ph control kelompok 6.docx
Post on 28-Sep-2015
333 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
top related