kalibrasi controler

kalibrasi controler — Document Transcript

• Kt rev 3 MODUL I-02 1 BAB I. PENDAHULUAN1.1. LATAR BELAKANG Pengontrolan dapat diartikan sebagai pengaturan atau pengendalian. Pengontrolan dalam proses produksi didefinisikan sebagai upaya pengaturan untuk mempertahankan nilai atau output yang diinginkan tetap terjaga dari pengaruh perubahan atau deviasi yang ditimbulkan oleh proses itu sendiri. Integrasi komponen kontrol dan measurement, berfungsi untuk mendapatkan system control yang tepat. Dalam melakukan tuning controller ada beberapa metode yang secara umum dapat dibagi dua, yaitu: open loop dan closed loop tuning. Pada cascade control, bagian sekunder di tuning terlebih dahulu diikuti bagian primer. Pengaturan yang presisi dari level, pressure, temperature, dan flow adalah unsur penting dalam aplikasi proses. Perubahan kecil pada control dan pengukuran, akan membawa dampak yang besar pada proses produksi.1.2. TUJUAN Penyusunan Modul ini bertujuan untuk : · Menjelaskan prinsip pengukuran variable proses · Menjelaskan prinsip control valve · Menjelaskan prinsip pengendalian dan teknik pengendalian yang aman terhadap kondisi proses. · Menjelaskan elemen di dalam suatu loop pengendalian.
• 2 · Menjelaskan macam-macam mode serta aksi controller. · Menjelaskan variabel dan metode tuning controller1.3. MANFAAT Diklat teknis instrumentasi adalah bagian yang sangat penting dalam kegiatan suatu proses untuk meningkatakan kompetensi pekerja. Dengan peralatan instrumentasi ini dapat mengetahui kondisi varibel proses yang sedang berjalan, sehingga apabila terjadi gangguan terhadap proses tersebut operator akan dapat segera mengetahui dan mengambil tindakan perbaikan terhadap gangguan tersebut, sehingga proses akan berjalan dengan aman sesuai dengan yang diinginkan. Buku ini disusun dengan harapan bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan dengan pengembangan bahan ajar.1.4. RUANG LINGKUP Buku ini akan dikhususkan pada pembahasan sistem instrumentasi untuk operator pengendali plan yang mencakup : · Drawing dan air instrument system · Sistem pengukuran variable proses · Control Valve · Sistem pengendalian proses. · Metode tuning
• Kt rev 3 MODUL I-02 3 BAB II. DRAWING AND AIR INSTRUMENT SYSTEM2.1 Drawing Untuk mengendalikan plan diperlukan gambar yang berisi tentang alurproses, alat utama dan peralatan instrumen yang terpasang, sesuai standar INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA atau disingkat ISA.Yang membahas diantaranya mengenai Instrument Symbols and Identification.Simbol-simbol instrumentasi terdiri dari : 1. Line instrument symbols. 2. Instrument function symbols. a. Instrument Line Symbols Instrument line symbols adalah merupakan simbol yang dipergunakan untuk membedakan aliran sinyal instrument. Simbol aliran sinyal instrument dapat dilihat pada gambar di bawah ini. FUNCTION SYMBOLS
• 4 b. INSTRUMENT FUNCTION SYMBOLS Simbol-simbol instrument dipergunakan untuk membedakan peralatan instrument berdasarkan fungsinya, Symbol yang dipakai untuk instrumentasi mengacu pada ANSI/ISA S.5 (Instrument loop diagram). Sebagian besar fasilitas lapangan minyak dan gas memiliki informasi dan dokumentasi dalam bentuk: — Process Flow Diagram, — Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) — Loop Diagram (Loop Sheets),Electrical Wiring Diagram — Ladder logic diagramBerikut ini contoh gambar Process Flow Diagram
• Kt rev 3 MODUL I-02 5 Gambar 4.1. Process flow diagram (PFD) Contoh PFD yang diperlihatkan, sangat penting karena memberikan informasi tentang flowrate, temperature, dan pressure. Informasi ini sangat bermanfaat ketika operator memutuskan untuk melakukan perubahan setting, dan
• 6pertimbangan lain mengenai process safety. PFD memberikan pemahamantentang kualitas produk dihasilkan oleh fasilitas tersebut.c. Piping and Instrumentation Diagram (P&ID)Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) adalah gambar skematik utamayang digunakan sebagai layout proses. Ini adalah drawing yang paling luaspenggunaannya dan menjadi basis dari drawing yang lain.P&ID akan menampilkan:— Semua equipment utama, piping, dan instrumentasi termasuk koneksi pneumatic, electric, hydraulic, dan logical.— Detail tentang instrumentasi, jenis valve, special equipment dan spesifikasinya.— Material konstruksi, ukuran pompa, juga ukuran head dan impeller ditampilkan pada kolom di bagian bawah.— Informasi tentang logical interlock dan catatan khusus (berupa baloon) jika ada bagian yang di revisi atau pekerjaan in progress.— Legend yang memberikan cara membaca symbol dalam P&IDData yang terdapat dalam P&ID sangat berguna bagi teknisi instrument untukmengetahui hubungan antara control system dan field equipment. Hubunganini dikenal sebagai process control. Sebagian besar industri minyak dan gassudah memakai simbol standard ISA (ISA S5.1 1984) dan beberapa simboljuga di ambil dari ANSI dan API standard.
• Kt rev 3 MODUL I-02 7
• 8d. Loop Diagram (LOOP SHEET)Loop diagram menggambarkan diagram pensinyalan instrumentasi yangdimulai dari proses lapangan sampai di control panel.Loop diagram atau loop sheet adalah jenis dokumentasi yang paling seringdipakai oleh teknisi instrument. Setiap diagram secara skematik mewakilirangkaian lengkap hubungan pneumatic, electric, maupun logical. Informasitentang jenis sinyal, range, manufaktur, terminasi pada junction box,marshaling cabinet, control system (DCS atau PLC), tag number, dll.Untuk sinyal discrete, drawing ini juga memperlihatkan kondisi contact(open atau closed) termasuk wiring dan fuse. Dibutuhkan pengetahuantentang dasar listrik dan terminasi agar memudahkan dalam memahamidrawing ini.Berikut ini diberikan contoh loop diagram .
• Kt rev 3 MODUL I-02 9
• 10
• Kt rev 3 MODUL I-02 11 .
• 122.2 Sistem Udara Instrumen Sistem udara instrument adalah suatu sistem yang menghasilkan udara bertekanan dengan pemakaian dan aplikasinya dalam industri, biasanya terdiri dari beberapa hal, sebagai berikut: · Kompresor udara, Pengering dan penyaring udara · Pipa distribusi dengan pressure sefety valve · Stasiun penurun tekanan, Koneksi-koneksi instrumen lapanganGambar 1 dibawah ini. menunjukkan sistem pneumatik instrumen sederhana Gambar 1: Sistem dan Ekuipmen Udara Instrumen
• Kt rev 3 MODUL I-02 13a. Kompresor Udara Kapasitas kompresor ditentukan oleh keperluan aliran udara plan. Pemakaian udara pada plan ditentukan oleh jumlah maksimum pemakaian udara (kira-kira 0,02 m3/menit) untuk setiap devais dan adanya kebocoran. Unit kompresor tersebut bisa berupa tipe reciprocating atau rotari, tunggal atau multistage, dan biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel. Tipe kompresor akan didiskusikan pada bab akhir modul ini.b. Tangki Penampung Tangki penampung udara dirancang berdasar jumlah kapasitas penyimpanan pada sistem dan juga adanya tambahan untuk menghindari fluktuasi tekanan. Fungsi lainya juga sebagai penguat dan pemisah antara udara dan air yang terkondensasi dalam proses pembuatan udara bertekananc. Penyaring dan Pengering Udara Udara tekan yang baru saja keluar dari kompresor biasanya relatip basah, dan mengandung kotoran-kotoran dan minyak, karena udara tersebut harus bersih dan kering, maka perlu menghilangkan kandungan air dan kotoran- kotoran tersebut. Filter atau penyaring berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran dan kerak-kerak, dan juga untuk memperangkap air dan minyak. Dalam beberapa hal ada gabungan antara filter dan regulator yang dapat digunakan sebagai catu udara langsung pada transmiter atau valve tunggal.d. Pipa Distribusi dan Pressure Safety Valve ( PSV ) Pipa utama yang digunakan untuk mengirim udara instrumen keseluruh plan biasanya mempunyai diameter 50,8 mm (2 inch) skedul 40 dengan bahan dari carbon steel. Pipa cabang catu udara yang menghubungkan header isntrumen individu biasanya berdiameter 25,4 mm ( 1 inch) dengan bahan dari pipa galvanis, sedang PSV berfungsi untuk membuang tekanan lebih.
• 14e. Tekanan Catu Udara Stasiun penurun tekanan dalam aplikasinya adalah sebuah pengatur tekanan dengan berbagai ukuran dan tipe. Stasiun penurun tekanan berfungsi menurunkan tekanan udara dari 700 kPa (102 psi) menjadi level yang dapat digunakan yaitu 140 kPa (20 psi). Untuk instrumen-instrumen biasanya menggunakan tekanan 20 100 kPa (3 15 psi), standar ISA S7.4 mengijinkan tekanan catu maksimum 140 kPa (20 psi). Tekanan catu ini harus cukup untuk mengirim volume udara yang cukup, karen bila terlalu tinggi akan menyebabkan rusaknya instrumentasif. Koneksi Instrumen Tubing catu udara dari pipa valve menuju ke regulator ukuran minimum harus 9,5 mm (3/8 inch) dengan bahan tubing berasal dari pvc jacketed cooper, plated carbon steel atau stainless steel untuk menghindari tekanan drop yang berarti, terutama untuk control valve. Untuk menghindari masalah vibrasi dapat menggunakan koneksi tubing flexible air hose dengan pertimbangan terjadinya preesure droop. Koneksi tubing hampir selalu bertipe fitting. Fitting dengan tipe flare lama jarang digunakan meskipun masih dipakai pada generator disel. Mur tubing harus tidak boleh longgar; pabrik seperti Swagelock menyediakan gauge untuk mengecek kekencangan mur tersebut.
• Kt rev 3 MODUL I-02 152.2.1 ISA-S7.3 ISA S7.3 membahas tentang Kwalitas Standar Udara Instrumen untuk menetapkan nilai atau batasan kwalitas udara diantaranya menetapkan : 1. Titik embun pada tekanan saluran pipa minimal pada 10 oC (18oC) dibawah temperatur ambien minimal pada tempat plan. Titik embun tidak melebihi tekanan saluran pipa sebesar 2 oC (35 oF). 2. Ukuran partikel maksimum pada aliran udara 3 mikrometer. 3. Total kandungan minyak maksimum tanpa terkondensasi harus se-nol (0) dan tidak boleh melebihi 1 ppm pada kondisi operasi normal. Z 4. zat zat Pengkotaminan :Udara bebas dari gas berbahaya dan gas kontaminan yang menyebabkan korosip, mudah terbakar atau beracun,2.2.2 ISA S7.4 Tujuan standar ini ditetapkan adalah dipergunakan untuk mengerakan atau sebagai catu instrumen pneumatic, a. Range tekanan operasi standar untuk sistem transmisi informasi. b. Tekanan catu udara standar (dengan nilai terbatas) untuk mengoperasikan kontroler, transmiter, Sistem transmisi informasi, tranduser arus menjadi tekanan dan devais-devais serupa. ® NILAI-NILAI KHUSUS Range sinyal transmisi tekanan pneumatik 1. Span (dipilih) 80 kPa (12 psi). Range tekanan 80 kPa dari span tekanan operasi antara 20 kPa (3 psi) sampai 100 kPa (15 psi). 2. Span 160 kPa (24 psi). Range tekanan operasi 160 kPa untuk span tekanan operasi antara 40 kPa (6 psi) sampai 200 kPa (30 psi). Tekanan Catu 1. Span 80 kPa (12 psi). Sebuah nilai dengan minimum 130 kPa (19 psi) dan maksimum 150 kPa (22 psi). 2. Span 1660 kPa (24 psi). Sebuah nilai dengan minimum 260 kPa (38 psi) dan maksimum 300 kPa (44 psi).
• 16 BAB III SISTEM PENGUKURANTujuan dari system pegukuran ini adalah untuk mengetahui variable yang di ukuruntuk menghindari kesalahan dalam proses sehingga tidak terjadi kegagalan.Maka kita memerlukan alat membantu mencegah losses, serta alat untukmembantu mencegah rusaknya alat-alat produksi.3.1 PRESSURE MEASUREMENT Alat ukur tekanan adalah suatu alat ukur yang digunakan sebagai indikatorterjadinya perubahan tekanan pada peralatan proses, sedang dalam pengukurantekanan ada bermacam-macam antara lain : a. Tekanan Atmosphere Tekanan udara sebesar 76 cm Hg atau 14,7 psi b. Tekanan Absolute Adalah tekan yang diukur dari titik 0 cm Hg. c. Tekanan Gauge/ Gauge Pressure Tekanan pada pengukuran/alat ukur, yang dihitung dari atmosphere(14,7 psi) - tekanan yang lebih kecil dari atmosphere disebut tekanan vacuum - tekanan diatas atmosphere disebut Gauge Pressure.(20 PSIA = 5,3PSIG). d. Tekanan Differential Perbedaan tekanan diantara dua pengukuran DP = h1 - h 2 e. Tekanan Vacuum Diukur dengan pipa U yang berisi Hg untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosphere
• Kt rev 3 MODUL I-02 173.1.1 Aplikasi Pressure Measurement Didalam pengukuran tekanan ini, dapat dibagi menjadi: a. Local Measurement : Alat ukur tekanan berada ditempat yang diukur. b. Telemetering Measurement : Pengukuran jarak jauh Dalam pengukurannya dibedakan menjadi: - Dengan saluran physic : Physical Transmission Line - Dengan saluran non physic: Non Physical Transmission Line: PIPE TRANSMITTE ELECTRIC TRANSMITTE PNEUMATIC Physical Transmision Line A. C D TX TX A Non Physical Transmission Line A: Tranducer, B: Transmitter, C: Receiver, D: Indicator
• 18Sistem pengukuran yang biasa digunakan :1. Langsung : bila tekanan kecil 6 kg/cm2 0 10 Gas bertekanan :6 kg/cm22. Tidak langsung : bila tekanan besar Sistem pengukuran langsung tak dapat dipakai karena: - menimbulkan kebocoran-kebocoran - adanya pressure drop - tidak ekonomis Untuk menghindari hal tersebut dipakai transmitter merubah tekan besar menjadi signal standart 3-15 psi.3.1.2 Memilih dan memasang Pressure Gauge.Dalam memilih ini harus diperhatikan, sifat media dan karakter prosesDari sifat-sifat ini kita juga harus memperhatikan pemasangannya.Misalnya medium yang akan diukur, vibrasi, temperature, fluktuasi, korosip,maka dibutuhkan tambahan asesories : - Needle Valve, capilari, resistance, flixible pipe, etc Needle Capilair Resistance Flixible
• Kt rev 3 MODUL I-02 193.1.3 Range Ukur dan Span a. Range ukur adalah batasan harga terendah dan harga tertinggi suatu alat ukur, yang terkait dengan akurasi pembacaan. b. Span adalah daerah kerja alat ukur dengan melihat perbedaan nilai maksimum di kurangi nilai minimum. Dalam proses pembacaan ini dibutuhkan sensing element sebagai media peubah, macamnya : - Bourdon Tube - Bellows Element - Dapraghma Element - Capsule3.2 LEVEL MEASUREMENT Alat ukur ketinggian adalah suatu alat ukur yang digunakan sebagai indicator terjadinya perubahan ketinggian pada peralatan proses. Tujuan utama pengukuran liquid level adalah digunakan untuk : 1. Mengatur kondisi process 2. Mengetahui isi /volume 3. Mengetahui kecepatan aliran (flow) 4. Mengetahui kedalaman cairan
• 20 3.2.1 Mengatur Kondisi Process GAS LT LIC Inlet LCV cair Level harus dijaga pada batas-batas tertentu agar produk yang dihasilkanmemenuhi persyaratan mutu (terjadi pemisahan fraksi yang memenuhipersyaratan mutu). Makin tinggi level yang diatur, makin lama cairan tersebutberada dalam coloum., maksudnya makin banyak fraksi ringan yang teruapkan. 3.2.2 Mengetahui Isi/VolumePerubahan ketinggian cairan dalam tangki akan ditunjukkan oleh sebuah indicator,dimana penunjukan pada sebuah skala yang telah dikonfirmasikan dalam satuanvolume.
• Kt rev 3 MODUL I-02 21 3.2.3 Mengetahui Jumlah Aliran A BA = Level awal dan B = Level akhirKecepatan aliran dapat dihitung dari perubahan tinggi cairan dalam satuan waktu. Xm3 Flow = T menitX = volume cairan yang dipindahkanT = waktu yang diperlukan untuk memindahkan - Macam methode pengukuran level Beberapa cara untuk mengetahui ketinggian (level) cairan, tergantung dari tempat dan keadaan antara lain : 1. Gelas penduga (level gauge glass), Constant displacement (floater) 2. Variable Displacement, Differential Pressure 3. Static Pressure Methode, Ultra Sonic a. Gelas Penduga (level gauge glass) Prinsip pengukuran langsung terhadap bejana berhubungan, dengan gelas penduga ada 2 macam untuk tekanan rendah dan tekanan tinggi Sight Glass Direct Reading Apa yang ditunjukkan oleh cairan dalam gelas merupakan levelnya.
• 22b. Constant DisplacementPrinsip : Naik turunnya cairan selalu diikuti dengan naik turunnya pelampung.Biasanya metode ini dilengkapi dengan skala yang terkalibrasi dalam satuanvolume. Scale Weight Float Liquidc. Variable Displacement Prinsip Hukum Archimides : bila suatu benda berada dalam zat cair akan berkurang beratnya sebesar berat zat cair yang dipindahkan. 4,25 lbs 2,54 lbs 0,83 lbs DISPLACE 14 7 WATER Displacer : Æ = 3 ; L = 14 ; W = 4,25 lbs
• Kt rev 3 MODUL I-02 23 d. Differential pressure Pengukuran level dengan cara ini banyak ditemukan pada industri perminyakan yaitu dengan cara memandingkan tekanan media yang diukkur dengan media lainnya. P1 = Atm P1 P1 H H P2 P2 P2 Differential Pressure Meter (D Meter) P2 = H + P1 H = P2 - P1 DP = P2 - P1 DP = H = P1 Prinsip kerja : Berdasarkan kesetimbangan gaya, input signal pada high dan low pressure yang berasal dari titik pengambilan bawah dan atas column sehingga, signal pengukuran yang berupa beda tekanan akan memberikan gaya yang sebanding dengan ketinggian cairan, dan gaya tersebut akan diteruskan oleh force bar yang dihubungkan melalui flexture connector dengan rangerod. Besar kecilnya gaya menyebabkan flaper bergerak mendekati atau menjauhi nozzle. Variasi gerakan flaper terhadap nozzle memberikan besarnya output yg dihasilkan oleh pneumatic relay sebesar 3 15 psi. Sebagian output dikembalikan ke feedback belows untuk kompensasi gerakan signal input.
• 24 - Penggunaan D/P Cell transmitter Penggunanaan D/P cell transmitter untuk pengukuran level cairan : 1. Elevation 2. Supression A. Pemasangan D/P Cell Tanpa Sealing Liquid 1. Elevation Max Max X X Min Min B. Y C. Y Open Tank Close Tank B. Pemasangan D/P Cell Tanpa Sealing Liquid 1. ElevationMax Max X X SealingMin Min Sealing D. Y Liquid E. Y Liquid Open Tank Close Tank
• Kt rev 3 MODUL I-02 253.3 FLOW MEASUREMENT Dalam melakukan pengukuran ada beberapa Methode Pengukuran aliran dan jenis peralatan diggunakan antara lain: 1. Magnetic flow meter, Turbine flow meter 2. D/P flow meter, Variable area flow meter 3. Positive Displacement flow meter 3.3.1 Magnetic Flow Meter Biasanya digunakan untuk mengukur flow, dimana untuk alat ukur yang lain banyak mengalami kesulitan, seperti aliran yang mempunyai viscositas tinggi, aliran asam yang korosive, slury . Kebaikan dari magnetic flow meter : - Mempunyai sensitifity & accuracy yang besar, kesalahannya : + 1 % Dapat digunakan mengukur flow rendah maupun pada flow tinggi - Dapat digunakan untuk mengukur aliran yang bolak-balik - Outputnya linier Tubenya terbuat dari metal yang non magnetik, stainless steel, disebelah dalam dilapisi neopreme supaya tidak short dengan tegangan Electrodanya adalah stainless steel 361 dengan isolasi teflon. Untuk zat-zat yang sangat korosif, electrodanya dibuat dari platinum. E V E Magnet Coil Turbulent or Laminer Velocity Flow Profile
• 26 Prinsip kerjanya :Menurut hukum Faraday untuk induksi magnetic : Tegangan supply (E) yang disalurkan ke coil, akan membuat medan magnetik (H). Didalam tubenya akan mengalir suatu jenis aliran (fluida) yang bergerak pada medan magnet dengan kecepatan V, sedang diameter tube : d Menurut hukum Faraday : Tegangan (E) yang diinduksikan pada electroda seolah-olah datang dari cfonductor sepanjang d yang bergerak dengan kecepatan V pada medan magnet H . Maka tegangan induksinya E =C.H.d.V C : constanta H, d : constant Maka : E ~ V Jadi dengan mengukur E atau tegangan, maka kita bisa mengukur V atau kapasitas aliran yang mengalir pada tube tadi.3.3.2 Turbine Flow Meter Ada 2 macam turbine flow meter : - Mechanical turbine flow meter dan Electronic turbine flow meter a. Mechanical Turbine Flow Meter Mechanical 003456789 Turbin Turbin/sudu-sudu meter, akan berputar karena adanya aliran , selanjutnya gerakan ini diteruskan ke mechanical counter untuk
• Kt rev 3 MODUL I-02 27 pembacaan jumlah fluida yang mengalir. Kecepatan perputaran turbin linier terhadap kecepatan aliran, kalau turbin berikut system transmisinya bebas dari gesekan. Maka meter akan bekerja dengan baik kalau kecepatan aliran diatas nilai kecepatan kritis. Meter ini mempunyai ketelitian dengan kesalahan + 2 %. Faktor penting yang mempengaruhi kalibrasi meter ini adalah BD dan viscositas juga temperatur Keuntungan penggunaan alat ini : - Rugi tekanan (pressure drop) kecil - Dapat mengukur aliran fluida yang mengandung bahan solid. - Hampir tidak mempunyai daerah batas pengukur. b. Electric Turbine Flow Meter Setiap kali sudu-sudu melewati pick up coil, maka akan diinduksikan pulsa-pulsa pada pick up coil tersebut. Pulsa-pulsa ini akan proportional dengan kecepatan aliran. Kemudian dimasukkan ke frequency to voltage converter untuk mendapatkan tegangan yang proportional dengan kecepatan aliran. Seterusnya tegangan tersebut dikonversikan ke digital output masuk ke digital display. Frequency Frequency to Voltage Proportional to Voltage To Digital Velocity converter Output DIGITAL DISPLAY Jenis turbine flow meter ini, tidak boleh digunakan untuk fluida yang mengandung partikel yang bisa magnetisasi. FM ini mempunyai accuracy tinggi dan dapat digunakan untuk segala macam fluida.
• 28 3.3.3 Differential Pressure Flow Meter (Head Flow Meter) Methode pengukuran berdasarkan hukum Bernoulli (untuk aliran laminair). Up Stream Down Stream V1 Flow V2 Z1 P1 Z2 h P2 Mercury Persamaan Bernoulli, untuk aliran seperti diatas. P - V12 P V2 Z1 + 1 + = Z2 + 2 + 2 Y 2g Y 2g Dimana : Z : tinggi dari permukaan datar V : stream velocity P : static pressure g : acceleration Y : specivic grafity fluidaPerlengkapan Head Flow meter Untuk mendapatkan d/p antara stream & down stream kita harus memasang suatu risttriction, sedang ristriction yang umum dipakai adalah : - Orifice plate - Venturi tube - Flow nozzle & venturi nozzle
• Kt rev 3 MODUL I-02 29 a. Orifice Plate Untuk orifice plate kita kenal 3 macam : 1. Consentris, Excentris, segmentalFungsi lubang kecil pada orifice untuk membuang gas/udara pada permukaanliquid. Concentric Excentric Segmental - Concentris orifice Digunakan untuk mengukur flow yang tidak mengandung solid, baik gas maupun liquid. - Excentris dan Segmental Digunakan untuk emngukur flow dari fluida yang mengandung zat padat. Cara penempatan orifice type ini, bagian bawah lubang orifice mempunyai jarak terdekat terhadap permukaan dalam dari pipa serta diperlukan cara-cara kalibrasi yang khusus mengingat bahwa coefisien aliran standarf hanya digunakan untuk orifice yang consentris. Orifice biasanya dibuat dari baja tahan karat, tahan abrasi/erosi, seperti ( stainless steel atau Monel ) yang disesuaikan dengan fluida yang mengalir.Cara pemasangan Taps untuk orifice - Plange taps - Vena contractor taps - Pipe taps
• 30- Flange TapsDiletakkan pada jarak 1 didepan dan dibelakang plat orifice. Cara ini palingbanyak dipakai, untuk ukuran pipa lebih besar dari 2 . Sedang untuk ukuranpipa dibawah 2 gunakanlah cara vena contracta taps. Up Stream Down Stream- Vena Contracta TapsLubang tekanan tinggi diletakkan pada jarak sebesar diameter dalam pipadidepan plat orifice, sedang lubang tekanan rendah diletakkan titik venacontracta. D d d1=D d2Vena contracta adalah sebuah titik pada aliran yang mempunyai tekananterkecil sebagai akibat adanya penghalang. Letak titik ini tergantung kepadaRasio Beta.- Pipe Taps Untuk mengukur beda tekanan yang permanen dimana jarak lubang tekanan tinggi 2 ½ D didepan dan lubang tekanan rendah 8 D di belakang plat orifice. Keuntungan cara ini adalah dapat digunakan laju aliran yang lebih rendah dari pada kemampuan cara flane taps dan vena taps.
• Kt rev 3 MODUL I-02 31 D 2,5D 8D b. Venturi Tube Venturi tube bagian throatnya dibuat satu unit tersendiri agar mudah diganti sedangkan tabung venturi dibuat dari beton tuang yang halus, dengan sudut kerucut inputnya 20o & sudut kerucut outputnya 7o. Pressure taps-nya tidak diambil dari satu lubang tapi dari beberapa lubang sekitar permukaa pipa yang hubungan keluarnya menjadi satu berupa cincin Perbandingan diameter pipa dan diameter throat bervariasi antara 0,25 0,5 Keuntungan : 1. Ketelitian tinggi dibanding dengan menggunakan Restriction lain. 2. Pressure drop kecil 3. Tahan terhadap abrasi dan kemungkinan menampung endapan kecil. 4. Dapat digunakan untuk mengukur aliran yang besar (>5.000.000 gpm) Pemasangan venturi tube jangan sampai terganggu oleh fitting-fitting yang dapat menyebabkan aliran turbulent. c. Flow Nozzle/Venturi Nozzle Venturi nozzle digunakan untuk hampir semua liquid, terutama bisa digunakan untuk fluida yang mengandung solid dan pressure dropnya kecil, sedangkan flow nozzle cocok untuk gas, vapour & steam.
• 323.4 TEMPERATURE MEASUREMENT 3.4.1 Filled Bulb Thermometer Jenis Moving element : - Spiral, Helical, Bourden Tube Type C Prinsipnya : - Berdasarkan pemuaian volume untuk bulb yang berisi liquid. - Bedasarkan pengembangan tekanan, untuk yang berisi vapour. Pressure Pointer Gas/Liquid Spring BULB ScaleUntuk menghilangkan pengaruh temparature terhadap hasil pengukuran makadigunakan compensator yang terdiri dari dua macam : 1. Full Compensation Disini ada dua buah spiral yang sama tetapi mempunyai gerakan yang berlawanan, dan bulb compensator terletak diluar. 2. Case Compensation menggunakan bimetal yang dihubungkan ke bourdon tube, yang dipasang pada take of arm, sehingga defleksi dari bagian bimetal akan melawan efek akibat ekspansi liquid pada spiral.Klasifikasi dari Filled Bulb system thermometerSistem ini pada dasarnya dapat dipisahkan dalam dua tipe yaitu respon terhadap : 1. Perubahan Volume v Liquid filled (bukan mercury) disebut class I v Mercury filled 2. Perubahan Tekanan Vapour filled, atau liquid yang mudah menjadi vapour (volatile) termasuk dalam class II.
• Kt rev 3 MODUL I-02 33Pembagian dari class diatas ini berdasarkan pada SAMA (Scientific ApparatusMakers Assosiation). 3.4.2 Thermocouple Themocouple ditemukan Seeback 1821, dimana arus listrik akan mengalir pada clouse circuit yang terdiri dari 2 macam kawat dimana kedua ujungnya dilas menjadi satu, bila temperature naik timbl GGL. Protecting A Tube EMFT1 T2 B Terminal (Hot Junction) Insulator (Cold Junction)Circuit ini terdiri dari 2 kawat : - Kawat A sebagai + - Kawat B sebagai - Bila T1 < T2, maka akan mengalir arus dalam circuit tersebut. Ujung T1 kita namakan Cold junction atau Reference Junction. Dengan mengukur I dan EMF yang dibangkitkan dalam circuit tersebut., dapat diketahui DT = (T2 T1). Jenis-jenis thermocouple yang dipakai untuk pengukuran menggunakan standard ISA (Instrument Standard Assosiation of America)Circuit Thermocouple Circuit thermocouple memerlukan kawat penghubung antara thermocouple dengan indikatornya. Kawat penghubung (extention wire) harus mempunyai sifat-sifat yang cocok dengan thermocouplenya.
• 34Extention wire dapat dilihat pada daftar dibawah ini : Thermocouple Extention Wire Positive Negative Positive Negative Pi : Rh Pt Copper Copper Nikel Alloy - Alumel Chromel Alumel - Chromel - Constanta - Copper - Copper Nikel - Iron Alloy Iron Constanta Iron Constanta Copper Constanta Copper ConstantaDalam pemasangannya thermocouple ini dimasukkan dalam thermo tube yangdisebut thermowell.Jenis-Jenis Thermowell Temperature Max Thermowell o o C F High Silicon Iron 425 600 Carbon steel 550 1000 18% cr, 8% Ni/Stainless Steel 950 1800 Ni Chram 1100 2000 Inconel 1260 2300 Silicon Carbid 1650 3000 Mullite 1550 2800
• Kt rev 3 MODUL I-02 35 Teknik mengukur EMF dari Thermocouple ada dua cara : 1. Dengan multi voltmeter (moving coil meter) 000095 1 1. Multimeter 2. Heater 2 2. Dengan rangkaian potentiometer G Recorder D + - S 2 ES 1 + EX
• 363.4.3 Resistance type Thermocouple Dasarnya : untuk beberapa metal tertentu, perubahan tertentu akan bisa mengubah besarnya nilai resistance. Dengan mengukur perubahan resistance tadi, kita bisa menghitung temperature perubahannya. Perubahan nilai resistance karena perubahan temperature tersebut, besarnya tergantung dari temperature coefficience of material. Koefisien ini adalah perubahan nilai resistance dalam Ohm per derajat, untuk kebanyakan metal, koefisien ini positive. Hubungan antara perubahan resistance dan temperature dapat ditulis : Rt = Ro (1 + a Dt) Ro = R pada to Rt = R pada t a = koefisien temperature of metal Konstruksinya : Diameter kawat dipilih sedemikian, sehingga response terhadap panasnya terbaik. Sedang panjang kawat disesuaikan dengan tahanan yang sesuai dengan rangkaian/alat pengukurannya, misalnya Bridge Wheatstone. Diameter dan panjang kawat menentukan range pengukuran. Nilai resistance coil terletak antara 2,5 W sampai dengan beberapa ratus W. Sebagai contoh untuk Pt core, R = 25,5 W + 0,1 pada oC. - Untuk copper : 10 W pada 0 oC - Untuk Nikel : 99,5 W + 0,3 W pada 0 oC
• Kt rev 3 MODUL I-02 37Pada pembuatan resistance ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan : Harus mempunyai stability yang tinggi yaitu tidak boleh berubah strukturnya dan mempunyai response yang cepat terhadap perubahan suhu. Self heating error : supaya tidak mempengaruhi pengukuran. Self heating error adalah dissipasi tenaga I2R yang menyebabkan panas dan panas ini mempengaruhi pengukuran, harus mempunyai high resistivity yang besar, sehingga tidak banyak menggunakan coil (coilnya lebih pendek). Harus mempunyai temperature koefisien of material/resistanfce yang baik, sehingga lebih sensitive dan harus tidak boleh berubah karakteristik listriknya tersebut. harus kuat artinya bahwa dengan diameter kecil, tidak mudah putus. Hubungan yang linear antara resistance dan temperature. Metal-metal yang mempunyai sifat yang cocok adalah : Pt Temp. Koef. 0,00392 W/oC Resistivity 60 W/circular mile ft Temp. range - 285 o -> 900 oC Minimal diameter 0,002 Tensile strength 18.000 psi Nikel Temp. Koef. 0,0063 W/oC Resistivity 38,3 W/circular mile ft Temp. range - 100 o -> 300 oC Minimal diameter 0,002 Tensile strength 120.000 psi Copper Temp. Koef. 0,004 W/oC Resistivity + 120 W/circular mile ft Temp. range - 200 o -> 120 oC Minimal diameter 0,002 Tensile strength 200.000 psi
• 38Rangkaian pengukuran :Bisa dipakai AC atau DC Wheatstone Bridge B S G r ADalam keadaan balance berlaku :Ia . A = Ib . Bia . r = ib . sr = (A/B) . s Z2 I1 Zr G I2 Z3 Z1Pada keadaan balance berlaku :Zr Z1 =Z2 Z3 R R1 Ri3 R1xi 2 = = i2 i3 C3 C2 wc 2 wc 3
• Kt rev 3 MODUL I-02 39 R1xi 2 xC 3 R= karena balance I3 = I2 i3xC 2 R1C 3 æ 1 ö R= = R1C 3ç ÷ C2 è C2 ø Thermistor Thermistor adalah dioda semiconductor yang mempunyai temperature koefisien of resistivity yang tinggi, yaitu bahwa perubahan nilai R nya perderajat temperatur adalah tinggi. R = Ro eb (To Too) Ro = Resistance pada Too R = resistance pada To b = konstanta yang tergantung dari konstruksi & jenis thermistor Cara pengukuran perubahan nilai resistance dapat dilakukan dengan Jembatan Wheatstone. Bimetal Thermometer Bimetal terbuat dari dua macam logam yang disatukan. Prinsip kerja alat ini adalah berdasarkan perbedaan muai panjang dari dua buah logam yang berlainan jenis jika ada perubahan panas padanya. Karena koefisien muai panjang yang berbeda ini, maka apabila bimetal tersebut kena panas akibatnya akan melengkung ke arah logam yang koefisien panjangnya lebih kecil
• 40 BAB. IV BASIC THEORY CONTROL VALVE4.1 Filosofi Control ValveDalam suatu sistem pengendalian secara otomatis, control valve merupakan finalelement yang mewujudkan signal output dari controller menjadi suatu gerakanvalve membuka atau menutup aliran, sehingga dapat mengembalikan prosesvariabel ke harga yang telah ditentukanUntuk mendapatkan control valve yang sesuai dengan kebutuhan prosesdiperlukan ketelitian dan dasar pemilihan control valve antara lain : - Aksi, Rating, Characteristic, Rangeability, Capacity4.1.1. Aksi Control Valve Control valve mempunyai aksi direct atau aksi reverse, untuk menentukan aksi control valve, maka kita harus memahami beberapa istilah dasar. Input : Istilah input pada valve kita definisikan, bahwa input sebagai sinyal yang menyebabkan valve merubah posisi stroke. Hal ini biasanya berupa sinyal pneumatik 3 15 psi atau 20 100 kPa.
• Kt rev 3 MODUL I-02 41 Output : Output valve adalah fluida mengalir melalui valve. Gas, uap dan cairan adalah fluida. Aksi Direct : Aksi direct dapat ditentukan dengan melihat hubungan antara input dan outputnya. Jika kenaikan input menyebabkan kenaikan output maka dikatakan bahwa valve tersebut mempunyai aksi direct. Aksi Reverse : kenaikan input menyebabkan menurunnya output makaIstilah berikut mempunyai hubungan dengan control valve aksi direct: · ATO adalah naiknya sinyal akan menyebabkan valve membuka. · Fail Closed Jika sinyal yang menuju valve hilang maka valve menutup. Pada gambar dibawah ini, control valve aksi direct dengan menggunakan simbol standar ISA. Anak panah berada di stem valve untuk menunjukkan bila terjadi posisi gagal .Istilah-istilah berikut berhubungan dengan valve yang mempunyai aksi reverse. · ATC adalah naiknya sinyal akan menyebabkan valve menutup. · Fail Open : jika sinyal hilang terjadi kegagalan, maka posisi valve akan membuka. Hal ini berarti bahwa adanya sinyal udara akan menutup valve dan oleh karena itu valve mempunyai aksi reverse.2. Rating Rating valve yang dimaksud disini adalah kemampuan valve untuk memberikan aksi yang tepat pada range dan presure tertentu. Contoh : Temperatur operasi : 700 C. Tekanan operasi : 22 kg/cm2 ternyata diperlukan control valve dengan carbon steel body yang mempunyai rating 150.
• 423. Characteristic Karakteristik valve berhubungan antara bukaan valve dengan besar kecilnya aliran. Hubungan ini dinyatakan dengan grafik berdasarkan range penuh dari valve ( 0 persen sampai 100 persen). Tiga karakteristik valve yang utama adalah: karakteristik aliran linier, karakteristik aliran equal presentage, karakteristik aliran quick opening. Aliran yang melalui valve adalah sebanding dengan luasan dari bukaan dan akar kuadrat dari pressure drop yang terjadi pada valve. Kedua faktor berubah- ubah maka luasan berubah-ubah karena persen travel (posisi) dari valve, sedangkan pressure drop adalah berhubungan dengan kondisi diluar valve dan tata ruang proses yang sudah tetap seperti tata letak serta instalasi perpipaan. Dalam praktek, valve mempunyai dua karakteristik yaitu : yang menjadi sifatnya (inherent) dan yang terpasang (installled ). Karakteristik inherent diamati dari pressure drop konstan pada valve.. Karakteristik terpasang adalah salah satu didapat dari actual service dimana pressure drop berubah-ubah karena aliran dan perubahan-perubahan yang lain dari sistem.
• Kt rev 3 MODUL I-02 43 Pemilihan dari karakteristik valve yang benar adalah sangat penting, ketika akan merencanakan lup pengontrolan, dengan kata lain sistem mungkin tidak stabil dan sulit dikontrol secara efektip.4. Range ability Range ability adalah perbandingan antara maximum dan minimum flow yang bisa dikontrol. Jadi range ability menentukan daerah dimana valve bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan.5. Capacity Kapasitas atau kecepatan mengalirkan dari control valve harus bersesuaian dengan kondisi proses yang akan dikontrol. Besaran yang menentukan kemampuan dari valve adalah angka Cv (koefisien ukuran valve). Semua pabrik pembuat control valve menerbitkan angka Cv dari masing-masing valve mereka. Terlalu sulit untuk mencari definisi dari Cv, karena itu kadang- kadang dikatakan bahwa valve mempunyai Cv = 1 bila air murni mengalir sebesar satu US gallon/mm melalui valve yang buka penuh dengan pressure drop pada valve dijaga tetap1 psig pada kondisi temperatur standar (60oF) dan tekanan (14,69 psia). Metode penentuan ukuran valve dengan pendekatan nilai Cv telah diterima. Tiga rumus dasar untuk perhitungan Cv adalah: a) Untuk cairan Cv = Q G / DP b) Untuk gas Cv = Q / 1360 T f G / D P P2 c) Untuk steam dan vapours Cv = W / 63.3 V / D P
• 44Pada rumus ini:Q or W = Kecepatan aliran: cairan (gpm), gas (scfh), vapours (lb/hr) G = specific gravity Tf = temperature aliran dalam derajat Rankine (°F + 460) DP = pressure drop dalam psi (P1 P2) P1 = tekanan upstream pada inlet valve dalam psi absolute P2 = tekanan downstream pada discharge valve dalam psi absolute V = downstream specific volume dalam cubic feet per poundHarus dicatat bahwa batasan yang terpenting adalah ditentukan oleh nilai DPyang digunakan untuk penentuan ukuran vapour dan gas. Itu tidak pernahdapat melebihi setengah dari tekanan inlet absolut (P1) sekalipun valve akanmenyerap sampai 100% dari tekanan inlet. Jika presure drop lebih besar dari½ P1, gunakan ½ P1 untuk kedua DP dan tekanan downstream (P2). Ingatpenggunaan pengaturan tekanan downstream ini (1/2P1) dalam menentukanvolume spesifik (V) downstream adalah pada kondisi tersebut.Pressure Drop yang terjadi pada ValveKecepatan aliran, spesific grafity, temperatur, dan volume spesifikdownstream yang diinginkan adalah berupa kuantitas sehingga sangat mudahditentukan, tetapi menentukan pressure drop melalui plug valve adalah tidakada. Tetapi yang penting dalam kenyataannya bahwa control valve tidakmendefinisikan pressure drop yang melaluinya. Namun control valve tersebutakan menyerap apapun tekanan lebih yang ada disebelah kiri dari sistem.Persoalan ini dapat digambarkan secara grafik dengan metode hydraulicgradient (slope).Aliran MaksimumPada kecepatan aliran maksimum, diplot tekanan statik fluida versus lokasiphisik sistem. Kemudian plot tekanan yang dikirimkan dan yang tersisa darikiri ke kanan, dan berhenti pada control valve. Perbedaan antara titik-titik
• Kt rev 3 MODUL I-02 45 terakhir ini adalah pressure drop dari control valve yang harus dipertahankan pada aliran maksimum. Aliran Minimum Analisis yang serupa dapat dibuat untuk aliran minimum. Dari curva pompa, tekanan outlet adalah lebih tinggi pada aliran yang rendah. Karena kecepatan fluida terrendah, pressure loss pada pipa dan fitting akan lebih rendah dibanding pada aliran maksimum. Kenaikan tekanan yang tinggi terjadi pada inlet dari control valve, dan kemudian terjadi penurunan tekanan pada outlet dari control valve. Sebagai akibatnya, pressure drop yang harus dipertahankan pada control valve lebih besar pada kecepatan aliran rendah disbanding pada kecepatan aliran yang tinggi. Untuk meyakinkan bahwa ukuran valve dihitung dengan tepat, maka penentuan ukuran control valve selalu dibuat pada pressure drop dengan kecepatan aliran maksimum dan kecepatan aliran minimum. Adalah koefisien flow yang besarnya sama dengan flow rate water (gpm) pada temperatur 60oF melalui valve yang terbuka penuh, dengan tekanan drop pada valve 1 psi.
• 46Contoh :Asumsi bahwa control valve akan mengatur aliran air dari tangki, seperti padagambar dibawah.Hitung ukuran valve yang harus digunakan.Ketinggian air yang akan dikontrol didalam tangki pada level 25 feet denganmengatur aliran keluar. Aliran masuk yang diukur bervariasi antara 0 sampai120 galon per menit (gpm).Penyelesaian:Aliran keluar maksimum dari tangki harus sama dengan aliran masuk, yaitu120gpm. Karena 1 feett air menghasilkan tekanan 0,433 psi, maka 25 feetwater akan menghasilkan perbedaan tekanan sebesar 0,433 psi x 25 = 10,8 psi.Rumus dasar perhitungan Cv untuk cairan adalah Cv = Q G / DP
• Kt rev 3 MODUL I-02 47 dimana: Q = kecepatan aliran, U.S. gpm DP = Perbedaan tekanan pada valve dalam psi G = specific gravity dari water (1.0) Oleh karena itu Cv = 120 1.0 / 10.8 = 120 ´ 0.3043 = 36.5 Kita dapat menentukan ukuran dan jenis valve yang diperlukan untuk Cv = 36,5. Ikuti sumbu horisontal dari kiri ke kanan pada Cv = 36,5. Gambarkan garis kearah atas dari titik ini sampai berpotongan dengan garis diagonal paling atas.Ukuran garis diagonal menyatakan ukuran paling kecil dari valve yang dibutuhkan. Dalam kasus ini valve 2 inci kira-kira 90% akan menyediakan aliran yang diinginkan
• 486. Positioner Untuk meyakinkan bahwa posisi plug control valve selalu proporsional dengan output pressure controller, menghilangkan / mengurangi gesekan packing box dan rugi histerisis.Pengertian Fail SafeSuatu pertimbangan penting ketika memilih control valve untuk aplikasi khususdalam posisi gagal tetapi aman. Tergantung proses yang dikontrol, kita memilihvalve untuk aplikasi sedemikan sehingga ketika terjadi kehilangan sinyal, makavalve gagal tetapi dalam posisi aman.Aktuator diaphragma pneumatik mempunyai posisi full open atau full close. Halini adalah bagian dimana valve ditentukan oleh apakah aksi valvenya air to openatau air to close seperti dijelaskan sebelumnya. Spring internal yang mempunyaigaya yang melawan aktuator adalah yang bertanggung jawab terhadap setingvalvenya apakah posisi membuka atau posisi menutup.Ketika memilih valve yang terpenting ialah memahami karakteristik yangdikontrol, dan memilih valve yang sesuai yang dibutuhkan proses tersebut.Sebagai contoh, kita akan menggunakan valve untuk mengontrol temperature airyang meninggalkan heat exchanger seperti terlihat pada Gambar dibawah dibawahProses seperti pada Gambar diatas, dipilih valve fail closed. Jika sinyalnya yangmenuju valve hilang, maka valve harus menutup dan air yang dipanaskan tetapdingin. Dalam proses ini jika menggunakan valve gagal membuka maka airmungkin mendidih dan menghasilkan tekanan yang berlebihan pada heat
• Kt rev 3 MODUL I-02 49exchanger dan mungkin akan menyebabkan kerusakan pada heat exchangertersebut. Tetapi bila menggunakan valve dengan aksi fail closed seperti terlihatpada gambar akan menghilangkan kemungkinan-kemungkinan terbentuknyatekanan tinggi.4.2 BAGIAN-BAGIAN PERALATAN DAN FUNGSIControl valve terdiri dari tiga (3) bagian utama, yaitu aktuator, asembli body valvedan asembli bonnet. Gambar dibawah menunjukkan hubungan ketiga bagiantersebut, yang membentuk control valve lengkap.1. Actuator Control Valve Actuator control valve terdiri dari komponen-komponen berikut : - Koneksi Tekanan Beban (Loading Pressure Connection) : Koneksi udara bertekanan (pneumatik) dimana sinyal kontrol dikirimkan ke valve. - Wadah Diaphragma (Diaphragm Casing) : Merupakan rumah atau wadah (ada yang dibagian atas / bawah) tempat berakumulasinya udara bertekanan (pneumatik) dan menyangga dua sisi diaphragma. - Diaphragma
• 50 Diaphragma adalah elemen fleksibel dibuat dari material seperti karet atau bahan polimer sintetis, yang digunakan untuk mentransmit tenaga pada pelat diaphragma dan juga merupakan penyekat udara yang kuat.- Pelat Diaphragma : Sebuah pelat diaphragma yang digunakan untuk mentransfer sinyal kontrol ke stem aktuator.- Pegas Aktuator (Actuator Spring) : Pegas atau spring digunakan untuk melawan gaya pelat diaphragma dan akan mengembailkannya ke kondisi semula.- Stem Aktuator (actuator stem) : Batang atau poros yang menghubungkan pelat diaphragma ke plug valve.- Spring Seat : Sebuah alat yang digunakan sebagai dudukan / memegang pegas atau spring.- Spring Adjuster : Koneksi yang digunakan untuk menyetel regangan pegas aktuator.- Stem Connection : Klamp yang digunakan untuk memegang stem aktuator dan stem plug valve.- Yoke : Struktur yang menyangga asembli aktuator dari asembli bonnet.- Travel Indicator : Sebuah plat tipis yang digunakan untuk menunjukkan posisi valve.- Skala Indikator : Skala ukur untuk menunjukkan posisi valve apakah valve dalam posisi (O open atau C close ).- Asembli Body Valve : Asembli body valve terdiri dari : - Valve Body, Asembli Bonnet dan Trim Valve.Asembli Bonnet: Asembli bonnet ditempatkan dibagian atas bodi valve danmempunyai seal untuk stem valve dengan maksud untuk mencegah kebocoranfluida disepanjang stem. Biasanya menggunakan 3 gasket untuk seal bonnetpada bodi valve. Bonnet mengikat aktuator.
• Kt rev 3 MODUL I-02 512. Actuator Piston Aktuator piston beroperasi dengan suplai lebih tinggi (tipikal 60 150 psi) dibanding tipe diaphragma. Aktuator piston juga memberikan stem travel lebih besar dibanding tipe diaphragma.Tekanan beban dapat dimasukkan pada bagian atas atau bawah untuk menggerakkan piston keatas atau kebawah. Ketika pada bagian atas dibebani dengan tekanan udara maka bagian bawah harus di dikosongkan agar piston dapat bergerak dan sebaliknya bila bagian bawah dibebani maka bagian atas harus dikosongkan. Gambar 3 adalah diagram konstruksi dari aktuator piston.
• 52 Posisi Fail Aktuator piston standar berbeban doubel mempunyai sebagai fail save position . Sebagai fail save position mempunyai arti bahwa bila ada kejadian sinyal mengalami kegagalan maka valve tidak menutup penuh atau membuka penuh tetapi tetap berada pada posisi terakhir. Agar memberikan posisi fail save, maka sebuah spring harus ditambahkan untuk menggerakkan aktuator piston pada posisi buka penuh atau tutup penuh.3. Aktuator Elektrik Aktuator listrik pada dasarnya adalah motor listrik (biasanya tiga phase) dihubungkan dengan stem valve melalui gear set. Kombinasi dari motor, gear set, limit switch dan valve disebut valve yang dioperasikan dengan motor atau motor operated valve atau MOV . Hidrolik dan Elektro-hidrolik Aktuator hidrolik atau elektro-hidrolik dapat dipertimbangkan untuk mengisolasi area dan aplikasi-aplikasi dimana redamannya besar. Ball valve atau butterfly valve memerlukan aktuator dengan torsi yang ekstra tingi, dan cepat. Ini benar-benar khusus terutama jika sifat permintaan proses memerlukan sebuah valve dengan kinerja atau performans yang tinggi. Control Valve Type Motor Operating Valve (MOV)
• Kt rev 3 MODUL I-02 534.3. BASIC OPERATION a. Cara Kerja Diaphragma Actuator Cara kerja control valve dengan penggerak pneumatik adalah sebagai berikut: Sebuah sinyal pneumatik dimasukkan pada bagian atas atau bawah diaphragma (tergantung aksi control valve ). Sinyal tersebut menekan diaphragma dan pelat diaphragma (dihubungkan dengan stem valve) menggerakkan plug naik atau turun. Karakteristik valve dapat dimodifikasi dengan menggunakan gabungan perancangan plug dan cage. b. Cara Kerja Piston Actuator Aktuator piston biasanya banyak digunakan pada aplikasi kontrol on-off atau emergency shutdown (ESD) yang digerakkan oleh selenoid. Kelebihan tipe aktuator ini adalah, dapat menyediakan torsi maksimum dalam dua arah. Juga jika diperlukan dapat digerakkan dengan tenaga hidrolik. Sinyal beban adalah tekanan udara suplai instrumen penuh dan oleh karena itu kadang-kadang diperlukan regulator. Aktuator tipe piston kadang-kadang digunakan untuk kontrol proporsional, atau aplikasi dimana bukaan valve harus berubah-ubah antara tutup penuh dan buka penuh. Dalam kasus seperti ini sinyal input dari kontroler dimasukkan ke valve positioner dan positioner mengatur posisi piston. c. Cara Kerja Motor Operating Valve (MOV) Berkenaan dengan aktuator electro-hidrolik yang ditunjukkan dalam Gambar diatas, bila sinyal input listrik bertambah, maka medan