Sistem Kontrol Proses

   Suatu Industri Proses pada umumnya merupakan suatu susunan beberapa unit peralatan proses ( Combustor, Head exchanger, pompa,  fuel bin, water tank, transport matrial dan sebagainya) yang saling terintegritas dan bekerja secara sistematik. Secara keseluruhan suatu pabrik memiliki tujuan utama mengubah beberapa matrial mentah menjadi produk tertentu dengan menggunakan sumber-sumber energy tertentu dengan cara yang paling ekonomis.

   Didalam pengoperasiannya, suatu industri proses harus memenuhi beberapa persyaratan berdasarkan pertimbangan berbagai macam kondisi dalam dinamika pengaruh eksternal (disturbances). Persyaratan-persyaratan tersebut diantaranya adalah masalah keamanan (safety), spesifikasi produksi, pengaruh terhadap lingkungan, batasan operasi (operational constraints), serta masalah ekonomi. Untuk menjamin semua persyaratan tersebut dapat dipenuhi, maka industri proses perlu memiliki suatu sistem yang dapat memonitor dan mengendalikan semua proses yang ada di dalamnya supaya tujuannya dapat terpenuhi. Hal ini dapat dilakukan melalui suatu susunan peralatan instrumen (alat pengukur, kontroler, komputer, dan final control) serta campur tangan manusia (operator) yang bersama-sama membentuk sesuatu yang dinamakan sistem kontrol.

   Pada semua proses umumnya operator tidak hanya ingin mengetahui suatu harga besaran fisik, tetapi juga selalu ingin mengaturnya pada suatu harga tertentu agar suatu proses bekerja secara optimum. Blok diagram suatu system instrumentasi dan pengontrolan besaran yang diukur yang terhubung secara lingkar tertutp (closes loop) dapat digambarkan seperti di bawah ini.

Sistem instrumentasi dengan pengontrolan lingkar tertutup adalah system yang sinyal keluarannya berpengaruh secara langsung pada aksi kontrolnya. Sinyal penggerak yang merupakan selisih antar sinyal masukan dan sinyal umpan balik diberikan ke controller untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran system mendekati harga yang diinginkan.

Tujuan diadakannya suatu sistem kontrol adalah sebagai berikut :

a. Menekan pengaruh dari gangguan eksternal (external disturbances)

b. Menjamin stabilitas proses

c. Mengoptimumkan performansi proses.

1. Aspek-Aspek Desain Sistem Kontrol Proses

Variabel-variabel yang berhubungan dengan suatu proses (flow, pressure, level fluid dan temperature) terbagi didalam dua kelompok, yaitu :

a.   Variabel Input, yaitu efek dari lingkungan (surrounding) yang dapat mempengaruhi dinamika proses.

b.   Variabel Output, yaitu efek dari proses yang dapat mempengaruhi lingkungan.

Variabel input dapat juga dikelompokkan pada kategori-kategori berikut ini :

a.      Manipulated Variables (MV), yaitu variable input yang nilainya dapat diatur oleh operator manusia atau mekanisme kontrol.

b.      Disturbances, yaitu variable input yang nilainya tidak dapat diatur oleh operator atau mekanisme kontrol

Sedangkan variabel output dapat juga diklasifikasikan sebagai berikut:

a.      Measured Output Variables, jika nilainya dapat langsung diketahui melalui mengukurnya.

b.      Unmeasured Output Variables, jika nilainya tidak dapat diukur secara langsung.

Dalam kontrol proses, variabel output disebut juga variabel proses.

2. 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 system kontrol, seperti diperlihatkan pada contoh sistem kontrol proses pada Gambar dibawah:

 

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.

       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 system control proses tersebut di atas dapat dilihat pada gambar dibawah.