Karena di sebagaian besar masyarakat Indonesia masih awam tentang otomatisasi dan apa lagi control dan instrumentasi, maka seluruh cerita yang berbau teknik saya sajikan agar kalangan umum bisa mengerti sehingga menjadi tertarik, yaa kalau masih SMA, atau SMP punya cita2 untuk memajukan bidang ini atau ngambil jurusan ini kalo sudah kuliah nanti, atau kalau sudah tua bisa ngerti bahwa di sisi kehidupan kita ada ilmupengatahuan yang berperan besar terhadap barang2 sehari-hari yang kita pakai.
Berikut ini ceritanya tentang Peralatan Instrument dan Control pada umumnya yang terpasang pada suatu Pabrik yang sudah otomatis.
Field Instrument
Biasanya terdiri dari sensor yang bertugas untuk mengubah nilai/ besarnya/ jumlah menjadi suatu ukuran yang terlihat kata orang fisika mengubah besaran Proses menjadi Besaran Fisis yang bisa diukur, dan nantinya bisa di displaikan menjadi suatu scale yang bisa terbaca. Misalnya sensor panas dilengkapi dengan Indikator (jarum) yang merepresentasikan panas pada tangki, semakin kekanan jarum (bertambahnya angka) semakin panas suhu tangki. Atau Sensor Tekanan yang dilengkapi dengan Indikator, semakin kekanan jarum atau bertambahnya angka semakin bertambah tekanan.
Dan banyak sekali jenis sensor baik dari cara mengukurnya atau bahan2 sebagai alat ukur. Disinilah kerja keras Ilmu pengetahuan khususnya Fisika Bahan atau Kimia bahan di tuntuk untuk menghasilkan suatu produk pengukuran yang konsisten, teliti dan mempunyai daya tahan yang baik.
Sebagai contoh untuk mengukur suhu diperlukan platina, kenapa karena platina dengan komposisi logam tertentu menghasilkan kenaikan resistant atau habatan listrik yang berbanding dengan pertambahan suhu, namun semakin hari semakin baik ilmu bahan ini sehingga komposisinya semakin haripun juga berubah untuk menghasilkan pengukuran yang lebih handal. Juga untuk tekanan dipakainya dapragma atau pizzoelectric juga tidak terlepas kemajuan ilmu pengetahuan bahan, juga sensor2 oksigen, ph, konduktivity dansebagainya.
Memang dalam hal sain teknologi masing-masing cabang Ilmu selalu didukung oleh sain dan teknologi yang lain, tidak bisa berdiri sendiri. Anda pun juga kalau mau berkembang jangan berjalan sendiri karena kacamata kuda yang anda pasang di otak anda sering menjerumuskan kepada pola pikir yang salah..kok melenceng kemana2.
Berikut field Instrument yang biasa terpasang pada plant.
- Pressure (gauge, Indicator, Transmitter,switch) - mengukur tekanan
- Temperature (gauge, Indicator, Transmitter,Switch) - mengukur Suhu
- Flow (gauge,glass,indicator,transmitter,switch,totalizer)-menguku r aliran
- Level (glass,gauge,indicator,transmitter,switch)-mengukur level/ ketinggian
- Analyser (analyser- O2, SO2, CO, CO2, H2, Fe,dsb) - mengukur kandungan zat
- Weigher, berat suau benda.
- Detector mengetahui keberadaan suatu zat dsb.
Intinya kerja Field istrument itu adalah untuk menjadikan kondisi suatu proses produksi menjadi terbaca sehingga dari nilai terkur yang bisa dibaca itu selanjutnya proses bisa di kontrol oleh sistem yang bekerja peralatan kontrol di atasnya.
Actuator
Kalau sensor identik dengan syaraf penerima rangsangan sedang aktuator adalah produk dari alat kontrol setelah menerima rangsangan. Misalnya anda mencium bau busuk, sensor hidung mengirim signal ke otak bahwa bau yang sreng (misal kaos kaki 2 bulan nggak di cuci) itu adalah bau yang tidak enak dan mengganggu maka otak memerintahkan tangan anda untuk memencet hidung anda juga memerintahkan mulut anda untuk berteriak," hai.. kaos kaki siapa nihh..".
Nah tangan memencet hidung atau mulut berteriak tadi adalah actuator hasil olah proses di otak.
Demikian juga pada industri setelah sensor menerima signal panas dari tangki dan mengubahnya menjadi signal yang dibaca oleh kontroler maka kontroller memerintahkan valve (jawa=kran) untuk ditutup supply air panasnya. untuk menutup valve (kran) tadi kan dibutuhkan gerakan keatas kebawah atan memutar kekanan atau kekiri lha alat yang bisa naik turun atau mutar kiri/kanan itu biasanya disebut aktuator.
Dalam Industri sudah umum jenis2 aktuator sehingga tidak harus valve ini aktuator harus itu.. sudah banyak tersiedia dipasaran, tapi jangan nyari di pasar klewer atau pasar legi bakalan nggak nemu.
Jenis actuator juga macam2 bisa digerakkan dengan elektrik, atau pnemuatic atau hydraulic, ada juga yang menggabungkan dari ketiga2nya.
Controller
Ketika Kulit anda mersakan benda yang disentuhnya panas maka tangan anda bergerak untuk menjauhi atau melepas benda yang di sentuhnya. Kalau yang telah dibahas sebelumnya adalah sensor identik indra perasa di kulit yang signalnya di transmisikan (transmitter) ke otak menggunakan signal2 listrik lemah, dan tangan yang bergerak merupakan actuator maka Otak yang memerintahkan tangan untuk bergerak menjauhi benda panas atau melepas benda panas itu disebut Controller. Sangat sederhana.
Cuma pada tatanan praktis controller tidak sesederhana itu, karena misalkan benda panas tadi sangat panas, atau sekedar manget2 atau ternnyata malah memunculkan api maka perintah otak untuk mengambil action pun harus berbeda beda, kalau pun Bergerak tangan harus Bergerak berapa derajat, dan setelah itu apa. Atau bahkan otak memerintahkan lari menjauh karena otak menganggap benda panas itu adalah mercon yang sudah siap meledak. Rumitnya adalah ketika controller harus mempunyai banyak jenis action atau accurasi dan kecepatan yang tinggi dan mewujudkannya menjadi peralatan yang riel.
Maka dalam Ilmu Control dan Pengendalian terdapat banyak macam perhitungan matematis, transformasi dari persamaan integral menjadi fungsi deret. Disamping untuk memudahkan permodelan pengontrolan juga agar perhitungan yang sudah dibuat bisa dihitung menggunakan perhitungan digital komputasi. Dan juga ada perhitungan tertentu (transformasi) yang bias digunakan untuk mengetahui system itu stabil atau tidak. (silakan sendiri baca buku tentang system pengedalian)
Transformasi yang terkenal dalam penggunaanya dalam dunia control adalah tranformasi laplace dan deret untuk membuat program computer dari persamaan matematik biasanya menggunakan deret Furier. Dalam Dunia kerja apalagi di Project dan Maintenance Lupa atau tidak mengerti tentang matematis dari controller tidaklah menjadi soal karena semua system yang dijual adalah biasanya user friendly, tetapi bagi seorang designer adalah keharusan memahami perhitungan2 dalam control pengendalian.
Misalkan dirumah kita punya tangki air yang diisi oleh pompa air dengan persyaratan kalau levelnya 10 % pompanya jalan dan ketika 90% isi tangki tercapai pompa harus off. Maka jenis controller yang seperti ini dinamakan ON-Off Controller. Kalau penggunaan air di tangki continue maka level tangki dalam periode waktu tertentu bila digambarkan graphiknya seperti gergaji, naik sampai 90% level dan turun sampai 10%.
PLC
Suatu produksi kalau dijalankan manusia akan terbatas kemampuannya dan juga akan sangat mahal jika produk yang dihasilkan membutuhan banyak man power, padahal pekerjaan yang dilakukan adalah sangat berulang, atau membutuh kan kecepatan kontrol yang tinggi dan akurat, dengan step2 langkah kerja tertentu.
Maka untuk hal ini peran alat kontrol modern diperlukan. Awalnya memang dalam industri banyak sekali jenis kontroller yang siap pakai dari produsen mesin automatic, namun dengan seiring bertambahnya permintaan, berkembangya teknologi yang menuntut suatu alat yang programnya bisa ditambah dan dikurangi kalau perlu bisa link antar kontroller juga mempunyai standard tertentu dalam komunikasinya maka PLC semakin populer dari hari kehari.
Sekarang sudah banyak product PLC yang bisa kita beli dipasaran mulai yang harganya 1-2 juta satu paket sampai dengan ada yang puluhan atau ratusan juta. Tergantung kebutuhan kita apa.
Dalam PLC yang intinya adalah card input,Processor, Output, dan piranti interface lainnya. Card Input biasanya ada analog (mA,mV,ohm,pulse..) ada juga Digital (DC/AC). Sedang card output juga demikian bisa analog untuk menggerakkan actuator , posisi valve, kecepatan motor adajuga yang digital (on/off DC/AC).
Kita bisa memprogram procedure ataupun langkah kerja dari system otomasi kita dan langsung lihat hasilnya. Sangat praktis dan mudah didikung dengan program2 PLC sekarang yang berusaha segampang mungkin untuk difahami penggunanya.
Kalau sudah demikian masalah di PLC mungkin tinggal kepada Kehandalan, Ketersediaan spare part, kecepatan proses, dan Harga..
Semakin komplek system semakin perlu PLC yang berkecepatan tinggi yang mampu menampung data banyak juga bisa berkomunikasi dengan system kontroller lain. Misalnya PLC untuk mengoontrol kecepatan putar Steam /Gas Turbine, Atau pula untuk emngatur posisi sayap pesawat dsb..
merk yg terkenal PLC dalam Industri misalnya: Siemens, Allen Bradley, Bentley, ABB, Yokogawa, Foxboro, Honeywell, Omron dsb.
DCS
Kalau sudah tahu kemudahan memprogram dengan PLC berkembang terus keinginan manusia, bagaimana supaya antar Plant satu dengan yang lain yang mempunyai keterkaitan bisa dikendalikan dengan dalam satu kontroller, trus bagaimana supaya data operasi plant bisa di lacak dalam log atau grapik trend tertentu, terus bagaimana supaya plant yang ada dalam suatu tempat bisa termonitor secara remote dengan kantor pusat, terus bagaimana archieve data plant yang sudah bertahun2 bisa disimpan dalam suatu hard disk saja terus bagaimana tampilan proses bisa dengan mudah dilihat operator dan di operasikan hanya melalui screen danseterusnya... Keninginan manusia berkembang terus maka untuk mencukupi hal ini maka digunakanlah DCS.
Sebenarnya DCS berawal dari beberapa PLC yang digabungkan dan saling berkomunikasi dan ditambah system jaringan pengendali yang terdiri dari Engineering station, Operation consule, data storage, komputer server, dan perangkat2 lainnya tergantung kebutuhan plant..
Tetntunya untuk DCS di samping pengetahuan elektronik dan instrumentasi harus ditambah juga pengetahuan jaringan komputer dalam pengoperasian atau perencanaannya.
Untuk saat ini jaringan yang sering dibpakai dalam DCS di dunia industri Unix dan Window NT, juga jaringan yang berbasis linux sudah mulai di perkenalkan.
Demikian cerita yang panjang ini dengan harapan mengetahui overview Instrumentasi tetapi tanpa rumus2 atau symbol2 yang memberatkan.Saya berusaha pengetahuan dimulai dari yang sederhana simple dan mudah dimengerti dahulu.. selanjutnya disesuaikan dengan kebutuhan...
Semoga bermanfaat...
Posts
