Download - Komponen-Komponen Sistem Pengaturan
1
KOMPONENKOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGATURAN
PRODI TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO
Dasar Sistem Kontrol
Sistem Kontrol Proses (Tekanan)2
Sistem Pengaturan Tekanan3
Jika tekanan didalam tungku dibawah tekanan yang diinginkan, damper akan selalu menutup sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk bertambah sampai dengan tekanan yang diinginkan
Jika tekanan didalam tungku diatas tekanan yang diinginkan, damper akan membuka sampai tekanan didalam tungku perlahan untuk berkurang sampai dengan tekanan yang diinginkan
KONFIGURASI SISTEM PENGATURAN4
Energy input
actuator
Process Under Control
Aktual Output
Power interface
SENSOR
Transmision
Signal conditioner
Set Point Desire Output
Controller
Process variable
Transmision
Definisi tiap komponen pengaturan5
Proses, sebagai obyek pengaturan, dapat berupa satu mesin, satu sistem penyegar udara, satu platform meriam, satu sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), atau satu unit proses kimia. Elemen pengukur (sensor + pengkondisi sinyal + transmisi), yang mengukur variabel dikendali dan mengirim sinyal pengukuran ke kontroler. Peralatan tersebut merasakan adanya perubahan tekanan, temperatur, aliran, kecepatan dan variabel lain yang harus dikendalikan.
Definisi tiap komponen pengaturan6
Kontroler, yang menerima sinyal pengukuran dan membandingkannya dengan sinyal yang dikehendaki (set-point) kemudian menentukan strategi apa yang akan dilakukan dengan sinyal kesalahan yang diperoleh dan mengirim sinyal keluaran ke aktuator. Aktuator (aktuator + penguat sinyal + transmisi), yang merupakan mata-rantai terakhir sistem dan melaksanakan tugas yang ditentukan oleh kontroler. Peralatan demikian dapat berupa satu motor listrik, satu silinder hidraulik, atau satu peralatan pneumatik.
Elemen Pengukur (Sensor/Transducer)7
Transducer adalah fisik dari perangkat keras yang didesain untuk secara proporsional mentransformasikan (atau mengkonversikan) variabel informasi sekarang pada suatu sistem energi menjadi sistem energi yang lainnya. Sensor adalah tranduser yang digunakan untuk mendeteksi (atau mengukur) besaran fisik menjadi besaran elektrik. Terdapat berbagai jenis sensor yang tersedia dan bentuk serta ukurannya juga bermacam-macam, tergantung pada prinsip kerja mereka. Sebagai contoh ada sensor yang bentuknya besar dan kurang peka, lainnya kecil dan sangat peka dan yang lainnya merupakan bentuk diantara keduanya.
Karakteristik Elemen Pengukuran8
Elemen pengukur harus bisa dipercaya dan akurasi dalam pendeteksian perubahan yang terjadi pada parameter ukur. Untuk proses kontrol, instrumen pengukur menghasilkan sinyal yang bisa memberikan tanda apabila diperlukan perubahan manual ataupun aktifitas peralatan secara otomatis. Untuk mengetahui performansi optimal dari pengukuran dapat dilihat pada karakteristik dasar pengukuran.
Karakteristik Statis Elemen Pengukuran9
Karakteristik Statis ini terdiri dari bermacammacam,antara lain: Accuracy (Akurasi) Resolution (Resolosi) Repeatability (Pengulangan) Linearity (Linieritas) Hysterisis (Celah Diferensial) Response Rate (Kecepatan Beraksi)
Sensor Temperatur10
What are thermocouples?11
Thermocouples operate under the principle that a circuit made by connecting two dissimilar metals produces a measurable voltage (emf-electromotive force) when the two ends of the thermocouple circuit are at different temperatures.
They are inexpensive, small in size, rugged and remarkably accurate when used with an understanding of their peculiarities
Seeback effect at Thermocouple12
RTD (Resistance Temperature Detector)13
Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperatur. Berbagai logam yang sering digunakan untuk RTD : platina (linier, sangat mahal, umum dipakai) Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) Nickle alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah) Tembaga (range temperatur lebih rendah)
Thermistor14
Thermistor, nilai hambatannya dipengaruhi oleh suhu. 1. PTC Thermistor (Positive Temperatur Coefisien) Tidak terbuat dari bahan semikonduktor, sehingga makin tinggi suhunya makin besar nilai hambatannya. 2. NTC Thermistor (Negative Temperatur Coefisien) Terbuat dari bahan semikonduktor, sehingga makin tinggi suhunya makin kecil nilai hambatannya
Sensor Temperatur IC LM33515
Sensor Temperatur IC LM3416
Sensor Temperatur IC AD590/AD59217
Perbandingan Respons18
Sensor Posisi19
Resistive Potentiometers Inductive Linear Variable Differential Transformers (LVDTs) Synchros, Resolvers, and Inductosyn Electro-optical Optical encoders Capacitive, piezo-electric, ultrasonic, magnetostrictive, etc.
Potensiometer20
Sensor analog yang bekerja seperti divider
Potensiometer dan Proximity21
Potensiometer (rotary and linear)
Proximity switch (mechanical)
Potensiometer untuk posisi22
LVDT (linier variable Differential Circuit)23
LVDT dianggap termasuk sebagai tranduser pasif karena adanya pergeseran objek menyebabkan perubahan tegangan induksi, meskipun catu daya dari luar diperlukan untuk menghidupkan kumparan primer.
Kelebihan LVDT24
Sangat kecil gesekannya, sehingga tidak mempengaruhi besaran yang diukur Memiliki impedansi keluaran yang rendah Menghasilkan pengukuran yang searah (bisa positif atau negatif) Tersedia dalam bentuk yang kecil Sederhana dan kehandalannya tinggi
Pengolahan sinyal LVDT25
Menggunakan demodulasiAC POWER LVDT
Power Supply
Carier Oscilator
Amplitude Control
Current Amplifier
Demodulator
Phase Shifter
Synchro Transformers26
Prinsip kerja synchro27
Prinsip kerja dari trafo synchro yaitu dengan memanfaatkan induksi bersama yang berfungsi sebagai pengukur pergeseran angular.
Rangkaian Synchro28
Synchro to Digital Converter29
Resolver30
Uses an AC signal to excite the rotor winding. Stator has two windings at 90 degrees to each other. As the rotor turns the coupling to the two windings will changeVo2=A.Vref. Cos
Vo1=A.Vref. Cos
Optical EncoderSinyal Output Optical Encoder31
Konstruksi Encoder Absolut32
Sensor Kecepatan33
Inductive tachogenerators linear sensors Gyroscopes Differentiation of position analog digital Integration of acceleration
Tachogenerator34
Sensor ini konstruksinya mirip motor DC magnet permanen. Tegangan keluaran yang dihasilkan berupa tegangan DC.
Increment Encoder35
Encoder yang digunakan untuk pengukuran kecepatan menggunakan encoder dengan output A, B, dan Z Output A dan B berbeda phase sebesar 90 derajat. Sedang output Z untuk zero index (untuk kecepatan tinggi).
Kontroler36
PLC (Programable Logic Controller) DCS (Distributed Control System) Embeded System Sistem Minimum
Aktuator37
Roda Gigi Driver Amplifier Inverter Motor Listrik (DC, AC)