Elemen-Elemen Sistem Kontrol Proses

Elemen-elemen dalam suatu sistem kontrol proses dapat dibedakan menjadi : proses, sensor (sensing element), transducers, transmitter, transmission lines, kontroler, final control element (control valve). Seluruh elemen ini bersama-sama membentuk suatu sistem kontrol, seperti diperlihatkan pada contoh sistem kontrol proses pada Gambar contoh sederhana dari sebuah sistem kontrol proses.

Sistem ini terdiri dari sebuah tanki, sebuah level measuring device, sebuah kontroler, dan sebuah control valve. Aliran liquid dialirkan melalui permukaan atas tanki, kemudian dikeluarkan dari bawah tanki yang diatur oleh control valve.

Gambar contoh sederhana dari sebuah sistem kontrol proses

Tangki beserta liquid di dalamnya merupakan sebuah proses. Level measuring device sebagai sebuah sensor ketinggian sekaligus transducer, akan mengukur ketinggian cairan tersebut serta mengubahnya menjadi besaran elektrik atau pneumatik. Jika level cairan dalam tanki melebihi tinggi yang diinginkan (set point) maka controller akan memutuskan untuk memperbesar aliran outlet. Berdasarkan perintah controller, final control element (control valve) akan membuka (opening) untuk memperbesar aliran. Secara blok diagram sistem control proses tersebut di atas dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar Blok Diagram Sistem Kontrol Proses

a. Proses

Proses adalah peralatan (equipment) bersama-sama dengan reaksi fisis ataupun kimia yang terjadi di dalamnya.

b. Sensor (Sensing Element)

Instrumen-instrumen pengukur (sensor) adalah instrumen-instrumen yang digunakan untuk pengukuran (measurement). Variabel-variabel yang diukur adalah Process Variables (PV). Instrumen ini juga digunakan untuk memperoleh informasi tentang apa yang sedang terjadi di dalam suatu proses.

Dalam suatu sistem kontrol dapat dijumpai berbagai macam sensor yang berbeda dalam fungsinya. Sensor-sensor yang digunakan akan berbada tergantung dari process variable yang akan diukur. Jenis-jenis sensor tersebut adalah sebagai berikut: Pressure Sensor, Temperature Sensor, Flow Sensor, Liquid Level Sensor dan Composition Sensor.

c. Transducers / Transmitter

Beberapa sinyal pengukuran tidak dapat digunakan untuk aktuasi pengontrolan sebelum dikonversi ke dalam besaran-besaran fisis tertentu (sinyal elektrik atau sinyal pneumatik). Setelah dikonversi ke dalam sinyal elektrik atau pneumatik, sinyal hasil pengukuran tersebut dapat ditransmisikan dengan mudah dan juga dapat dimengerti oleh kontroller.

Konversi ini dilakukan oleh suatu elemen yang disebut transducers / transmitter. Sebagai contoh, strain gauges dapat mengubah sinyal pressure menjadi sinyal elektrik.

d. Transmission Lines

Saluran transmisi (transmission lines) membawa sinyal hasil pengukuran oleh sensor dan telah diubah oleh transducer/transmitter ke kontroler atau dari kontroler ke final control element.

Saluran transmisi dapat berupa sinyal pneumatik (udara yang terkompresi). Namun, seiring dengan berkembangnya kontroler elektronik analog dan khususnya kontroler digital, saat ini kebanyakan menggunakan sinyal elektrik sebagai saluran transmisinya. Sesuai dengan standard ISA (Instrument Society of America), besarnya sinyal transmisi tersebut adalah :

·          Sinyal Pneumatik : 3 – 15 psig (0.2 – 1 kg/cm2)

·          Sinyal Elektrik : 4 – 20 mA.

     psig = pounds per square inchies (gauge)

tujuan dari standardisasi tersebut adalah untuk kemudahan pengguna dalam memilih instrumen, juga kemudahan dalam perancangan, kalibrasi, dan pemeliharaan.

e. Controller

Controller memperoleh informasi dari measuring device yaitu sinyal Process Variable (PV), membandingkan dengan Set Point (SP), menghitung banyaknya koreksi yang diperlukan sesuai dengan algoritmanya (P, PI, dan PID), dan kemudian memutuskan atau mengeluarkan sinyal koreksi (Manipulated Variable / MV) untuk ditransmisikan ke Control Valve.

Controller dapat berupa controller mekanik (pneumatic), controller elektronik atau controller digital yang terkomputerisasi dengan kemampuan dapat melaksanakan tugas-tugas kontrol yang cukup rumit.

f. Final Control Element (Control Valve)

Salah satu elemen pengendali akhir yang sering dijumpai adalah control valve. Elemen ini mengimplementasikan keputusan yang diambil oleh kontroler. Misalnya, apabila kontroler “memutuskan” untuk menaikkan laju aliaran (flow rate) suatu fluida, maka control valve akan membuka atau menutup untuk mengimplementasikannya.