Instrumentasi

Karya dari teman sekelompok pas proyek inter disiplin, kumowarih trisno aji, terkait instrumentasi dengan sedikit perubahan🙂

Instrumentasi merupakan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengukuran, pengamatan dan pengendalian sistem dan proses. Instrumentasi memiliki peranan yang penting agar proses yang terjadi dapat dianalisis dan dikendalikan agar sistem dan proses tersebut mencapai hasil yang maksimal. Berikut adalah beberapa jenis instrumentasi yang umum digunakan.

1. Sensor

Sensor adalah jenis instrumentasi yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suatu besaran fisis, seperti tekanan, suhu, dan arus listrik, kemudian menyimpan, mengindikasikan atau memberikan respon terhadap besaran fisis tersebut, yang akan diolah oleh komponen lain agar data besaran fisis tersebut dapat digunakan dalam sistem. Berikut adalah beberapa contoh besaran yang umumnya diukur oleh sensor:

1. Tekanan

Ada beberapa proses dalam industri dimana tekanan punya pengaruh yang signifikan terhadap proses tersebut, atau terhadap komponen-komponen yang ada pada proses tersebut. Misalnya saja proses pembakaran dalam tungku atau ketel uap (boiler), jika tekanan di dalam komponen tersebut terlalu besar, ada kemungkinan komponen terkait akan cepat rusak karena tidak terbiasa beroperasi pada tekanan tinggi. Atau tekanan fluida yang masuk ke sebuah komponen yang diukur, agar tekanan pada proses berlangsung normal. Pengukuran tekanan pada fluida ini umumnya dilakukan dengan mengukur pressure drop pada beberapa aliran fluida yang mengalir melalui orifice atau venturimeter. Salah satu cara untuk mengukur drop tekanan ini adalah dengan menggunakan DP (Differential Pressure) Transmitter. DP Transmitter menggunakan prinsip perubahan tekanan, yaitu dengan mengukur tekanan dari gas yang diukur dan membandingkannya dengan referensi tekanan pada tempat lain yang sudah diketahui tekanannya, seperti tekanan atmosfer.

2. Laju Aliran

Aliran atau debit input dan output juga merupakan salah satu besaran yang penting dalam proses. bersih diukur dengan menggunakan differential pressure sensor, yaitu plat orifice. Orifice terdiri dari pipa dimana di bagian dalamnya diberi plat berlubang dengan diameter yang lebih kecil. Sensor tekanan untuk tekanan tinggi diletakkan disisi plat bagian inlet dan satu sensor lagi diletakkan di sisi plat bagian outlet. Ketika terjadi aliran dari inlet ke outlet, plat berlubang akan menghalangi aliran dari inlet sehingga tekanan di inlet akan lebih besar dari tekanan outlet. Perbedaan ini dijadikan dasar untuk melakukan perhitungan aliran gas. Orifice telah umum digunakan sebagai sensor di industri dan memiliki akurasi yang baik.

3. Temperatur

Pengukuran temperatur di gasifier ini dilakukan dengan menggunakan termokopel. Termokopel mengubah besaran fisis berupa perbedaan temperatur menjadi tegangan listrik. Termokopel terbuat dari dua kawat dengan jenis material yang berbeda dan disatukan pada salah satu ujungnya. Ujung disatukannya kedua kawat disebut measurement junction dan ujung di sisi lainnya disebut reference junction. Ujung measurement junction menghasilkan keluaran tegangan yang sebanding dengan perbedaan temperatur di reference junction.

4. Level

Sensor level digunakan untuk mengetahui ketinggian fluida dan tar yang bercampur dengan air. Sensor ketinggian yang sering digunakan adalah jenis floating. Sensor tersebut memanfaatkan sifat benda yang mengapung pada fluida akibat gaya Archimedes. 

2. Aktuator

Data dari sensor diterima dan diolah oleh controller dan direspon oleh actuator, piranti mekanis yang mengubah energi yang diterima menjadi gerak. Controller akan membandingkan respon system (process variable/PV) dengan respon sistem yang diinginkan (set point). Selisih  PV dengan set point akan dikoreksi dengan mengeluarkan sinyal berupa manipulated variable (MV) yang menggerakkan aktuator. Kontroler dapat dibedakan berdasarkan sinyal aktuasinya yaitu mekanik, elektronik, dan digital. Pemilihan controller didasarkan pada kepentingan proses yang akan dikendalikan. Ada banyak jenis aktuator, tergantung pada sinyal apa yang perlu diberikan pada actuator tersebut untuk mengaktifkannya. Aktuator elektrik, menggunakan sinyal listrik sebagai pemicu gerak. Aktuator hidrolik, menggunakan fluida sebagai pemicu gerak. Aktuator pneumatic, menggunakan udara sebagai pemicu gerak.

 

3. Converter

Sinyal keluaran sensor akan diubah terlebih dahulu sebelum diterima oleh controller dan diproses lebih lanjut. Hal ini disebabkan perbedaan dari sinyal yang dikeluarkan sensor dengan sinyal yang dapat diolah oleh controller. Sinyal keluaran sensor berupa sinyal analog, sedangkan sinyal untuk pemrosesan kontroler adalah sinyal digital.

Terdapat dua jenis konverter yakni ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to Analog Converter). ADC digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Sedangkan DAC digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Sensor yang  mengeluarkan sinyal analog dikonversi menjadi sinyal digital menggunakan ADC. Setelah diproses di kontroler, sinyal keluaran dikonversi lagi ke sinyal analog dengan menggunakan DAC.

4. Kontroler

Supaya mendapatkan hasil yang diinginkan seperti dalam set point, diperlukan pengontrolan terhadap proses. Input yang masuk ke dalam plant akan menyebabkan plant memberikan respon. Respon tersebut akan dikeluarkan menjadi output dan akan dideteksi oleh sensor. Sinyal keluaran sensor kemudian dibandingkan dengan nilai set point. Perbedaan nilai keluaran sensor dan set point disebut error. Error tersebut membuat kontroler melakukan manipulasi dengan memberikan perintah kepada aktuator hingga nilai set point terpenuhi.

Instrumen-instrumen tersebut adalah instrumen yang paling umum untuk ditemukan dalam dunia industri, apapun jenis industrinya. Ada berbagai jenis sensor, aktuator, converter dan kontroler, yang semuanya memiliki cara kerja tersendiri, karakteristik tersendiri dan sifat uniknya tersendiri. Tapi pada dasarnya, seperti yang telah disebutkan diatas, semua komponen tersebut diciptakan agar sebuah proses dapat menghasilkan produk yang terbaik. Tapi bagaimanapun juga, tetap diperlukan engineer yang dapat mengoperasikan sistem dengan baik agar sistem bekerja dengan optimal. Hei, instrumentasi hanyalah alat, dan tetap saja sebuah alat dapat beroperasi dengan kemampuan terbaiknya apabila sang pemilik juga mengerti bagaimana kemampuan terbaiknya kan?

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s