Friday, 25 September, 2020

Apa Itu Instrumentasi dan Kontrol Industri


Dalam artikel instrumentasi dan kontrol (I & C) ini, kita akan membahas terminologi dan konsep dasar yang digunakan ketika bekerja dengan pabrik industri.

Pada artikel ini, kita akan membahas konsep dan prinsip dasar yang mengatur pengoperasian pabrik industri. Konsep yang terkait dengan pengukuran aliran, level, suhu dan tekanan, instrumentasi elektronik dan pneumatik, loop kontrol, kontrol PID, dan lainnya akan dibahas.

Seseorang pernah bertanya kepada seorang rekan apa pekerjaannya. Dia menjawab tanpa ragu-ragu, “Saya seorang insinyur instrumentasi dan kontrol.” “Dan apa itu?” tanya teman bicaranya. “… Oh. Oh … Aku dalam masalah,” pikir insinyur itu.

Untuk menjelaskan apa yang dilakukan oleh seorang insinyur mekanik, listrik, kimia, atau listrik relatif mudah, tetapi merupakan cerita lain untuk secara ringkas menggambarkan pekerjaan yang dilakukan oleh seorang insinyur yang berspesialisasi dalam instrumentasi dan kontrol.

Instrumentasi dan kontrol adalah bidang interdisipliner. Mereka membutuhkan pengetahuan tentang kimia, mekanika, listrik dan magnet, elektronik, mikrokontroler dan mikroprosesor, bahasa perangkat lunak, kontrol proses, dan bahkan lebih seperti prinsip-prinsip pneumatik dan hidrolika dan komunikasi.

Cek Juga: Dialight Indonesia

Inilah yang membuat instrumentasi dan kontrol begitu menarik dan instruktif.

Dalam artikel ini dan selanjutnya, saya akan memberikan tinjauan lengkap tentang prinsip-prinsip dasar instrumentasi dan kontrol (I & C) yang digunakan untuk fungsi dan operasi pabrik industri seperti yang melibatkan minyak dan gas, pulp dan kertas, gula, farmasi produk, makanan, dan bahan kimia.

Pertama, kita perlu membahas cara mengukur, dan untuk mengukur kita membutuhkan instrumen pengukuran.

Apa itu instrumen pengukuran?

Instrumen pengukuran adalah perangkat yang mampu mendeteksi perubahan, fisik atau lainnya, dalam proses tertentu. Kemudian mengubah perubahan fisik ini menjadi beberapa bentuk informasi yang dapat dimengerti oleh pengguna.

Ketika sakelar ditutup, resistor menghasilkan panas, meningkatkan suhu cairan dalam tangki. Peningkatan ini terdeteksi oleh instrumen pengukuran dan ditunjukkan pada skala instrumen itu.

Kita dapat memperoleh informasi tentang perubahan fisik dalam suatu proses menggunakan indikasi langsung atau perekam.

Indikasi

Ini adalah bentuk pengukuran paling sederhana; ini memungkinkan kita untuk mengetahui status variabel saat ini.

Perekam

Perangkat yang dapat menyimpan data memungkinkan kita untuk mengamati keadaan variabel saat ini dan bagaimana perilakunya di masa lalu. Perekam memberi kita sejarah variabel.

Baca Juga: Pepperl Fuchs Indonesia

Elemen Instrumen Pengukuran

Instrumen pengukuran terutama terdiri dari bagian-bagian berikut:

  • Sensor: Elemen ini adalah perangkat yang mengalami perubahan dalam sifat fisiknya sebagai akibat dari perubahan proses pengukurannya.
  • Amplifier / Kondisioner: Perubahan yang terdeteksi oleh sensor mungkin sangat kecil, sehingga harus diamplifikasi dan dikondisikan sedemikian rupa sehingga dapat ditampilkan dengan benar.
  • Tampilan: Data yang diukur harus disajikan dengan cara yang dapat dimengerti. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan instrumen bertingkat atau layar elektronik. Terkadang layar juga berfungsi sebagai perekam untuk menyampaikan sejarah atau tren pengukuran.

Biasanya, informasi pengukuran yang dihasilkan oleh instrumen harus dikirim ke pusat kontrol (atau ruang kontrol) yang secara fisik jauh dari instrumen. Secara umum, informasi ini harus sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan.

Klasifikasi Instrumen

Ada klasifikasi yang berbeda untuk instrumen pengukuran. Kami dapat mengklasifikasikannya, misalnya, sebagai instrumen di lapangan atau instrumen panel. Instrumen di lapangan dipasang dekat dengan proses atau titik pengukuran. Itu harus kuat secara fisik jika akan terkena kondisi lingkungan yang keras. Instrumen panel berada di ruang lingkungan terkendali (seringkali ruang bersih dengan AC dan kelembaban terkendali).

Klasifikasi lain adalah instrumen pneumatik vs instrumen listrik / elektronik.

Instrumen Pneumatik

Seperti namanya, ini adalah perangkat yang didukung oleh udara.

Salah satu keuntungan dari instrumen ini adalah bahwa mereka tidak mengkonsumsi listrik, sehingga mereka dapat digunakan di daerah di mana akan berbahaya atau tidak nyaman untuk menggunakan daya listrik. Mereka bekerja dengan satu variabel, instrumen yang tidak tepat, dipengaruhi oleh getaran dan perubahan suhu, dan memiliki persyaratan perawatan yang tinggi. Sinyal keluaran dari pemancar adalah antara 3 dan 15 psi, dan jarak transmisi maksimum sekitar 200 meter.

Lihat Juga: Jual Fitting

Instrumen Listrik / Elektronik

Instrumen elektronik dapat dibagi menjadi tiga kategori umum: analog, analog cerdas, dan digital.

Analog:

  • Sinyal keluaran: 4 – 20 mA
  • Jarak transmisi: 1200 m (khas)
  • Data untuk satu variabel ditransmisikan
  • Akurasi bagus
  • Perawatan mudah

Cerdas Analog:

  • Karakterisasi sensor sebagai pengukur suhu, tekanan statis, dll.
  • Akurasi yang sangat baik
  • Diagnosis mandiri (mis., Sensor dapat menganalisis masalah dalam fungsinya sendiri)
  • Satu variabel

Digital:

  • Beberapa instrumen dapat menggunakan kabel tunggal
  • Transmisi beberapa nilai untuk setiap instrumen (variabel proses, kalibrasi, diagnostik, rentang)
  • Jarak: sekitar 1900 m tanpa repeater
  • Kapasitas data dipengaruhi oleh mode transmisi (kabel, serat optik, nirkabel)

Konsep Umum

Range: Wilayah antara batas di mana variabel diukur. Ini menunjukkan nilai minimum dan maksimum yang membatasi wilayah. Rentang ini dinyatakan dengan dua angka, mis., 10 hingga 20 ° C, 10 hingga 150 V, 0 hingga 100%

Rentang: Dihitung sebagai nilai maksimum rentang minus nilai minimum rentang. Rentang dinyatakan dengan angka tunggal dalam unit proses, mis., 120 ° C, 30 V, 150 liter per detik.

Ketinggian: Jika batas bawah rentang adalah nilai positif, batas bawah ini adalah ketinggian. Contoh: Jika kisaran 50 ° C hingga 200 ° C, kita dapat mengatakan bahwa ketinggiannya 50 ° C atau 33,3% dari rentang.

Depresi (juga disebut sebagai supresi): Jika batas bawah kisaran negatif, nilai absolut dari batas bawah ini adalah depresi. Contoh: Jika kisaran -10 ° C hingga 80 ° C, kita dapat mengatakan bahwa depresi adalah 10 ° C atau 11,1% dari rentang.

Overrange: Ketika perangkat dikalibrasi untuk beroperasi dalam rentang tertentu tetapi dapat dikenakan nilai di atas atau di bawah kisaran itu, maka itu memerlukan mekanisme perlindungan untuk mencegah kerusakan pada instrumen atau untuk mencegah indikator melebihi batas atas atau bawahnya. Ketika nilai yang diukur berada di atas nilai maksimum, kami memiliki overrange positif. Ketika nilai yang diukur di bawah nilai minimum, kami memiliki overrange negatif.

Kesalahan: Perbedaan antara nilai yang diukur dan nilai aktual (atau yang diharapkan, atau yang diinginkan) dari variabel fisik. Kesalahan bisa positif atau negatif. Ketika nilai yang diukur lebih besar dari nilai aktual, kesalahannya adalah positif. Ketika nilai yang diukur lebih kecil dari nilai sebenarnya, kesalahannya negatif.

Simak Juga: Baumer Indonesia

Kesalahan bisa diungkapkan

  • di unit teknik (mis., ° C, psi)
  • sebagai persentase rentang (mis., +/- 3% dari rentang)
  • sebagai persentase dari pengukuran (mis., +/- 5% dari pengukuran)

Nilai referensi: Dalam arti umum, ini merujuk pada nilai aktual, yang diharapkan, atau nilai yang diinginkan dari suatu variabel. Dalam konteks sistem kontrol umpan balik, nilai yang diukur diumpankan kembali dan disubkontrakkan dari nilai referensi untuk menghasilkan sinyal kesalahan.

Akurasi: Angka yang menentukan batas kesalahan. Ketika kami mengatakan bahwa instrumen memiliki akurasi 0,1% dari rentang, ini berarti bahwa di mana saja dalam kisaran, bacaan tidak berbeda dari nilai aktual dengan lebih dari 0,1% dari rentang.

Contoh:

Untuk pemahaman yang lebih baik tentang konsep-konsep yang diungkapkan di atas, perhatikan contoh berikut.

Kami memiliki tangki minyak di mana kami diminta untuk terus mengukur suhu. Kondisi operasi untuk proses ini adalah sebagai berikut:

  • Suhu minimum: -10 ° C
  • Suhu maksimum: 90 ° C
  • Akurasi pengukuran harus 1% dari rentang atau lebih baik
  • Pengukuran suhu harus ditampilkan secara lokal dan jarak jauh

Pertama, kita harus memilih alat ukur yang memungkinkan kita untuk mengukur suhu cairan dalam tangki. Karena informasi harus tersedia secara lokal dan jarak jauh, kami akan memilih pemancar suhu.

Pemancar ini harus memiliki karakteristik sebagai berikut:

  • Kisaran: -10 ° C hingga 90 ° C
  • Rentang: 90 ° C – (-10 ° C) = 100 ° C
  • Depresi: 10 ° C atau 10% dari rentang
  • Akurasi: 1% dari rentang = 1% × 100 ° C = 1 ° C
  • Keakuratan 1% ini memastikan bahwa, dalam setiap pengukuran atau pembacaan suhu, variasi atau kesalahan tidak akan melebihi +/- 1 ° C

Pada catatan tambahan, kita harus memastikan hubungan yang tepat antara rentang dan output pemancar standar. Untuk mengkalibrasi instrumen, kita harus mengaitkan nilai minimum rentang (-10 ° C) dengan nilai minimum output (4 mA) dan nilai maksimum rentang (90 ° C) dengan nilai maksimum output (20 mA).

Kesimpulan

Dalam artikel ini, kami telah membahas perangkat pengukuran dan konsep pengukuran mendasar dalam konteks sistem instrumentasi dan kontrol. Kami juga melihat contoh sistem sederhana yang melibatkan elemen pemanas dan instrumen yang dapat mengumpulkan dan mengirimkan data suhu. Pada artikel selanjutnya, kita akan membahas empat variabel dasar yang digunakan dalam aplikasi industri: aliran, level, suhu, dan tekanan. Selain itu, kami akan membahas berbagai sensor seperti pelat lubang, termokopel, dan RTD, dan kami akan meninjau instrumen dan pemancar yang digunakan untuk mengukur keempat variabel fisik ini.

Kunjungi Juga: Parker Indonesia

0 comments on “Apa Itu Instrumentasi dan Kontrol Industri

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *