Instrumentasi dan Pengendalian Proses

Mengapa diperlukan pengukuran dan pengontrolan instrumentasi ?

Pengukuran yang teliti dan sistem kontrol yang tepat dalam industri proses, dapat menghasilkan harga variable fisika dan kimia dari sistem yang sesuai dengan harga perancangannya. Hal ini akan dapat menghemat biaya operasi serta perbaikan hasil produksi. 

Sebagai contoh, harga temperature yang tepat dalam pemprosesan minyak mentah (crude oil) akan menghasilkan produk terbaiknya. Jika harga temperature ini digunakan untuk mengontrol aliran atau jumlah bahan bakar yang digunakan didalam proses pemanasan, maka tidak akan terjadi “overheating” pada proses tersebut sehingga jumlah bahan bakar dapat dihemat. Tujuan dari penerapan sistem instrumentasi dan kontrol di dalam industri proses adalah berkaitan dengan segi ekonomis. 

Oleh karena itu instrumentasi dan sistem kontrol yang diterapkan diharapkan dapat menghasilkan : 

1. Kualitas produk yang lebih baik dalam waktu pemrosesan yang lebih singkat. 

2. Biaya produksi yang lebih murah, oleh karena : 

· Penghematan bahan mentah dan bahan bakar. 

· Peningkatan efisiensi waktu mesin dan pekerja. 

· Pengurangan produksi yang rusak (off spec.). 

3. Peningkatan keselamatan personil dan peralatan. 

4. Pengurangan polusi lingkungan dari bahan limbah hasil proses. 

 

 

Berdasarkan ini, maka beberapa hal yang termasuk dalam sistem instrumentasi dan kontrol meliputi : 

1. Karakteristik proses. 

2. Sistem pengukuran. 

3. Pemrosesan data otomatis. 

4. Sistem pengontrolan dengan elemen kontrol akhir (final control element). 

 

Keempat butir sistem instrumentasi dan kontrol tersebut di atas sudah dilakukan sejak awal oleh setiap orang yang ingin memperoleh harga tertentu dari suatu besaran fisika. Gambar 1.1 menunjukkan bagaimana seseorang ingin memperoleh temperature air yang sesuai dengan keinginannya, dimana semua sistem dioperasikan oleh manusia secara manual. 

1. Sebagai proses adalah pemanasan air dengan sumber kalor dari steam. 

2. Sebagai alat ukur adalah tangan kanan pemakai. 

3. Sebagai prosesor adalah otak pemakai, yang akan mengevaluasi apakah temperature air sudah sesuai dengan keperluannya. 

4. Sebagai sistem control dan final control elemen adalah tangan kiri pemakai dan kran steam.

 

Jadi langkah sederhana ini telah mencakup semua langkah dalam sistem instrumentasi dan kontrol pada industri proses yang dilakukan secara manual.

 

Gambar 1.1. Pengaturan temperature air secara manual

Dalam pengembangan selanjutnya, sistem pada gambar 1.1 dikembangkan sehingga tidak semua langkah dalam proses dilakukan oleh manusia, lihat gambar 1.2. Dalam sistem ini, temperature yang dikehendaki (set point temperature) dapat ditentukan sebagai suatu acuan, sedangkan alat ukur temperature dilakukan oleh sensor pressure thermometer, sistem kontrol dan final control elemennya dilakukan oleh sistem pneumatik dan katup pengontrol (control valve)1

Gambar 1.2. Pengaturan temperature air secara pneumatic

Dalam perkembangan yang terakhir ini (gambar 1.3), langkah pengukuran, pemprosesan data dan pengontrolan berbagai besaran fisika atau kimia tidak dilakukan secara terpisah, tetapi dilakukan secara simultan. Hal ini memerlukan suatu processor yang dapat mengkoordinasi hasil pengukuran dan tindak lanjut berdasarkan pilihan algoritma yang dapat digunakan dalam mengkoordinasi langkah sistem instrumentasi. Juga berdasarkan kemampuannya dalam melakukan pemantauan dan pengolahan data, selanjutnya mengeluarkan hasil pengolahan untuk memicu final control element pada proses.

Gambar 1.3. Sistem Instrumentasi berbasis computer