BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan Untuk mengetahui cara kerja PCT 42 pH
control. Mengetahui pengendalian dengan metode direct action dan
reverse action.
1.2 Dasar teori1.2.1 Pengertian pengendalian prosesPengendalian
proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai tujuan proses agar
berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan. Suatu proses perlu
dikendalikan jika untuk mencapai tujuan proses, perlu pengawasan
terus-menerus, contohnya mempertahankan suhu air pada suhu 40oC
dalam kondisi udara yang bersuhu kamar. Sebaliknya, suatu proses
tidak perlu dikendalikan jika untuk mencapai tujuan proses, tidak
perlu adanya unsur pengendalian, contohnya mempertahankan suhu air
pada suhu 100oC. Tanpa dikendalikan pun air akan mendidih pada suhu
tersebut pada tekanan 1 atm. Pengendalian proses adalah bagian dari
pengendalian automatik yang diterapkan di bidang teknologi proses
untuk menjaga kondisi proses agar sesuai dengan apa yang
dinginkan.1.2.2 Perlunya Pengendalian Terhadap Suatu Proses Suatu
proses perlu dikendalikan karena beberapa pertimbangan berikut ini,
diantaranya:a. Keamanan OperasiBeberapa sistem proses di pabrik
industri kimia atau pabrik lainnya yang sejenis memiliki kondisi
operasi yang berbahaya. Untuk mencegah kecelakaan karena kondisi
maksimum terlampaui, diperlukan pengendalian terhadap beberapa
variabel yang memiliki potensi bahaya.b. Kondisi OperasiPada reaksi
atau operasi tertentu diperlukan kondisi tertentu pula.
Pengendalian diperlukan agar proses beroperasi secara optimal.c.
Faktor EkonomiTujuan dari pendirian pabrik adalah untuk
menghasilkan uang. Sehingga produk akhir harus sesuai dengan
permintaan pasar. Prinsipnya adalah bukan kualitas produk terbaik
yang diharapkan, tetapi kualitas yang dapat diterima pasar dengan
biaya operasional rendah. Sehingga menghasilkan untung yang
sebesar-besarnya. Kualitas sangat bagus tetapi memerlukan biaya
operasional yang tinggi sehingga harga jual menjadi mahal dan tidak
laku di pasar. Sudah tentu barang tersebut tidak diharapkan. Atas
dasar inilah, peranan pengendalian proses yaitu membuat kondisi
operasi yang optimal agar menghasilkan produk yang sesuai dengan
permintaan pasar. 1.2.3 Variabel-Variabel dalam Proses
Pengendaliana. Variabel Proses (process variable) atau disebut juga
variabel terkendaliVariabel proses adalah besaran fisik atau Kimia
yang menunjukkan keadaan proses. Variabel ini bersifat dinamik,
artinya nilai variabel dapat berubah spontan atau oleh sebab lain
yang diketahui ataupun tidak. Diantara banyak macam variable
proses, terdapat 4 macam variabel dasar, diantaranya Suhu (T),
Tekanan (P), Laju alir (F) dan tinggi permukaan cairan (L).b.
Variabel Termanipulasi (manipulated variable) atau disebut juga
variabel pengendaliVariabel ini digunakan untuk melakukan koreksi
atau mengendalikan variabel proses agar nilai variabel proses tetap
atau berubah mengikuti alur (trayetori) tertentu, yaitu nilai acuan
yang diinginkan.c. Nilai Acuan (setpoint value)Nilai acuan adalah
nilai yang diinginkan atau yang di jadikan acuan atau referensi
untuk variabel proses.d. Variabel Gangguan ( disturbance
variabel)Variabel ganggian adalah variabel masukan yang mampu
mempengaruhi nilai variabel proses tetapi tidak digunakan untuk
mengendalikan . variabel ini terdiri dari 3 macam, yaitu variabel
gangguan terukur (measured disturbance variabel) dan variabel
gangguan tidak terukur, dan variabel keluaran tidak terkendali.
Variabel keluaran tidak terkendali adalah variabel keluaran yang
tidak dikendalikan secara langsung.
SISTEMPROSESGangguan terukurVariabel terkendali
Gangguan tak terukur
Variabel termanipulasiVariabel tak terkendaliSebagai contoh
proses destilasi fraksionasi dalam kolom piring memiliki jenis
variabel sebagai berikut : Gangguan terukur:laju alir umpan
Gangguan tak terukur:komposisi umpan Variabel termanipulasi:- laju
refluks- laju kalor ke pendidih ulang- laju destilat- laju produk
bawah - laju alir pendingin-Variabel terkendali:- komposisi
destilat- komposisi produk bawah- tinggi permukaan akumulator
refluks- tinggi permukaan kolom bawah- tekanan kolom-Variabel tak
terkendali:suhu tiap piring sepanjang kolome. Jenis sistem
pengendaliana) Sistem Pengendalian Simpal terbuka dan
TertutupBerdasarkan atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem
pengendalian dibedakan atas sistem pengendalian simpal terbuka
(open loop control system) dan sistem pengendalian simpal tertutup
(closed loop control system).Sistem pengendalian simpal terbuka
bekerja tanpa membandingkan variabel proses yang dihasilkan dengan
nilai acuan yang diinginkan. Sistem ini bekerja semata mata bekerja
atas dasar masukan yang telah dikalibrasi. Sebagai contoh sederhana
adalah keran air yang terkalibrasi. Dengan memandang keran sebagai
suatu sistem, maka bukaan keran (sudut putaran keran) adalah
sebagai masukan dan laju alir air sebagai keluaran sistem.
Berdasarkan hukum dinamika fluida, laju air tergantung pada beda
tekanan yang melintas keran. Misal pada posisi keran X1 dengan beda
tekanan P2 mengalir air pada laju Q2 (gambar 2.2). Jika oleh sebab
tertentu tiba tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka posisi
keran tetap X1 dan menghasilkan laju alir Q1. Dengan demikian
sistem pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan
beban atau gangguan yang terjadi.Mesipun dari uraian di atas,
sistem simpal terbuka merupakan sistem yang buruk, karena tidak
mampu mengatasi gangguan, tetapi memiliki keuntungan sebagai
berikut : Lebih murah dan sederhana dibandingkan sistem simpal
tertutup Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan
tetap stabilUntuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka ,
operator pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar
diperoleh sasaran yang diinginkan. Tetapi dengan tinadakan operator
ini berarti telah membuat sistem simpal tertutup.Berbeda dengan
sistem simpal terbuka , pada sistem pengendalian simpal tertutup
terdapat tindakan membandingkan nilai variabel proses dengan nilai
acuan yang diinginkan. Perbedaan ini digunakan untuk melakukan
koreksi sedemikian rupa sehingga nilai variabel proses sama atau
dekat dengan nilai acuan. Dengan demikian terdapat mekanisme umpan
balik. Sehingga sistem pengendalian simpal tertutup lebih dikenal
dengan sistem pengendalian umpan balik.
Q2Q1Q3X1P1P2P3
keran
XQKeran air terkalibrasi
Gambar 1.2.1 Sistem Pengendalian Simpal TerbukaMeskipun sistem
simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau perubahan beban
tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut : Lebih mahal dan
kompleks dibanding sistem simpal terbuka. Dapat membuat sistem
tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umpan balik sistem dapat
mencapai kestabilan sendiri.b) Sistem Pengaturan dan
PengendalianBerdasarkan nilai acuan, sistem pengendalian umpan
balik dibedakan atas dua jenis yaitu sistem pengendalian dengan
nilai acuan tetap (dibidang elektro sering disebut sistem
pengaturan) dan sistem pengendalian dengan nilai acuan berubah
(dibidang mekanik sering disebut sistem pengendalian, sistem servo
atau tracking). Tujuan utama sistem pengaturan adalah
mempertahankan agar nilai variabel proses tetap pada nilai yang
diinginkan. Sedangkan pada sistem pengendalian, tujuan utamanya
adalah mempertahankan agar nilai variabel proses mengikuti
perubahan nilai acuan.Di bidang teknologi proses termasuk teknik
kimia, meskipun hampir semuanya bekerja dengan titik acuan tetap
tetapi lebih populer dengan istilah sistem pengendalian dan bukan
sistem pengaturan. Hal ini disebabkan karena istilah pengendalian
lebih mencerminkan kondisi dinamik.c) Sistem Pengendalian Umpan
balikPrinsip mekanisme kerja sistem pengendalian umpan balik adalah
mengukur variabel proses dan kemudian melakukan koreksi bila
nilainya tidak sesuai dengan yang diinginkan. Ciri utama
pengendalian umpan balik negatif. Artinya jika nilai variabel
proses berubah terdapat umpan balik yang melakukan tindakan untuk
memperkecil perubahan itu.1.2.4 Langkah - Langkah
PengendalianBerikut ini adalah langkah langkah pengendalian umpan
balik atau pengendalian simpal tertutup, diantaranya:a.
MengukurMengukur atau mengamati nilai variabel proses.b.
Membandingkan Membandingkan nilai hasil pengukuran atau pengamatan
variabel proses (nilai terukur) dengan nilai acuan (setpoint).c.
Mengevaluasi Perbedaan antara nilai terukur dengan nilai acuan
dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi
atas perbedaan itu.d. MengoreksiMelakukan koreksi terhadap nilai
variabel proses agar perbedaan nilainya dengan nilai acuan tidak
ada atau sekecil-kecilnya.1.2.5 Instumentasi prosesPelaksanaan
langkah pengendalian pada penjelasan diatas memelukan instrumentasi
sebagai berikut:1. Unit Pengukuran Bagian ini bertugas mengubah
nilai variabel proses yang berupa besaran fisik atau kimia seperti
laju alir, tekanan, suhu, pH, konsentrasi, dan sebagainya menjadi
sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang populer dibidang
pengendalian proses adalah berupa sinyal penuematik (tekanan udara)
dan sinyal listrik. Unit pengukuran terdiri dari atas dua bagian
yaitu sensor dan transmiter. Sensor yaitu elemen perasa yang
lansung bersentuhan dengan variabel proses. Transmiter yaitu bagian
yang berfungsi mengubah sinyal dari sensor (gerakan mekanik,
perubahan hambatan, perubahnan tegangan atau arus) menjadi sinyal
standar.Dalam bidang pengendalian proses istilah transmiter lebih
populer dibanding dengan transduser. Meskipunkeduanya berfungsi
serupa, tetapi transmiter mempunyai makna pengirim sinyal
pengukuran ke unit pengendali yang biasanya terletak jauh dari
tempat pengukuran. Ini lebih sesuai dengan keadaan yang sebenarnya
di pabrik.2. Unit PengendaliBagian ini bertugas membandingkan,
mengevaluasi, dan mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir.
Evaluasi yang dilakukan berupa operasi matematika. Hasil evaluasi
berupa sinyal kendali yang dikirim keunit kendali akhir. Sinyal
kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal
pengukuran.Controller (pengendali) yaitu menerima nilai error dari
hasil pembanding, kemudian menginterprestasikan nilai yang tepat
lalu memerintahkan elemen kontrol pengendali akhir agar bisa sesuai
dengan nilai yang diinginkan. Respon dari konriller memiliki tiga
kriteria koreksi, yaitu:1. Proportional : sinyal keluaran sebanding
dengan penyimpangan (deviasi). Pengendali ini cepat stabil dan
memiliki offset kecil.2. Integral: keluaran selalu berubah selama
terjadi deviasi dan kecepatan perubahan keluaran tersebut sebanding
dengan penyimpangan. Pengendali ini lambat stabil karena sering
terjadi gangguan, tetapi memiliki offset kecil.3. Derivatif:
mempercepat respon pengendali tetapi sangat peka terhadap noise
(gangguan akibat bising, turbulensi). Pengendali ini cepat stabil
dan memiliki offset kecil4. Kombinasi: pengontrol tipe integral dan
derivatif jarang digunakan secara tersendiri, tetapi digabungkan
dengan sistem proportional untuk menghilangkan keragu-raguan jika
jenir proportional memerlukan karakteristik yang stabil. Dengan
penggabungan ini akan diperoleh suatu sistem kontrol yang lebih
stabil sehingga sensitivitas responnya akan menjadi lebih besar.3.
Unit Kendali AkhirBagian ini bertugas menerjemahkan sinyal kengali
menjadi aksi atau koreksi melalui pengaturan variabel
termanipulasi. Unit ini terdiri atas dua bagian besar, yaitu
aktuator dan elemen kendali akhir. Aktuator adalah penggerak elemen
kendali akhir. Bagian ini dapat berupa motor listrik, selenoida,
atau membran peneumatik. Sedangkan elemen kendali akhir biasanya
berupa katup kendali akhir (control valve) atau elemen pemanas.
1.2.6 Blok diagram pengendalianDengan meninjau alat penukar panas
(dari contoh di atas) sebagai suatu sistem, maka dapat dibuat
diagram blok sebagai berikut : Sistem prosesPemanas
airVariabeltermanipulasi (S)Variabel proses (T)Gangguan (P)Gambar
1.2.2 Diagram Blok Sistem Pemanas AirDiagram blok umum sistem
proses ditunjukkan oleh gambar (2.8) . Dalam diagram tersebut
masukan sistem terdiri atas variabel termanipulasi (M) dan gangguan
(W). Tanda bulat yang menjadi titik temu keduanya adalah simbol
penjumlahan.
Sistem prosesMWCGambar 1.2.3 diagram blok umum sistem
prosesKeterangan :M = variabel termanipulasi (MV)W = variabel
gangguanC = variabel proses (PV)Diagram blok lengkap sistem
pengendalian proses pemanasan digambarkan sebagai berikut :
CeUM+W-y-r+HGCGVGP
Keterangan gambar :r+=nilai acuan atau setpoint value
(SV)e=sinyal galat (error) dengan e = r y y=sinyal
pengukuranu=sinyal kendaliM+=variabel termanipulasiW-=variabel
gangguanC =variabel prosesGC=unit pengendaliGV=katub
pengendaliGP=sistem proses H=transmiterUntuk keperluan praktis,
diagram tersebut sering disederhanakan dengan meniadakan blok katup
kendali dan transmiter. Hal ini disebabkan karena sinyal kendali
(u) pada dasarnya mempresentasikan nilai variabel termanipulasi
sedangkan sinyal pengukuran (y) mempresentasikan nilai variabel
proses. Sehingga dalam diagram blok sistem pengendalian pada gambar
berikut, sinyal kendali (u) sebagai variabel termanipulasi
(MV).
GCGPruwy
Gambar 1.2.4 diagram blok singkat sistem pengendalian1.2.7
Tujuan pengendalian a. Hakikat UtamaHakikat utama tujuan
pengendalian proses adalah mempertahankan nilai variabel proses
agar sesuai dengan kebutuhan operasi. Makna dari pernyataan ini
adalah satu atau beberapa nilai variabel proses mungkin perlu
dikorbankan semata mata untuk mencapai tujuan yang lebih besar,
yaitu kebutuhan operasi keseluruhan agar berjalan sesuai yang
dinginkan.b. Tujuan Ideal dan PraktisTujuan ideal adalah
mempertahankan nilai variabel proses agar sama dengan nilai acuan.
Sedangkan tujuan praktis adalah mempertahankan nilai variabel
proses disekitar nilai acuan dalam batas batas yang
ditetapkan.Tujuan pengendalian erat berkaitan dengan kualitas
pengendalian yang didasarkan atas bentuk tanggapan variabel proses.
Setelah terjadi perubahan nilai acuan (setpoint) atau beban
diharapkan. Penyimpangan maksimum dari nilai acuan sekecil mungkin
Waktu yang diperluakan oleh variabel proses mencapai kondisi mantap
sekecil mungkin Perbedaan nilai acuan dan variabel proses setelah
tunak sekecil mungkinAtau dapat dinyatakan dengan istilah umum
sebagai berikut : Minimum overshoot Minimum settling time Minimum
offsetDengan kata lain kualitas pengendalian yang diharapkan adalah
: Tanggapan cepat Hasilnya stabil dan tidak ada penyimpangan dengan
nilai acuan
Maximum error (overshoot)variabelprosesSettling
timeoffsetbeban
Gambar 1.2.5 Tanggapan sistem pengendalian1.2.8 Fungsi
alihFungsi alih (transfer function) adalah fungsi yang menunjukkan
hubungan matematik antara masaukan dan keluaran suatu system yang
dinyatakan dengan perbandingan sinyal keluaran terhadap sinyal
masukan (biasanya dinyatakan dengan tranformasi Laplace atau
koordinat polar). Fungsi alih mengandung dua unsur, pertama yaitu
nilai magnitudo yang menyatakan perbandingan nilai keluaran
terhadap nilai masukan. Kedua yaitu beda fase atau beda waktu
antara masukan dan keluaran. Sebagai contoh, keluaran system
nilainya dua kali masukan, misalnya masukan 2 V keluaran 4 V.
tetapi keluaran 4 V tersebut terlambat 3 detik sejak adanya masukan
2 V. Dalam fungsi alih kedua besaran itu harus bisa dicakup.Jika
system berlaku linier dan masukan berupa sinyal sinusoida, maka
magnitudonya adalah perbandingan amplitudo keluaran terhadap
masukan yang disebut nisbah amplitudo atau amplitude ratio (Ar).
Sedangkan perbedaan waktu respon keluaran ditunjukkan oleh beda
fase (). Ar = Keterangan:Ar = nisbah molAx = amplitudo masukanAy =
amplitudo keluaranBeda fase selisih antara sudut fase keluaran
dengan sudut fase masukan atau = y- xsehingga dengan notasi
koordinat polar, fungsi alih (G) dapat dituliskan:G = Ar 1.2.9
Deskripsi alatPada alat PCT 42, percobaan dapat dilakukan dengan
dua cara yaitu secara direct action dan reverse action. Direct
action yaitu aksi secara langsung dimana apabila nilai dari
variable proses meningkat maka nilai variable control juga
meningkat, sedangkan pada reverse action yaitu aksi dimana apabila
nilai variable proses meningkat maka nilai variable control menurun
atau sebaliknya.Sebuah motor didorong multi-stage kompresor
sentrifugal, terpasang pada alas stainless stell dengan saluran
udara masuk trasparan dan saluran udara outlet. Sebuah aperture
diatur dioperasikan secara manual memungkinkan laju aliran udara
yang akan divariasikan dengan kecepatan kipas yang konstan. Sebuah
lubang plat dikalibrasi digunakan pada debit untuk mengukur laju
aliran udara. Elektronik sensor mengukur head tekanan dikembangkan
di blower, tekkanan di lempeng orifice (dan karena laju aliran) dan
suhu udara. Kecepatan kompresor akurat dikendalikan oleh inverter
elektronik yang canggih dalam IFD7 (aksesori penting). Inventri ini
juga menghitung torsi yang dihasilkan oleh poros penggerak motor,
yang memungkinkan daya yang digunakan oleh kipas yang akan
diturunkan. Pada IFD7 juga menyediakan elektronik pengkondisian
untuk sensor dan memungkinkan hasil bacaan ditampilkan pada
perangkat lunak computer. Koneksi IFD7 adalah konektor multi-arah
tunggal sensor.
BAB IIDATA PENGAMATANTabel 1. Data Pengamatan Direct
ActionSample Number Elapsed Time Diff. Pressure P1 [mm]Diff.
Pressure P2 [mm]Pump A Speed [%]Pump B Speed [%]Acidity/ Alkalinity
[pH]PID Proportional Band [%]PID Integral Time [s]
100:01-356-356937014.030300
200:16-356-356977014.030300
300:31-356-3561007014.030300
400:46-356-3561007014.030300
501:01-356-3561007014.030300
601:16-356-3561007014.030300
701:31-356-3561007014.030300
801:46-356-3561007014.030300
902:01-356-3561007014.030300
1002:16-356-3561007013.930300
1102:31-356-3561007013.830300
1202:46-356-3561007013.830300
1303:01-356-3561007013.630300
1403:16-356-3561007013.530300
1503:31-356-3561007013.430300
1603:46-356-3561007013.330300
1704:01-356-3561007013.130300
1804:16-356-3561007012.930300
1904:31-356-3561007012.430300
2004:46-356-3561007011.530300
2105:01-356-356100707.930300
2205:16-356-35661705.130300
2305:31-356-35664705.330300
2405:46-356-35660705.430300
2506:01-356-35664705.630300
2606:16-356-35660705.530300
2706:31-356-35664705.730300
2806:46-356-35666705.730300
2907:01-356-35665705.830300
3007:16-356-35665705.830300
3107:31-356-35660705.930300
3207:46-356-35663706.030300
3308:01-356-35664706.030300
3408:16-356-35663706.030300
3508:31-356-35662706.230300
3608:46-356-35664706.430300
3709:01-356-35667706.030300
3809:16-356-35666706.130300
3909:31-356-35661706.030300
4009:46-356-35667706.630300
4110:01-356-35660706.030300
4210:16-356-35663706.330300
4310:31-356-35660706.430300
4410:46-356-35661706.330300
4511:01-356-35666706.830300
4611:16-356-35665706.730300
4711:31-356-35665706.430300
4811:46-356-35663706.230300
4912:01-356-35668707.030300
5012:16-356-35664706.430300
5112:31-356-35662706.430300
5212:46-356-35665706.930300
5313:01-356-35662706.830300
5413:16-356-35660706.330300
5513:31-356-35667706.930300
5613:46-356-35666706.930300
5714:01-356-35667706.930300
Tabel 2. Data Pengamatan Reverse ActionSample Number Elapsed
Time Diff. Pressure P1 [mm]Diff. Pressure P2 [mm]Pump A Speed
[%]Pump B Speed [%]Acidity/ Alkalinity [pH]PID Proportional Band
[%]PID Integral Time [s]
100:00-356-35675700.930300
200:15-356-35678700.930300
300:30-356-35681700.930300
400:45-356-35685701.030300
501:00-356-35688701.030300
601:15-356-35691701.030300
701:30-356-35694701.130300
801:45-356-35697701.230300
902:00-356-356100701.330300
1002:15-356-356100701.130300
1102:30-356-356100701.330300
1202:45-356-356100701.530300
1303:00-356-356100701.130300
1403:15-356-356100701.730300
1503:30-356-356100701.630300
1603:45-356-356100702.030300
1704:00-356-356100702.230300
1804:15-356-356100702.630300
1904:30-356-35662707.930300
2004:45-356-35660708.230300
2105:00-356-35662708.030300
2205:15-356-35660707.830300
2305:30-356-35653708.330300
2405:45-356-35644708.930300
2506:00-356-35643708.830300
2606:15-356-35640709.030300
2706:30-356-35639708.830300
2806:45-356-35630709.130300
2907:00-356-35634708.730300
3007:15-356-35636707.930300
3107:30-356-35645707.030300
3207:45-356-35661705.230300
3308:00-356-35679704.630300
3408:15-356-35680705.330300
3508:30-356-35685705.430300
3608:45-356-35677705.730300
3709:00-356-35680706.030300
3809:15-356-35666707.130300
3909:30-356-35651708.330300
4009:45-356-35640709.030300
4110:00-356-35637708.830300
4210:15-356-35634708.830300
4310:30-356-35633708.730300
4410:45-356-35631708.830300
4511:00-356-35633708.530300
4611:15-356-35639707.830300
4711:30-356-35642706.330300
4811:45-356-35671704.930300
4912:00-356-35682705.230300
5012:15-356-35675706.030300
5112:30-356-35666706.930300
5212:45-356-35652708.030300
5313:00-356-35638708.730300
5413:15-356-35635708.830300
5513:30-356-35632708.830300
5613:45-356-35632708.630300
5714:00-356-35631708.530300
5814:15-356-35636707.430300
5914:30-356-35658705.430300
6014:45-356-35669705.130300
6115:00-356-35679705.030300
6215:15-356-35678705.730300
6315:30-356-35674706.030300
6415:45-356-35663707.230300
6516:00-356-35647708.530300
6616:15-356-35639708.730300
6716:30-356-35637708.630300
6816:45-356-35632708.630300
6917:00-356-35638707.230300
7017:15-356-35660705.230300
7117:30-356-35681704.930300
7217:45-356-35683705.130300
7318:00-356-35677705.930300
7418:15-356-35659707.530300
7518:30-356-35644708.330300
7618:45-356-35645708.130300
7719:00-356-35634708.430300
7819:15-356-35638707.530300
7919:30-356-35663705.330300
8019:45-356-35671705.730300
8120:00-356-35657707.430300
8220:15-356-35638708.630300
8320:30-356-35638708.530300
8420:45-356-35632708.730300
8521:00-356-35637708.030300
8621:15-356-35651706.230300
8721:30-356-35676705.030300
8821:45-356-35680706.030300
8922:00-356-35660707.330300
9022:15-356-35646708.230300
9122:30-356-35635708.530300
9222:45-356-35633708.330300
9323:00-356-35649706.530300
9423:15-356-35669705.030300
9523:30-356-35680704.830300
9623:45-356-35679705.530300
9724:00-356-35658707.330300
9824:15-356-35635708.730300
9924:30-356-35631708.830300
10024:45-356-35636708.130300
10125:00-356-35653705.930300
10225:15-356-35676705.230300
10325:30-356-35669706.130300
10425:45-356-35659707.130300
10526:00-356-35643708.530300
10626:15-356-35635708.730300
10726:30-356-35632708.730300
10826:45-356-35636708.230300
10927:00-356-35645706.230300
11027:15-356-35670704.730300
11127:30-356-35681704.930300
11227:45-356-35668706.530300
11328:00-356-35645708.230300
11428:15-356-35636708.830300
11528:30-356-35632708.630300
11628:45-356-35633708.530300
11729:00-356-35640706.830300
11829:15-356-35664705.330300
11929:30-356-35677704.630300
12029:45-356-35673705.730300
12130:00-356-35662707.230300
BAB IIIMETODOLOGI
2.1 Alat Dan Bahan2.1.1 Alat Yang Digunakan PCT 42 pH
control2.1.2 Bahan Yang Digunakan NaOH 0,05 M HCl 0,05 M2.2
Prosedur Kerjaa. Menghubungkan Komputer dan alat PCT 42 pH Control
dengan sumber listrik.b. Menghidupkan computer dan alat PCT 42 pH
Control.c. Mengklik start lalu mengklik dua kali PCT 42 (pH sensor)
dan memilih section 1 feedback control.d. Kemudian mengklik load
hingga muncul layar PCT 42 pH Probe Accescory Section 1.e. Mengecek
konektivitas antara computer dengan alat PCT 42 pH control dengan
cara mengisi angka 1 pada cek stirrer.f. Bilas stirrer pada alat
berputar maka alat dan computer telah terkoneksi.g. Melalukan
praktikum secara direct action dan reverse action.2.2.1 Langka
kerja direct action a. Memasukkan selang pump A pada larutan HCl
dan selang pump B pada larutan NaOH, dan memastikan ujung selang
tersebut tenggelam dalam masing-masing larutan.b. Kemudian mengklik
setelah pH naik.c. Melakukan pengujian larutan dengan cara :
Menaikan angka pada Pump B dan mengubahnya dari 0 menjadi 30% .
Jika pada monitor pH naik maka larutan telah terpasang dengan
benar.d. Mengklik sample pada toolbar.e. Mengklik configuration,
maka akan muncul menu sample configuration.f. pada menu sample
configuration diisi parameter : Sampling operation: automatic
Automatic sampling parameter: Sample interval : 15 secs Duration of
sampling: continousg. Mengklik Okh. Pada chart yang terdapat pada
monitor memilih FID, sehingga akan muncul menu FID Controller.
Mengisi kolom pH control sebagai berikut Proses variable: acidity
Manipulation variable: pump A Control action: Direct action Mengisi
kolom seting sebagai berikut Seting point: 7 pH Proportional band:
30% Integral time: 300 secs Derivative time: 1 secs Mode of
operation: automatic operationi. Mengklik apply, kemudian
automatic.j. Mengklik go.k. Mengklik apply dan kemudian mengklik
Ok.l. Mengklik view table untuk melihat data dalam bentuk table
atau view graph, untuk melihat data dalam bentuk grafik.m. Menunggu
hingga analisa stabil (pH konstan dibawah set point) kemudian
mengklik stop.n. Menyimpan data dengan mengklik save as: File name:
direct action Save as type: exel 5,0 file (*xls)2.2.2 Langkah kerja
reverse actiona. Memasukkan selang pump A pada larutan NaOH dan
selang pump B pada larutan HCl, dan memastikan ujung selang
tenggelam dalam masing-masing larutan.b. Kemudian mengklik setelah
pH naik.c. Melakukan pengujian larutan dengan cara : Menaikan angka
pada Pump B dan mengubahnya dari 0 menjadi 30%. Jika pada monitor
pH naik maka larutan telah terpasang dengan benar.d. Mengklik
sample pada toolbar.e. Mengklik configuration, maka akan muncul
menu sample configuration.f. pada menu sample configuration diisi
parameter : Sampling operation: automatic Automatic sampling
parameter: Sample interval : 15 secs Duration of sampling:
continousg. Mengklik Ok.h. Pada chart yang terdapat pada monitor
memilih FID, sehingga akan muncul menu FID Controller. Mengisi
kolom pH control sebagai berikut Proses variable: acidity
Manipulation variable: pump A Control action: Reverse action
Mengisi kolom seting sebagai berikut Seting point: 7 pH
Proportional band: 30% Integral time: 300 secs Derivative time: 1
secs Mode of operation: automatic operationi. Mengklik apply,
kemudian automatic.j. Mengklik go.k. Mengklik apply dan kemudian
mengklik Ok.l. Mengklik view table untuk melihat data dalam bentuk
table atau view graph, untuk melihat data dalam bentuk grafik.m.
Menunggu hingga analisa stabil (pH konstan dibawah set point)
kemudian mengklik stop.n. Menyimpan data dengan mengklik save as:
File name: Reverse action Save as type: exel 5,0 file (*xls)
BAB IVPEMBAHASANTujuan dari praktikum ini adalah untuk
mengetahui cara kerja alat PCT 42 pH control dan mengetahui
pengendalian dengan metode direct action dan reverse action. Pada
praktikum ini yang bertindak sebagai variabel proses (PV) ialah pH,
sedangkan yang bertindak sebagai variabel termanipulasi (MV) ialah
laju alir pompa A.Pada praktikum ini, nilai setpoint diatur sebesar
7 dimana pengendaliannya diatur dengan mode PID yang nilai
proportional band dan waktu integralnya adalah 30 % dan 300 secs.
Mode PID ini diaplikasikan dalam pengendalian pH menggunakan metode
direct dan reverse action untuk melihat pengendalian yang paling
optimal dari dua metode tersebut menggunakan parameter offset dan
settling time.Pada metode direct action, bahan yang dimasukkan
kedalam pompa A adalah HCl dan pada pompa B adalah NaOH. Pada
metode diverse dengan nilai PB 30 %; IT 300 s, pH mula mula adalah
14,0. Mulai pada menit kedua pH yang mulanya 14 menurun
perlahan-lahan sampai pHnya berada di 5,1 pada menit kelima,
kemudian pada menit menit selanjutnya pH mulai naik, hingga pada
menit ke 14 didapat pH stabil pada range 6,9 sedangkan set point
sebesar 7, sehingga terdapat selisih antara nilai terukur dengan
set point (offset) sebesar 0,1.Pada metode reverse action dengan
nilai PB dan IT yang sama dengan direct action yaitu PB 30%; IT 300
s, bahan yang dimasukkan kedalam pompa A adalah NaOH, sedangkan
untuk pompa B adalah HCl, didapatkan pH awal berada di angka 0,9
yang kemudian terus meningkat sampai pH menyentuh angka 8,2 pada
menit ke 4.45. Kemudian pada menit-menit selanjutnya nilai pH tidak
stabil hingga pada menit ke 30, pH yang didapat adalah 7,2. Namun
pH tersebut masih bisa mengalami kenaikan atau penurunan.Dari dua
data diatas dapat dibandingkan bahwa dengan metode direct action,
offset yang terjadi sangat kecil sekali dan juga settling time yang
dibutuhkan tidak terlalu lama. Sementara untuk metode reverse
action, didapat hasil yang kurang optimal, karena nilai pH
cenderung tidak bisa stabil sehingga pada grafik terjadi osilasi
kontinu. Hal ini dapat dilihat dari data yang didapat dimana pada
menit ke-14, pH untuk direct action telah stabil diangka 6,9,
sedangkan untuk metode reverse action, pH belum juga stabil hingga
pada menit ke-30. Hal ini menyebabkan settling time tidak terhingga
dan offset yang didapat sangat besar. Penyimpangan ini terjadi
akibat adanya gangguan pada pompa A sehingga laju alir yang
dikeluarkan dari pompa A tidak sesuai untuk mengoreksi perubahan pH
sistem. Akibatnya, nilai pH sistem selalu berosilasi dan tidak
pernah stabil mendekati set point.
BAB VPENUTUP5.1 Kesimpulan1. Metode direct action lebih ideal
dibandingkan dengan metode reverse action.2. Pada direct action,
waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi mantap (steady state)
adalah selama 14 menit dengan offset sebesar 0,1.3. Pada reverse
action, waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi mantap (steady
state) tidak terhingga sehingga offset yang dihasilkan cukup besar
karena pHnya tidak kunjung stabil.
LAMPIRAN