Pct 42 Ph Control (repaired).docx

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Judul Percobaan PCT 42 pH Control 1.2 Tujuan percobaan 1. Memahami cara kerja PCT 42 pH Control 2. Mengetahui pengendalian proses direct dan revse 1.3 Dasar Teori Apakah yang dimaksud dengan sistem proses? Sistem proses adalah rangkaian operasi yang menangani konversi material dan energi sehingga material dan energi itu berada dalam “keadaan” yang diinginkan. Keadaan itu dapat berupa besaran fisika atau kimia, seperti : suhu, tekanan, laju alir, tinggi permukaan cairan, kmposisi, pH, dan sebagainya. Di sini pengertian sistem proses sudah mencakup bahan dan alur proses beserta peralatannya. Sengaja tidak membedakan sistem proses dan pemproses. Sebab kata “sistem” mengandung pengertian seluruh komponen yang terlibat dalam suatu proses. Apakah proses perlu dikendalikan ? Pengendalian proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai tujuan proses agar berjalan sesuai dengan apa yang diinginkan. Namun, apakah memang betul – betul diperlukan pengendalian proses. Jawaban terhadap pertanyaan ini bias “tidak” atau “iya”. Proses tidak perlu dikendalikan jika memang tujuan proses tercapai tanpa unsure pengendalian. Contoh sederhana adalah mempertahankan suhu air pada 100oC. Tanpa dikendalikan pun, air yang mendidih suhunya tetap 100oC pada tekanan 1 atm. Sebaliknya, proses perlu dikendalikan jika untuk mencapai tujuan perlu pengawasan terus – menerus. Contoh sederhanaadalah mempertahankan suhu air pada 49oC dalam udara yang bersuhu kamar dan tekanan normal. Mengapa proses perlu dikendalikan ? Pabrik kimia, atau pabrik lain yang sejenis, harus beroperasi pada kondisi operasi tertentu. Berkaitan dengan hal itu terdapat tiga alasan mengapa perlu pengendalian proses.

I.

Keamanan operasi Beberapa sistem proses di pabrik memiliki kondisi operasi yang berbahaya. Untuk mencegah kecelakaan karena kondisi maksimum terlampaui diperlukan pengendalian tehadap beberapa variable yang menjadi potensi bahaya.

II.

Kondisi operasi Pada operasi atau reaksi tertentu diperlukan kondisi tertentu pula. Pengendalian diperlukan agar proses beroperasi secara optimal.

III.

Factor ekonomi Pabrik didirikan adalah untuk menghasilkan uang. Sehingga produk akhir harus sesuai dengan permintaan pasar. Prinsipnya, bukan kualitas produk terbaik yang diharapkan, tetapi kualitas yang dapat diterima pasar dengan biaya operasional rendah sehingga menghasilkan untung sebesar – besarnya. Kualitas sangat bagus tetapi memerlukan biaya operasional yang tinggi, sehingga harga jual menjadi mahal dan tidak laku di pasar sudah barang tentu tidak diharapkan. Atas dasar itu peranan pengendalian proses adalah membuat kondisi operasi agar menghasilkan produk yang sesuai permintaan pasar.

1.3.1 sistem pengendalian pengendalian proses adalah bagian dari pengendalian automatic yang diterapkan di bidang teknologi proses untuk menjaga kondisi proses agar sesuai yang diinginkan. Seluruh komponen yang terlibat dalam pengendalian proses disebut sistem pengendalian atau sistem control.  Jenis variabel Jenis variabel yang mendapatkan perhatian penting dalam bidang pengendalian proses adalah variabel proses (process variable,PV) atau disebut juga variabel terkendali (controlled variable). Variabel proses adalah besaran fisik atau kimia yang menunjukkan keadaan proses. Variabel ini bersifat dinamik. Artinya,nilai variabel dapat berubah spontan atau oleh sebab lain baik yang diketahui maupun tidak. Di antara banyak macam variabel proses, terdapat empat macam variabel dasar, yaitu : suhu (T), tekanan (P), laju alir (F), dan tinggi permukaan cairan (L). Dalam teknik pengendalian proses, titik berat permasalahan adalah menjaga agar nilai variabel proses tetap atau berubah mengikuti alur (trayektori) tertentu. Variabel yang digunakan untuk melakukan koreksi atau mengendalikan variabel proses disebut

variabel termanipulasi (manipulated variable, MV) atau variabel pengendali. Sedangkan nilai yang diinginkan dan dijadikan acuan atau referensi variabel proses disebut nilai acuan (set point value, SV). Selain ketiga jenis variabel tersebut masih terdapat variabel lain yaitu gangguan (disturbance) baik yang terukur (measured disturbance) maupun tidak terukur (unmeasured distrurbance) dan variabel keluaran tak terkendali (uncontrolled output variabel). Variabel gangguan adalah variabel masukan yang mampu mempengaruhi nilai variabel proses tetapi tidak digunakan untuk dikendalikan. Variabel keluaran tak terkendali adalah variabel keluaran yang tidak dikendalikan secara langsung.

Gangguan terukur

Variabel takterkendali

SISTEM PROSES

Gangguan tak terukur

Variabel tak terkendali

Variabel termanipulasi

Gambar 1.1 jenis variabel dalam sistem proses

Sebagai contoh, proses variabel distilasi fraksionasi dalam kolom piring memiliki jenis variabel sebagai berikut. Gangguan terukur

: laju alir umpan

Gangguan tak terukur

: komposisi umpan

Variabel termanipulasi

Variabel terkendali

Variabel tak terkendali

: 

Laju refluks



Laju kalor ke pendidih ulang



Laju distilat



Laju produk bawah



Laju air pendingin



Komposisi destilat



Komposisi produk bawah



Tinggi permukaan akumulator refluks



Tinggi permukaan kolom bwah



Tekanan kolom

:

: suhu tiap piring sepanjang kolom

 Jenis Sistem Pengendalian a. Sistem pengendalian simpal terbuka dan tertutup Berdasarkan atas ada atau tidak adanya umpan balik, sistem pengendalian dibedakan atas sistem pengendalain simpal terbuka (open-loop control sistem) 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 semata – mata bekerja atas dasra masukan yang telah dikalibrasi. Sebagai contoh sederhana adalahkeran air yang terkalibrasi. Dengan memandang keran sebagai suatu sistem, maka bukaan keran (atau sudut putaran keran) adalah sebagai masukan dan laju alir air sebagai keluaran sistem. Berdasar hukum dinamika fluida, laju alir air tergantung pada beda tekanan yang melintas keran. Mosal pada posisi keran x1 dengan beda tekanan P2 mengalir air pada laju Q2 (gambar 1.2). jika oleh suatu sebab tertentu tiba – tiba beda tekanan berubah menjadi P1, maka pada posisi keran tetap x1 akan menghasilakan laju alir Q1. Dengan demikian

sistem pengendalian simpal terbuka tidak dapat mengatasi perubahan beban atau gangguan yang terjadi. Meskipun dari uraian di atas, sistem simpal terbuka merupakan sistem yang buruk, karenatidak mampu mengatasi gangguan, tetapi memiliki keuntungan sebagai berikut. 

Lebih murah dan sederhana disbanding sistem simpal tertutup



Jika sistem mampu mencapai kestabilan sendiri, maka akan tetap stabil

Untuk mengatasi kekurangan sistem simpal terbuka, seorang operator pabrik akan mengatur kembali besarnya gangguan agar diperoleh sasaran yang diinginkan. Tetapi dengan tindakan operator ini berarti telah membuat simpal tertutup. Berbeda dengan sistem simpal terbuka, pada sistem pengendalian simpal tertutup terdapat tindakan membandingkan nilai variabel proses dengan nilai acuan yang diinginkan. Perbedaan itu digunakan untuk melakukan koreksi sedemikian rupa sehingga niali variabel proses sama atau dekat dengan nilai acuan. Dengan demikian terdapat mekanisme umpan balik. Sehingga sistem pengendalian simpal tertutup lebih dikenal dengan sistem pengendali umpan balik.

P1 P2

Q1

P3 Q2

Keran

Q3 x1

Keran air terkalibrasi

Gambar 1.2 Sistem Pengendalian Simpal Terbuka

Meskipun sistem simpal tertutup mampu mengatasi gangguan atau perubahan beban, tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut. 

Lebih mahal dan kompleks disbanding sistem simpal terbuka



Dapat membuat sistem tidak stabil, meskipun sebenarnya tanpa umpan balik sistem dapat mencapai kestabilan sendiri.

b. Sistem pengaturan dan pengendalian Berdasarkan nilai acuan, sistem pengendalian umpan balik dibedakan atas dua jenis, yaitu : sistem pengendalian dengan nilai acuan tetap (di bidang elektro sering disebut sistem pengaturan) dan sistem pengendalian dengan nilai acuan berubah (di bidang 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 agar selalu mengikuti perubahan nilai acuan. Dibidang teknologi proses termasuk teknik kimia, meskipun hampir semunya bekerja dengan titik acuan tetap, tetap lebih populet dengan istilah sistem pengendalian dan bukan sistem pengaturan. Hal ini disebabkan karena istilah pengendalian lebih mencerminkan kondisi dinamik. 1.3.2 Sistem Pengendalian Umpan Balik Prinsip mekanisme kerja sistem pengendalian umpan balik adalah mengukur variabel proses dan kemudian melakukan koreksi bila nilainya tudak sesuai dengan yang diinginkan. Ciri utama pengendalian umpan balik adalah adanya umpan balik negative. Artinya, jika nilai variabel proses berubah, terdapat umpan balik yang melakukan tindakan untuk memperkecil perubahan itu.  Langkah pengendalian Selengkapnya, langkah pengendalian umpan balik adalah sebagai berikut : a. Mengukur, tahap pertama dari langkah pengendalian adalah mengukur atau mengamati nilai variabel proses. b. Membandingkan, hasil pengukuran atau pengamatan variabel proses (nilai terukur) dibandingkan dengan nilai acuan (setpoint).

c. Menegvaluasi, perbedaan antara nilai terukur dan nilai acuan dievaluasi untuk menentukan langkah atau cara melakukan koreksi atas perbedaan itu. d. Mengoreksi, tahapan ini bertugas melkukan koreksi variabel proses, agar perbedaan antara nilai acuan tidak ada atau sekecil mungkin.  Instrumentasi Proses Pelaksanaan keempat langkah tersebut pada butir (1.3.1) memerlukan instrumentasi berikut. a. Unit pengukuran. Bagian ini bertugas mengubah nilai variabel proses yang berupa besaran fisik atau kimia seperti lju alir, tekanan, suhu, pH, konsentrasi, dsb. Menjadi sinyal standar. Bentuk sinyal standar yang popular di bidang pengendalian proses adalah berupa sinyal pneumatic (tekanan udara) dan sinyal listrik. Unit pengukuran terdiri atas dua bagian besar yaitu sensor dan transmitter. 

Sensor yaitu elemen perasa yang langsung “bersentuhan” dengan variabel proses.



Transmitter yaitu bagian yang berfungsi mengubah sinyal yang dari sensor (gerakan mekanik, perubahan hambatan,perubahan tegangan atau arus) menjadi sinyal standar.

Dalam bidang pengendalian proses, istilah transmitter lebih popular dibandingkan dengan transduser. Meskipun keduanya berfungsi serupa, tetapi transmitter mempunyai makna pengirim sinyal pengukuran ke unit pengendali yang biasanya terletak jauh dari tempat pengukuran. Ini lebih sesuai dengan keadaan sebenarnya di pabrik. b. Unit pengedalian. Bagian ini bertugas membandingkan, mengevaluasi, dan mengirimkan sinyal ke unit kendali akhir. Evaluasi yang dilakukan berupa operasi matematika seperti, penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integrasi dan diferensiasi. Hasil evaluasi berupa sinyal kendali berupa sinyal standar yang serupa dengan sinyal pengukuran.  Mekanisme Pengendalian Umpan Balik Sebagai ilustrasi diambil contoh pemanasan air dalam alat penukar panas ( lihat gambar 1.3). suhu air keluar (T) bergantung pada laju alir (F), suhu air masuk (T0), laju alir kukus (S), dan suhu kukus (Ts). jika dandaikan suhu air

masuk dan suhu kukus tetap, maka suhu air keluar bergantung pada laju alir kukus dan laju alir air.

BAB II METODOLOGI 2.1 Alat dan Bahan 2.1.1

Alat yang digunakan 

Seperangkat alat PCT 42

2.1.2 Bahan yang digunakan 

Larutan NaOH 0,05 M



Larutan CH3COOH

2.2 Prosedur Kerja 1. Menyalakan computer, namun sebelumnya hubungkan dahulu dengan arus listrik 2. Menghububgkan selang pompa A ke CH3COOH 0,05 M dan selang pada pompa B ke NaOH 0,05 M 3. Pada layar computer, mengklik start 4. Mengklik “PCT 42” 5. Muncul beberapa pilihan kemudian mengklik “Feed back control” 6. Kemudian muncul sampel lalu diisi 7. Dari main menu pH control tersebut ada configurasi 8. Mengklik otomatis 9. Mengisi parameter didalamnya yaitu : 

Sampel inter = 1 menit



Duration of sampel = continue

TID Control 

Proses variable

: asam (ASIDIN)



Control variable

: pump A



Type control action

: Direct

10. Mengklik setting, dan mengisi parameternya



Set point

=7



Proporsonal Band

= 10 %



Integral time

= 300 detik



Mode of operation

= otomatis

11. Menunggu pembahasan sampai pada set point yang diinginkan.