laporan pengendalian nilai PH CrPH

Pengendalian Nilai PH ( CrPH )

       I.            Tujuan Percobaan

Setelah melakukan praktik mahasiswa diharapkan dapat :

1.      Menjelaskan dan membedakan mode pengendalian kontinyu dan tidak kontinyu.

2.      Menjelaskan terminology yang digunakan dalam simulasi unit CrPH.

3.      Memahami prinsip pengendalian level air padaa unit CrPH.

4.      Melakukan simulasi pengendalian dan menjelaskan grafik terssebut.

    II.            Alat dan Bahan yang digunakan

1.      Peralatan CrPH

2.      Tangki penampung 20L

3.      Alat ukur PH

4.      Flowmeter jenis float

5.      Pompa sentrifugal

6.      Pompa proposional

7.      Asam klorida 30%

8.      Natrium hidroksida 30%

 III.            Dasar teori

1.      Pengendalian P/I/D

Sistem pengendalian secara kontinyu berbeda dengan sistem pengendalian tak kontinyu (on-off). Pada sistem kontrol kontinyu, sistem secara kontinyu melakukan evaluasi antara error dan set ppoint dan secara kontinyu pula memberikan masukan (input) bagi elemen kontrol akhir untuk melakukan perubahan agar harga pengendalian (control point) bagi elemen kontrol akhir untuk melakukan perubahan agar harga pengendalian (control point) mendekati atau sama dengan harga set point.

Sistem  pengendalian kontinyu ini menggunakan tiga terminologi berikut:

a.       Proposional

b.      Integral

c.       Derivatif

Sinyal yang diregulasi yang didasarkan atas error (perbedaan antara set point dengan kontrol point ditentukan oleh jumlah ketiga definisi diatas.

A.    Proposional

Bagian atau komponen mode pengendalu ini menyatakan error yang terjadi sebanding antara set point dan harga terukur. Sebanding ini dinyatakan sebagai harga konstanta proposional (kp).

Ketiga sinyal regulasi mencapai 100% atau katup pneumatic terbuka penuh, error mencapai level salurasi (jenuh) penambahan error tidak akan meningkatkan sinyal regulasi.

Disini perlu diketahui range interval error sinyal regulasi dapat beroperasi antara 0%-100%. Range variasi error dinyatkan sebagai proposional band atau pita proposional. Apabila error (e) antara 0-PB, maka persen harga isnyal regulasi (x) adalah:

                                    X = e. PB

Semakin besar PB semakin kecil keluaran kontroller (x) untuk error yang sama. Dengan kata lain, semakin rendah proposional kontroller.

Sistem pengendalian yang harga menggunakan mode proposional ini mempunyai ketentuan berikut:

a.       Error tidak dapat dieliminasi (dikurangi) dan sulit mencapai set point.

b.      Adanya error bisa (residu) yang disebut offset yang bertambah dengan bertambahnya PB.

B.     Integral

Mode kontrol integral selalu digunakan berpasangan dengan mode proposional dengan persamaan:

Dengan mode bangunan ini error pertama – tama akan meningkat kemudian berkurang dengan cepat oleh aksi proposional. Error tidak akan menjadi nol dikarenakan oleh adanya offset. Aksi kontrol intergral akan mengurangi error residu (offset) dari proposional. Dengan mode ini kemugkinan untuk mengurangi error secara tuntas, sedangkan kondisi equilibrium baru memerlukan aliran masuk yang baru yang digerakan oleh mode integral juga.

Umumnya mode gabungan ini digunakan ketika variabel yang dikendalikan diharapkan mengalami perubahan besar namun lambat yang memerlukan perubahan cukup besar pada sinyal regulassi (x).

C.     Derivatif

Mode derivatif juga dipergunakan bergabungan dengan mode proposional dengan persamaan:

jika error konstan derivatif sebagai fungsi waktu akan mempunyai harga nol (tidak ada output). Mode proposional derivatif ini digunakan apabila diharpkan perubahan yang cepat dan dalam batas level kontrol mempunyai variasi beban yang rada lambat. Penggunaan mode proposional derivatif kurang memberikan pengertian yang jelas.

Mode gabungan yang melibatkab derivatif yang digunakan pada CrPH adalah mode gabungan lengkap atau mode PID (proposional,integral,derivatif).

Dengan persamaan :

Gabungan ketiganya disini memberikan pengendalian yang sempurna dan menghasilkan pengendalian yang optimal.

Pengendalian PID

      Merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem intrumentasi degan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tersebut. Komponen PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu: proposional, integral, derivatif.

1.      Kontrol proposional

Ciri – ciri pengontrol proposional

a.       Jika nilai Kp kecil, pengontrol proposional hanya mampu melakukan koreksi kesalahn yang kecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat (menambah rise time).

b.      Jika nilai Kp dinaikan, respon/tanggapan sistem akan semakin cepat mencapai keadaan mentapnya (mengurangi rise time)

c.       Namun, jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil atau respon sistem akan berosilasi

d.      Nilai Kp dapat diset sedemikian sehingga mengurangi steady state error tetapi tidak menghilangkannya.

2.      Kontrol integral

Ciri – cirir pengontrol integral

a.       Keluaran pengontrol integral membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga pengontrol integral cenderung memperlambat respon

b.      Ketika sinyal kesalahan berharga nol, keluaran pengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.

c.       Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukan kenaikan atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai Ki

d.      Konstanta integral Ki yang berharga besar akan mempercepat hilangnya offset. Tetapi semakin besar nilai konstanta ki akan mengakibatkan peningkatan osilasi sari sinyal keluaran pengontrol.

3.      Kontrol derivatif

Ciri – ciri kontrol derivatif

a.       Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran jika tidak ada perubahan pada masukannya (berupa perubahan sinyal kesalahan )

b.      Jika sinyal kesalahan berupa terhadap waktu, maka keluaran yang dihasilkan pengontrol tergantung pada nilai kd dan laju perubahan sinyal kesalahan.

Dosing pump

            Dosing pump adalah pompa khusus untuk menginjeksikan chemical secara terukur dan akurat serta manan untuk berbagai aplikasi. Dosing pump/ pompa dosing/ metering pump/ pompa injeksi kimia adalah pompa yang bertugas untuk menginjeksikan bahan kimia dengan ukuran yang akurat untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

 IV.            Langkah kerja

1.      Memipet 6ml larutan NaOH 30% ke dalam galon aquadest bagian bawah, menambahkan aquadest hingga terisi 9L.

2.      Memipet 3ml larutan HCl 30% ke dalam galon aquadest pada bagian atas dan menbahkan aquadest hingga terisi 9L.

3.      Menghidupkan alat dengan memutar main switch ke posisi on.

4.      Mengambil sampel dari masing – masing galon sejumlah 50ml dan cek PH dengan menggunakan PH elektroda tersedia. Membilas elektroda.

5.      Memutar katup tempat elektroda PH kedalam mengencangkan kembali dengan memutar.

6.      Menghidupkan komputer dan menghubungkan antara CrPH dengan komputer menggunakan kabel USB tersedia. Menjalankan program DIDATEC CONTROL pada layar dekstop dengan mengklik 2x menggunakan mouse.

7.      Switch on pengaduk, menekan tombol power pada bagian pengaduk sampai muncul 50 rpm, menekan tanda + pada bagian hingga kecepatan pengaduk menjadi 350rpm.

8.      Menghidupkan pompa sentrifugal dan mengatur debit pada 3,5 l/h mengamati permukaan cairan didalam tangki proses ingga elektroda terselup dengan baik.

9.      Mengatur USB PORT di monitor ke COMB dan mengubah set point menjadi 8

10.  Memasukan harga proposional band 50% dan integral time 1 dan derivatif time 0

11.  Menghidupkan dosing pump.

12.  Mengklik START ACQUISTION pada layar monitor untuk memulai proses pengendalian PH. Klik kanan pada bagian sumbu x untuk mengaktifkan AUTOSCALE pada output pompa dan klik kanan pada bagian Y untuk mengaktifkan AUTOSCALE pada bagian pengukuran.

13.  Mengamati hingga didapat grafik perubahan yang cenderung stabil

14.  Setelah selasai RUN 1 terdapat 2 lembah dan 1 bukit klik stop.

15.  Klik save graph untuk melihat pengukuran dan mengisi maka grafik yang akan disimpan

16.  Mengubah parameter dengan mengganti nilai proposional band menjadi 30% dan 70%

    V.            Analisa percobaan

Setelah melakukan praktikum pengendalian PH ini bertujuan untuk menjaga nilai PH agar berada pada nilai kisaran yang diinginkan. Pada alat pengendalian PH memiliki 2 galon yang terletak di bagian bawah dan bagian atas. Galon pada bagian bawah berisikan larutan NaOH dan galon yang terletak pada bagian atas berisikan larutan HCl. Galon diatas akan masuk kedalam  reaktor dengan dipompakan oleh pump dosing pum sedangkan larutan NaOH akan digerakan oleh pproposional pump.

            Output dari controller kemudian diberikan ke pompa dosing yang akan memopa sejumlah larutan NaOH sehingga PH didalam tangki akan mendekati harga set point yang telah ditetapkan sebelumnya. Sehingga output dari controler berwarna hijau.

            Pada percobaan ini menggunakan proposional ban 50%, 30 % dan 70%. Dengan integral time 1 dan derivatif 0 dan harga set point 8. Proposional band menyatakan persentase perubhan error atau pengukuran yang menghasilkan perubahan sinyal. Pada proposional band 30% dan 50% didapat bukit dengan waktu 1menit sedangkan pada proposional 70% integral time lebih lama hal ini disebabkan karena semakin tinggi proposional band controller untuk mendeteksi semakin lambat sehingga integral time lebih lama.

 VI.            Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1.      Perbedaan bentuk grafik dikarenakan perbedaan nilai proposional band yang dimasukan proposional band untuk menyatakan persentase perbuhan error.

2.      Aksi control integral akan mengurangi error residu dari proposional.