BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pemanfaatan instrumen elektronika telah banyak digunakan di berbagai bidang kebutuhan manusia. Baik bidang non industri maupun di bidang industri. Keandalan peralatan atau instrumen dalam suatu pabrik (plan) memegang peranan penting terhadap kelancaran proses industri serta keselamatan dan keamanan baik manusia maupun benda. Untuk menjaga keandalan instrumen maka harus dilakukan pemeriksaan dan perawatan secara periodik. Instrumen tertentu seperti alat ukur harus dikalibrasi. Bila hasilnya tidak tepat itu berarti instrumen telah rusak dan harus diganti. Seperti halnya sensor suhu pada tangki pemanas (heater). Ketidakakuratan atau kegagalan pengukuran dapat mengakibatkan bahaya yang fatal. Salah satu metode yang digunakan para praktisi di dunia industri untuk menghindari terjadinya kegagalan suatu sistem yaitu merancang sebuah sistem keselamatan dalam bentuk SIS (Safety Instrumented System). Dalam dunia industri, istilah safety interlock, safety instrumented system, safety shutdown system dan emergency shutdown system (ESD) merupakan istilah yang merujuk pada peralatan atau sitem yang sama. SIS adalah sistem kontrol yang mendeteksi keadaan di luar kendali dan mengembalikannya ke keadaan semula sehingga tidak terjadi hal yang berakibat fatal bagi manusia ataupun komponen pabrik lainnya. SIS terdiri dari tiga komponen utama, yaitu sensor yang mendeteksi keadaan usatu proses, logic solver dalam bentuk controller, dan final element yang biasanya aktuator. SIS dalam dunia industri merupakan sistem yang mempunyai peran penting karena kegagalan dalam SIS akan mengakibatkan kerugian baik dalam kesehatan (healt), lingkungan (environment), dan keuangan (finance). SIL (Safety Integrity Level) yang dibutuhkan pada suatu proses belum tentu sama dengan proses yang lainnya. Hal ini karena penentuan SIL harus sesuai dengan ketentuan bahaya yang ada pada suatu proses tersebut. Oleh karena itu, 1

2 sebelum melakukan evaluasi terhadap SIL, maka harus dilakukan dulu penentuan SIL yang diperlukan oleh proses tersebut. Seiring berjalannya waktu, tingkat keandalan dari sistem keselamatan tersebut akan menurun. Untuk menjaga agar tingkat keandalan sistem keselamatan tersebut tetap berada pada tingkat yang telah ditetapkan maka perlu dilakukan perawatan (maintenance). Penentuan waktu perawatan yang tepat penting dilakukan pada proses di industri. Perawatan sistem yang terlalu cepat akan memperbesar biaya yang harus dikeluarkan. Sebaliknya jangka waktu perawatan sistem terlalu lama menyebabkan menurunnya tingkat keandalan sistem keselamatan. Ketika diketahui waktu perawatan sistem yang optimal maka akan didapatkan tingkat keandalan sistem yang sesuai dengan target dan menekan biaya operasional perawatan sistem keselamatan. Horvat melakukan penelitian pada tahun 2016 yaitu dengan membuat Paraller Redundancy System for Critical Real Time. Sistem redundansi tersebut untuk memantau suhu ruang data real time. Berfungsi untuk memberi peringatan dini bila terjadi kondisi ruangan dengan suhu kritis. Aspek redundansi ini diwujudkan dengan menggunakan jaringan telepon seluler ke layanan berbasis could. Yu melakukan pada tahun 2017 mendeteksi kesalahan dan perbaikan sensor suhu pada tungku karbonasi kayu. Penelitiannya berjudul Fault Detection and Improvement Design of Temperature Sensor in Wood Carbonization Furnace. Metode yang digunakan berbasis data-fusion dengan menerapkan algoritma fusi ke sistem kontrol tungku karbonasi kayu. Beberapa komponen instrumen terkadang sulit diketahui apakah masih berfungsi baik atau telah menyimpang dari perhitungan. Salah satunya adalah bagian heater yang menggunakan sensor suhu. Pada suatu kondisi sensor ini masih mengirimkan sinyal/arus, namun ternyata tidak mengukur suhu yang sebenarnya. Harus ada suatu metode untuk menentukan akurasi instrumen tersebut. Telah banyak penelitian mengenai Safety Instrument System, Sistem Redundansi, Sensor DS18B20, Arduino Uno R3. Maka dilakukan penelitian lebih 2

3 lanjut perihal sistem redundansi sebagai safety instrument system padasensor suhu berbasis mikrokontroler Arduino uno R3. Di mana terdapat Arduino sebagai mikrokontroler untuk menampilkan hasil pembacaan suhu dari chip Dallas Semiconductor kemudian diproses dengan sistem redundansi dengan bantuan interface LabView. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, maka dapat dirumuskan permasalahanpermasalahan sebagai berikut: a. Bagaimana menentukan kerusakan sensor suhu pada tangki heater dengan sistem redundansi menggunakan hukum kalor dan perbandingan satuan waktu. b. Bagaimana cara penerapan sistem redudansi pada tangki heater mengggunakan sensor DS18B20 sebagi safety instrument system. 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari kesalahpahaman dan meluasnya masalah yang akan diteliti, maka penulis membatasi atau memfokuskan masalah yang berkaitan dengansistem redundansi sebagaisafety instrument system pada sensor suhu berbasismikrokontrolerarduino uno R3, yaitu sebagai berikut: a. Penelitian dilakukan pada sistem kontrol temperatur untuk prototype tangki pemanas cairan. b. Tangki pemanas yang dibuat memiliki kapasitas 4,3 liter. c. Cairan pada tangki pemanas adalah air dengan volume tetap sebesar 4,3 liter. d. Daya yang dikeluarkan heater adalah tetap sebesar 440 watt sesuai dengan yang ada di pasaran. e. Tangki heater berfungsi dengan baik. f. Toleransi perbandingan suhu terbaca dan suhu perhitungan sebesar 5 0 C g. Data tidak menyangkut pengukuran emisi kalor dari dinding tangki. h. Sistem redundansi dalam konteks temperatur tangki pemanas. i. Suhu terpantau pada rentang 0 0 C hingga C. 3

4 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari tugas akhir ini adalah: a. Mengetahui penentuan kerusakan sensor suhu pada tangki heater dengan sistem redundansi menggunakan hukum kalor dan perbandingan satuan waktu. b. Mengetahui penerapan sistem redudansi pada tangki heater mengggunakan sensor DS18B20 sebagai safety insntrument system. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah a. Mengembangkan rancangan tangki heater dengan menggunakan sistem redundansi sebagai safety instrument dengan sensor DS18B20. b. Mengembangkan metode maintenance terhadap kehandalan sensor dengan metode perbandingan satuan waktu pada sebuah sensor dengan sistem redundansi. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan penelitian tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut: a. BAB I PENDAHULUAN Meliputi latar belakang dan permasalahan, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. b. BAB II LANDASAN TEORI Membahas informasi-informasi tentang data hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dan perkembangan teknologi saat ini yang memiliki keterkaitan dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis serta teori-teori yang mampu menjadi acuan perancangan sistem. c. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Menjelaskan tentang metode penelitian yang digunakan dalam perancangan, dan memuat uraian tentang implementasi sistem secara detail baik dalam bentuk perangkat keras maupun perangkat lunak dan prosedur untuk pengambilan data. 4

5 d. BAB IVHASIL DAN PEMBAHSAN Membahas hasil pengujian dan penelitian sistem yang dilakukan dalam penyusunan tugas akhir serta membahas tentang cara kerja sistem secara keseluruhan. e. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan yang memuat uraian singkat tentang hasil penelitian tugas akhir sesuai dengan tujuan penelitian, serta saran terhadap beberapa hal yang dianggap perlu untuk pengembangan penelitian yang lebih lanjut. 5