Tugas Pengendalian Proses3 [PDF]

Citation preview

Nama



: Dionisius suri



Nim



2017510036



Prodi



: Teknik Kimia



Matakuliah



: Pengendalian Proses (3 & 4)



Tugas 3



1. Level Control-1 (a) Jawaban



:



variabel proses : aliran masuk manipulated variable : laju alir gangguan : suhu,tekanan konsentrasi umpan, laju aliran umpan, dan kehilangan panas ke lingkungan. (b)



Jawaban : Diagram Block aliran keluar



sistem Aliran masuk



Control valve



sinyal kendali



laju alir pemanas



Aliran Keluar



Aliran Masuk



Diagram instrumentasi sistem level cairan



2. Level Control-2 (a) Jawaban : variabel proses : aliran masuk Manipulated variable : laju alir Gangguan : umpan,tekanan,umpan (b) Jawaban :



Diagram Block



Air Keluar



Laju alir Air Masuk



Diagram Instrument



Air Keluar



Air Masuk



3. Pressure Control-1. (a) Jawaban : Variabel proses : gas Manipulated variable : aliran gas,laju alir keluar Gangguan : tekanan,suhu (b) Jawaban : Diagram Block



Gas masuk



Aliran gas Laju alir keluar



Gas keluar



Diagram Instrument



Laju alir gas keluar



Laju alir gas masuk



Gambar 2.26 Pengendalian tekanan gas.



4. Pressure Control-2 (a) Jawaban : Variabel proses : direct acting air-to-close dan reverse acting air-to-open Manipulated variable : laju alir keluar Gangguan : Tekanan tengki



(b)



Jawaban :



5. Flow Control



Gambar 2.27 Pengendalian laju alir.



(a) Jawaban : Variabel proses : reverse Manioulated variabel : flow masuk, flow keluar Gangguan : flow masuk



(b) Jawaban :



6. Temperature Control



Gambar 2.28 Pengendalian suhu. 7. Jawaban :



(a) Diagaram Instrument



(b) Diagram Balok



8. Jawaban (a) PV : reaksi polimerasi monomer A volume konstan 100 L MV : suhu 80 o c SP : konversi 90 % Gangguan/beban : (b) Jawaban : Diagram Block



Reaksi masuk



A 9 0 %



Diagram Instrument



Reaksi endotermik



A 90%



kondesat reaksi masuk 9. Jawaban : (a) variabel proses (PV) : larutan asam asetat variabel termanipulasi (MV) : suhu dan laju alir air nilai acuan (SP) : konsentrasi larutan tetap 25% gangguan : suhu,tekanan,umpan,konsentrasi yang hilang di lingkungan (b)



10. Gambar 2.31 Pengendalian reaktor tangki-2.



(a) Diagram instrumentasi



(b) Diagram blok pengendalian level



Keterangan:



•



c – suhu campuran reaksi.



•



m – laju alir steam.



•



r – suhu campuran reaksi yang diinginkan.



•



y – suhu terukur



•



u – sinyal kendali



•



Control valve sebagai unit kendali akhir.



•



Transmiter suhu sebagai unit pengukuran.



11. Gambar 2.32 Pengendalian pengenceran-1.



Jawaban : a. Tujuan proses adalah mengencerkan aliran umpan dengan pelarut pada nilai yang diinginkan ( setpoint) b. Variable gangguan beban c. Suhu d. Tidak tercampurnya air pelarut dan air umpan e. nilai proses (process value), variabel proses (process variable) system proses f. Controlled variable (karena nilainya dikendalikan) g. Mekanisme aksi pengendali yang dipilih adalah dimulai dengan mengukur air pelarut dan aliran keluar. Hasil pengukuran dibandingkan dengan nilai yang diinginkan (setpoint)\ h.



12. Gambar 2.33 Pengendalian pengenceran-2.:



(a) Apa tujuan pengendalian proses tersebut. Jawaban : Agar mnghasilkan produk yang mendekati setpoint (b) Apa variabel keluaran proses yang diukur Jawaban : Aliran proses (c) Apa variabel masukan proses yang dimanipulasikan Jawaban : Suhu (d) Apa saja gangguan yang mungkin terjadi Jawaban : Beban,suhu,konsentrasi,umpan (e) Apa aksi sistem proses? Jawaban : Pencampuran asam pekat dan air yang menghasilkan aliran asam encer (f) Apa aksi control valve yang dipilih? Mengapa? Jawaban : Suhu agar tidak terlalu tinggi dan terlslu rendah



(g) Apa aksi pengendali yang dipilih. Jawaban : aliran



13. Gambar 2.34 Pengendalian evaporator.



Berdasar gambar yang ada jawablah pertanyaan berikut. (c) Apa tujuan pengendalian proses tersebut. (d) Apa variabel keluaran proses yang diukur? (e) Apa variabel masukan proses yang dimanipulasikan? (f) Apa saja gangguan yang mungkin terjadi? (g) Apa aksi sistem proses? (h)



Apa aksi control valve yang dipilih? Mengapa?



(i) Apa aksi pengendali yang dipilih. (j) Buat diagram blok sistem pengendalian



14. Gambar 2.35 Pengendalian level cairan dalam tangki.



(a) Apa tujuan



pengendalian proses tersebut.



Jawabana : Agar produk yang dihasilkan sesuai dengan setpoint (b) Apa variabel



keluaran proses yang diukur?



Jawaban : Aliran keluar (c) Apa variabel



masukan proses yang dimanipulasikan



Jawaban : Suhu (d) Apa saja



gangguan yang mungkin terjadi



Jawaban : Beban,konsentrasi,suhu,umpan (e) Apa aksi



sistem proses?



Jawaban: Terjadi aliran masuk air (f)



Apa aksi control valve yang dipilih? Mengapa? Jawaban : Pengendali proses karena dapat mengendalikan keadaan proses



(g) Apa aksi



pengendali yang dipilih.



Jawaban : Pengendali keadaan



15. Gambar 2.36 Pengendalian tanur.



Berdasar gambar yang ada untuk setiap nomor soal di atas, jawablah pertanyaan berikut. (a) Apa tujuan pengendalian



proses tersebut



Jawaban : Untuk mendapatkan fluida proses keluar (b) Apa variabel



keluaran proses yang diukur



Jawaban : Gas yang keluar (c) Apa variabel



masukan proses yang dimanipulasikan



Jawaban : Laju alir bahan bakar (d) Apa saja



gangguan yang mungkin terjadi



Jawaban : Konsentrasi,suhu,umpan maupun yang hilang di lingkungan (e) Apa aksi



sistem proses



Jawaban: Terjadi pemanasan aliran fluida dalam sebuah tanur (furnace) dari suhu kamar hingga 300°C. Suhu fluida proses keluar dikendalikan oleh laju alir bahan bakar. (f)



Apa aksi control valve yang dipilih? Mengapa?



Jawaban : Aliran bahan bakar (g) Apa aksi



pengendali yang dipilih



Jawaban : Bahan bakar



16. jawaban (a)



Pengendalian Dasar



Apakah gain antara suhu fluida ke reaktor dan manipulated variable bernilai positif negatif Aksi katup kencali jenis fail-closed (FC) atau fail-open (FO)? Mengapa?



Jawaban :



jenis air-toclose, katup akan menutup jika mendapat tekanan udara. Atau dengan kata lain, bila terjadi kegagalan pasokan udara hingga tekanan jatuh ke minimum, katup akan membuka.



Gambar 2.37 Pengendalian dasar penukar panas.



(b)



Pengendalian dengan Aliran Pintas (bypass) Memakai Fluida Panas



Apakah gain antara suhu fluida ke reaktor dan manipulated variable bernilai positif Aksi katup kencali jenis fail-closed (FC) atau fail-open (FO) Mengapa? Jawaban :



jenis air-to-open, katup akan membuka jika mendapat tekanan udara. Atau dengan kata lain, bila terjadi kegagalan pasokan udara hingga tekanan jatuh ke minimum, katup akan menutup.



Gambar 2.38 Pengendalian dengan aliran pintas fluida panas.



(c)



Pengendalian dengan Aliran Pintas (bypass) Memakai Aliran Fluida Dingin



Apakah gain antara suhu fluida ke reaktor dan manipulated variable bernilai negatif Jawaban :



Aksi katup kencali jenis fail-closed (FC) karena jenis air-toclose, katup akan menutup jika mendapat tekanan udara. Atau dengan kata lain, bila terjadi kegagalan pasokan udara hingga tekanan jatuh ke minimum, katup akan membuka.



Gambar 2.39 Pengendalian dengan aliran pintas fluida dingin.



(d)



Dari ketiga strategi pengendalian tersebut di atas, manakah yang mempunyai respons paling cepat? Mengapa?



Jawaban : Fail to close karena jens ini yang banyak minat untuk digunakan



17. Pneumatic control valves dipakai untuk mengatur aliran pada penerapan berikut. a. Tekanan steam dalam koil pemanas reaktor. b. Laju alir reaktan ke dalam reaktor polimerisasi. c. Aliran keluaran pengolah tangki limbah ke sungai.. d. Aliran air pendingin untuk kondensor distilasi.



Tentukan aksi control valve, air-to-open (AO) atau air-to-close (AC) dan jelaskan.



18. Gambar 2.40 Pengendalian separator uap-cair. (a) Kondisi paling aman dicapai ketika tekanan dan suhu dalam bejana paling rendah.



Jawaban :



(b) Aliran uap dan cair ke peralatan beriktunya dapat menyebabkan terjadinya



Jawaban : penguapan dari cairan yang kemudian menjadi kondesat



TUGAS ke 4



Sistem Proses 1. Variabel yang menjadi masukan sistem proses adalah … A.variabel keadaan (jawaban) B. variabel proses C.variabel terkendali D. variabel tak dikendalikan E. variabel pengendali



2. Besaran yang menunjukkan keadaan proses adalah …. A.Variabel proses (jawaban) B. Manipulated variable C.Gangguan D. Beban E. setpoint



3. Besaran yang digunakan untuk mengendalikan keadaan proses adalah A.Variabel proses B.Manipulated variable (jawaban) C.Gangguan D. Beban E. setpoint



4. Besaran yang menjadi nilai acuan atau target yang diinginkan adalah A.variabel proses



B.setpoint (jawaban) C.manipulated variable D. gangguan E. beban



5. Anak panah pada diagram blok menunjukkan… A.aliran proses B.aliran informasi atau sinyal (jawaban)



C.aliran variabel proses D. tindakan E. besaran variabel proses



6. Yang bukan sifat variabel proses … A.menyatakan keadaan sistem proses. B. sebagai variabel masukan. C.



dipengaruhi oleh gangguan (jawaban)



D. bersifat dinamik. E. sebagai variabel pengendali.



7. Yang bukan bebanadalah… A.gangguan yang perlu dihilangkan B. diperlukan dalam proses C.mempengaruhi kecepatan respons variabel proses D. selalu ada dalam proses E. besarnya dapat berubah.(jawaban) Instrumentasi 8. Piranti yang secara langsung memungut informasi dari medium terukur adalah … A.transduser B. transmiter C.sensor D. elemen konversi. (jawaban) E. control valve



9. Piranti yang mengubah bentuk energi atau besaran fisik menjadi sinyal standar adalah A.sensor B. transduser



C.



transmiter (jawaban)



D. elemen elektromekanik E. elemen konversi



10. Dalam sistem pengendalian proses dikenal unit atau piranti berikut. (1) Unit pengukuran (2) Unit pengendali (3) Unit kendali akhir (4) Unit konversi



Untuk dapat mengendalikan proses, paling sedikit membutuhkan ... A. 1, 2, dan 3 (jawanan) B.1 dan 3 C.2 dan 4 D. 4 E. 1,2,3, dan 4



11. Transmiter berfungsi sebagai… A. pengubah besaran fisis (jawanan) B. pembawa singal kontrol C. mengirim sinyal kontrol D. mengirimkan sinyal pengukuran E. mengirim sinyal setpoint.



12. Unit kendali akhir dalam sistem pengendalian proses, berfungsi sebagai A. pengubah sinyal kendali menjadi aksi pengendalian (jawaban) B. pengubah sinyal kendali menjadi aksi pemantauan C. pengubah sinyal pengukuran menjadi sinyal kendali D. pengubah sinyal pengukuran menjadi aksi pengendalian E. penerima sinyal setpoint



13. Pada katup kendali jenis direct acting air-to-open, jika tekanan udara naik,



A.stem ke atas, valve menutup B. stem ke atas, valve membuka C.



stem ke bawah, valve menutup (jawaban)



D. stem ke bawah, valve membuka E. stem ke atas saja



14. Jika pasokan tekanan udara hilang, maka plug dari control valve jenis air-to-close akan A.Membuka (jawaban) B. menutup C.setengah membuka D. membuka lantas menutup E. tak terpengaruh



15. Jika stem pada katup kendali bergerak ke atas maka... A.katup membuka. B. katup menutup. C.bersifat fail closed D. bersifat fail open (jawaban) E. bersifat air-to-open



16. Arti istilah direct-acting pada pengendali, adalah bila … A. PV naik, MV turun B. PV turun, MV turun C. PV naik, SP naik D. PV naik, SP turun E. SP naik, MV turun (jawaban)



17. Pengendalian tinggi permukaan cairan memakai aliran keluar sebagai variabel pengendali. Maka aksi pengendali dan katup kendali berturut-turut adalah… A.direct acting dan FO B. direct acting dan FC C.



reverse acting dan FO (jawaban)



D. reverse acting dan FO atau FC



E. reverse acting dan FC



18. Tampilan manipulated variable terbaca 60%. Ini berarti bukaan katup sebesar … A. 40% B. 40% untuk aksi reverse acting (jawaban)



C. 60% D. 60% untuk aksi reverse acting



E. tergantung nilai variabel proses



Pengendalian Umpan Balik 19. Pengendalian proses pada dasarnya adalah bertujuan untuk menjaga variabel A.keadaan proses. (jawaban) B. setpoint C.gangguan D. beban E. pengendali



20. Ciri utama pengendalian umpan balik A. adanya offset B. setpoint tetap (jawaban) C. adanya umpan balik negatif D. adanya error E. adanya osilasi kontinyu



21. Pengendalian suhu minyak dengan penukar panas memakai air panas sebagai pemanas. Suhu minyak keluar dikendalikan oleh laju air panas yang masuk. Maka … A. beban adalah laju alir minyak B. setpoint adalah suhu minyak panas C. gangguan adalah laju alir air panas D. variabel proses adalah suhu air panas E. error adalah beda antara suhu minyak keluar dan suhu air panas masuk



22. Dari langkah berikut: 1. mengevaluasi 2. mengoreksi 3. mengukur 4. membandingkan



Urutan langkah pengendalian umpan balik adalah… A. 1, 2, 3, 4 B. 2, 1, 3, 4 C. 3, 2, 1, 4 (jawaban) D. 3, 4, 1, 2 E. 4, 3, 1, 2



23. Besaran yang dikendalikan disebut... A. process variable.(jawaban) B. manipulated variable. C. disturbance. D. load. E. Setpoint



24. Langkah terpenting pada pengendalian



A. mengukur dan membandingkan (jawaban) B. mengukur C. membandingkan D. mengevaluasi E. mengoreksi



25. Ciri pengendalian umpan balik… A. aksi koreksi bergantung perubahan variabel terkendali (jawaban) B. sinyal error selalu negatif C. setpoint selalu tetap D. terdapat offset bila terjadi perubahan beban E. selalu tak stabilan.



26. Kelebihan pengendalian umpan balik adalah sebagai berikut, kecuali ... A.dapat mengantisipasi gangguan yang tak terukur B.tidak perlu mengetahui perilaku sistem proses secara tepat. (jawaban) C.bersifat tegar (robust) yaitu tahan terhadap perubahan perilaku sistem proses. D. tindakan koreksi terjadi sebelum PV berubah. E. dapat mengantisipasi perubahan beban yang tak terukur



Diagram Instrumentasi Perhatikan diagram instrumentasi berikut.



27. FY-10001 adalah … A. I/P converter.(jawaban) B. Input Pressure converter. C.pemasok udara tekan. D. unit kalkulasi E. unit kendali akhir



28. FC-10001 adalah … A. I/P converter. B.High Low Controller. C.flow calculation. D. flow controller.(jawaban) E. flow calculation



29. Arti FT pada FT-10001 adalah… A. flow transducer B.flow transmitter (jawaban) C.flow temperature D. float transmitter



E. float transducer



Diagram instrumentasi berikut dipakai untuk menjawab soal nomor 17 hingga 20.



Gas proses pada suhu dan tekanan tertentu dialirkan ke dalam quench tower untuk didinginkan dan dibersihkan. Sebagai pendingin adalah air yang disirkulasikan oleh pompa GA-108 dan didingin-kan oleh EA-116 dan EA-117.



Perhatikan pengendali TIC-114.



30. Variabel proses terkendali adalah A.suhu aliran-7 (jawaban) B. suhu aliran-8 C.aliran-7 D. aliran-8 E. suhu dan laju aliran-8



31. Variabel pengendali adalah A. suhu aliran-6 B. aliran-7 C. aliran-8 D. suhu aliran-9



E. suhu dan laju aliran-7 (jawaban)



32. Gangguan beban adalah A.suhu aliran-6 B. suhu aliran-7 C.



suhu aliran-8 (jawaban)



D. suhu aliran-9 E. suhu aliran-6 dan 7



33. Aksi plant & pengendali berturut-turut A. reverse acting dan direct acting B. reverse acting dan reverse acting C.direct acting dan reverse acting (jawaban) D. direct acting dan direct acting E. bukan salah satu di atas



34. Jika suhu aliran-8 terlalu tinggi, maka A. Bukaan control valve bertambah B.Bukaan control valve berkurang (jawaban) C.Aliran-6 berkurang D. Aliran-7 bertambah E. Aliran-8 bertambah