Archive

Archive for the ‘Control System’ Category

Mengapa 4-20mA?

April 13, 2014 2 comments

Sebenarnya TeknisiInstrument-pun memiliki pertanyaan yang sama. Itu adalah pertanyaan klasik, yang TeknisiInstrument-pun belum pernah mendapatkan jawaban yang YA/TIDAK, dan jawaban yang selalu didapat tidak terlalu definitif, selalu memiliki alasan sendiri. Tapi akan dicoba mengutarakan apa yang pernah TeknisiInstrument dapat dari hasil mencari.

Image

Mengapa 4-20mA?
Pertama, karena ISA, melalui ISA-50.00.01-1975 (R2012) mengenai “Compatibility of Analog Signals for Electronic Industrial Process Instruments“, men-standard-kan sinyal untuk arus listrik sebesar 4-20mA. Pertanyaannya adalah, mengapa ISA memilih 4-20mA, tidak 5-21mA, atau 5-20mA, atau 5-25mA? Terdapat beberapa versi yang memberikan alasan dibalik itu semua, diantaranya:

  1. Untuk alasan safety, arus 20mA tidak akan menimbulkan percikan yang menghasilkan energi yang cukup untuk membakar sesuatu.
  2. Dipilih 4mA untuk zero-nya, hal ini menganut sistem live-zero, atau non-zero lower limit. Hal ini dimaksudkan untuk mendeteksi apakah peralatan instrument failure atau tidak, jika sinyal yang diterima oleh receiver (misalnya dari transmitter ke controller/DCS) lebih kecil dari 4mA, maka controller/DCS akan mengidentifikasi bahwa transmitter tersebut failure, atau tidak terkalibrasi dengan baik, atau bahkan transmitternya rusak. Untuk beberapa transmitter, biasanya meng-clamp sinyal di 3,8mA jika transmitter rusak.
  3. Dari nomor 1 dan 2 di atas, kita mendapatkan rentang sinyal 4-20mA (span 16mA), sehingga kita (controller/DCS) bisa mendefinisikan, jika sinyal yang diterima keluar dari rentang tersebut, maka transmitter-nya rusak atau bermasalah.
  4. Dulu (konon) sinyal yang digunakan adalah 10-50mA, hal ini dikarenakan pada waktu itu, komponen utama dari peralatan elektronik untuk instrument kebanyakan menggunakan media elektromagnetik, dengan menggunakan koil. (mungkin ingat P/I converter jaman dulu) arus 50mA diperlukan agar komponen elektromagnetik memiliki eksitasi yang cukup untuk bekerja. Tapi sejalan dengan perkembangan elektronika, yang pada jaman ini sudah hampir menggunakan komponen elektronika sepenuhnya, sehingga tidak memerlukan arus sebanyak itu (50mA) agar komponen elektronika bisa bekerja dengan baik. Kebanyakan peralatan instrumentasi elektronik menggunakan tegangan TTL (1-5Vdc) sebagai tegangan yang diolah sebagai sinyal, dan kebanyakan memiliki impedansi antara 250-680ohm, sehingga sinyal 4-20mA cukup untuk bisa ditransmisikan melalui media kabel dengan impedansi total (plus impedansi transmitter) sebesar 250-680 ohm.
  5. Ada pendapat yang mengatakan bahwa 20mA merupakan sinyal yang dipakai pada mesin tik jarak jauh (teletypewriter) jaman dulu (ada juga yang menggunakan 60-an mA), teknologi teletypewriter ini juga digunakan sebagai teknologi remote telemetry (pengukuran jarak jauh) pada jamannya, yang kemudian diadopsi sebagai sinyal standard dunia industri (instrumentasi).
  6. dan (mungkin) masih banyak alasan lain, silakan gali google :)

Ada yang berpendapat mengenai 4-20mA, pendapatnya simple, seperti ini: “Take it as a given” hehehe… Menurut TeknisiInstrument, ada benarnya juga, karena tidak ada yang bisa memberikan alasan yang pasti hitam/putih. Jadi ya… terima saja hehehe…

Itu hanya pendapat yang berupa rangkuman dari hasil pencarian informasi tersebut beberapa tahun yang lalu, sangat mungkin salah, dan bisa saja akan menjadi bahan perdebatan, yang mudah-mudahan perdebatan yang membawa manfaat, aamiin.

Menyiasati Kegagalan Image Bakup pada komputer TT4000 Solar Taurus 70 Generator Set

August 1, 2013 5 comments

Pernahkan Anda mengalami komputer crash dan tidak bisa booting sebagaimana mestinya, kalaupun bisa booting, beberapa program corrupt? Jika Anda mengalami hal tersebut dan kita memiliki image backup (atau kloningan harddisk), kita bisa langsung me-restore-nya dengan mudah, dan komputerpun berjalan kembali. Mungkin hanya kehilangan beberapa state dari Windows dan program aplikasi. Tapi jika kita memiliki backup untuk windows state, dan data log dari program HMI, maka kita bisa me-restore-nya kembali setelah komputer kita restore dengan image backup terakhir.

Umumnya image backup dilakukan lebih jarang dibanding dengan backup datalog. Misalnya backup untuk data log dilakukan bulanan, sedangkan image backup dilakukan 6 bulanan atau bahkan tahunan, tergantung regulasi yang diberlakukan di perusahaan masing-masing.

TeknisiInstrument pernah mengalami masalah saat akan melakukan image backup komputer HMI pada TT4000 Solar Taurus 70 Generator Set. Software yang digunakan untuk melakukan image backup saat itu adalah Acronis True Image Home 2010 PC Backup & Recovery (TIH2010). Saat image backup berlangsung, TIH2010 tidak bisa mendeteksi resolusi monitor sehingga backup tidak bisa dilakukan. Hal ini terjadi mungkin karena PC yang digunakan merupakan customized PC yang digunakan untuk industrial PC, yang mungkin driver vga-nya tidak umum sehingga TIH2010 tidak bisa mendeteksi vga card-nya.

Apa mau dikata, TeknisiInstrument mencoba cara lain dengan menggunakan PC lain sebagai host-nya untuk menjalankan TIH2010 dan dengan demikian TeknisiIntrument harus melepas harddisk PC yang terpasang pada panel TT4000 tersebut.

Berikut langkah-langkah yang pernah dilakukan oleh TeknsiInstrument:

Identifikasi dulu PC yang mau kita image backup.

Setelah diketahui bahwa harddisk memiliki konektor IDE, maka siapkan USB to IDE adapter agar komputer lain bisa mendeteksi harddisk tersebut sebagai external harddisk.

Agar proses monitoring dan control dari TT4000 tidak terganggu, maka perlu dipasang HMI backup yang bisa menggantikan fungsi HMI utama yang akan kita image backup. Maka TeknisiInstrument memasang laptop sebagai HMI pengganti, yang di dalamnya sudah terpasang dan running aplikasi TT4000.

Setelah laptop sebagai HMI pengganti berfungsi dengan baik, maka langkah selanjutnya adalah mematikan komputer HMI utama dan melepaskan harddisk untuk dipasang pada komputer lain sebagai hardisk external.

Setelah harddisk terlepas, kemudian langkah selanjutnya adalah memasangnya pada adapter USB-IDE.

Kemudian memasang harddisk tersebut sebagai harddisk external, dan ditancapkan pada laptop lain, tapi sayang sekali, TIH2010 tidak bisa mendeteksi harddisk tersebut, selidik punya selidik, ternyata power dari USB port laptop tidak cukup kuat untuk menghidupi harddisk yang kita jadikan harddisk external tadi. Sehingga perlu dicari cara agar harddisk mendapat catu daya yang cukup agar bisa dideteksi oleh sistem.

TeknisiInstrument selanjutnya menggunakan PC desktop, kebetulan ada maintenance PC yang biasa dipakai untuk troubleshooting.

Harddisk-pun sekarang mendapat catu daya dari power supply PC dekstop yang memadai, sehingga TIH2010 bisa mendeteksi harddisk saat PC Desktop booting dengan TIH2010 tersebut. Sehingga image backup-pun bisa dilakukan.

Alhamdulillah, imaga backup bisa dilakukan.

=================================

Disclaimer and Warning: Isi dari artikel ini bukan merupakan panduan melakukan backup, tapi hanya langkah yang pernah dilakukan oleh TeknisiInstrument untuk mensiasati masalah yang dihadapi. TeknisiInstrument tidak bertanggung jawab jika ada perkara apapun yang mungkin timbul baik secara langsung maupun tidak langsung dari tulisan ini. Pada artikel ini terdapat foto fasilitas/alat/equipment sebuah perusahaan, mohon untuk tidak mengunduh/men-download foto-foto tersebut untuk tujuan apapun tanpa seijin dari TeknisiInstrument. Adapun copy-paste isi arikel ini, dipersilakan jika memang diperlukan, tapi mohon tidak mengunduh foto-fotonya. Metoda backup ini harus dilengkapi dengan policy resmi yang dapat dipertanggung jawabkan. Karena aktivitas image backup dapat mengarah ke penggandaan yang mungkin bisa melanggar hak cipta. Sekali lagi, tulisan ini bukan merupakan panduan, saran dan istilah lain yang mengarah ke maksud itu. Di-share di blog ini hanya untuk knowledge-sharing murni secara teknis. TeknisiInstrument tidak bertanggung jawab jika ada akibat langsung dan/atau tidak langsung dari tulisan ini.

Instrumentasi: Pemahaman awam TeknisiInstrument

January 1, 2012 16 comments

Tulisan ini dipicu oleh pertanyaan dari salah seorang pembaca teknisiinstrument.wordpress.com.  

Pertnyaan:

kak saya ingin bertanya tentang ini konsep, bahan, komponen sistem instrumentasi industri untuk tugas sekolah saya. terima kasih sebelumya……

Penegasan Pertanyaan:

maaf kak nimbrung :D saya teman sekelasnya Dion kak , maksudnya dia itu dia bertanya ttg :
- Konsep dari Sistem Instrumentasi Industri
- Bahan-bahan Sistem Instrumentasi Industri
- Komponen-komponen Sistem Instrumentasi Industri

mohon dibantu juga kak , tugas sekolah nih >_<

Jujur saja, tidak mudah menjawab tiga pertanyaan di atas, karena itu berarti kita harus bercerita mulai dari pengertian sampai aplikasi instrumentasi. Tapi TeknisiInstrument akan mencoba untuk sedikit mengupas, karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan yang dimiliki, mungkin bukan “mengupas” kata yang tepat mengenai tulisan ini, karena hanya menyerempet kulitnya saja mengenai instrumentasi.

Istilah: Khusus pada tulisan ini, kata “proses” jika dipakai pada kalimat tertentu memiliki arti: Semua langkah-langkah, cara, kegiatan, untuk mengolah bahan produksi yang masuk ke fasilitas produksi (plant/pabrik) menjadi bahan jadi atau setengah jadi yang merupakan hasil produksi dari plant/pabrik tersebut.

Jawaban atas peretanyaan pertama: Konsep Sistem Instrumentasi Industri
Secara umum, instrumentasi itu bertujuan agar semua keinginan process designer terpenuhi secara proses, artinya produk dari sebuah pabrik/plant yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan dan selesai dalam proses yang aman, baik bagi manusia, peralatan maupun lingkungan. Hal ini dilakukan dengan cara mengendalikan peralatan produksi sesuai dengan kondisi operasi proses yang telah dirancang dan diinginkan, agar tidak melebihi batas parameter proses yang diijinkan sehingga proses berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

Untuk mengendalikan peralatan produksi (atau biasa disebut juga sebagai process equipment), maka diperlukan alat-alat instrumentasi yang mampu mengukur dan mengendalikan parameter-parameter proses agar berada pada nilai yang dikehendaki (setpoint). Parameter proses dimaksud misalnya tekanan (pressure), laju alir fluida (flow), ketinggian fluida/solid (level), temperatur (temperature), derajat keasaman (pH),  kelembaban (humidity), kecepatan putar mesin (speed) dan lain-lain.

 Secara umum, instrumentasi meliputi dua kegiatan, yaitu mengukur dan mengendalikan (measures and controls). Pada “mengendalikan” ada step pembandingan (comparison) dengan nilai yang dikehendaki (setpoint), pengambilan keputusan berdasarkan formulasi tertentu (judgement) serta perbaikan (correction) terhadap penyimpangan (error). Jadi instrumentasi merupakan siklus dari empat tahap berikut:

  1. Measeurement (pengukuran)
  2. Comparison (pembandingan dengan setpoint)
  3. Judgement (pengambilan keputusan atas hasil pemandingan)
  4. Correction (perbaikan penyimpangan)

Jika kita belum pernah terjun ke dunia industri, atau hanya sekedar melihatnya saja, memang agak sedikit sulit membayangkan bagaimana sebenarnya peran instrumentasi di dunia industri. Untuk itu, TeknisiInstrument akan mengambil contoh yang sederhana pada kehidupan sehari-hari.

Alat setrika (gampangnya: setrikaan), merupakan alat rumah tangga yang lumayan bisa menggambarkan proses industri. Kita menginginkan agar setrikaan bisa menghasilkan panas pada termperatur tertentu. Di dalam setrikaan terdapat sebuah elemen pemanas, sebuah bimetal yang terintegrasi dengan switch pemutus arus, sebuah knob pengatur temperatur yang mengatur pada temperatur berapa switch akan memutuskan arus listrik ke elemen pemanas.

  1. Elemen pemanas merupakan equipment yang akan dikendalikan, agar panasnya sesuai dengan yang diinginkan.
  2. Bimetal merupakan sensor temperatur yang mengukur temperatur bantalan setrikaan >> Measurement
  3. Integrasi antara bimetal dan knob pengatur temperatur merupakan controller atau pengendali >> Comparison dan Judgement
  4. Switch yang terintegrasi dengan bimetal dan knob merupakan aktuator yang memutuskan >> Correction

Jika temperatur terlalu panas, maka bimetal akan merasakan kenaikan temperatur tersebut dan membandingkannya dengan setelan pada knob, kemudian jika terlalu panas, maka switch akan memutuskan arus ke elemen pemanas. Sebaliknya, jika temperatur turun, maka bimetal akan merasakannya dan memandingkannya dengan setelan knob, jika terlalu dingin maka switch akan kembali terhubung dan memberikan arus ke elemen pamanas sehingga setrikaan menjadi panas kembali.

Kurang lebih, begitulah konsep instrumentasi menurut pemahaman awam TeknisiInstrument.

Jawaban atas peretanyaan kedua: Bahan-Bahan Sistem Instrumentasi Industri

Bahan, asumsi TeknisiInstrument adalah bahan baku yang diolah oleh pabrik atau plant. Bahan tersebut memiliki parameter yang ingin dikendalikan, parameternya secara umum dibagi dua:

  1. Besaran Fisik (pressure, level, flow, temperatur, speed dll)
  2. Besaran Kimia (pH, dll)

 Jawaban atas pertanyaan ketiga: Komponen-komponen Sistem Instrumentasi Industri

Komponen dimaksud  bisa meliputi:

  1. sensing element (misalnya RTD, thermocouple, plat orifis, load cell, potensiometer, MPU dll)
  2. Transmitter (mengirimkan sinyal standar hasil dari sensing element kepada receiver (bisa berupa controller, indicator, data logger atuapun recorder)
  3. Controller (mengolah sinyal dari transmitter untuk menentukan nilai koreksi)
  4. Actuator (merupakan final control element yang bekerja berdasarkan perintah dari controller)
  5. Recorder (merupakan perekam sinyal, yang membandingkannya terhadap perjalanan waktu)
  6. dll.

Mungkin itu saja dulu tulisan kali ini.

 

Disclaimer:

Tulisan ini merupakan tulisan versi TeknisiInstrument yang mungkin jauh dari kaidah keteknikan. Ini hanya jawaban awam dari TeknisiInstrument. Seperti biasa, “TeknisiInstrument” merupakan subjek tunggal penulis, tidak mengatas namakan “Teknisi Instrument” yang merupakan subjek jamak orang-orang yang bekerja sebagai teknisi instrument. Jadi kekeliruan pada tulisan ini adalah kekeliruan TeknisiInstrument sebagai penulis. Ada perbedaan penulisan pada blog ini, antara “TeknisiInstrument” yang merupakan nickname dari pemilik blog, dan “Teknisi Instrument” sebagai nama salah satu profesi.

Switch, fail-safe atau tidak?

August 8, 2011 4 comments

Sudah lama tidak menulis, TeknisiInstrument akan mencoba meneruskan topik yang sebelumnya belum berlanjut. Oh ya… selamat menjalankan ibadah shaum bagi yang sedang menjalankannya, semoga segala amal ibadah kita menjadi sebab turunnya ridlo Allah. Aamiin.

Berikut adalah cuplikan permasalahan pada  topik sebelumnya :

Bagaimana seandainya koneksi kabel salah satu switch tersebut terputus karena satu dan lain hal? Apakah level indikator masih bisa berfungsi? Baik, untuk lebih memudahkan pemisalan tadi, perhatikan gambar di bawah ini:

Kabel LAL terputus

Kabel LAL terputus

Misalnya kabel sumber tegangan yang masuk ke LSL (pada terminal NC) terputus (seperti pada gambar yang dilingkari biru), dan terjadi low level. Apakah LAL masih bisa menyala untuk menandakan bahwa sedang terjadi low level?

Secara logic, wiring di atas sudah memenuhi fungsinya, yaitu jika level normal, maka lampu indikator akan padam, dan sebaliknya jika terjadi abnormal (low level atau high level) maka masing-masing lampu indikator akan menyala yang mengindikasikan bahwa level sedang tidak normal.

Pada contoh gambar di atas, jika level dalam keadaan normal, maka lampu indikator akan padam, kemudian karena satu dan lain hal, tiba-tiba salah satu kabelnya terputus, kemudian terjadi low level. Apa yang akan terjadi? Ya… indikator akan tetap padam, dan operator tidak akan mengetahui jika level di dalam tangki sedang mengalami keadaan low level. Inilah yang dimaksud dengan tidak fail-safe. Jika sistem mengalami kegagalan (fail), maka sistem tersebut tidak ada dalam keadaan yang aman (safe).

Silakan rubah konfigurasi switch dengan menggunakan NO (normally energize saat level normal). Dan rubah logic untuk lampunya: Jika level normal, lampu menyala, jika low level, lampu padam. Atau dengan bantuan sebuah relay, logic bisa di-invert sehingga logic awal bisa tercapai: Jika level normal, maka lampu indikator akan padam, dan jika low level, lampu indikator akan menyala. Setelah diubah, silakan bandingkan kondisinya, jika terjadi putusnya salah satu kabel LSL. Jika berkenan, tulis dalam “comment” hasil analisa Anda.

Dengan memahami ini, insya Allah kita akan memahami konsep fail-safe untuk konteks switch ini.

Pada sistem yang sudah kompleks dengan safety standard yang tinggi, wiring untuk switch tidak lagi sesederhana contoh di atas. Terlebih yang sudah melibatkan PLC/DCS sebagai logic solver-nya. Bukan hanya kondisi prosesnya saja (dalam contoh ini adalah level) yang dimonitor/dideteksi, tapi keadaan wiringnyapun dideteksi, apakah terjadi open-circuit atau apakah terjadi short circuit pada wiringnya. Sehingga sistem keseluruhan menjadi jauh lebih reliable.

Dan kebanyakan, konfigurasi yang banyak dipakai adalah NO, adapun “main-main” logicnya dilakukan di dalam logic solver (PLC atau DCS)

Switch, Normally Energize atau Normally De-energize


Seperti pada posting sebelumnya, bahwa saklar NO bisa saja beraksi sebagai NE atau ND, begitu pula, saklar NC, bisa saja beraksi NE atapun ND. Tergantung dari aplikasinya.

Mari kita ambil contoh, aplikasi level switch untuk mendeteksi low level (LSL=Level Switch Low) dan high level (LSH=Level Switch High). Diambil sampel level agar memudahkan dalam visualisasi, karena kita dapat dengan memudahkan “level” dibanding dengan “pressure”, karena secara visual langsung, kita tidak pernah bisa melihat pressure, hanya percaya kepada pressure gauge atau pressure indicator.

Misalnya kita akan menggunakan sebuah level switch untuk mendeteksi low level (LSL) dan sebuah level switch lainnya untuk mendeteksi high level (LSH), seperti gambar di bawah ini. 

Level Switch High dan Low

Level Switch High dan Low

Misalnya kedua switch tersebut dihubungkan dengan lampu indikator untuk mengindikasikan masing-masing low level dan high level, misalnya, jika level normal maka lampu indikator harus padam, dan jika low atau high level maka masing-masing lampu indikator harus menyala.

Pertanyaannya adalah, kontak mana yang harus digunakan untuk LSL, apakah NO atau NC. Begitu pula untuk LSH, apakah NO atau NC?

 OK, anggap saja kita to the point, anggap saja kita hanya berfokus pada logikanya, bahwa, jika low level, indikator harus menyala, jika high level, lampu indikator juga harus menyala. Maka, tanpa pertimbangan apapun, hanya pertimbangan logic saja, kurang lebih wiring diagramnya akan seperti berikut: 

Wiring diagram dan level normal

Wiring diagram dan level normal

 

Mengacu pada gambar di atas, level sedang dalam keadaan normal, LSL menggunakan kontak C-NC, dan saat normal tersebut, kontak menjadi deenergize, sedangkan LSH menggunakan kontak C-NO, dan saat normal, kontak menjadi deenergize juga.

Saat normal, arus listrik tidak masuk kepada lampu indikator LAL, karena terputus oleh LSL yang sedang deenergize. Begitupun dengan LAH, arus listrik tidak masuk kepada lampu indikator LAH karena terputus oleh LSH, sehingga kedua indikator padam, menandakan level dalam keadaan normal.

Bagaimana jika terjadi low level? Perhatikan gambar di bawah ini:

Terjadi low level alarm

Terjadi low level alarm

 

Abaikan LAH, karena tidak mengalami perubahan. Sekarang kita amati LAL. Karena level low, LSL yang menggunakan kontak C-NC, yang tadinya deenergize menjadi energize sehingga arus listrik masuk ke lampu indikator LAL, dan lampu indikatorpun menyala menandakan bahwa sedang terjadi low level.

Bagaimana pula jika terjadi high level? Perhatikan gambar di bawah ini:

Terjadi level alarm high

Terjadi level alarm high

 

Abaikan LAL, karena tidak mengalami perubahan. Sekarang kita amati LAH. Karena level high, LSH yang menggunakan kontak C-NO, yang tadinya deenergize menjadi energize sehingga arus listrik masuk ke lampu indikator LAL, dan lampu indikatorpun menyala menandakan bahwa sedang terjadi low level.

Persyaratan logic seperti diungkapkan di atas, bahwa:

“jika level normal maka lampu indikator harus padam, dan jika low atau high level maka masing-masing lampu indikator harus menyala.”

Apakah pemilihan NO/NC pada wiring diagram yang kita buat tadi bisa memenuhi persyaratan logic tersebut? Silakan jawab….

Bagaimana seandainya koneksi kabel salah satu switch tersebut terputus karena satu dan lain hal? Apakah level indikator masih bisa berfungsi? Baik, untuk lebih memudahkan pemisalan tadi, perhatikan gambar di bawah ini:

Kabel LAL terputus

Kabel LAL terputus

 

Misalnya kabel sumber tegangan yang masuk ke LSL (pada terminal NC) terputus (seperti pada gambar yang dilingkari biru), dan terjadi low level. Apakah LAL masih bisa menyala untuk menandakan bahwa sedang terjadi low level?

Tunggu jawabannya pada posting selanjutnya.

Switch, Normally Open atau Normally Closed


Tulisan ini dilatarbelkangi oleh obrolan dengan Kang Ruhe, yang termaktub dalam komentar salah satu posting do blog ini.

Switch atau saklar, merupakan salah satu sensor di dalam dunia instrumentasi yang masih banyak digunakan, bahkan dulu (katanya), sebelum sensor analog (transmitter, transducer dll) masih tergolong (sangat) mahal, alarm/shutdown system masih banyak menggunakan. Bahkan sekarangpun, untuk mengendalikan proses yang relatif sederhana, untuk menekan biaya konstruksi, switch atau saklar masih banyak digunakan.

Switch dimaksud diantaranya adalah:

  • Pressure switch
  • Level switch
  • Temperature switch
  • Flow switch
  • Vibration switch
  • Limi switch
  • Dll.

Pertanyaannya adalah, pada alarm dan shutdown system, apakah harus dipasang NO (normally open) atau NC (normally closed)?

Dari pertanyaan itulah, TeknisiInstrument akan mencoba sedikit mengulasnya.

NO dan NC adalah penamaan kondisi atau keadaan switch saat switch belum dipasang atau belum in-service atau belum ada aksi dari parameter yang dideteksinya.

Selain NO dan NC ada istilah lain untuk dunia per-switch-an, NE (Normally Energize) dan ND (Normally De-energize) adalah istilah lain tersebut. NE adalah keadaan switch yang close ketika parameter yang dideteksinya sedang dalam keadaan normal, switch akan open jika parameter yang dideteksinya menjadi tidak normal (pressure low atau high, sebagai contohnya). Sedangkan ND adalah keadaan switch yang open ketika parameter yang dideteksinya sedang dalam keadaan normal, switch akan close jika parameter yang dideteksinya menjadi tidak normal (pressure low atau high, sebagai contohnya).

Perhatikan gambar berikut:

Switch, NO NC

 

Pada gambar 1, sebuah LS (level switch) dipasang untuk mendeteksi ketinggian cairan yang berada di dalam sebuah tangki. LS tersebut misalnya dipakai untuk mendeteksi level high (LSH=Level Switch High).

Gambar 1a menunjukkan level dalam keadaan normal atau dalam keadaan tidak high. Terminal Common (C) akan terhubung ke terminal NC, atau C-NC dalam keadaan energize, dan C-NO dalam keadaan deenergize.

Gambar 1b menunjukkan level dalam keadaan tidak normal atau dalam keadaan high. Terminal Common (C) akan terhubung ke terminal NO, atau C-NO dalam keadaan energize, dan C-NC dalam keadaan deenergize.

Itulah pengertian NO, NC, ND dan NE.

Itu saja dulu tulisan kali ini, ke depannya akan berlanjut kepada tulisan mengenai implementasi switch pada alarm/shutdown system serta pemilihan NO atau NC.

Berlanjut

Infrared dan Ultraviolet Gas Detector

October 18, 2010 8 comments

Sebetulnya posting ini merupakan comotan diskusi dengan seorang teman di page “about“, menarik juga sepertinya kalau dibuat posting.

Ini dia cuplikan diskusinya:

Pertanyaan:

Sampurasun, Kang boleh ikut bertanya, bahasannya agak melenceng, tentang Anti Fire equipment, tapi masih diwilayah toekang instrument. Saya pernah ikut instalasi UV/IR/UVIR punyaannya Detronics, tapi kebetulan biasanya masang yang masih perawan baru keluar dari pabrik, jadi belum pernah nemuin masalah atau kendala yang aneh-aneh. Pertaanya, masalah atau kendala apa saja yang sering muncul dilapangan pada sensor UV/IR/UVIR dan atau sensor anti fire laiinnya? Mohon dijelaskan dari masalah sepele sampe yang paling bikin sebel toekang maintenance, kalo bisa dibikin postingan bahasannya Kang, boleh ya?:maksa: hehehehe

Haturnuhun

 

Jawaban:

teknisiinstrument September 21st, 2010 REPLY:

Rampes… Wah… jadi isin ditaros ku master mah yeuh… hiks…

Anti Fire Equipment, kalo di tempat kerja saya panggilannya Fire and Gas System, karena merupakan kombinasi antara gas detector, flame detector, heat detector, smoke detector dan terintegrasi ke fire water, deluge system, dan fire suppression lainnya, seperti CO2 system. Point IR gas detector.

Yang sering sering timbul masalahnya adalah optik yang kotor, infrared lamp-nya yang mati, atau bahkan sensor IR-nya yang mati, tapi biasanya hanya satu indikator yang ditunjukkan: FAULTY. hehehe.. ya memang, menyedihkan, jadi kalo udah faulty, memang sepertinya harga mati untuk diGANTI dengan yang beru. Tapi seiring ada beberapa hal yang bisa kita lakukan sebelum memutuskan untuk mengganti, karena gas/flame detector itu harganya muahal sekualliii… (katanya).

Untuk IR gas detector: kalo dilengkapi dengan dust filter, silakan periksa dan bersihkan dust filternya secara rutin. Lakukan function test dan/atau Sensor calibration secara berkala. Open Path Gas Detector Kalo OPGD (Open Path Gas Detector) masalah yang sering terjadi selain bagian optiknya, ialah karena mis-alignment, atau cahaya IR dari transmitter tidak mengenai bagian receivernya. oleh karenanya biasanya indikasinya adalah “Beam Blocked”, obatnya biasanya dengan re-alignment dan re-calibration, setelah itu di-function test.

IR/Triple IR/UV/UVIR flame detector. Sebagaimana kita ketahui, mereka bekerja berdasarkan sinar Inframerah atau ultraviolet, sehingga pasti ada komponen optik di dalamnya, entah itu lensa, entah itu photosensor dll. kotoran biasanya jadi penyebab yang paling sering mereka faulty. beberapa manufacturer memiliki cairan khusus untuk membersihkan bagian optic dari flame detector. Tapi masalah yang peling menjengkelkan adalah kalau signal drift, karena kebanyakan flame detector tidak bisa “field calibration”, kalo diukur oleh mA meter, menunjukkan angka, dan sepertinya normal. Misalnya gini: Kalo flame detector normal, dan tidak “melihat” api, maka dia akan mengirim sinyal 4mA, dan controller menerjemahkannya “NORMAL”, Kalau flame detector “melihat” api (bisa disimulasikan dengan flame simiulator), dia akan mengirimkan sinyal 18mA (misal), dan controller menerjemahkannya sebagai “FIRE”, kalau flame detector mengirim sinya di bawah 4mA atau di atas 20mA (ini hanya contoh) maka controller menerjemahkannya sebagai “detector faulty”. Nah.. bagian pusingnya ini: kalau kita simulasikan dengan fire simulator (berupa lampu yang memancarkan cahaya IR atau UV yang memiliki frequensi sama dengan frequensi UV/IR yang timbul pada api) flame detector mengirimkan sinyal 17.9999mA, sedangkan detector menerjemahkannya masih “NORMAL”, jadi, mau nggak mau harus ganti… Sok rada ngabatin pami ngagentos nu model kieu teh…

Tambahan: Pada beberapa detector, mungkin dilengkapi dengan menu “SOFT RESET” pada hand-held-nya, ini bisa kita lakukan kalau yang fisik tidak bisa menyelesaikan masalah, maka software (firmware)-nya kita reset, ada kalanya juga harus melakukan recycle power, dimatikan powernya kemudian hidupkan kembali… Oh ya.. tambahan (lagi), bisanya kalo peralatan safety seperti flame/gas detector, suka ada pemberitahuan “NO SERVICEABLE PART INSIDE”, boleh percaya boleh tidak… tapi kalau ingin taat hukum sertifikat, harus percaya.. hehehehehehe, kalau ingin berfikir sampai resistor-capacitor-transistor level… silakan saja tidak percaya… ya.. tergantung kebutuhan.. hehehe Semoga bisa menjawab, kalopun tidak kita cari lagi jawabannya sama-sama…

Salam, TeknisiInstrument

Dry Leg dan Wet Leg pada Level Transmitter


Dry Leg level transmitter

Dry Leg level transmitter

PU = tekanan udara

PL = tekanan di sisi L transmitter

PH = tekanan di sisi H transmitter

LT = level transmitter

PCV = pressure control valve (pressure regulator)

Gambar  di atas merupakan sebuah tangki bertekanan yang berfungsi untuk menekan air keluar dari tangki tersebut. Tekanan dimaksud berasal dari tekanan udara luar yang jaga oleh dua buah regulator, PCV1 diset pada 90 PSIG dan PCV2 pada 100 PSIG, jika tekanan di dalam tangki turun di bawah 90 PSIG, maka PCV1 akan membuka secara proporsional memberikan tambahan udara, jika tekanan di dalam tangki naik melebihi 100 PSIG, maka PCV2 akan membuka secara proporsional, membuang kelebihan tekanan ke atmosfer. Konfigurasi ini biasana dipakai pada air utility (air bahasa Indonesia, bukan air yang berarti udara), misalnya untuk keperluan air yang demand-nya intermittent atau tidak konstan.

Air masuk berasal dari sebuah pompa. Mengapa tidak langsung saja air dari pompa disalurkan ke utility? Hal ini disebabkan karenan pemakaian air yang tidak konstan, yang terkadang melebihi kapasitas delivery pompa. Mengapa tidak kapasitas pompanya saja yang diperbesar? Biasa…. hal ini karena pertimbangan biaya. Semakin besar kapasitas pompa, semakin mahal biayanya.

Pada posting kali ini tidak sedang membahas mengenai pompa dan air utility. Yang akan disoroti pada posting kali ini adalah pemasangan level transmitter untuk mengetahui ketinggian air di dalam tangki tersebut. LT (Level Transmitter) yang dipakai untuk mengukur ketinggian air di dalam tangki yang digunakan adalah DP transmitter. Bagaimana DP bisa mengukur level, bisa dilihat di posting ini, atau di posting ini.

Mengapa sisi low dari LT disambung ke tangki bagian atas? Hal ini karena untuk meng-equalize tekanan udara di sisi H dan L dari transmitter, sehingga yang terukur oleh LT adalah tekanan hidrostatik dari air yang berbanding lurus dengan ketinggian air di dalam tangki.

Pada keadaan ketinggian air di dalam tangki nol, atau ketinggian air menyentuh titik pengukuran sisi H-nya atau dengan kata lain tangki realtif sedang kosong, maka transmitter tidak mendeteksi adanya tekanan hidrostatik, atau (dp= PH-PL = 95+0 – 95 = 0). Lihat posting ini, atau di posting ini untuk cara hitungan dp (differential pressure) pada pengukuran level dengan prinsip dp.

Penjelasan di atas menerangkan konfigurasi transmitter dengan metode dry-leg. Mengapa disebut dry leg? Karena sensing line transmitter dibiarkan kering. (mungkin sensing line diistilahkan dengan leg, kaki)

Bagaimana jika gas yang berada di sisi atas dari tangki tersebut bisa berkondensasi pada temperature kerjanya? Misalnya kondensat dari hasil separasi minyak-condensate-gas?

Bisa ditebak, gas yang berkondensasi akan masuk ke dalam sensing line sisi low, dan sudah barang tentu akan mempengaruhi keakuratan pengukuran, karena SG (specific gravity) kondensate akan memberikan kontribusi tekanan hidrostatik pada sisi L.

Wet Leg Level Transmitter

Wet Leg Level Transmitter

Untuk menanggulangi masalah ini, maka diterapkan metoda wet leg, yaitu dengan cara mengisi kolom sensing line low side dengan liquid yang diketahui SG-nya. Dalam contoh ini misalnya air, yang memiliki SG=1.

Ada sedikit perbedaan dalam memperlakukan dp transmitter yang diimplementasikan pada pengukuruan level dengan wet leg. Misalnya, ketinggian kolom sensing line low side pada contoh di atas adalah 100 inci, sehingga menghasilkan tekanan hidrostatik 100inH2O (lihat posting ini, atau di posting ini untuk prinsip menghitungnya). Sehingga, saat tangki kosong atau level kondensat menyentuk titik sensing high side dari LT, maka dp transmitter akan mengukur tekanan dp=PH-PL = 0-100 = -100 inH2O. Nah saat itulah dp transmitter di trim zero, jadi zero measurement-nya memiliki tekanan nyata sebesar minus 100inH2O. dan saat ditrim zero pada keadaan tersebut, transmitter akan mengirim sinyal 0% (4mA misalnya).

Perhitungan jelasnya bisa dikembangkan sendiri dengan mereferensi ke posting sebelumnya (di posting ini, atau di posting ini).

Selain untuk menghindari kesalahan pengukuran karenan kondensasi gas, wet leg juga bisa berguna saat fluida yang diukur bersifat korsif.

Pada wet leg, nilai dp aktual yang terukur selalu negatif.

Disclaimer: Tulisan ini berdasarkan pengalaman, hanya bertujuan untuk sharing bagi mereka yang baru mengenal dunia instrumentasi, kepada para master dan insinyur, mohon koreksi atas segala kesalahan…

Instrument Inspection Report


Jika ada sebuah instrument (sensor, controller, actuator atau apapun) yang mengalami ketidak beresan, maka tindakan awal adalah melakukan investigasi, kemudian bari dilakukan tindakan-tindakan yang dianggap perlu.

Berikut ini adalah investigation report yang pernah saya buat, mengenai pekerjaan troubleshooting sebuah PSV model tubular yang dipasang pada sebuah fire pump unit.

Entah benar atau salah, ini hanya coretan seorang teknisi rendahan…

===========================================================================

EQUPMENT INSPECTION REPORT
EQUIPMENT TAG NUMBER:   XXXXX-XXXX
EQUIPMENT DESCRIPTION:   FIRE PUMP “A” DISCHARGE PRESSURE SAFETY VALVE
SERVICE:                                         FIRE SUPPRESSION SYSTEM
REPORT DATE:                             JANUARY 2, 2009

A. Equipment Data

TAG NUMBER: 71PSV-0209

MANUFACTURER: CLA-VAL

SIZE: 8”

CAT. NO.: 850-20

STOCK NO.: 20325618B

CODE: YM

B.  Failure Description

Based on the previous performance test it was reported that PSV was cracking open at 110PSI instead of it supposed to be at 200 PSI


C. Summary of Finding

  • Previous report regarding PSV failure was reviewed.
  • Inspect internal part of the PSV.
  • PSV was pressure tested with pressurized water and air as a media.
  • Adjusted PSV, set at 200PSI
  • Performed fire pump performance test (this step included the performance of the PSV at once)
  • Found 1710 GPM at 153 PSI


D.  Site Observation and Inspection

Manpower involved:

  • 3 Instrument technicians
  • 2 Mechanical technicians
  • 1 field operator

Observation Before Inspection:

Based on the previous report regarding failure of the PSV of fire pump A, it is reported that PSV started to crack at the discharge pressure of below of 110PSI (based in the P&ID, the setting supposed to be 200PSI)

Prior to go too far to the investigation and troubleshooting, following down below is the principle of the PSV used:

Principle of operation

Principle of operation

Function Testing:

Prior to go to the further investigation and inspection, for a base-line information purpose, the function test needs to be carried out. Following procedure was carried out to perform functional testing of the PSV

To adjust the PSV to its design setting, it was required to provide a 200 PSI pressure signal source to simulate the process pressure. To carry out this task, it was also required to do some tubing lines modification to provide an adjustment arrangement as shown in the following figure 1b.

Original installation and temporary modification

Original installation and temporary modification

After modification has been done and all equipment required are in place:

  • 1.    Fire pump was run to provide PSV inlet pressure (pump discharge pressure) at 100 PSI.
  • 2.    Pressured up hand pump while monitor P2, found P2 equal to the inlet pressure (i.e. 100 PSI)
  • 3.    At pressure from hand pump reached 110PSI (indicated at P1), P2 started to drop down to 45 PSI, it was indicated that the PSV started to open and passed the pressure from the inlet line down to overboard.
  • 4.    Adjusted pilot regulator (clock-wise) up to maximum it can turn, but the P2 could not reach 100 PSI as it supposed to be. This indicated that the PSV was passing
  • 5.    Based on this finding, INTERNAL PART INSPECTION needs to be done.
  • 1. INSPECTION

    1.1 Removal

    For internal part inspection purpose, the PSV was rotated from the spool to be able to inspect its internal part. Figure 2 below shows how the PSV rotated out of the spool.

    PSV temporary reposition

    PSV temporary reposition

    1.2 Leak Test without Pressure
    After rotated and the internal parts can be seen, then downstream side of the PSV (upper position) was filled with the water to check the diaphragm tightness during no pressure. And the result was no water came out from the upstream side of the PSV (lower position), this indicated that the diaphragm was fully tight during no pressure both at the diaphragm chamber and the process side. See figure 2 below to look more detail.

    Downstream side was filled up with the water to check the leak

    Downstream side was filled up with the water to check the leak

    1.3 Leak Test with Pressure
    To check if the diaphragm leaks under pressure, then with upper side still filled up with the water, the diaphragm chamber was pressurized with fresh water as a media with 95 PSI of pressure. During this step, water came out from upper side of the PSV (downstream side) which was indicating that diaphragm leaks (see figure 4b, green colored illustration). Then the pressurization media was changed with pressurized air (100 PSI) instead of fresh water. See figure 4a below to see how the pressurized water/air was applied.

    Leak Test

    Leak Test

    No pressure penetrated thru the diaphragm with air as a media. This was proving that somehow, the leakage has been fixed by stimulate de-formatted diaphragm to back to it’s tubular form.

    1.4    Re-installation
    After inspection was completed, the PSV put onto the piping as shown in figure 5 below

    Re-installation

    Re-installation

    2.    ADJUSTMENT/RESETING
    To adjust the PSV to its design setting, it was required to provide a 200 PSI pressure signal source to simulate the process pressure. To carry out this task, it was also required to do some tubing lines modification to provide an adjustment arrangement as shown in the following figure 6b.

    Re-Setting

    Re-Setting

    After modification has been done and all equipment required are in place:

    • Fire pump was run to provide PSV inlet pressure (pump discharge pressure) at 100 PSI.
    • Pressured up hand pump while monitor P2, found P2 equal to the inlet pressure (i.e. 100 PSI)
    • At pressure from hand pump reached 120PSI (indicated at P1), P2 started to drop down to 45 PSI, it was indicated that the PSV started to open and passed the pressure from the inlet line down to overboard.
    • Adjusted pilot regulator (clock-wise) up to maximum it can turn, hence P2 back to 100 PSI equal to the inlet pressure.
    • Pumped up again hand pump up to 200 PSI, hold the pressure of the hand pump at 200 PSI.
    • Turn pilot regulator anti-clockwise to decrease the setting, until the P2 drop down to 45 PSI, which was indicating that PSV started to crack.
    • After pilot regulator was set at 200 PSI, while P2 stay at 45 PSI at that moment, decrease pressure at the hand pump gradually until P2 increased equal to the inlet pressure (100 psi).
    • It was found P2 back to 100 PSI at P1 (hand pump or pilot pressure) was 180 PSI). It indicated that the PSV fully closed at pilot/sensing pressure at 180 PSI.
    • PSV is stated as a correctly set at desired set point at 200 PSI.

    3.    PERFORMANCE TEST

    • Reinstalled all of the tubing lines of the PSV, as original arrangement, as shown in figure 6a above. But let P2 installed.
    • Performed the following procedure (refer to figure 7)
      • Inform panel operator that the job will be carried out
      • Put engine in manual mode
      • Open antisurge valve 100%
      • Put antisurge valve controller in AUTO mode
      • Put engine throttle valve at minimum position
      • Start fire-pump engine either with battery or pneumatic starter
      • Increased engine speed gradually to the rated speed (1760 RPM)
      • Monitor and record performance (see attached log sheet)
      • Close ASV by 10% so it will open 80%, record performance as per log sheet
      • Repeat step 9 by 10% decrement of ASV opening or until the discharge pressure is 150 PSIG.
      • Open ASV 100%
      • Decrease engine speed gradually and stop it
      • Put ASV at 25%
      • Open discharge valve of the fire pump
      • Put engine control in AUTO mode and nominal speed

    Simplified flow diagram

    Simplified flow diagram

    PERFORMANCE TEST LOG SHEET

    Performance Test Log Sheet

    Performance Test Log Sheet

    E.    Spare Part Required

    • Diaphragm (internal part)

    F.  Pictures

    PSV in-field ajdusment

    PSV in-field ajdusment

    Pressure at diaphragm chamber

    Pressure at diaphragm chamber

    Outlet of PSV

    Outlet of PSV

    Piping and Instrumentation Diagram

    Piping and Instrumentation Diagram

    G.    Failure Root Cause
    It is suspected that the tubular diaphragm was temporarily de-formatted (created small tiny hole) by the sudden pressure at PSV’s inlet during commissioning phase, causing the water at the diaphragm chamber escaped thru the diaphragm to the PSV’x outlet hence the PSV open (or crack open)
    Why during performance test it worked perfectly? This is suspected that the small tiny hole created by the de-formatted diaphragm was back to its original form and the hole closed, hence the PSV works properly.

    ========END OF REPORT=========

    TAG NUMBER:

    MANUFACTURER:

    SIZE:

    CAT. NO.:

    STOCK NO.:

    CODE:

    71PSV-0209

    CLA-VAL

    8”

    850-20

    20325618B

    YM

    Menentukan Range Differential Pressure Transmitter Untuk Mengukur Level


    Seperti yang telah dikupas pada posting sebelumnya, bahwa pengukuran level bisa dilakukan dengan memanfaatkan tekanan hidrostatik dari liquid yang berada di dalam tangki yang akan diukur level-nya.

    Untuk mengukur tekanan hidrostatik yang ditimbulkan oleh level liquid di dalam sebuah tangki, bisa digunakan sebuah differential pressure transmitter dengan rentang ukur (range) input yang sesuai.

    Perhatikan contoh pada gambar berikut ini:

    Differential pressure transmitter untuk mengukur level

    Differential pressure transmitter untuk mengukur level

    Sebuah vessel dengan tekanan kerja P1=200 PSI, memiliki rentang ukur untuk liquid setinggi 150 inci (3,81 meter). Pertanyaannya adalah, berapakah range input untuk level transmitter (differential pressure transmitter) yang akan digunakan?

    Sebelum berlanjut, kita ketahui bahwa pada kedua sisi (H dan L) differential presure transmitter bekerja tekanan kerja vessel yang sama (200PSI), sehigga jika  dp = H – L = (P1 + Phidrostatik) – P1 = Phidrostatik, Maka tekanan yang bekerja pada DP transmitter tersebut adalah P hidrostatiknya saja. Untuk itu, pada perhitungan berikutnya, hanya P hidrosatatik saja yang dimasukkan ke dalam hitungan.

    Jika liquid yang akan diukur level-nya adalah air, maka mudah sekali kita menentukan range level transmitter yang akan digunakan, yaitu 0-150”H2O, sehingga kita bisa mengkalibrasi transmitter 0-150”H2O. Atau untuk mendapatkan tekanan hidrostatik, kita tentukan dengan formula untuk mendapatkan tekanan hidrostatik, seperti berikut ini:

    ρ = 1000 kg/m³

    g = gaya gravitasi = 9,8 m/s²

    h = 150 inci = 3,81 meter)

    P = ρ × g × h

    P = 1000 kg/m³ × 9,8 m/s² × 3,81 m

    Pair = 37338 Pascal<<< Darimana satuan Pascal ini? Klik di sini

    Pair = 150”H2O

    Bagaimana halnya jika liquid yang ada di dalam vessel tersebut adalah liquid yang memiliki masa jenis (atau specific gravity = SG) yang berbeda, misalnya 800 kg/m³ (0,8 g/cm³) untuk condensate. Apakah range level transmitter 0-150”H2O masih berlaku? Tentu tidak, karena tekanan hidrostatik yang ditimbulkan oleh liquid yang memiliki SG yang berbeda akan berbeda pula. Sekarang mari kita hitung, berapakah tekanan hidrostatik yang ditimbulkan oleh condensate pada ketinggian level 150 inci?

    ρ = 800 kg/m³

    g = gaya gravitasi = 9,8 m/s²

    h = 150 inci = 3,81 meter)

    P = ρ × g × h

    P = 800 kg/m³ × 9,8 m/s² × 3,81 m

    Pcondensate= 29870,4 Pascal <<< Darimana satuan Pascal ini? Klik di sini

    Jika dibandingkan dengan tekanan hidrostatik air, maka tekanan hidrostatik condensate pada ketinggian yang sama, lebih kecil.

    Sekarang mari kita gunakan rumus praktis. Karena air dijadikan patokan atau standar satuan tekanan, dengan satuan Inch H2O (inch of water), maka kita bisa membandingkan ketinggian sebuah liquid yang sudah diketahui SG-nya dengan air yang memiliki ketinggian yang sama (dalam contoh ini 150”), kemudian dikalikan dengan tekanan hidrostatik air. Secara matematis bisa dituliskan seperti berikut:

    Pcondensate= (SGcondensate/SGair× Pair

    Pcondensate= (800/1000) × 37338 Pascal

    Karena 37338 Pascal = 150”H2O, maka:

    Pcondensate = (800/1000) × 150”H2O

    Pcondensate = 120”H2O

    Sehingga differential pressure transmitter yang kita gunakan sebagai level transmitter kita kalibrasi dengan range input 0-120”H2O untuk mengukur rentang ketinggian kondensat setinggi 0-150 inci.

    ================

    Disclaimer: Tulisan ini berdasarkan pengalaman, hanya bertujuan untuk sharing bagi mereka yang baru mengenal dunia instrumentasi, kepada para master dan insinyur, mohon koreksi dan maaf atas segala kesalahan…

    Follow

    Get every new post delivered to your Inbox.

    Join 413 other followers

    %d bloggers like this: