Articles

Hal yang perlu diketahui tentang Instrumentasi Industri

Instrumentasi Industri (atau biasa disingkat Instrumentasi atau Instrument) didefinisikan sebagai suatu teknik penggunaan Instrument/peralatan (yg dimaksud di sini ialah peralatan yg dipergunakan di suatu industri) untuk mengontrol sifat-sifat fisika dan sifat-sifat kimia dari suatu material untuk mendapatkan nilai tambah dari material tersebut.

Definisi Instrumentasi Industri

Instrumentasi adalah ilmu tentang pengukuran dan kontrol otomatis. Aplikasi ilmu ini berlimpah dalam penelitian modern, industri, dan kehidupan sehari-hari. Dari sistem kontrol mesin mobil hingga termostat rumah hingga autopilot pesawat terbang hingga pembuatan obat-obatan farmasi, Pembangkit Listrik, Minyak dan Gas, Kilang, dll., dan otomatisasi mengelilingi kita.

Langkah pertama, tentu saja, adalah pengukuran. Jika kita tidak dapat mengukur sesuatu, maka tidak ada gunanya mencoba mengendalikannya. “Sesuatu” ini biasanya mengambil salah satu bentuk berikut ini dalam industri:

  • Tekanan fluida
  • Laju aliran fluida
  • Suhu suatu benda
  • Volume fluida yang disimpan dalam bejana
  • Konsentrasi bahan kimia
  • Posisi, gerakan, atau akselerasi mesin
  • Dimensi fisik suatu objek
  • Jumlah (inventaris) objek
  • Tegangan listrik, arus, atau hambatan, dan lainnya.

Setelah kami mengukur kuantitas yang kami minati, kami biasanya mengirimkan sinyal yang mewakili kuantitas ini ke sistem PLC / DCS di mana tindakan manusia (manual) atau otomatis kemudian terjadi. Jika tindakan pengontrolan dilakukan secara otomatis, PLC / DCS mengirimkan sinyal ke perangkat pengontrol akhir yang kemudian memengaruhi kuantitas yang diukur.

Baca Juga : Memahami Magnetik Flow Meter

Perangkat kontrol akhir ini biasanya mengambil salah satu bentuk berikut:

  • Katup kontrol (untuk membatasi laju aliran fluida)
  • Motor listrik
  • Pemanas listrik, dan lainnya

Baik perangkat pengukuran maupun perangkat kontrol akhir terhubung ke beberapa sistem fisik yang kita sebut sebagai proses. Untuk menunjukkan hal ini sebagai diagram blok umum:

Contoh Diagram Blok Umum

Termostat rumah yang umum adalah contoh sistem pengukuran dan kontrol, dengan suhu udara internal rumah sebagai “proses” yang dikendalikan. Dalam contoh ini, termostat biasanya memiliki dua fungsi: penginderaan dan kontrol, sementara pemanas rumah menambahkan panas ke dalam rumah untuk meningkatkan suhu, dan/atau AC rumah mengeluarkan panas dari dalam rumah untuk menurunkan suhu. Tugas sistem kontrol ini adalah menjaga suhu udara pada tingkat yang nyaman, dengan pemanas atau pendingin ruangan mengambil tindakan untuk memperbaiki suhu jika menyimpang terlalu jauh dari nilai yang diinginkan (disebut setpoint).

Sistem pengukuran dan kontrol industri memiliki istilah dan standar uniknya sendiri, yang merupakan fokus utama artikel ini. Berikut adalah beberapa istilah instrumentasi umum dan definisinya:

Proses: Sistem fisik yang ingin kita kendalikan atau ukur. Contoh: sistem penyaringan air, sistem pengecoran logam cair, ketel uap, unit kilang minyak, unit pembangkit listrik.

Variabel Proses, atau PV: Kuantitas spesifik yang kita ukur dalam suatu proses. Contoh: tekanan, level, suhu, aliran, konduktivitas listrik, pH, posisi, kecepatan, getaran.

Setpoint, atau SP: Nilai yang kita inginkan agar variabel proses dipertahankan. Dengan kata lain, nilai “target” untuk variabel proses.

Elemen Penginderaan Utama, atau PSE: Perangkat yang secara langsung merasakan variabel proses dan menerjemahkan kuantitas yang dirasakan itu ke dalam representasi analog (tegangan listrik, arus, hambatan; gaya mekanis, gerakan, dll.). Contoh: termokopel, termistor, tabung bourdon, mikrofon, potensiometer, sel elektrokimia, akselerometer.

Baca Juga : Memahami Vortex Flow Meter

Transduser: Perangkat yang mengubah satu sinyal standar menjadi sinyal instrumentasi standar lainnya, dan/atau melakukan semacam pemrosesan pada sinyal tersebut. Sering disebut sebagai konverter dan terkadang sebagai “relai”. Contoh: Konverter I/P (mengubah sinyal listrik 4-20 mA menjadi sinyal pneumatik 3-15 PSI), konverter P/I (mengubah sinyal pneumatik 3-15 PSI menjadi sinyal listrik 4-20 mA).

**Catatan: dalam istilah sains umum, “transduser” adalah perangkat apa pun yang mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya, seperti mikrofon atau termokopel. Namun, dalam instrumentasi industri, kami umumnya menggunakan “elemen penginderaan utama” untuk menjelaskan konsep ini dan menggunakan kata “transduser” untuk secara khusus merujuk ke perangkat konversi untuk sinyal instrumentasi standar.

Pemancar: Perangkat yang menerjemahkan sinyal yang dihasilkan oleh elemen penginderaan utama (PSE) menjadi sinyal instrumentasi standar seperti tekanan udara 3-15 PSI, arus listrik DC 4-20 mA, paket sinyal digital Fieldbus, dll., yang kemudian dapat disampaikan ke perangkat penunjuk, perangkat pengendali, atau keduanya.

Nilai rentang bawah dan rentang atas, masing-masing disingkat LRV dan URV: nilai pengukuran proses yang dianggap 0% dan 100% dari rentang pemancar yang dikalibrasi. Misalnya, jika pemancar suhu dikalibrasi untuk mengukur rentang suhu mulai dari 300 derajat Celcius dan berakhir pada 500 derajat Celcius, maka LRV-nya adalah 300 oC dan URV-nya adalah 500 oC.

Nol dan Rentang: deskripsi alternatif untuk LRV dan URV untuk titik 0% dan 100% dari rentang kalibrasi instrumen. “Nol” merujuk pada titik awal rentang instrumen (setara dengan LRV), sedangkan “rentang” merujuk pada lebar rentangnya (URV – LRV). Sebagai contoh, jika pemancar suhu dikalibrasi untuk mengukur kisaran suhu mulai dari 300 derajat Celcius dan berakhir pada 500 derajat Celcius, maka nolnya adalah 300 derajat C dan rentangnya adalah 200 derajat C.

Pengontrol: Perangkat yang menerima sinyal variabel proses (PV) dari elemen penginderaan utama (PSE) atau pemancar, membandingkan sinyal itu dengan nilai yang diinginkan (disebut setpoint) untuk variabel proses itu, dan menghitung nilai sinyal keluaran yang sesuai untuk dikirim ke elemen kontrol akhir (FCE) seperti motor listrik atau katup kontrol. Pengontrol dapat berupa perangkat fisik atau logika lunak yang dibuat dalam sistem PLC / DCS. Sebagian besar kami menggunakan pengontrol logika lunak sistem PLC / DCS di mana perangkat input dan output nyata terhubung ke pengontrol lunak ini.

Elemen Kontrol Akhir, atau FCE: Perangkat yang menerima output sinyal dari pengontrol untuk secara langsung memengaruhi proses. Contoh: motor listrik kecepatan variabel, katup kontrol, pemanas listrik.

Variabel Termanipulasi, atau MV: Kuantitas dalam proses yang kita sesuaikan atau dimanipulasi untuk memengaruhi variabel proses (PV). Juga digunakan untuk menggambarkan sinyal output yang dihasilkan oleh pengontrol; yaitu sinyal yang memerintahkan (“memanipulasi”) elemen kontrol akhir untuk memengaruhi proses.

Mode otomatis: Ketika pengontrol menghasilkan sinyal output berdasarkan hubungan variabel proses (PV) dengan setpoint (SP).

Mode manual: Apabila kemampuan pengambilan keputusan pengontrol dilewati untuk memungkinkan operator manusia secara langsung menentukan sinyal output yang dikirim ke elemen kontrol akhir.

Baca Juga : Perbedaan Coriolis dan Thermal Mass Flow Meter

Alat alat Instrumentasi

Peralatan-peralatan (Instruments) seperti Temperature Transmitter, Temperatur Controller, dan Temperature Control Valve inilah yang melakukan 4 langkah pengontrolan dalam sistem kontrol Instrumentasi, sehingga membuat sistem menjadi otomatis dan mengurangi peranan manusia dalam proses.

Tidak hanya besaran temperatur yang dikontrol dalam Instrumentasi. Dalam Instrumentasi dikenal yang namanya 4 besaran proses, yaitu:

  1. Tekanan
  2. Level (tinggi permukaan cairan)
  3. Temperatur, dan
  4. Flow (laju aliran fluida)

Sebagai tambahan, dalam industri-industri Petrochemical maupun Oil Refinery juga terdapat besaran-besaran lain yang dikontrol seperti pH, Conductivity, berat, dan lain-lain.

Ilmu Instrumentasi secara dalam mempelajari teknik penggunaan peralatan Instruments (Transmitter, Controller, Control Valve, dan lain-lain), metode-metode pengukuran 4 besaran proses maupun besaran-besaran lainnya, dan teknik sistem pengontrolan proses agar diperoleh respon pengontrolan yang sesuai dengan yang dikehendaki.

Baca Juga : Definisi, Aplikasi, dan Jenis Variable Area Flow Meter

Kesimpulan

dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Hal yang perlu diketahui tentang Instrumentasi Industri” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

  • Instrumentasi Industri (atau biasa disingkat Instrumentasi atau Instrument) didefinisikan sebagai suatu teknik penggunaan Instrument/peralatan (yg dimaksud di sini ialah peralatan yg dipergunakan di suatu industri) untuk mengontrol sifat-sifat fisika dan sifat-sifat kimia dari suatu material untuk mendapatkan nilai tambah dari material tersebut.
  • Peralatan-peralatan (Instruments) seperti Temperature Transmitter, Temperatur Controller, dan Temperature Control Valve inilah yang melakukan 4 langkah pengontrolan dalam sistem kontrol Instrumentasi, sehingga membuat sistem menjadi otomatis dan mengurangi peranan manusia dalam proses.
  • Tidak hanya besaran temperatur yang dikontrol dalam Instrumentasi. Dalam Instrumentasi dikenal yang namanya 4 besaran proses, yaitu : Tekanan, Level (tinggi permukaan cairan), Temperatur, dan Flow (laju aliran fluida).

Referensi : Instrumentationtools.com | instrumentasiindustri.wordpress.com

Naufal

a member of SEO Team at Wiratama Mitra Abadi. He loves to learn something new everyday.