bab 01 marlin

7/27/2019 Bab 01 Marlin

1/11

Pengendalian Proses - Abdul Wahid 1

2

Jadwal Kuliah

z Senin

z Jam 12.30 - 13.50

z Ruang K103

z Rabu

z Jam 10.00 - 11.50

z

Ruang GK301

3

Akses Internet

z Puskom FTUI

z Lab SPK TGP FTUI

4

Tujuan Pembelajaran

z Kuliah ini akan membangun pengetahuan proses (process

knowledge) dari mata kuliah sebelumnya dan yang

bersamaan dengan mata kuliah ini dan akan menekankan

pada tiga persoalan yang sangat relevan untuk semua

insinyur. Tiga persoalan tersebut adalah:

z perilaku dinamik, karena tidak ada proses yang beroperasi secarastatik (steady-state)

z operasi proses, karena peralatan yang ada harus dioperasikan

secara aman untuk mendapatkan keuntungan yang tinggi

z pengendalian otomatis, karena insinyur menerapkan keputusan

operasi melalui teknologi komputer

7/27/2019 Bab 01 Marlin

2/11

Pengendalian Proses - Abdul Wahid 2

5

Sasaran Pembelajaran

z SIKAP (ATTITUDE)

z KEMAHIRAN (SKILL)

z PENGETAHUAN (KNOWLEDGE)

6

SIKAP

z Proses tidak pernah berfungsi secara eksak

seperti yang telah dirancang disebabkan oleh

adanya ketidakpastian dan gangguan

z Fleksibilitas dalam bentuk kapasitas peralatan

tambahan dan manipulated variable harus

disediakan untuk mencapai kinerja yang diinginkan

z

Feedback control dapat memperbaikikeselamatan, kualitas produk dan prof it untuk

pabrik yang dirancang secara baik

7

KEMAHIRAN

z Menggunakan skill belajar-mandiri dan sumber-

sumber penelitian (perpustakaan, internet, dsb.)

untuk menginvestigasi dan melaporkan topik-topik

pengendalian prosesz Bekerja secara efektif selama proyek kelompok

mengevaluasi obyektif pengendalian, penyetelan

lup (loop tuning) dan disain pengendalian

z Menerapkan problem-solving skill untuk analisis

data proses

8

PENGETAHUAN

z Merumuskan dan menyelesaikan model dinamik dasar dari proses nyata.

Juga, melakukan eksperimen pemodelan empirik, estimasi parameter, dan

perbandingan dengan model dasarnya

z Mendefinisikan obyektif p engendalian dalam tujuh kategori dalam sebuah

proses kimia

z Menyeleksi variabel untuk pengukuran dan manipulasi, berhubungan dengan

instrumentasi pengendalian otomatis

z Mendisain sistem pengendalian lup tunggal dan jamak, termasuk kaskade dan

berumpan-maju (feedforward)

z Menerapkan dan menyetel kontroler

z Menghubungkan dinamika proses dengan kinerja, misalnya, mampu

menentukan dinamika berumpan-balik, dinamika gangguan dan frekuensi

gangguan yang baik dan tidak-baik, dan menyarankan perubahan proses untuk

kinerja proses yang diperbaiki

7/27/2019 Bab 01 Marlin

3/11

7/27/2019 Bab 01 Marlin

4/11Pengendalian Proses - Abdul Wahid 4

13

Penugasan

z Semua dikerjakan dalam kelompok

z Ada dua bentuk tugas:

z Menyelesaikan soal

z Presentasi

z Bahan:

z Modul-modul di buku Bequette

z Paper dari beberapa jurnal

z Penilaian:

z Nilai presentasi dari dosen : 30%

z Nilai presentasi dari kelompok lain : 30%

z Nilai presentasi dari kelompok sendiri : 30%

z Nilai presentasi dari report hasil diskusi : 10%

14

Tugas Presentasi

z Dari modul-modul yang ada di buku Bequette:z Stirred Tank Heaters

z Absorptionz Isothermal Continuous Stirred Tank Chemical Reactors

z Biochemical Reactors

z Diabatic CSTR

z Ideal Binary Distillation

z Dari jurnal:z A two degree of freedom level control (Journal of Process Control)

z A direct synthesis tuning method of unstable first-order-plus-time-

delay processes (Journal of Process Control)z Closed-loop on-line process identification using a proportional

controller(Chemical Engineering Science)

z An Industrial Dead-Time Compensating PI Controller(ControlEngineering Practice)

15

Kelompok Tugas

16

Evaluasi

25Ujian Akhir Semester5

25Ujian Tengah Semester4

10Akses WILMO3

30Tugas/Quiz2

10Absensi1

PERSENTASE

(%)

KOMPONENNO

E0 29,95

D30 55,94

C56 69,93

B70 79,92

A80 1001

BOBOTRENTANG NILAINO

7/27/2019 Bab 01 Marlin


17

Perkembangan Nilai Kendali 1998 - 2003

29.03

45.16

16.13

22.54

28.17

42.25

2.82

10.13

59.49

25.32

5.97

43.28

47.76

27.66

38.30

34.04

0.00

22.45

57.14

20.41

0.00 0.00

100.00

1.61

8.06

90.32

92.96

4.23

0

5.06

94.94

0

97.01

2.990.00

100.00

0

20

40

60

80

100

120

A B C D E/T Kelulusan

%

97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03

Perkembangan Nilai 1998 2003

19

Saat aku menyelesaikan bab ini, k u ingi n dapat melakukan

hal-hal berikut.

Menjelaskan konsep umpan-balik (feedback) yang

diaplikasikan pada kontrol

Menjelaskan dan mengidentifikasikan t iga unsur dalam

lup berumpan-balik (feedback loop)

Dapat menerapkan umpan-balik manual pada beberapa

contoh proses kimia

Tujuan Pembelajaran

20

Kerangka kuliahnya adalah berikut ini:

Kenapa Pengendalian Proses dan Kenapa Sekarang? Pertanyaan Dasar tentang Pengendalian

- Apa kerja sebuah sistem berumpan-balik?

- Kenapa perlu pengendalian?- Kenapa pengendalian mungkin?- Di mana pengendalian dikerjakan?- Bagaimana pengendalian didokumentasikan?

Workshop

Petunjuk Belajar Mandiri

Kerangka Kuliah

7/27/2019 Bab 01 Marlin


21

Saat saya menjalankan percobaan kinetika, bagaimana saya

menjaga suhu dan level pada harga yang dii nginkan?

Bagaimana saya membuat produk dengan kualitas ti nggi secara

konsisten saat terjadi perubahan sifat bahan baku?

Berapa waktu yang saya perlukan untuk menanggapi situasi

berbahaya?

Setiap insinyur memerlukan pengetahuan dasar pengendalian.

Banyak peluang karir yang menarik ada

pada seorang spesialis teknik.

Kenapa Ada Kuliah Pengendalian Proses?

22

Kita mulai dengan analisis keadaan tunak (steady-state) karena itu

lebih mudah dan penting.

Kita membangun kepakaran dalam ilmu dasar (fluida, perpindahan

kalor, termodinamik, dsb.) dan uni t proses (dist ilasi, CSTR, dsb.).

Kini kit a punya contoh-contoh yang memerlukan pengendalian!

Kita perlu menguasai pengendalian sebelum mengint egrasikan

pengengetahuan kita dalam di sain proses?

Jadi ini merupakan saat yang penting untu k mempelajari bagaimana menyetirproses kimi a. Dengan wawasan ini, kita akan dapat mendisain

pabrik yang dapat dikendalikan secara aman dan menghasilkanproduk yang berkualitas tinggi.

Bagaimana Sekarang dengan Kuliah Pengendalian?

23

Mari kita li hat beberapa contoh pertama. Lalu, kita akan

mengembangkan sebuah konsep umum .

Gambarkan metode anda

untuk mengendarai mobil

Dapatkah anda

mengendarai modil tanpa

melihat kaca depan?

Apa yang harus disediakan

oleh perancang mobil?

Bisakah disain yang baik

menghilangkan kebutuhan

akan stir?

Apa Kerja Sistem Berumpan-balik?

24

Mari kita li hat beberapa contoh pertama. Lalu, kita akan

mengembangkan sebuah konsep umum .

Gambarkan bagaimana

bekerjanya pemanas di

rumah

Gambarkan perilaku

dinamik dari T

Apa yang harus disediakan

oleh perancang rumah?

Bisakah disain yang baik

menghilangkan kebutuhan

akan perubahan

pemanasan?

Apa Kerja Sistem Berumpan-balik

7/27/2019 Bab 01 Marlin


25

Bagaimana siklus suhu ?

Apa c ukup baik unt uk semu a var iabel pada pro ses kimia?

INGAT: jika ya, kuli ah selesai!


26

Sistem pengendalian memunculkan tiga unsur dasar.

PROSES

Inputs Outputs

FINAL

ELEMENT

CONTROLLER

SENSOR

Harga yang diingi nkan


27

PROSES

Inputs Outputs

FINAL

ELEMENT

CONTROLLER

SENSOR

Harga yang iinginkan (setpoint)

Apa uns ur akh ir yang kh as untuk

proses-prose kimia?

Bagaimana kita memilih

lokasi sensor?

Apa m aksud

arah panah itu?


28

PENGENDALIAN BERUMPAN-BALIK (FEEDBACK CONTROL) mend ayagunakan

keluaran dari sistem untuk mempengaruhi masukan dari sis tem yang sama.

KENDALI (kata kerja): Menjaga kondisi yang dii nginkan dalan sebuah sist em

fisik dengan menyesuaikan variabel-variabel yang dipil ih dalam sistem tersebut.

masukan = sebab keluaran = efek


PROSES

Masukan Keluaran

FINAL

ELEMENT

CONTROLLER

SENSOR

Harga yang iinginkan

7/27/2019 Bab 01 Marlin


29

Perhatian: Kesalahpahaman yang umum dalam i stilah!

Bahasa gaul

Negative feedback: Idiot lu!

Positive feedback: Itu ide yangbagus. Trims!

Engineering & Science

Positive feedback: Aksi yangmenaikkan kesalahan dari yangdiinginkan.

Negative feedback: Aksi untukmengurangi kesalahan dari yang

diinginkan.

Bagus!


30

T

A

CB

v1

v2

Satu kata: GANGGUAN! Beri contoh-contoh dalam CSTRpada gambar berikut.

Kita ingin mencapai hal-hal berikut:

1. Kesalamatan (safety)

2. Proteksi lingk ungan

3. Proteksi peralatan

4. Operasi yang lancar

5. Kualitas produk

6. Profit

7. Memonitor dan mendiagnos is

Bab 2

Kenapa Pengendalian Perlu?

31

Satu kata: GANGGUAN!

Beri contoh-contoh dalam

menara distilasi pada gambarberikut.

FR

FV

xB

xD

Kenapa Pengendalian Perlu?

32

T

A

CB

v1

v2

Pengendalian adalah mungkin bisa dilakukan hanya jika insinyur

menyediakan peralatan yang dibu tuhkan selama disain proses.

Bagian 1: Peralatan pengendalian

Final element

Final

element

Sensors Computing and

interface for

person

Komunikasi

Kenapa Pengendalian itu Mungkin?

7/27/2019 Bab 01 Marlin


33

Pengendalian adalah mungkin bisa dilakukan hanya jika insinyurmenyediakan peralatan yang dibut uhkan selama disain proses.

Bagian 2: Peralatan pengendalian

Bagaimana kita menentukanluas perpindahan panas?

T

A

CB

v1

v2

Bagaimana kitamenentukanvolume reaktor?

Kenapa Pengendalian itu Mungkin?

34

Sensor, indikator lokal,dan katup dalam proses

Tampilan variabel, kalkulasi, danperintah ke katup ada di pusatkontrol

Menunjukkan panel pengendaliantipe yang lebih lama

Di mana Pengendalian Dilakukan?

35

Sensor, indikator lokal,dan katup dalam proses

Tampilan variabel, kalkulasi, danperintah ke katup ada di pus atkontrol.

Menunjukkan panel kontrol modernberbasis komputer

Central control room

Di mana Pengendalian Dilakukan?

36

LC

FC

TC

A

Gambar perpip aan dan i nstrumentasi (P&I drawings) menyediakan doku mentasi.

Sistem terlalu kompl eks untuk dig ambarkan dalam kata-kata.

Kita harus menggunakan simbol-simbol st andar.

F = flow

L = level

P = pressure

T = temperature

A = Analyzer (m is . atau pH)..

Bagaimana Disain Pengendalian

Didokumentasikan?

7/27/2019 Bab 01 Marlin


37

And a sedang menerapkan

pengendalian secara manual.

a. Jelaskan prinsip sensor aliran

b. Jelaskan bagaimana final

element mempengaruhi

controlled variable.

c. Jelaskan aksi yang benar bila

anda ingin menaikkan

controlled variable

pompa katup

sensor

Flow Control

BAB 1: PENGANTAR - WORKSHOP 1

38

Anda sedang men erapkan

pengendalian secara manual.

a. Jelaskan prin sip sensor l evel

b. Jelaskan bagaimana final

element mempengaruhi

controlled variable.

c. Jelaskan aksi yang benar bila

anda ingin m enaikkan

controlled variable

Level Control

pompa katup

sensor


39

Anda sedang menju al gas ke pelanggan berdasarkan pada al iran vo lum etr ik

pada kondisi standar. Anda memutuskan untuk menggunakan orific e meter

untuk mengukur laju alirnya.

Anda telah mempelajar i bahwa densi tas al iran gas bisa berubah -10% dari

harga disainnya (diharapkan). Apa yang anda lakukan?

compressor valve

Orifice meter

PelangganPabrik

kami


40

Bagaimana yang sedang kami lakukan?

Menjelaskan konsep umpan-balik (feedback) yang

diaplikasikan pada kontrol

Menjelaskan dan mengidentifikasikan t iga unsur dalam

lup berumpan-balik (feedback loop)

Dapat menerapkan umpan-balik manual pada beberapa

contoh proses kimia

Banyak perbaikan, tapi kita perlu beberapa studi lagi! Baca textbook Tinjau catatannya, khususnya tujuan pembelajaran dan workshop Uji coba nasihat-nasihat belajar mandiri Tentunya, kita seharusnya punya tugas (assignment)!

Pengantar Pengendalian Proses

7/27/2019 Bab 01 Marlin


41

Home page

- Instrumentation Notes

- Interactive Learning Module (Bab 1)

- Tutorials (Bab 1/2)

Textbook Appendix A on drawing symbols

- Lihat rujukan untuk detail atau simbol

BAB 1: SUMBER PELAJARAN

42

1. Tulis aturan (algoritma) yang anda gunakan saat anda mengendarai modil

atau sepeda.

2. Rumuskan pertanyaan dengan jawaban dan tukar dengan anggota

kelompok studi anda.

3. Temukan gambar P&I di salah satu textbook, jelaskan strategi, dan

siapkan pertanyaan untuk dos en pada aspek yang anda tidak pahami.

4. Temukan contoh-conto h sistem pengendalian di rumahmu. (Petunjuk:

lihat p ada pemanasan, AC, tangki toilet, dan p eralatan dapur yang

otomatis.

BAB 1: SARAN UNTUK BELAJAR MANDIRI

bab 01 marlin

Documents