Sistem instrumentasi industri

Sistem Instrumentasi berlaku pada berbagai macam industri seperti farmasi, manufaktur, otomotif, sampai migas. Contoh untuk industri migas yang memanfaatkan sistem instrumentasi untuk memantau pekerjaan pengeboran minyak

Pengertian Sistem Instrumentasi

Sistem instrumentasi adalah kebutuhan dasar dalam membangun sebuah proses peralatan produksi untuk memastikan kelengkapan data, sehingga bisa diketahui efisiensi,biaya produksi dan kualitas hasil produksi.

Sistem instrumentasi pada suatu industri meliputi perangkat sensor besaran proses, pengontrol dan aktuator. Suatu pengontrol berfungsi menjaga proses agar bekerja pada kondisi operasi yang diinginkan. Oleh sebab itu, pengontrol membutuhkan informasi mengenai kondisi proses dari sensor yang tersedia. Setelah itu, pengontrol memastikan besarnya pasokan energi yang diberikan kepada proses melalui aktuator agar proses dapat mencapai target produksi yang diinginkan.

Instrumen yang dipilih harus sesuai dengan kondisi proses serta memperhatikan kondisi kerja terbaiknya yang akan menghasilkan informasi dengan akurat. Jenis informasi dari sistem instrumentasi yang didapatkan sangatlah beragam, bergantung dari sistem data pelaporan dan bisa menggunakan metode pengukuran langsung. Namun sistem proses pada produksi sangatlah kompleks. Jika pengukuran langsung menjadi tidak praktis, maka harus dirubah ke pengukuran tidak langsung menggunakan metode elektronika yang terintegrasi dengan sistem komputer. Cara ini memantau antara kuantitas yang diukur dengan hasil yang dibutuhkan.

Komponen Sistem instrumentasi industri

Seperti yang sudah dijelaskan diatas, pada sistem instrumentasi pada industri terdapat 3 hal yang sangat penting yaitu : Sensor, Aktuator dan Proses Control. Mari kita bahas satu persatu.

Sensor

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Pada sistem instrumentasi industri, komponen ini sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Fungsi sensor adalah untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia dan dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh rangkaian elektronik.

Aktuator

Aktuator adalah elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromagnetik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan pada robot. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator ini dapat dipasang sistem gearbox. Aktuator dapat melakukan hal tertentu setelah mendapat perintah dari kontroller.

Pada sistem instrumentasi industri Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Salah satu contoh actuator adalah valve dan motor. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram di antaranya mikrokontroler.

Proses Control

Proses adalah perubahan yang berurutan dan berlangsung secara kontinu dan tetap menuju keadaan akhir tertentu. Sedangkan Kontrol adalah suatu kerja untuk mengawasi, mengendalikan, mengatur dan menguasai sesuatu. Sistem Kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel atau parameter) sehingga berada pada suatu harga atau range tertentu. Pada Sistem instrumentasi industri, contoh variabel atau parameter fisik, adalah: tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature), ketinggian (level), pH, kepadatan (viscosity), kecepatan (velocity), dan lain-lain.

Dalam Sistem instrumentasi proses industri, sering dibutuhkan besaran-besaran yang memerlukan kondisi atau persyaratan yang khusus, seperti ketelitian yang tinggi, harga yang konstan untuk selang waktu yang tertentu, nilai yang bervariasi dalam suatu rangkuman tertentu, perbandingan yang tetap antara 2 (dua) variabel, atau suatu besaran sebagai fungsi dari besaran lainnya. Jelas, kesemuanya itu tidak cukup dilakukan hanya dengan pengukuran saja, tetapi juga memerlukan suatu cara pengontrolan agar syarat-syarat tersebut dapat dipenuhi. Karena alasan inilah diperkenalkan suatu konsep pengontrolan yang disebut Sistem Kontrol.

Konsiderasi Sistem instrumentasi industri

Dalam proses control sangat diperlukan pertimbangan fasilitas demi menjaga keselamatan dan kelancaran dalam industri. Terdapat 4 hal yang sangat berpengaruh, diantaranya :

Safety, yaitu Keselamatan merupakan salah satu hal yang sangat diutamakan dalam industri.
Reliabel electrical, adalah Ketersediaan listrik juga menjadi hal yang sangat diutamakan dalam industri, karena semua peralatan tidak lepas dari listrik.
Water supply, yaitu Ketersediaan air juga menjadi hal yang sangat diutamakan dalam industri.
Air supply, merupakan Ketersediaan udara juga menjadi hal yang sangat diutamakan dalam industri.

Standar Dan Unit

Standar pengukuran merupakan pernyataan fisis dari sebuah satuan pengukuran yang dinyatakan sebagai suatu bahan acuan (referensi). Pengukuran bisa berupa pengukuran statis maupun pengukuran dinamis. Pengukuran statis misalnya : dimensi tetap dan bobot, ini pengukuran yang sederhana karena kuantitas fisik yang diukur tidak berubah dari waktu ke waktu. Sementara pengukuran dinamis adalah pengukuran pada media yang stabil dan perilaku transien fisik variabel, ini harus dilakukan analisis dan disesuaikan dengan perilaku dinamis dari instrumen.

Pada Sistem instrumentasi industri, standar pengukuran dibagi 4 yaitu :

Standar internasional didefinisikan oleh perjanjian internasioanl. Perjanjian internasional menyatakan satuan-satuan pengukuran tertentu sampai ketelitian terdekat diijinkan oleh produksi dan teknolgi pengukuran.
Standar primer dipelihara oleh laboratorium standar international diberbagai Negara di dunia. Salah satu fungsinya memeriksa dan mengkalibrasi standar-standar sekunder.
Standar sekunder merupakan acuan dasar bagi standar yang digunakan dalam laboratorium pengukuran industri.
Standar kerja alat utama bagi sebuah laboratorium pengukuran dan digunakan untuk memeriksa dan mengkalibrasi laboratorium yang umum mengenai ketelitian dan untuk melakukan perbendingan dalam pemakaian di industri

Klasifikasi Sistem Instrumentasi di industri

Pada penerapan pengukuran di industri, pengukuran dapat menggunakan variabel fisik agar bisa menentukan satuan aliran dalam unit dinamis, yang mana diklasifikasikan sebagai berikut:

Aliran (Flow) atau per-variabel

Variabel aliran dapat diukur dari satu titik dalam ruang. Pengukuran variabel aliran yang bisa diterapkan untuk pengukuran antara lain :

Kekuatan
Momentum
Aliran
Biaya
Arus
Volume

Trans-variabel

Trans-variabel membutuhkan titik referensi dan titik pengukuran, beberapa pengukuran menggunakan metode ini antara lain :

Perpindahan,
Velositas (kecepatan)
Pressure (tekanan)
Temperature (Suhu)
Level (Ketinggian)
Voltage (tegangan).

Jenis Sistem Instrumentasi industri

Secara garis besar sistem instrumentasi pada industri dibagi menjadi dua, yaitu :

Sistem Otomatis. Sistem yang beroperasi tanpa bantuan operator.
Manual /Analog. Sistem yang beroperasi dengan bantuan operator.

Jika dilihat dari tampilan, desain sistem, instrumentasi dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

Jenis self-operated
Jenis power operated

Apapun jenis instrumen yang digunakan, sistem instrumentasi pada industri membutuhkan beberapa blok dasar sebagai fungsinya. Blok akan digabungkan sebagai kombinasi dengan tujuan untuk membantu sistem pengukuran dalam merubah kondisi proses menjadi kondisi yang sesuai. Blok – blok ini disebut sebagai unit fungsional yang ada pada semua sistem instrumentasi.

Sistem Instrumentasi Analog di industri

Sistem instrumentasi analog di bagi menjadi tiga unit fungsional, yaitu:

Bagian Primer (transduser)

Bagian sensing menerima nilai yang diukur dan diubah menjadi sinyal listrik, ada berbagai macam sinyal listrik yang digunakan, yaitu : tegangan, arus, perubahan resistansi, induktansi, kapasitansi. Jadi transduser adalah peralatan yang merubah nilai yang diterima dari bagian sensing (sensor) menjadi sinyal listrik.

Bagian Sekunder (Signal Processing)

Setelah transduser merubah nilai sensing menjadi sinyal listrik, kemudian dimasukkan ke sebuah unit yang disebut sebagai bagian pemrosesan sinyal (signal processing). Fungsi dari unit ini adalah menguatkan output transduser yang masih lemah kemudian di filter untuk dirubah ke bentuk yang dapat diterima oleh unit output. Perangkat pada bagian sekunder antara lain adalah : amplifier, filter, konverter analog ke digital dan sebagainya.

Bagian terakhir (final)

Bagian final menunjukkan nilai satuan (output satuan). Sinyal yang diterima dari unit sekunder atau signal processing di masukkan ke input dari unit final dan menunjukkan nilai. Unit ini bisa berupa CRO, Komputer digital dan sebagainya.

Sistem Instrumentasi Digital di industri

Dalam sistem instrumentasi digital juga menggunakan bagian – bagian sistem analog. Operasi dasar-nya juga termasuk penanganan sinyal analog, membuat pengukuran, mengubah dan menangani data digital. Pemrograman dan kontrol.

Transduser

Semua parameter input fisik, seperti: suhu, tekanan, perpindahan, kecepatan, percepatan diubah menjadi sinyal listrik proporsional.

Unit Penyesuai Sinyal (Signal Condition Unit)

Unit ini bekerja sama seperti pemrosesan sinyal dalam sistem analog, mencakup semua bagian kalibrasi sirkuit balancing.

Scanner / Multiplexer

Beberapa sinyal analog yang diterima oleh perangkat ini secara lengkap disediakan untuk alat ukur.

Konverter Sinyal (signal converter)

Perangkat ini digunakan untuk merubah sinyal analog menjadi sinyal yang dapat diterima oleh bagian analog ke digital. (analog to digital converter).

Konverter Analog ke Digital (Analog to Digital Converter)

Perangkat ini merubah sinyal analog menjadi sinyal digital proporsional. Output dari perangkat ini dimasukkan ke tampilan digital.

Peralatan Bantu

Semua sistem pemrograman dan fungsi pengolahan data digital yang dilakukan oleh unit ini memerlukan peralatan tambahan, mungkin berupa komputer atau perangkat instrumen lain. Beberapa fungsi termasuk linearzing dan perbandingan batas.

Perekam Digital (Digital Recorder)

Beberapa sistem menggunakan CRO atau Komputer untuk perekaman digital.

Yuk bantu share !!!