TE Dasar Sistem Pengaturan

Transkripsi

1 TE Dasar Sistem Pengaturan Komponen-komponen Sistem Pengaturan Ir. Josaphat Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp Fax Dasar Sistem Pengaturan

2 Objektif: Konfigurasi Sistem Pengaturan Karakteristik Komponen Macam-macam Sensor Macam Aktuator Macam Kontroler Dasar Sistem Pengaturan

3 Sistem Kontrol Proses (Tekanan) Dasar Sistem Pengaturan

4 Tekanan Sistem Pengaturan Tekanan Jika tekanan didalam tungku dibawah tekanan yang diinginkan, damper akan selalu menutup sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk bertambah sampai dengan tekanan yang diinginkan Sinyal buka/ diinginkan + - sinyal eror kontroler tutup damper damper Elemen pengukur tekanan bukaan tungku Jika tekanan didalam tungku diatas tekanan yang diinginkan, damper akan membuka sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk berkurang sampai dengan tekanan yang diinginkan tekanan Dasar Sistem Pengaturan

5 Konfigurasi Sistem Pengaturan Energy input Actuator Process under control Actual output Power interface Sensor Transmission Signal conditioner Set point (desired output) Controller Process variable (actual output) Transmission Dasar Sistem Pengaturan

6 Penjelasan tiap komponen * Proses, sebagai obyek pengaturan, dapat berupa satu mesin, satu sistem penyegar udara, satu platform meriam, satu sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), atau satu unit proses kimia. * Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang mengukur variabel dikendali dan mengirim sinyal pengukuran ke kontroler. Peralatan tersebut merasakan adanya perubahan tekanan, temperatur, aliran, kecepatan dan variabel lain yang harus dikendalikan. Dasar Sistem Pengaturan

7 Penjelasan tiap komponen * Kontroler, yang menerima sinyal pengukuran dan membandingkannya dengan sinyal yang dikehendaki (set-point) kemudian menentukan strategi apa yang akan dilakukan dengan sinyal kesalahan yang diperoleh dan mengirim sinyal keluaran ke aktuator. * Aktuator (aktuator + penguat sinyal + transmisi), yang merupakan mata-rantai terakhir sistem dan melaksanakan tugas yang ditentukan oleh kontroler. Peralatan demikian dapat berupa satu motor listrik, satu silinder hidraulik, atau satu peralatan pneumatik. Dasar Sistem Pengaturan

8 Elemen Pengukur (Sensor/Transducer) Transducer adalah fisik dari perangkat keras yang didesain untuk secara proporsional mentransformasikan (atau mengkonversikan) variabel informasi sekarang pada suatu sistem energi menjadi sistem energi yang lainnya. Sensor adalah tranduser yang digunakan untuk mendeteksi (atau mengukur) besaran fisik menjadi besaran elektrik. Dasar Sistem Pengaturan

9 Karakteristik Elemen Pengukuran Karakteristik Statis ini terdiri dari: Accuracy (Akurasi) Resolution (Resolosi) Repeatability (Pengulangan) Linearity (Linieritas) Hysterisis (Celah Diferensial) Response Rate (Kecepatan Beraksi) Karakteristik Dinamis karakteristik yang menyatakan seberapa cepat perubahan output (respon) yang terjadi terhadap perubahan input salah satunya respon Dasar Sistem Pengaturan

10 Position Sensors Potentiometer (rotary and linear) Proximity switch (mechanical) Piezo-ceramic, piezo-resistive LVDT Dasar Sistem Pengaturan

11 Potensiometer Sensor analog yang bekerja seperti divider Dasar Sistem Pengaturan

12 Potensiometer untuk posisi Dasar Sistem Pengaturan

13 Analog and Digital Sensors Rotary Linear Optical Encoder Dasar Sistem Pengaturan

14 Optical Encoder Dasar Sistem Pengaturan

15 Increment Encoder Generally Have two picks up that are 90 degrees out of Phase (A and B) This allows you to determine the direction of rotation and thus count up or down By using the rising and falling edges of both A and B we can get 4 times the number of slots. May have one or more index marks for homing. Dasar Sistem Pengaturan

16 Absolute Encoder Gray Code Vs Binary Gray Code only changes by one bit per transition. At least one sensor per track Dasar Sistem Pengaturan

17 Synchro Dasar Sistem Pengaturan

18 Rangkaian Synchro Dasar Sistem Pengaturan

19 Velocity Sensors Accelerometer (piezo-electric) Optical Encoder absolute or incremental position, direction Tachometer shaft velocity, typically a PM DC motor Dasar Sistem Pengaturan

20 Tachogenerator Sensor ini konstruksinya mirip motor DC magnet permanen. Tegangan keluaran yang dihasilkan berupa tegangan DC. Dasar Sistem Pengaturan

21 Acceleration sensors Accelerometers measure acceleration, vibration and shock measurements Typical device:outputs from 100m to 2.5V/g. Dasar Sistem Pengaturan

22 Force/Torque Strain gage Piezo-electric (AC coupled) Dasar Sistem Pengaturan

23 Types of Strain Gages Single Element Rosette Gages Rata-rata stress pada luasan gage. Ukuran gage sangat penting! *Apply set of equations to determine coordinate stress components. Dasar Sistem Pengaturan

24 Load sensors See: through 10,000Lbs Dasar Sistem Pengaturan

25 Sensor Temperatur Dasar Sistem Pengaturan

26 What are thermocouples? Thermocouples operate under the principle that a circuit made by connecting two dissimilar metals produces a measurable voltage (emf-electromotive force) when the two ends of the thermocouple circuit are at different temperatures. They are inexpensive, small in size, rugged and remarkably accurate when used with an understanding of their peculiarities. Dasar Sistem Pengaturan

27 Bahan Material Thermocouple Chromel - Constantan (E Curve) Iron - Constantan (J Curve) Chromel - Alumel (K Curve) Platinum+Rhodium 13% - Platinum (R Curve) Platinum+Rhodium 10% - Platinum (S Curve) Copper - Constantan (T Curve) Tungsten - Rhenium (C Curve) Dasar Sistem Pengaturan

28 RTD (Resistance Temperature Detector) Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperatur Berbagai logam yang sering digunakan untuk RTD platina (linier, sangat mahal, umum dipakai) Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) Nickle alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah) Tembaga (range temperatur lebih rendah) Dasar Sistem Pengaturan

29 Thermistor R R o e β 1 T 1 T = o where R o = reference resistance measured at T T = measured temperature β = material constant o Dasar Sistem Pengaturan

30 Sensor Temperatur IC LM335 Dasar Sistem Pengaturan

31 Sensor Temperatur IC AD590/AD592 Dasar Sistem Pengaturan

32 Photo-voltaic cell Light sensors CdS sensor (R output) Phototransistor Dasar Sistem Pengaturan

33 Ultrasonic Non-Contact Sensors Optical Magnetic (Inductive, Reed, Hall Effect) Laser vibrometer, interferometer Capacitive Eddy current Dasar Sistem Pengaturan

34 Aktuator Roda Gigi Driver Amplifier Inverter Motor Listrik (DC, AC) Z Y A 2 P2 BL ml Vo k1 P1 A1 x q-out q-in q-out Distribution Valve es q-out q-in q-out Dasar Sistem Pengaturan ko

35 Relay mekanik dan elektrik Dasar Sistem Pengaturan

36 Kontroler PLC (Programable Logic Controller) DCS (Distributed Control System) Embeded System Sistem Minimum Dasar Sistem Pengaturan