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.

Fungsi Instrumentasi Pada Industri

Fungsi instrumentasi pada industri sangatlah penting, bias dikatakan bahwa instrumentasi adalah bagian integral dari industri karena tidak ada suatu industri tanpa menggunakan instrumentasi. Suatu Industri yang makin komplek maka instrumentasi yang diperlukan juga makin komplek.Hal ini berkaitan engan jalannya proses produksi pada industri tersebut dimana ketepatan dan keakuratan hasil menjadi hal yang utama.

Sebagai contoh dalam pengolahan material, ada banyak variable-variabel yang mempengaruhi proses tersebut. Untuk suatu proses nilai (harga) dari variable-variabel ini sudah ditentukan pada saat designnya,jadi jika pada saat proses variable-variabel ini berubah harganya maka jalannya proses tidak seperti yang direncanakan sehingga hasilnyapun tidak seperti yang direncanakan (kualitasnya).

Pada dasarnya instrumentasi mengendalikan proses pengolahan industri yaitu mengendalikan variable-variabel proses agar selalu berada dalam nilai-nilai yang telah ditetapkan sebelumnya.

Sistem yang tak kalah pentingnya yaitu sistim instrumentasi yang disebut safe guarding system yaitu suatu system instrumentasi yang berfungsi mendeteksi variable-variabel proses yang berhubungan dengan peralatan proses, apabila variable-variabel tersebut tidak terkendali dan membahayakan peralatan proses maka system akan menghentikan poses dari pada terjadi kerusakan pada peralatan proses. Sistem safe guarding sangat penting dalam industri untuk menjaga terhadap bahaya-bahaya kebakaran atau kerusakan peralatan lain sepertimotor-motor listrik, mesin turbin dan peralatan proses yang lain.

Yang termasuk safe guarding system antara lain :

1. Safety valve

2. Relief valve

3. Alarm system

Peralatan pengolah limbah, pendeteksi polusi udara

1. Gas detector

2. Flame cell

3. Dll.

Oleh karena itu instrumentasi sangat penting dalam industri untuk menjaga keamanan.