Tipe-tipe RTD (Resistance Temperature Detector)

Tipe-tipe RTD

1.    Pt100

Pt100 merupakan salah satu jenis sensor suhu yang terkenal dengan keakurasiannya. Pt100 terbuat dari logam platinum. Oleh karenanya namanya diawali dengan ‘Pt’. Disebut Pt100 karena sensor ini dikalibrasi pada suhu 0°C pada nilai resistansi 100 ohm.

Menurut keakurasiannya, terdapat dua jenis Pt100, yakni Class-A dan Class-B. Pt 100 Class-A memiliki akurasi ±0,06 ohm dan Pt 100 Class-B memiliki akurasi ±0,12 ohm. Keakurasian ini menurun seiring dengan naiknya suhu. Akurasi Pt 100 Class-A bisa menurun hingga ±0,43 ohm (±1,45°C) pada suhu 600°C, dan Pt 100 Class-B bisa menurun hingga ±1,06 ohm (±3,3°C) pada suhu 600°C.

Pt100 merupakan tipe RTD yang paling populer yang digunakan di industri. RTD merupakan sensor pasif, oleh karenanya sensor ini membutuhkan energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan resistansi adalah kawat nikel, tembaga, dan platina murni yang dipasang dalam sebuah tabung yang berfungsi untuk memproteksi terhadap kerusakan mekanis. RTD (Pt100) digunakan pada kisaran suhu -200 °C sampai dengan 650 °C.

Dalam penggunaannya, RTD (Pt100) juga memiliki kelebihan dan kekurangan yaitu sebagai berikut :

1.    Kelebihan dari RTD (Pt100) :

· Ketelitiannya lebih tinggi dibanding dengan termokopel.

· Tahan terhadap temperatur yang tinggi.

· Stabil pada temperatur yang tinggi, karena jenis logam platina lebih stabil dari pada jenis logam yang lainnya.

· Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas.

2.    Kekurangan dari RTD (Pt100) :

· Harga relatif lebih mahal bila dibanding dengan termokopel.

· Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran.

· Respon waktu awal yang sedikit lama (0,5 s/d 5 detik, tergantung kondisi penggunaannya).

· Jangkauan suhunya lebih rendah dibanding dengan termokopel. RTD (Pt100) hanya mencapai suhu 650 °C, sedangkan termokopel dapat mencapai suhu 1700 °C.

2.    Pt1000

Pt1000 merupakan sensor suhu yang dikalibrasi pada nilai resistansi 1000 ohm pada suhu 0 °C. Pt1000 memiliki ketahanan 1000 ohm pada 0 °C dan 138,4 ohm pada 1000 °C. Hubungan antara suhu dan resistansi kira-kira linier pada rentang suhu yang kecil: misalnya, jika Anda menganggap bahwa linier di atas kisaran 0 sampai 100 °C, kesalahan pada 50 °C adalah 0,4 °C. Untuk pengukuran presisi, perlu dilakukan linierisasi ketahanan untuk menghasilkan suhu yang akurat.

Untuk sensor Pt1000, perubahan suhu 1 °C akan menyebabkan perubahan 0,384 ohm pada resistansi, sehingga kesalahan kecil dalam pengukuran resistansi (misalnya, hambatan pada kabel yang mengarah ke sensor) dapat menyebabkan kesalahan besar pada pengukuran suhu. Untuk kerja presisi, sensor memiliki empat kabel - dua untuk membawa arus indra, dan dua untuk mengukur voltase melintasi elemen sensor. Hal ini juga memungkinkan untuk mendapatkan sensor tiga kawat, walaupun ini beroperasi dengan asumsi (tidak selalu valid) bahwa hambatan masing-masing dari ketiga kabel itu sama. Berikut bentuk sensor RTD (Pt1000).

Pengertian dan Prinsip Kerja RTD (Resistance Temeperature Detector)

Pengertian Resistance Temperature Detector (RTD)

RTD adalah sensor suhu yang pengukurannya menggunakan prinsip perubahan resistansi atau hambatan listrik logam yang dipengaruhi oleh perubahan suhu. RTD dibuat dari bahan kawat tahan korosi, kawat tersebut dililitkan pada bahan isolator keramik. Bahan kawat untuk pembuatan RTD tersebut antara lain platina, emas, perak, nikel dan tembaga, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperature di dalam kisaran suhunya. Pt100 merupakan tipe RTD yang paling popular yang digunakan di industri. RTD (Pt100) digunakan pada kisaran suhu -200 ⁰C – 650 ⁰C. Rangkaian elektronik yang umum digunakan pada pengukuran temperature dengan RTD adalah wheatstone bridge.

Gambar Resistance Temperature Detector (RTD)

Prinsip Kerja RTD

Prinsip kerja sensor suhu RTD adalah ketika suhu elemen RTD meningkat, maka resistansi elemen tersebut juga akan  meningkat. Dengan kata lain, kenaikan suhu logam yang menjadi elemen resistor RTD berbanding lurus dengan resistansinya. elemen RTD biasanya ditentukan sesuai dengan resistansi mereka dalam ohm pada nol derajat celcius (0 ⁰C). Spesifikasi RTD yang paling umum adalah 100 Ω RTD (Pt100), yang berarti bahwa pada suhu 0 ⁰C, elemen RTD harus menunjukkan nilai resistansi 100 Ω.

Dalam prakteknya, arus listrik akan mengalir melalui elemen RTD (elemen resistor) yang terletak pada tempat atau daerah yang mana suhunya akan diukur. Nilai resistansi dari RTD kemudian akan diukur oleh instrument alat ukur, yang kemudian memberikan hasil bacaan dalam suhu yang tepat, pembacaan suhu ini didasarkan pada karakteristik resistansi yang diketahui RTD.

Jenis-jenis Pemeliharaan (Maintenance)

Jenis-jenis Pemeliharaan

1. Preventive Maintenance

Merupakan suatu kegiatan pemeliharaan yang sudah terjadwal dan terencana. Kegiatan ini dilakukan untuk mengantisipasi masalah yang dapat mengakibatkan kerusakan pada alat/mesin dan menjaganya selalu tetap dalam kondisi normal selama dalam pengoperasian.

2. Predictive Maintenance

Merupakan suatu kegiatan pemeliharaan yang didasarkan pada data condition monitoring peralatan yang dilakukan secara  terjadwal sebagai evaluasi dari perawatan berkala.

Pendeteksian ini dapat dievaluasi dari indikator-indikator yang terpasang pada suatu alat. pengecekan vibrasi dan alignment  dapat juga untuk menambah data serta tindakan untuk perbaikan selanjutnya.

3. Corrective Maintenance

Merupakan suatu kegiatan pemeliharaan yang telah direncanakan yang didasarkan kepada kelayakan waktu operasi yang telah ditentukan pada buku petunjuk alat tersebut.

Pemeliharaan ini meliputi pemeriksaan, perbaikan dan penggantian terhadap setiap bagian-bagian alat yang tidak layak pakai lagi, baik karena rusak ataupun batas maksimum penggunaan yang telah ditentukan.

4. Reaktif Maintenance

Reaktif Maintenance adalah keadaan dimana sebuah kegagalan terjadi tanpa diketahui sebelumnya, dan kita dapat bereaksi untuk segera memperbaikinya.

Reactive Maintenace bersifat sangat mengganggu (disruptive), paling banyak memakan biaya dan tidak efektif.

Kelebihan Reactive Maintenance:

1. Biaya rendah

2. Tidak memerlukan banyak pegawai

Kekurangan Reactive Maintenace:

1. Biaya bertambah karena downtime peralatan yang tidak direncanakan

2. Biaya pekerja bertambah, terutama jika diperlukan lembur

3. Biaya mencakup juga perbaikan atau penggantian peralatan

4. Berpotensi memberikan kerusakan peralatan/proses

5. Sekunder akibat kegagalan suatu peralatan

6. Pemakaian sumber daya manusia yang tidak efisien

5. Proaktif Maintenance (PAM)

Proaktif Mainenance adalah proses penghilangan kondisi yang menyebabkan terjadinya kerusakan, melaui identifikasi akar penyebab (Root Cause Failure Analysis) yang memicu siklus kerusakan.

Kelebihan Proaktif Maintenance :

1. Bisa jadi merupakan program pemeliharaan yang paling efisien

2. Mengurangi biaya karena adanya pengurangan kegiatan pemeliharaan

3. Meminimalisir frekuensi overhaul

4. Mengurangi kemungkinan kegagalan pemeliharaan pada komponen-komponen kritis

5. Meningkatkan reability komponen

6. Root Cause Analysis dilakukan secara korporat

7. Dapat memberikan biaya startup, training, maupun peralatan yang signifikan

8. Saving tidak bisa segera dilihat oleh manajemen

Pengertian dan Tujuan Pemeliharaan (Maintenance)

Pemeliharaan (Maintenance)

Kata pemeliharaan diambil dari bahasa yunani  terein artinya merawat, menjaga dan memelihara. Pemeliharaan adalah suatu kobinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam, atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima. Untuk Pengertian Pemeliharaan lebih jelas adalah tindakan merawat mesin atau peralatan pabrik dengan memperbaharui umur masa  pakai dan kegagalan/kerusakan mesin. (Setiawan F.D, 2008 ).

Fungsi pemeliharaan adalah agar dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin/instrumen dan peralatan produksi yang ada serta mengusahakan agar mesin/instrumen dan peralatan produksi tersebut selalu dalam keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.

Tujuan pemeliharaan yang utama dapat didefenisikan sebagai berikut:

1. Untuk memperpanjang kegunaan asset,
2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan mendapatkan laba investasi maksimum yang mungkin,
3. Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu,
4. Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut.

Keuntungan- keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya pemeliharaan yang baik terhadap mesin, adalah sebagai berikut :

1. Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,
2. Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan berjalan dengan lancar,
3. Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan peralatan produksi selama proses produksi berjalan,
4. Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik pula,
5. Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan produksi yang digunakan,
6. Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka penyerapan bahan baku dapat berjalan normal,

Kegiatan perawatan pada hakekatnya adalah melakukan :

1)        Rencana kegiatan perawatan

2)        Pelaksanaan perawatan

3)        Kegiatan pengendalian perawatan dan evaluasi hasil perawatan.

Kegiatan perawatan juga merupakan kegiatan manajerial yang harus dapat mempertahankan keandalan instalasi dalam segala kondisi lingkungan dan sistem pembebanan, tetapi tetap berpedoman pada azas biaya terendah terhadap suatu output tertentu yang ditetapkan.

Pengertian dan Fungsi Instrumentasi Industri

Pengertian Instrumentasi

Instrument secara pengertian adalah alat-alat atau perkakas sedangkan instrumentasi suatu sistem peralatan yang digunakan dalam suatu sistem sistem aplikasi proses. Contoh : Sistem Instrumentasi pesawat terbang, sistem instrumentasi pada mesin deying, sistem instrumentasi pada otomotif dll.

Dalam sistem instrumentasi industri terdiri dari elemen pengukur dan kontrol. Dimana konsep dasar dari instrumentasi dari konsep ilmu fisika yaitu pemahaman aplikasi instrument, Konsep energi dan sistem gaya, panas dan perpindahan panas, sistem satuan dan standar pengukuran.

Instrument sebuah alat untuk menentukan nilai atau besaran suatu kuantitas atau variabel. Parameter-parameter yang harus dimiliki instrument adalah :

1.  Ketelitian (Accuracy) adalah harga terdekat suatu pembacaan instrument, mendekati harga yang sebenarnya dari variabel yang diukur. Biasanya dalam % untuk skala penuh. Misalnya pengukuran 100 Kpa yang mempunyai ketelitian 1% artinya +/- 1 Kpa.

2. Ketepatan (Precision) adalah suatu ukuran kemampuan instrumen untuk mendapatkan hasil pengukuran yang serupa, bila pengukuran dilakukan beberapa kali.

3. Sensitivitas adalah perbandingan sinyal keluaran atau respon instrument terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.

4. Resolusi adalah perubahan terkecil dalam nilai yang diukur kepada mana instrument akan memberikan respon (tanggapan).

5. Range adalah menyatakan suatu daerah ukur yang dapat dilakukan oleh suatu instrument. Misal : Termo mempunyai range 30-40 C.

6. Span adalah menyatakan lebar daerah pengukuran.

7. Linieritas adalah besarnya penyimpangan maksimum yang dapat terjadi pada suatu instrument terhdapa sifat liniernya dan biasanyan dinyatakan dalam % terhadap skala penuh.

8. Reproduksibilitas adalah menyatakan kemampuan instrument untuk menghasilkan pengukuran yang sama pada keadaan masukan yang sama, bila masukan dirubah dari arah yang sama. Dinyatakan dalam % dalam skala penuh.

9. Histerisis adalah menyatakan kemampuan suatu instrument untuk menghasilkan pengukuran yang sama bila input diubah pada arah yang berlawanan arah. Biasanya histerisis dinyatakan dalam % dalam skala penuh.

Karakteristik Instrument dibedakan menjadi 2 jenis yaitu :

1. Karakteristik Statik adalah sifat yang berhubungan masukan dan keluaran untuk masukan (beban) yang tidak berubah menurut waktu dan sudah mencapai kondisi yang mantap. Dengan diketahui karakteristik statik, maka kesalahan-kesalahan dapat diketahui dalam pengukuran atau dalam pengendalian proses sehingga dapat dihilangkan.

2. Karakteristik Dinamik adalah sifat yang memperhatikan waktu dan memperhatikan hubungan antara input dan output instrument tersebut. Peranannya sangant penting karena dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Input biasanya input step, input kecepatan dan input sinusoida.

Sedangkan untuk metode pengukuran instrument ada 2 yaitu Direct Methods (Pengukuran secara langsung) dan Indirect Methods (Penguran secara tidak langsung). Pada pengukuran Instrumentasi di Industri banyak jenis pengukuran instrument yaitu Pengukuran Tekanan (Pressure), Pengukuran Aliran (Flow), Pengukuran Permukaan (Level), Pengukuran Temperature, Pengukuran Kelembaban (humadity), Pengukuran Kekentalan (Viscocity), Pengukuran Keasaman (Ph), Pengukuran radiasi, Pengukuran Pencemaran Udara, Pengukuran gaya dan momen Puntir, dll.

Jenis-jenis kesalahan dalam pengukuran di instrumet terdapat 3 jenis sebagai berikut:

1.    Kesalahan Umum (Gross Error) disebabkan oleh Manusia.

a.    Pemakaian Instrument tidak sesuai

b.    Pembacaan Alat Ukur

c.    Penyetelan yang tidak tepat

d.    Kesalahan Penaksiran

2.    Kesalahan Sistematis ( Sistematics Error)

a.    Kekurangan pada Instrument itu sendiri.

b.    Kerusakan Instruments

c.    Bagian-Bagian yang Korosif atau aus.

d.    Pengaruh Lingkungan terhadap Instrument

e.    Kesalahan Kalibrasi

3.    Kesalahan-kesalahan yang tidak disengaja

a.    Disebabkan oleh penyebab tidak langsung diketahui sebab perubahan-perubahan.

b.    Parameter/sistem pengukuran secara acak.

Gambar Skema Alur Sistem Instrumentasi

a.    Input adalah bisa berupa sensor, microswitch, dll

b.    Elemen Pengendali Terakhir adalah rangkaian komporator, summing, dll.

c.    Proses adalah suatu alat yang berfungsi mengolah informasi dapata berupa rangkaian analog, digital, mikroprosesor dll.

Elemen pengukur dan transmitter pada bagian ini informasi yang diterima akan dibaca dan dilanjutkan ke bagian pendeteksi kesalahan dan pengontrolan. Pendeteksi kesalahan dan pengontrol pada bagian ini terjadi feedback dimana akan dilakukan penyempurnaan, pencarian kesalahan pengukuran antara lain : set point, control point, error, dan manipulated variable (jika diperlukan.)

d.    Set point adalah referensi atau input yang diberikan dan yang merupakan harga yang diinginkan untuk dihasilkan oleh proses.

e.    Control Variable adalah harga output proses yang dihasilkan.

f.     Error adalah selisih antara set point dan pengukuran.

g.    Manipulated Variable adalah Output dari kontroler dan ini adalah fungsi dari error.

h.    Sinyal Pengukur adalah Harga controller variabel sehingga dapat dibandingkan dengan set pointnya, sinyal ini kadang-kadang juga disebut control point.

Transmitter digunakan untuk mengubah besaran fisis yang merupakan hasil pengukuran menjadi suatu besaran fisis yang lain yang berupa sinyal yang dapat ditransmisikan. Ada beberapa transmitter yang dikenal yaitu :

a.    Pneumatic to Electronic Transmitter (P/E)

b.    Electronic to Pneumatic Transmitter (E/P)

c.    Differential Pressure Transmitter (d/P)

d.    Temperature Trasmitter

Sinyal Pneumatic yang digunakan adalah 3-15 Psi; Sinyal Arus Listrik adalah 4-20 mA atau 10-50 mA; Sinyal Tegangan Listrik adalah 1-5 VDC atau 0- 10 VDC.