesalahan kecil hingga fatal tergantung
pada tingkat akurasi alat.
Cara
Menggunakan/Mengukur :
Pengukuran dapat dilakukan dengan cara memegang Thermo-Hygrometer secara
vertikal atau menaruhnya di atas penyangga. Alat sebaiknya dikalibrasi terlebih
daulu agar persen error nya tidak terlalu besar.
Berikut cara kalibrasi
Thermo-Hygrometer :
- Siapkan 1-2 sendok makan garam dapur. tempatkan pada kotak/gelas kecil
- Teteskan air kedalamnya, cukup beberapa tetes air, jangan sampai garam larut, sekedar membuat garam basah seperti pasir basah
- Masukkan kedalam tempat yang tertutup rapat
- Pastikan garam tidak menyentuh hygrometer
- Biarkan selama kurang lebih 8 jam dalam suhu kamar
- Setelah 8 jam, Hygrometer harus menunjukkan angka 75%
- Lakukan setting ulang jika hygrometer menunjukkan angka yang berbeda, jika hygrometer tidak memiliki sistem pengaturan, cukup dengan mengingat/menandai kekurangan atau kelebihan nilai pada hygrometer tersebut
2. Anemometer
 |
Anemometer adalah sebuah alat
pengukur kecepatan angin yang banyak dipakai dalam bidang Meteorologi dan
Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat ini berasal dari kata Yunani anemos
yang berarti angin. Perancang pertama dari alat ini adalah Leon Battista
Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan angin, alat ini juga
dapat mengukur besarnya tekanan angin itu.
Kegunaan/Fungsi :
Anemometer berfungsi untuk
mengukur atau menentukan kecepatan angin. Selain mengukur kecepatan angin, alat
ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin, cuaca, dan tinggi gelombang
laut.
Cara Menggunakan/Mengukur : Pengukuran dapat dilakukan dengan cara memegang Anemometer
secara vertikal atau menaruhnya di atas penyangga. Angka kecepatan angin akan
ditampilkan secara otomatis pada speedometer.
Tingkat Ketelitian :
Anemometer memiliki tingkat
ketelitian hingga 0.5 m/s.
Cara Membaca Skala dan Hasil :
·
Tekan
tombol ON/OFF
·
Akan
tampil semua item pengukuran pada layar.
·
Untuk
mode pengukuran yang diperlukan.
·
Tekan
tombol HOLD untuk melihat hasil pengukuran.
·
Catat
hasil pengukuran.
Bagian-bagian :
Anemometer Cup dan Vane (velocity anemometer), Pressure Tube Anemometer dan
Pressure Plate Anemometer.
Prinsip Kerja
Anemometer
·
Angin mengadakan
tekanan yang
kuat pada
bagian tekanan yang
kuat pada
baling-baling yang berbentuk cekung
(mangkuk).
·
Bagian yang
cekung akan berputar ke satu arah.
·
Poros yang
berputar dihubungkan dengan dynamo kecil.
·
Bila baling-baling
berputar maka
terjadi arus
listrik yang
besarnya sebanding dengan
kecepatan putaran.
·
Besarnya arus
listrik dihubungkan dengan galvanometer yang telah ditera dengan
satuan kecepatan dalam knots, m/s, km/jam dan beaufort.
3. Manometer
 |
Manometer adalah suatu alat ukur tekakan zat cair di dua titik.
Manometer ini adalah alat ukur tekanan yang sangat sederhana. Pengamat bisa
langsung melihat perbedaan tekanan dari tabung yang sudah diskalakan. Manometer
biasanya digunakan untuk pengukuran tekanan zat cair yang tidak terlalu
tinggi atau mendekati tekanan atmosfir.
Fungsi
Manometer :
Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk
mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua
adalah manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah
bentuk pipa U yang diisi cairan
setengahnya biasanya berisi minyak, air atau air raksa, dimana pengukuran
dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan yang mungkin terjadi karena
atmosfir diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairan
memperlihatkan tekanan yang terukur.
Prinsip
kerja Manometer : Manometer logam yang akan dibahas di
sini adalah jenis manomemeter Bourdon.
Bagian utama manometer Bourdon adalah
pipa logamnya melengkung. Manometer ini digunakan untuk mengukur tekanan gas
yang sangat tinggi. Adapun prinsip kerjanya adalah sebagai berikut; Jika
manometer Bourdon dihubungkan dengan tangki gas yang akan diukur tekanannya,
gas tersebut masuk ke pipa logam. Hal ini menyebabkan pipa logam yang
melengkung berusaha untuk meluruskan diri. Semakin besar tekanan gas yang mas
uk ke pipa, semakin besar usaha pipa untuk meluruskan diri. Usaha yang
dilakukan pipa tersebut menyebabkan jarum penunjuk bergerak ke arah skala yang
lebih besar searah jarum jam. Jadi, semakin besar usaha pipa untuk meluruskan
diri, semakin besar pula skala yang ditunjuk oleh jarum penunjuk. Skala yang
ditunjuk itulah yang menyatakan besar tekanan gas dalam
DAFTAR
PUSTAKA
Cooper W.D., 1985, Instrumentasi
Elektronik dan Teknik Pengukuran, Jakarta :
Erlangga.
Handoko,
Lukman.2013. Pengenalan Anemometer, Surabaya
:Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Samadikun, S, dkk. 1988.
Sistem Instrumentasi Elektronika. Institut Teknologi
Bandung.
(diakses pada 26 Februari 2016).
Wikipedia.2014.Manometer. (http://www.wikipedia.com/manometer).(online).
(diakses pada 26 Februari 2016).
0 komentar on "artikel instrumentasi dan sistem kontrol"
Posting Komentar