SEKILAS TENTANG INSTRUMENTASI



Kali ini ane mau share seputar dunia Instrumentasi Gan, lebih khususnya tentang instrumentasi pabrik. Namun sebelumnya, karena ane tidak pernah mengenyam bangku akademik jurusan Teknik Intsrumentasi atau Teknik Fisika maka kiranya ada readers sekalian yang lebih paham dari ane seputar dunia instrumentasi, ane mohon koreksi dan share ilmunya. Ane menulis ini dengan modal ilmu dari pengalaman ane sebagai teknisi instrumen di sebuah pabrik petrokimia di Sumatera. Ane tidak bermaksud menggurui, hanya sekedar berbagi saja. Semoga apa yang ane tulis dan readers bagi bermanfaat bagi kita semua. aamiin

Mari kita mulai dengan pertanyaan apakah itu instrumentasi?


Sejauh yang admin pahami tentang instrumentasi (khususnya instrumentasi pabrik) adalah alat yang digunakan untuk mengontrol proses produksi dan sebagai pengaman mesin-mesin pabrik.

Mengapa memerlukan pengontrolan proses?

Sejauh yang admin pahami beberapa bahan baku produk (terutama produk dari pabrik petrokimia) memerlukan kontrol yang ketat terkait tekanan (pressure), suhu (temperature), ketinggian zat dalam tangki (level), laju alir fluida (flow), getaran (vibration), kecepatan putar (speed), kekentalan (viscocity), kekeruhan (turbidity), kelembaban (humidity), kadar keasaman (acidity), kontrol masa jenis fluida (specific gravity) dan lain sebagainya yang tentunya harus dijaga pada nilai tertentu supaya proses dapat berjalan dengan baik, maksimal dan aman.
Sebagai contoh adalah untuk menjalankan sebuah Gas Turbine Generator (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) maka diperlukan komposisi yang tepat antara gas dan udara yang dibakar supaya panas yang dihasilkan dapat memutar turbin dan generator menghasilkan listrik yang cukup untuk memenuhi kebutuhan pabrik.
Gas yang dibakar dijaga tekanan dan laju alirnya supaya tidak berlebihan kemudian dibandingkan dengan volume udara yang masuk ke ruang pembakaran. Apa yang terjadi apabila volume gas dan udara tidak seimbang? Yang terjadi adalah apabila komposisi udara terlalu banyak maka api akan mati dan pembakaran akan gagal dilakukan. Sedangkan apabila gas terlalu berlebihan maka bisa-bisa Gas Turbine Generator meledak.
Nah untuk mencapai nilai yang diperlukan maka dibutuhkan alat instrumentasi untuk mengontrol proses tersebut sekaligus mengamankannya. Apabila terjadi kondisi yang tidak diinginkan maka mesin akan otomatis TRIP (shutdown karena kesalahan proses) sehingga hal-hal yang tidak diinginkan pun dapat dihindari.

Apa saja alat-alat instrumentasi itu?

Alat-alat instrumentasi terdiri dari;

- Alat ukur
Alat ukur digunakan untuk mengambil nilai ukur besaran dari suatu fluida. Dengan diketahui nilainya maka action pun dapat dilakukan melalui alat kontrol untuk menambah atau mengurangi nilai yang terukur agar sesuai dengan nilai yang dibutuhkan.
Misal dari hasil pengukuran laju aliran fluida ammonia di suatu pipa didapatkan hasil 8 ton perjam dari yang seharusnya 10 ton perjam. Maka control valve harus ditambah bukaannya agar flow yang terukur bertambah menjadi 10 ton perjam.
Alat ukur biasanya akan mengirimkan sinyal ke controller atau ke indicator supaya dapat terbaca hasil pengukurannya. Jenis sinyal yang dikirimkan dapat berupa sinyal udara 3 sampai 15 psi atau 6 sampai 30 psi atau 0,4 sampai 1 kg/cm2 , atau sinyal ampere sebesar 4 sampai 20 mADC, atau tegangan searah 1 sampai 5 VDC dan sebagainya

  salah satu contoh alat ukur adalah transmitter


- Alat kontrol
Alat kontrol terdiri dari dua macam, yaitu controller dan control valve.
Controller adalah alat yang digunakan untuk mengontrol nilai fluida yang diukur agar sesuai dengan nilai yang seharusnya. Di dalam controller dikenal adanya set point yakni nilai tetap yang bertujuan agar nilai pengukuran sesuai dengan nilai set point tersebut. Controller bekerja dengan menerima sinyal hasil pengukuran alat ukur yang kemudian dicocokan dengan set point yang ada padanya. Apabila tidak sesuai maka controller akan memerintahkan control valve untuk menambah/mengurangi bukaannya supaya hasil ukurnya sesuai dengan setpoint.
Controller sendiri ada dua macam yaitu controller pneumatic dan electronic. Contoh controller electronik antara lain DCS (Distribute Computing System) dan PLC (Programmable Logic Control).
Selanjutnya control valve adalah semacam valve otomatis yang dicontrol bukaannya oleh udara. Control valve memiliki positioner yang mengatur besar kecilnya bukaan valve. Positioner menerima sinyal udara 3-15 psi atau sinyal 4-20 mADC dari controller yang kemudian diolah dan dikonversi sedemikian rupa agar bukaan valvenya sesuai dengan sinyal yang diterima dari controller.

 tampilan bagian dalam marshaling cabinet DCS berupa Control Unit dan Manageable Switch


contoh control valve

- Alat pengaman (interlock)


 contoh pressure switch yang sering ada pada rangkaian interlock 


Interlock adalah semacam rangkaian pengaman yang terdiri dari switch, relay, selenoid valve dan annunciator.  Switch sendiri bisa berupa pressure switch, limit switch, level switch, temperature switch dan sebagainya yang berfungsi sebagai saklar on/off yang dihubungkan dengan beberapa relay tertentu dengan logic tertentu pula sehingga apablia si switch tadi bereaksi, relay pun otomatis bereaksi dan memutus/menyambung tegangan ke selenoid valve atau annunciator.
Selenoid valve sendiri adalah valve on/off yang akan terbuka/tertutup apabila ada tegangan masuk/putus. Prinsip kerjanya menggunakan coil yang dialiri tegangan listrik dan menghasilkan medan magnet yang kuat yang akan membuka dan menutup katup valve. Biasanya selenoid valve dipasang ke udara supply control Valve. Fungsinya adalah agar apabila terjadi kegagalan sistem, udara supply ke control valve pun terputus secara otomatis oleh si selenoid valve dan control valve pun segera akan terbuka/tertutup untuk mengamankan proses.
Annunciator sendiri adalah alat yang menghasilkan alarm peringatan apabila terjadi kesalahan sistem agar bisa ditanggulangi dengan cepat oleh operator.
Sebagai contohnya adalah apabila tekanan gas di Gas Turbine Generator tiba-tiba naik  tidak terkontrol. Sebagai pengamannya dipasanglah pressure switch yang diset pada tekanan tertentu ia akan bekerja. Kemudian gas yang naik ini tadi sampai pada batas setting pressure switch dan pressure switch pun bekerja dan menghubungkan tegangan padanya sehingga tegangan tersebut sampai pada coil relay dan relay pun bekerja. Karena relay bekerja otomatis beberapa kaki relay yang tadinya terbuka kini tersambung dan menghubungkan tegangan menuju selenoid valve dan annunciator. Hasilnya selenoid valve menerima tegangan dan memutus udara ke control valve penyuplai gas yang kemudian secara otomatis menutup dan memutus supply gas ke ruang bakar. Sedangkan annunciator pun berdering memberi peringatan bahwa Gas Turbin Generator dalam keadaan TRIP karena tekanan gas yang berlebihan.

sebagai ilustrasi dari keterangan di atas adalah gambar berikut:

6 comments:

  1. Paparan yang bagus...
    Salam kenal...

    TeknisiInstrument

    ReplyDelete
    Replies
    1. Terima kasih banyak, Pak
      jadi malu sebab sebenarnya saya ndak punya dasar instrumen sama sekali. Ini juga tahunya sebab pekerjaan dan pengalaman saja.

      Delete
  2. It's the good article for learning basic instrument.

    Masterinstrument (STM Pembangunan Bandung)

    ReplyDelete
    Replies
    1. Alhamdulillah, dikunjungi rekan dari STMP Bandung. Saya sendiri dari STMP Yogyakarta. Di tempat saya bekerja juga banyak rekan2 dari STMP Bandung dari berbagai angkatan...

      Delete