Mechanical Completion; the Way to Pre-Comm/Comm

At least two persons I found, they have statement and question why there is only mechanical completion before pre-commissioning and commissioning in EPC project? Why didn’t we come up with electrical completion, piping completion, process completion or instrument completion as well? Why do we talk about mechanical only?. Who did define the meaning of mechanical completion and what kind of activity is going to do? I believe there are many differences on people understand and opinion about mechanical completion, pre-commissioning, and commissioning, it will depend on company they have been working.

Mechanical Completion Handbook, A. Dynowski, dari Omega mendefinisikan Mechanical Completion means all checking, verification and testing of fabrication, construction and installation work performed by the respective contractors & sub-contractors in order to confirm that the applicable Rules, Regulations, Codes & Standards are being met and that the Project requirements as shown on the design drawings and outlined in the specifications are fulfilled. The system shall be preserved and ready for Commissioning when Mechanical Completion is completed.

Definisi yang menjadi acuan di EPC company tempat saya bekerja adalah Mechanical Completion is the stage when physical fabrication scope of work has been completed. It demonstartes that all structures, equipments, electrical, piping, and instrumentation have been installed in accordance with the applicable design drawing and specification and dry, static, non-operating test have been fully carried out. 

Suatu oil company di Australia yang pada saat artikel ini ditulis sedang membangun the biggest jacket platform in asia pacific memberikan cakupan aktivitas Mechanical Completion project-projectnya sebagai berikut:  Piping Hydrotest and Re-instatement (Flange Management termasuk di dalamnya), N2He leak test, Mechanical equipment allignment, Ductwork pressure testing, Insulation and continuity cable testing, Instrument and hydraulic tube pressure testing, Hydraulic tube cleanliness flushing, Instrument calibration, Relief & Safety valve pop testing and certification, Control Valve dan shutdown valve calibration dan  tagged devices and equipments installation acceptance.

Dari tiga acuan di atas tampaknya sudah bisa diambil kesimpulan bahwa Mechanical Completion adalah multidiscipline construction, installation acceptance and non-operating test acceptance of oil & gas facility construction work. Jadi terminology MC digunakan untuk seluruh discipline engineering ketika sudah mencapai phase mechanically complete. Menurut referensi yang penulis miliki dan pengalaman international project selama ini, mechanical completion berbeda dengan pre-commissioning. Mechanical completion adalah aktivitas sebelum pre-commissioning. Mechanical completion adalah aktivitas finishing dari construction work, nah sedangkan pre-commissioning adalah aktivitas testing permulaan sebelum commissioning pada “operating energized state” untuk setiap individual discipline dan individual tagged device atau equipment.

Perbedaan pendapat tentu saja masih terjadi tentang aktivitas project finishing pada paragraf-4 di atas termasuk sebagai MC atau pre-comm. Salah satu contoh adalah aktivitas hydraulic cleanliness flushing pada paragraf-4 digolongkan sebagai MC. Tetapi ketika saya membaca majalah Offshore, edisi November 2009, Andrew Bartlet dalam artikel Practical consideration for marine hydraulic control system on FPSOs memasukkan aktivitas flushing tersebut sebagai kegiatan pre-comm/comm. Which one is true? Well, we shall back to project contract agreement if we get  unsolved dispute. 

Mechanical Completion dijalankan dengan cara melakukan aktivitas inspeksi dan test untuk setiap individual piping test pack, tagged device dan equipment  tiap-tiap discipline. Inspeksi dan Test tersebut direcord ke dalam MC-ITR. Kumpulan dari beberapa MC-ITR, beberapa discipline yang menunjang proses tertentu dikumpulkan menjadi sub-system MC acceptance. Kumpulan dari sub-system dikumpulkan menjadi MC system acceptance. Discipline yang tidak ikut secara langsung telibat dalam oil & gas processing yaitu structural, painting, marking, dan coating menggenerate MC berdasarkan area acceptance as agreed.

Pembagian system/sub-system menjadi hal yang krusial pada mechanical completion phase. System/sub-system MC harus didevelop dari commissioning point of view, bukan dari construction point of view. System / sub-system berisi boundary (system/sub-system limit) yang diperlukan untuk menjalankan suatu fungsi operasi tertentu pada platform. Contoh system-system tersebut adalah Power Generation System, Diesel Fuel System, Instrument Air System, Control System, Heating Medium System, etc.  Commissioning Engineer harus sepenuhnya 100% mengetahui setiap equipment, instrument, wiring, piping, valve, pompa, motor, MCC, dan control yang digunakan oleh suatu system. Dari pemahaman tersebut maka akan dikeluarkan mark-up pembagian system/sub-system drawing dengan berbasis kepada P&ID untuk instrument, piping, dan mechanical, single line diagram untuk electrical, lay out atau schematic drawing untuk f&g, telecomm, paga, dan control system. Mark-up drawing untuk non-tagged device / non-equipment sistem proses i.e. structural, painting, coating, & marking mark-up drawing berdasarkan lay out drawing system/sub-system area acceptance yang telah disepakati.

Setiap detail test pack no untuk piping dan tagged item untuk mechanical, electrical, instrument, telecomm, dan paga dilist untuk diassignkan MC-ITR yang tepat dan dikelompokkan ke dalam system/sub-system. Puluhan ribu data didapatkan, untuk mengolah puluhan ribu data tersebut dengan setiap tagged item bisa diassign satu atau lebih  MC-ITR maka computerized database system harus digunakan untuk mengontrol mechanical completion. Contoh dari computerized MC database adalah PIMS yang bekerja under microsoft access sebagai salah satu bentuk Completion Management System (CMS).

Prioritas penyelesaian mechanical completion juga harus disusun berdasarkan commissioning point of view. Contoh: jika ada system-system berupa Instrument Air System, Diesel Fuel system, Heating Medium System, Control System, Power Distribution System dan Power Generation System maka system mana yang hendak diselesaikan terlebih dahulu?  Construction point of view tentu akan mendasarkan pengerjaan konstruksi berdasarkan fabrication sequence, available material, accessibility, dan mungkin saja pada pekerjaan yang menghasilkan banyak progress report dengan productivity yang bagus. Mechanical completion akan  memiliki cara pandang berbeda. Penyelesaian pekerjaan konstruksi harus berdasarkan  operation system dependency. Misalnya Power Generation system diselesaikan oleh construction team secara sempurna terlebih dahulu sementara diesel fuel system diabaikan penyelesaiannya karena lokasinya selalu dibaricade (ada blasting tak selesai-selesai katanya). Sampai step ini generator akan selesai percuma, karena system bahan bakar solar (diesel fuel) yang  diperlukan generator untuk running belum terselesaikan, sehingga commissioning tidak bisa dilakukan. Diesel fuel system kemudian dikejar untuk diselesaikan dan selesai, tetapi ternyata instrument air system dan electrical distribution system terabaikan lagi, maka diesel fuel system selesai percuma juga. Sehingga pembagian system dan prioritas mechanical completionnya harus berdasarkan evaluasi proses operasi dari system/sub-system dan dependencynya. 

Untuk contoh system-system diatas maka electrical distribution system (one of HV, LV, or Small Power distribution saya lupa yang mana untuk air compressor) harus selesai terlebih dahulu dengan feeding berupa temporary generator. Ketika electric power sudah ada maka dapat digunakan untuk menggerakkan air compressor sehingga instrument air system harus dicommissioning pada urutan ke-dua. Bersamaan pada urutan ke-2 (karena power sudah available) kemudian control system harus mechanically complete dan dapat dicommissioning. Electric power sudah ada, instrument air sudah ada, control system sudah ada, maka diesel fuel system harus dikejar untuk mechanically complete. Untuk merunning diesel fuel system maka ada pompa dengan motor yang memerlukan listrik (sudah ready), ada valve yang memerlukan instrument air (sudah ready) dan instrument yang memerlukan signal control (sudah ready), nah diesel fuel system bisa dicommissioning. Pada phase ini platform sudah memiliki diesel fuel, instrument air, control system, temporary electrical power. Dengan demikian syarat perlu untuk menjalankan power generation system sudah dipenuhi maka system ini boleh dikejar untuk mencapai mechanical completion. Jadi prioritas penyelesaian mechanical completion adalah berdasarkan sequence dan dependency kebutuhan untuk merunning suatu system.

Nova Kurniawan

Mechanical Completion & Commissioning Coordinator EPC Project

The Marriage of IC & IT

The marriage of  IC & IT few decades ago was like thunder in the mid day (geledek di siang bolong). Who did fall in love in the first? IC loved IT first or IT loved IC when they met in control room for the first time. I believe IT loved IC first and want to get involved with her. Day by day IC saw that IT was serious for coloring her live with more and more sophisticated technology then IC felt she wanted to share her life together. IC is Instrumentation and Control and IT is Information Technology, they got married and deliver a baby which enhanced the integration of control system, database system, and information system.

Ketika saya bergerak memahami IC dari konsep-konsep sensor, pengukuran (instrumentasi), kontrol, kemudian dihadapkan pada komunikasi antar komputer maka seperti bertemu geledek di siang bolong. Lain halnya dengan mereka yang sudah terbiasa dengan komputer network, familiar dengan interface komunikasi dari PC ke PC, familiar dengan sistem database, familiar dengan internet, intranet, LAN, WAN, TCP/IP dan lain sejak kuliah maka bukan menjadi penghalang bagi mereka. Justru pernikahan ini menjadi bulan madu bagi mereka untuk lebih eksis di dunia instrumentasi dan kontrol.

Arsitektur integrated sistem kontrol dari RockwellAutomation dibawah ini menjadi gambaran bahwa dunia IC memang harus kawin dengan dunia IT:

 

Beberapa teman di EPCI berpendirian bahwa scope kerja seorang instrument engineer adalah dari lapangan sampai ke marshalling cabinet. Dengan kata lain mereka berpendapat bahwa tanggung jawab instrument engineer adalah hanya instrument yang dihubungkan oleh hardwire cable (Lo-Level Communication). Sedangkan komunikasi internal kontrol room, antar kontroller dengan digital communication merupakan tanggung jawab sistem engineer / PLC engineer / DCS engineer. Well, menurut saya instrument dan kontrol merupakan satu kesatuan. Instrument diperlukan untuk melakukan kegiatan monitoring dan pengontrolan. Jika pengetahuan tentang kontrol menjadi out of instrument engineer knowledge maka pemahaman holistik tentang dunia I&C akan susah untuk didapatkan.

Komunikasi antar kontroler (hi-level communication) pada IC system sepenuhnya mengaplikasikan information technology. Sebagai orang yang sama sekali tidak tahu tentang dunia IT, saya ingin mencoba belajar sambil menulis dari teori-teori yang paling dasar tentang komunikasi antar PC or controller berbasis komputer. Hal yang paling mendasar agar kontroler dapat berkomunikasi secara digital adalah protokol komunikasi. Protokol komunikasi adalah suatu set metode aturan untuk mengirim dan menerima data yang meliputi signaling method,  authentication, error detection yang dijalankan melalui suatu communication channel (wikipedia). Konsepsi tersebut secara fisik melahirkan, tipe kabel untuk komunikasi digital, tipe port (colokan) pada komputer/kontroler, komputer itu sendiri dan software untuk menerima/membaca/menampilkan  atau untuk dikirim menjadi signal. Protokol komunikasi yang paling tenar tentu saja adalah internet protocol. Sedangkan dunia industri melahirkan protokol-protokol komunikasi yang lain yang seringkali merupakan trade-mark dari suatu manufacture atau bisa pula merupakan open-protocol yang tidak dimiliki oleh satu manufacture saja tetapi dipakai bersama.

Ketika ingin belajar sistem kontrol dengan IT-nya interface maka konsern saya pertama kali adalah bagaimana merubah signal 4-20 mA (Lo-Level communication) di I/O module menjadi data digital yang bisa diolah oleh computer. Bagaimana proses digitasi 4-20 mA sehingga bisa dibaca controller / computer? Nah lo dimana referensinya? Harus mendalami dasar-dasar tentang sinyal dulu yang pengen belajar. Adakah ADC, Multiplexed dll? Apa bisa kerja jadi instrument engineer tanpa memahami itu? Menurut saya bisa-bisa aja, yang detail mikirin beginian kan orang-orang fabrikan di jepang, amerika, dan eropa.  Is it?

Setelah menjadi data digital, hendak diapakan data tersebut?. Untuk keperluan control system data tersebut dicall menjadi data input untuk kemudian diolah melalui suatu mathematic function block untuk dihitung kemudian dikirim ke module output untuk diubah kembali menjadi data analog. Untuk operator interface semua proses pada control system harus ditampilkan secara visual pada monitor.  Analogi yang kita pake  CPU di meja kita ditampilkan di monitor melalui komunikasi serial dengan port RS-232 . Nah, bagaimana dengan komunikasi system control cabinet dengan workstation or operator station?.

Yokogawa control system menghubungkan network antar control mereka melalui protocol komunikasi yang mereka sebut Vnet/IP. 

Saya pernah dapet masalah ketika Tugas Akhir pada waktu kuliah bahwa Vnet (dulu saya kenalnya VL-net, generasi sebelumnya kali?) tidak bisa dideteksi oleh software CS1000. Kirain ada driver khusus yang harus diinstall. Ternyata software CS1000 tak perlu driver2an tinggal ngeload saja. Memang deh untuk sistem-sistem kontrol begini gaptek bener deh.

Apalagi nama-nama system atau equipment dari RockwellAutomation  yang berikut, saya benar-benar asing dan cuman pernah liat dan mencium baunya waktu commissioning. Oh ya plus pernah mencet tombol and  nyalain circuit breakernya tentu saja.

Device Net (?)

ControlLogix (?)

MicroLogix (?)

Demikian juga nama-nama yang ada di dunia control system yang berinterface dengan IT. Saya tidak pernah sepenuhnya terjun atau bekerja atau mendalami dunia IT dari control system ini cuman sekedar pernah mencium baunya beberapa (tidak semua).

Ethernet TCP/IP (?)

Server (?)

Bridge (?)

Firewall (?)

OPC (?)

Radio Modem (?)

ControlNet (?)

Wah tampaknya saya harus bekerja pada perusahaan yang hands-on operate and troubleshoot semua system di atas agar bisa membuat deskripsi. Could anybody give me job on this topic please? Hehe Thanks.

Nova Kurniawan

An Engineer working at J Ray McDermott

Instrumentation & Control; An Evolution

History is a great art, a great benefit for live human lesson learned; Ibnu Khaldun told us. The history is not only important for discussing about past war, kings step-up and step-down, occupations, politics and religions. History should tell us how was technology discovered? how was technology’s evolution process, how could technology save people and get better life?, how was it made?. If Charles Darwin said “The Origin of Species; by Means of Natural Selection” then we could say “The Origin of Instrumentation and Control; by Means of Technological Selection”. By these words, the Instrumentation and Control Evolution term has been proudly presented.

Komodo dapat digolongkan sebagai reptil purba yang dapat bertahan terhadap seleksi alam.  Tidak ada salahnya juga disebut bourdon gauge dan pneumatic system yang masih ada di industri modern sebagai instrument purba yang dapat bertahan terhadap seleksi teknologi. Mereka bertahan karena kehandalan mereka, robustness, safety dan belum ada yang bisa menggantikan. Evolusi instrumentation and control dimulai pada era 1930-an sampai 2000-an, hal ini diungkapkan dalam kumpulan artikel Maintenance of Instrumentation and Control (editor: Lawrence D. Goettsche).

1930-an (dan sebelumnya kalee)

Pada tahun 1938 majalah Chemical Processing mengangkat isu sebaiknya mekanisme kontrol dilakukan secara terdistribusi ke seluruh area plant. Local gauge seperti pressure gauge, temperature gauge, flow gauge, level gauge terdistribusi ke seluruh plant yang hendak dimonitor. Operator akan melihat secara visual nilai proses pada local gauge dan akan melakukan adjustment pada valve secara manual untuk mencapai set-point pada local gauge.  Control panel juga mulai dipakai dan diletakkan di dekat sensing point. Control panel hanya berisi indikator dan recorder.

1940-an

Penggunaan pneumatic control sudah mulai dikenal pada dekade ini. Teknisi dituntut untuk memiliki pemahaman lebih dalam tentang pneumatic process control. Istilah proportional, integral, derivative, sensor, dan final element menjadi kosa-kata bagi mereka.  Sensor-Controller-Final Element semua diletakkan secara terdistribusi di lapangan. The real DCS sebenarnya adalah pada fase pneumatic control ini. Karena setiap loop memiliki sensor-controller-final element masing-masing terpisah dengan loop yang lain. Pada akhir 1940-an mulai timbul ide untuk mengumpulkan semua informasi dari lapangan dan perintah aksi ke lapangan secara terpusat dari suatu unit control panel tertentu. 

1950-an

Kontrol board sudah mulai dikenal dengan transmisi signal pneumatic 3-15 Psig pada awal 1950-an. Why was 3-15 Psig used? Semua tubing-tubing signal masuk dan keluar dari dan ke kontrol panel membawa signal menuju lemari-lemari panel. Ribuan analog indicator, recorder, dan controller ditampilkan pada kontrol panel. Pada masa ini seorang teknisi dituntuk untuk betul-betul memahami teori sistem pneumatic dan kontrolnya.

Pada pertengahan 1950-an teknologi instrumentasi elektronik datang ke dunia persilatan. Tetapi teknologi ini gagal memenangkan pertarungan pada arena persilatan Petrochemical dan Petroleum. Tampaknya mereka hanya membawa teori elektrik, tanpa membawa teori bagaimana untuk menghilangkan spark (percikan api) yang keberadaanya diharamkan pada lingkungan petrochemical dan petroleum.

Akan tetapi nampaknya pneumatic system masih belum bisa tergantikan oleh switch dan relay untuk analog continues process control. Yaitu sistem kontrol yang tidak sekedar on-off tetapi continues process control yang berujung kepada aksi throttling kepada control valve.

Pada akhir 1950-an seorang instrument technician harus mulai menambahkan pengetahuan tentang electronic dan electricity. Relay-relay, timers, dan sequencers berisi rangkaian elektronik untuk process control muncul pada era ini untuk menjalankan fungsi interlocking dan sequencing. Dan pneumatic system sedikit mulai “terusir” dari dunia dari dunia kontrol diskret.

1960-an

Komputer digital untuk pertama kali muncul di kontrol room sebagai data logger untuk menyimpan data. Kemudian konsep untuk menjadikan komputer digital sebagai alat kontrol terpusat mulai muncul pada periode ini.  Komputer terpogram yang disebut PLC muncul untuk menggantikan relay-relay logic, timer, dan sequencer. Tipe-tipe pengontrolan yang bersifat diskrit on-off  dapat dilakukan oleh PLC. Pneumatic system mulai banyal “terusir” dari dunia diskrit on-off. 

Tetapi lagi-lagi analog continues regulatory process control yang harus menggerakkan control valve untuk melakukan throttling secara analog masih dipercayakan kepada  pneumatic system. Throttling secara kontinue pada control valve dengan pneumatic system masih terlalu powerfull untuk digeser oleh fully electric system.

1970-an

Pada pertengahan 1970-an penggunaan komputer yang disebut sebagai Digital Direct Control (DDC) secara terpusat di control room mulai menjadi trend. Ribuan signal kabel masuk ke kontrol room menuju satu komputer ‘raksasa’ yang akan menjalankan fungsi interlocking, sequencing, timer atau fungsi-fungsi control on-off yang bisa (biasa) dituliskan ke dalam ladder diagram.  Apakah ladder diagram bisa digunakan untuk continues process control berbasis PID? (saya belum bisa membayangkannya).

Penggunaan I/P positioner mulai dikenal pada periode ini. Artinya analog control sudah mulai dipercaya untuk dikawinkan dengan pneumatic system. Transmitter analog dengan process control analog berbasis PID untuk menggerakkan control valve berbasis pneumatic dengan interface I/P positioner.

DCS pertama kali datang ke dunia persilatan adalah pada periode ini oleh Honeywell dan Yokogawa. Setelah euforia sistem instrumentasi dan kontrol terpusat pada komputer raksasa yang disebut DDC, DCS berusaha menawarkan kembali konsep konsep pengontrolan terdistribusi. Artinya tidak hanya satu prosesor yang menghandle sekian ribu I/O akan tetapi didistribusikan melalui controller yang disebut microprocessor-based controller. Dalam satu rack cabinet terdapat banyak controller yang disebut sebagai microprocessor-based controller. Setiap controller dibatasi hanya menghandle 8 loops control.  Satu controller fault hanya mengakibatkan 8 loops error. Bagaimana kalau DDC yang menghandle ribuan loops mengalami fault, maka ribuan loops akan mengalami error.

Ada yang mengatakan bahwa DCS yang secara sempurna dapat dipercaya untuk menghandle continues process control / analog control. Karena PLC dengan ladder diagramnya dianggap secara sempurna menghandle on-off control. Sehingga DCS selain menawarkan konsep distribusi juga bisa dianggap sebagai evolusi dari pneumatic controller. Meskipun interface dengan pneumatic masih diperlukan pada control valve sebagai final element. Tetapi pada sisi transmitting semua mostly bertransformasi fully electric signal. Pneumatic system secara massive “terusir” dari dunia continues process control (analog).

Monitor mulai tampil dicontrol room sebagai operator interface, bukan hanya sebagai data logger. Operator Interface kemudian dikenal sebagai MMI or HMI. 

Dengan semakin komplekya disiplin instrumentasi dan kontrol yang memerlukan kecakapan yang luas dari berbagai ilmu; pneumatic, hydrolik, electric, process, sensor, electronic, computer (IT) maka Instrumentation and Control mulai dipandang sebagai disiplin baru yang secara khusus harus berdiri sendiri disebuah perusahaan.

1980-an

Paruh pertama 1980-an interaksi instrument dengan dunia computer sebagai operator interface semakin intense. Perkembangan pada periode ini adalah membuat bagaimana operator interface semakin user friendly dan look nice.

Paruh kedua 1980-an adalah periode dimana diagnostic untuk field instrument dilahirkan. Hardware and software failure report, error message, reportable events, dan perubahan konfigurasi field instrument secara online adalah produk-produknya. Bersamaan dengan adanya kebutuhan itu maka protocol komunikasi HART dilahirkan. Semua report diagnostic; failure report, error, dan lain-lain dikirim melalui protocol komunikasi HART. Pengiriman data diagnostic melalui signal digital yang ditumpangkan ke signal analog 4-20 mA adalah pengertian HART system. 

1990-an

Perkembangan instrumentasi dan kontrol pada dasawarsa ini adalah seiring dengan perkembangan dunia IT, intranet, internet dll. Seorang I&C engineer dipaksa untuk makin lebih expert tentang hal-hal yang berbau IT yang sebelumnya jarang terdengar seperti; server, Object Linking Embedded, OPC, mungkin ada yang lain lagi. I&C engineer membuka cabang expertises sebagai Control System Engineer bagi mereka yang mempunyai kekuatan pada bidang ini. Dengan semua bekal itu control system system “diwajibkan” untuk bisa saling berkomunikasi dengan company management information system. Data produksi kritikal dilapangan bukan sekedar hanya untuk konsumsi teknikal kontrol room akan tetapi juga sudah menjadi informasi bisnis yang diperlukan oleh manajemen.

Sejalan dengan makin perkasanya dunia IT dengan komunikasi digitalnya, maka trend komunikasi digital hendak dibawa ke lapangan. Field instrument wiring tradisional 4-20 mA ingin dijadikan sebagai suatu network komunikasi sebagaimana komunikasi antar PC pada suatu intranet network. Maka lahirlah barang baru di dunia instrumentasi dan kontrol yaitu Fieldbus. Setiap instrument di lapangan sebagaimana PC memiliki address. Dan berkomunikasilah mereka secara digital satu sama lain. Bukan sekedar komunikasi, fieldbus dipersenjatai function block mengekseskusi PID control. Sayangnya sebagaimana komputer network, kalau ada masalah ngehang atau network error agak susah benerinnya. Makanya safety control system belum diaplikasikan fieldbus system.

2000-an

Apakah milestone I&C pada tahun 2000-an? I haven’t seen yet because no vendor invited me to join their seminar on new technology on the last 5 years . So I don’t know yet what news in I&C worlds.

Nova Kurniawan

I am working as Instrument Engineer at EPCI company

Loop Control; The Moral Story

This is just a sleeping story for a kid before they fly on their dream. A kid is dreaming; he is watching a line of pipe with a very simple loop. It has a control valve (FC-Linear) on the upstream and flow transmitter on the downstream. The kid then open the valve manually to 50% and he is watching the flow gradually increase to 50% of max flow on the transmitter display. It’s gradually change, it is not suddenly.

Above is very simple loop that every engineer knows about it. But the question then how if the kid is asking below question:
1. The flowrate in the line is changing gradually from zero to final constant value 50%, it’s like mathematic function isn’t it? what is this called?
2. When I opened the valve already I notice a few second, the transmitter was still showing zero flow. What is this called?
3. Is the differential equation working on this? What order is this?
It’s just the way how the kid enlightening his daddy to never forget his GURU when he was taught in school and university to see how the God is running the universe through sciences. Selamat Hari Guru.

Fenomena di atas adalah fenomena instrumentasi dan kontrol yang paling simple dijumpai di pekerjaan. Pertanyaan di atas semoga menggugah hati kecil bahwa di balik penampakan barang (yang mungkin sudah busuk karatan di lapangan) itu ada hubungan ilmu yang sudah diajarkan sejak SMA hingga kuliah seperti turunan matematika, fungsi step, fungsi eksponensial, dead time, persamaan orde sekian, dan mungkin masih banyak lagi kalau dibongkar elektronik dan mekanikalnya.

Sebuah control valve (FC-Linear) dibuka secara manual, fluida yang mengalir ketika ia dibuka memerlukan waktu untuk sampai di transmitter, waktu mati tanpa respon itu disebutlah sebagai dead time. Proses perubahan flowrate yang dibaca oleh transmitter dari 0 berlangsung secara timely gradual menuju nilai flow konstant (50% max flow) akan mengikuti suatu fungsi yang bersifat eksponensial. Kalau perubahan dari 0 menuju 50% max flow berlangsung tanpa selang waktu maka ia mengikuti fungsi step. Tetapi fungsi step murni tidak mungkin terjadi di dunia karena setiap kejadian di dunia memerlukan selang waktu meskipun 0,0000000000000000000001 detik sekalipun. That’s why hikmah kenapa Tuhan sering bersumpah atas nama waktu, dan ilmu fisika tak akan pernah lepas dari yang namanya waktu. Menurut penulis fungsi step murni hanya ada dalam matematika SMA, tapi dalam dunia nyata fungsi step dapat direpresentasikan sebagai fungsi yang bersifat exponensial. Termasuk juga fenomena perubahan flowrate yang dibaca oleh transmitter tersebut. Guru matematika SMA tentu sudah bercerita bilangan ‘e’ itu berapa dan dari mana asalnya (anybody remember? I forgot already the story).

Dinamika proses yang mengikuti fungsi step bersifat exponensial merupakan ciri utama dinamika proses orde satu. Disebut orde satu karena ketika fungsi tersebut diubah ke bentuk lain dengan operator persamaan Laplace maka akan menjadi persamaan differensial orde satu. Persamaan ini menggambarkan turunan pertama dari flowrate yang dibaca oleh transmitter terhadap waktu akibat perubahan nilai flowrate yang dilewatkan control valve. Hubungan antara flowrate yang dilewatkan oleh control valve dengan flowrate yang dibaca oleh transmitter merupakan hubungan proses input dan output melalui suatu fungsi yang disebut sebagai fungsi transfer. Ketika dirumuskan secara matematika maka fenomena alam pada loop di atas awalnya adalah sebagai berikut:
Ft-Fto = K(Fv – Fvo)(1 – e^(-t/T))
Kalau Flow pada transmitter mula-mula (Fto) adalah 0, dan Flow pada valve mula-mula (Fvo) adalah 0 juga maka persamaannya menjadi:
Ft = K.Fv.(1-e^(-t/T))
Persamaan di atas adalah persamaan perubahan flowrate Ft mengikuti fungsi step exponensial sebagai representasi perubahan flowrate yang dibaca transmitter terhadap waktu t. Ketika waktu t = T maka persamaan akan menjadi:
Ft = K.Fv. (0.632)
Artinya adalah nilai 63.2% dari maksimal flowrate yang dibaca transmitter. Sehingga T didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh flow pada transmitter menuju nilai 63.2%. Nilai T yang disebut sebagai Time Constant ini hadir untuk mempermudah proses penghitungan ‘e’ exponensial karena t/T=1. Namun akhirnya menjadi sebuah Konstanta Waktu wajib untuk menuliskan persamaan orde satu. Ketika t=T maka output akan menghasilkan 63.2% dari maksimal output.

Persamaan ini hanya akan mendapatkan Ft = K.Fv. (1) pada nilai konstant ketika t = tak hingga. Padahal dalam kenyataanya untuk menuju nilai final yang konstan dan steady tidak perlu t = tak hingga (ini adalah kelemahan matematika mentransformasi kejadian fisis). Pada saat nilai Ft sudah konstan maka:
Ft = K.Fv
Nilai K adalah faktor pengali flow input terhadap flow output. Flow output (Ft) adalah flow yang dibaca transmitter dan Flow input (Fv) adalah flow yang dilewatkan melalu control valve. Maka nilai finalnya adalah sama karena pada line yang sama sehingga untuk proses ini faktor pengali gain proses K = 1.
Semua yang diuraikan di atas awalnya merupakan persamaan differensial orde satu:
T(dFt/dt)+Ft = K.Fv

Ini seharusnya mudah dibayangkan karena input dan output proses adalah sama yaitu flow. Ketika transmitter di atas diganti dengan Pressure Transmitter atau Temperature Transmitter maka persoalan akan menjadi lebih ribet. Input proses tetap flow karena pada prinsipnya kerja kontrol valve adalah mengadjust aliran yang lewat. Seluruh control valve, meski dinamai sebagai PCV, LCV, TCV, dll prinsip kerjanya adalah meregulate aliran, that’s it. Nah pada line di atas apakah hubungan antara perubahan flow (input proses) dengan perubahan pressure (output proses)? juga dengan temperature (output proses)? Apakah juga linear? Kalau linear maka orde satu lah dia dan controllabilitinya jelas. Kalau tak linear maka orde dua ke-atas perlu lebih di dalami dan kontrolabilitinya menjadi semakin runyam.

Penentuan suatu loop control yaitu mana variable yang hendak dimanipulate atau diregulate dengan control valve untuk membawa proses variable menuju set-point yang diinginkan harus benar-benar menggunakan evaluasi controlability. Jika contoh model loop seperti di atas dipaksakan untuk mengontrol temperature fluida yang dilewatkan di line tersebut maka akan menjadi perntanyaan besar; apakah hubungan antara temperature dengan flow pada line yang sama tersebut? Percuma sekali ketika hubungannya tidak diketahui dan tidak bisa dipetakan digunakan untuk mengendalikan temperature.

Ketika controlability proses sudah bisa dipetakan pada orde satu dan dikuasai maka penerapan fungsi kontrol PID dan strategi tuningnya bisa terpetakan dengan baik.  Ilmu tuning kemudian harus berbasis kepada pemahaman dinamika proses.  Dengan memahami perilaku proses maka untuk mendapatkan controlled variable, engineering sense mengatakan berapa besar control valve akan terbuka, maka gain bisa diramalkan dan dimasukkan bukan trial and error. Ketika kemudian terjadi offset maka berapa kali per menit komponen integral mere-calculate aksi gain tsb, dlsb. Tuning PID semoga menjadi novel pada blog ini pada edisi berikutnya.

Nova Kurniawan

An Engineer who is working for J Ray McDermott

IS; Intrinsic Safety; Intrinsically Safe

I wrote this topic because I don’t know much about it. I call all ideas from my friend to come and join and share idea about this topic. We didn’t find it in school (even the words) but you would find it in the first day when you are working as instrument engineer. You will google it and find so many explanation in the internet. I did this before and it was not easy to compile it become comprehensive understanding about IS. For construction purposes when you are dealing with E&I Inspector in fabrication yard you need only to remember 2 words about IS; segregation and blue heathshrink. For basic understanding purposes I will make below note:

Sebuah buku yang menyebut dirinya sebagai Industrial Automation Pocket Book dengan mencontek dari IEC 60079-11 mendefinisikan IS Intrinsic Safety sebagai:

” Suatu sirkuit rangkaian listrik tertutup apabila menghasilkan spark (percikan) dan menimbulkan panas pada kondisi normal atau kondisi fault (konslet) tidak cukup memiliki kemampuan atau energi untuk menimbulkan ignition (nyumet/penyalaan api) pada explosive gas / dust di  atmosfer.”

Sehingga basic prinsiple dari IS system adalah pembatasan energy yang menimbulkan spark / panas pada electric circuit di lingkungan hazard, dibatasi pada tingkat energy yang tidak dapat menimbulkan ignition. Berdasarkan fire-triangle apabila oksigen, flammable gas, dan ignition ada pada satu titik maka terjadi kebakaran. Atmosfer  fasilitas oil & gas yang mengandung flammable gas secara continues, tidak continues tapi sering terjadi, tinggal menunggu ignition saja maka akan terjadi explosion / ledakan karena oksigen sudah berada di sana. Jika ignition dapat dikendalikan/dihilangkan maka segita-api tidak akan bertemu dan engaged menjadi ledakan. Ignition dihilangkan kemungkinannya dengan cara membatasi energi pada electric circuit yang dapat menimbulkan spark dan panas.

Energi apanya yang dibatasi?

Saya tidak tau apakah terminologi IS ada di high voltage & low voltage electrical power system. I don’t know. Sependek yang saya tau terminologi ini hanya ada di instrumentation system dengan electric signal and 24 VDC power. Tetapi kemudian timbul pertanyaan , bahwa dengan instrumentasi 24 VDC dan arus 4-20 mA apanya yang hendak dibatasi? Well, I don’t know the exact answer. Tetapi dari berbagai contoh tentang Intrinsically Safe circuit digambarkan pada sisi associated apparatus di Non-Hazardous Area (e.g. Control Room, Switch Room) selalu berinterface dengan electrical AC power. Sebagai contoh adalah relay-relay dan module power supplynya pada system / marshalling panel yang berinterface dengan electric power. Jadi Circuit IS harus benar-benar dapat membatasi current dan voltagenya akibat dari overcurrent dan overvoltage dari interface dengan electrical power tersebut. Pembatasan current dan voltage akan membatasi energi yang bisa menimbulkan spark dan panas.

Contoh IS circuit interface dengan relay:

Contoh interface IS circuit dengan Controller:

Intrinsically Safe Apparatus, Associated Apparatus, dan Intrinsically Safe Barrier

Intrinsically Safe Apparatus adalah instrument yang bekerja dengan elektrik “in which all circuits are intrinsically safe”. Contoh IS apparatus adalah transmitter. IS apparatus diinstall di Hazardous Area. Associated Apparatus adalah equipment yang dirinya sendiri tidak perlu IS, tetapi justru perlu mengontrol energy yang akan dikirim ke IS circuit. Associated Apparatus diinstall pada Non-Hazardous Area. Contoh Associated Apparatus adalah IS Barrier. Intrinsically Safe Barrier adalah suatu rangkain yang dipergunakan untuk membatasi energi yang akan dikirim ke IS circuit.

Bagaimana cara membatasi energinya?

Energi yang hendak dibatasi pada rangkaian listrik adalah voltage dan current. Komponen yang umumnya bisa dipakai untuk membatasi voltage agar tidak terjadi over adalah Dioda Zener. Komponen yang umumnya dipakai untuk membatasi current normalnya adalah resistor. Intrinsically Safe Barrier sependek yang saya tahu merupakan kombinasi dioda zener dan resistor. Dioda zener bekerja untuk memastikan bahwa associated apparatus menghasilkan maksimum allowable open circuit voltage (Voc) dan resistor bekerja menghasilkan maksimum short circuit current (Isc) allowable ke IS circuit. Namun demikian fuse masih perlu digunakan untuk memotong circuit jika terjadi short circuit / overcurrent.

Apa kriteria IS circuit?

Voc dan Isc dari associated apparatus sama dengan nilai maksimum voltage dan current yang diperbolehkan melewati IS menuju intrinsically safe apparatus yang memiliki Vmax dan Imax. Nilai Vmax dan Imax berdasarkan ignition curve dari partikel gas / dust yang ada di atmosfer hazardous zone / div.

Perhatikan dua block diagram di bawah dari ISA-TR12.2:

1. Evaluasi IS apparatus

Diagram block di atas maksudnya adalah tinjauan analisis kita pada intrinsically safe apparatus Vmax dan Imax (block sebelah kiri) yang nilainya ditentukan berdasarkan ignition curve flammable gas / dust group tertentu. Karena intrinsically safe apparatus mempunyai batasan Vmax dan Imax maka block sebelah kanan yang merupakan associated apparatus harus menyesuaikan dan menghasilkan Voc dan Isc yang lebih kecil sama dengan Vmax dan Imax. Lebih kecilnya tentu harus dengan pertimbangan bahwa instrument akan bekerja pada range 4-20 mA, +/- 24 VDC, menyala dengan power around 1 watt. Associated apparatus (IS barrier) yang di attach di kontrol kabinet harus memberikan minimum energi yang diperlukan instrument untuk bekerja.

2. Evaluasi Associated Apparatus

Block ini menunjukkan cara evaluasi IS circuit ditinjau dari associated apparatus. Ketika nilai Vmax dan Imax yang didapatkan dari evaluasi gas ignition curve pada zone tersebut diketahui maka kita akan mencari associated apparatus yang memenuhi. Associated apparatus yang kita pilih Voc dan Iscnya; apabila Vmax dan Imax lebih besar dari sama dengan Voc dan Isc associated apparatus tersebut maka circuit yang sedang ditinjau memenuhi syarat sebagai IS circuit. Syarat kapasitansi dan induktansi memiliki pengertian serupa.

Nova Kurniawan

Commissioning Engineer, J Ray McDermott, Batam-Indonesia

N-way Valves; Actuated Valves Accessories

If you have actuated valves (SDV, BDV, CV, On-Off), you would find small valves accessories sometime called 2-way, 3-way, 5-way valves with electric driven called solenoid or pneumatic pilot driven. The valve accessories will determine how the actuated valves cycles are working. N-way valves is not the actuated valves (SDV, BDV, CV) it self, but this is the small accessories to regulate the power which drive the actuated valve e.g. pneumatic or hydraulic. Some people made symbol on the valves which I didn’t know before. I want to write this as my own reminder.

3-Way Valves

Di bawah ini adalah contoh 3-way valve yang digunakan untuk melakukan aktuasi kepada valve yang bertipe on-off dengan spring actuator. Bisa berupa SDV, BDV, atau valve yang memang disebut On-Off Valve. Terdapat dua siklus yang bisa dimainkan oleh 3-way valve.  Siklus pertama untuk mendorong spring actuator, sikluas kedua untuk release gaya di aktuator.

3-way valve first cycle to stroke Single Actuated Valve

3-way valve second cycle to release Single Actuated Valve

Skematik dari 3-way valves di atas sebagai berikut:

Ada dua cycle yang dilambangkan sebagai dua kotak. Ada 3 port pada 3-way yang dilambangkan sebagai Port IN, Port Out, dan Port Vent. Skematiknya sbb:

Untuk menunjukkan line-line yang sedang terhubung pada kedua siklus maka 3-way valve dilambangkan sebagai:

5-Way Valves

5-way valve sering dijumpai untuk aktuate valve bertipe on-off dengan aktuator bertipe double acting. Setiap siklus ada aksi mendorong dan aksi membuang tetapi bergantian arahnya. Double acting valve tidak memiliki spring. 

If the accessories valve using 5-way valve yang diilustrasikan sebagai berikut:

5-way valve first cycle to stroke Double Actuated Valve

5-way valve second cycle to stroke Double Actuated Valve

 Untuk menunjukkan line-line yang terhubung pada kedua siklus, maka digunakan dua blok skematik diagram yang menunjukkan siklus pertama dan siklus ke dua.

Problem

Nah, sekarang dibalik, kalo kita memiliki skematik seperti dibawah ini maka bagaimana kita menggambarkan cara bekerjanya valve dibawah?

Nova Kurniawan

Instrument Engineer, I am working at J Ray McDermott

Total Gain in Close Loop

Somebody told me that he wanted to find a total gain in a closed-loop control system. He mentioned about he need to find Gain on Transmitter, Gain on Control Valve, Gain on The Control System, and Gain in the Plant to know whole system gain. Some of the gain on above items I’ve been familiar already; e.g. Gain in the Control System is very common you can manually adjust, change, and put in (as you want) in HMI. Gain in the Plant I pre-assumed that it shall be part of procress input-output relation, mathematically we called transfer function. Let’s say I changed 10% on process input then I would get 20% changing of process output in steady state; herewith I pre-assumed that  my gain is 2.  My process friend please help me on it.

However what is gain on transmitter? what is gain on control valves? It sounds good to discuss about it.

Definisi dari Gain adalah perbandingan perubahan output terhadap perubahan input. Gain di dalam control system didefiniskan sebagai perbandingan perubahan controller output terhadap controller input. Jika controller output berubah 100% oleh karena perubahan controller input 50% maka controller mempunya gain Kc = 2. Pada control system Kc akan bertandem dengan PB. Ketika Kc = 2 maka PB = 50% yang memiliki makna sebagai besar perubahan input yang menyebabkan controller output berubah 100%. Normalnya operator merubah gain dengan cara merubah proportional band.

Control Valve Gain; what is it?

Seorang penanya melalui email kepada saya mengatakan bahwa gain pada control valve bisa dicari karena ada rumusnya katanya. Rumus tidak ada artinya jika pengertian dari konsep yang diwakili oleh rumus itu sendiri belum bisa didefinisikan dengan jelas. Masih dengan definisi serupa bahwa gain adalah nilai perubahan output terhadap nilai perubahan input. Sekarang pertanyaannya adalah mana input-nya mana outputnya? Apakah inputnya adalah signal dari controller dan outputnya adalah travel dari control valve? Dengan demikian seandainya Gain =2, signal berubah dari 4mA-12mA maka control valve bergerak dari 0%-100%? I think it is not the way to define control valve gain. The signal relation to the control valve travel shall be linear. That’s why the control valve calibration need to do. Definisi control valve gain yang paling mendekati adalah “the magnitude ratio of the change in flow through the valve to the change of valve travel under actual process condition”. Yang dibandingkan adalah flow yang lewat terhadap travel. Flow yang melewati control valve sangat bergantung kepada geometry body, seat, dan plugnya control valve. Jadi gain control valve sangat bergantung pada karakteristik dari valve; quick opening, equal percentage, atau linear. Dibawah ini adalah contoh gain pada control valve dengan karakteristik quick opening. Maksimum gain-nya adalah 2.5.

Transmitter Gain; what is it? it sounds strange

And it is still strange. Transmitter should have no gain, shouldn’t it? The input of transmitter/ sensor is the process value and the output of transmitter is 4-20 mA signal. Changing in process value shall be linearly displayed and transmitted by transmitter to control room. Once again I assume no gain shall work in this instrument.

Nova Kurniawan

I am working at J Ray McDermott

DP Liquid Level; Once More

After a discussion with a friend who tried to adjust volume in his wet-reference leg LT, I think I need to make underline for DP type LT case that may cause many understanding. Probably I am wrong or pre-assumed that some people have different opinion, but sometime I found little bit dispute one another on below DP case. However let’s discuss about it although everybody has the same opinion.

Case#1

Above is DP type LT direct mounted to measure water in the tank. Which one gives higher pressure on the Hi-side of LT? A or B?

Case#2

Above is DP type wet reference leg level transmitter to measure a liquid in the vessel. Both wet reference legs A&B are filled with glycol at same level; 2 meters. On B-side they add addional leg by putting union tee,  so it will have totally 2 wet reference legs. The question is which one gives higher pressure on wet reference leg-side of transmitter? A or B?

Case#3

Above is still about reference legs with glycol liquid filled 2 meters for A & B. On A side they use 1/4″ tubing, on B side they use 1/2″ tubing. Which one give higher pressure on wet reference leg side of level transmitter? A or B?

My answer will be:

Case#1

The pressure on the Hi-side of LT A and B is the same.

Case#2

The pressure on Wet reference leg transmitter of A & B is the same.

Case#3

The pressure on Wet reference leg transmitter of A & B is the same.

We will have discussion if my blogger friends either do not believe it or may have different opinion. It is open for any opinion. I just want to make last statement that instrumentation is not only about electronic however sometime we need go back to physics theory as a basic where we stand on.

Nova Kurniawan

I am working at J Ray McDermott, I was graduated at Bachelor degree from ITB-Bandung

Instrument Thread Connection

Thread is never become a main concern of instrument engineer  (as I am =:p),  because the knowledge of thread connection is the expertise of mechanical engineer and or piping engineer since they are more familiar about “mesin bubut” to make the thread than any instrument engineers do. However sometime Instrument Engineer needs to specify and select the thread for instrument connection. I believe there are many type of threads connection used in industry. But please don’t think about it too much and try to find it. Just keep on mind two type of thread; they are parallel thread and taper thread as the most wonderful connection like babes.  You will  found those thread in instrument fitting catalogue (some people may see catalogue is the holy book of  instrument engineer. They couldn’t work if they missed it ). And also forget about hose connection type. If you need hose, ask the vendor to provide adaptor or convert their funny fitting to taper thread or parallel thread.

It will take few hours for instrument engineer in the first day when they jump into work to take a look closely to find out the abbreviation of NPT, BSP, SAE, ISO. Luckily they would get definition of NPT sometime is Nominal Pipe Thread, National Pipe Thread, or National Pipe Tapered. Which is the correct one? Unfortunately I don’t know. Don’t care about the abbreviation because I don’t think ISA care about it. Google may also give you information that BSP is Binary Space Partioning, but other friends may tell you BSP is British Standard Pipe. And google will have no wrong to provide you information that SAE is Society of Automotive Engineer means Engineers who are getting crazy about Formula 1. ISO is International Standards Organization, as far as my searching ISO is identically with BSP (CMIIW). (Just keep quite I don’t know about JIC).

Tapered Thread

Tapered means membentuk kemiringan. Jadi ketika kita melihat male thread connection mengecil dari pangkal ke ujunganya maka thread tersebut berbentuk taper. Kalau dari pangkal ke ujungnya justru membesar? Saya meragukan itu sebagai male fitting thread tetapi mungkin saja male yang lain.  Thread yang terkenal di katalog berbentuk tapper adalah NPT, BSPT.

NPT let say as National Pipe Tapered adalah thread berbentuk taper / miring yang merupakan amerika punya. Kemiringan thread ini dari pangkal ke ujungnya adalah 1 derajat 47 detik. Cekungan sudut yang dibentuk oleh gigi thread adalah 60 derajat. Ketika menggunakan fitting yang bertipe taper maka teflon tape atau sealant SWAK jangan pernah dilupakan karena wajib hukumnya.

BSPT let say British Standard Pipe Tapered adalah thread berbentuk taper / miring yang merupakan orang British punya. Kemiringan thread ini dari pangkal ke ujungnya adalah 1 derajat 47 detik. Cekungan sudut yang dibentuk oleh gigi thread adalah 55 derajat. Ketika menggunakan fitting yang bertipe taper maka teflon tape atau sealant SWAK jangan pernah dilupakan karena wajib hukumnya pula.

Parallel Thread

Parallel means berbentuk lurus. Jadi ketika kita melihat male thread connection lurus dari pangkal ke ujunganya maka thread tersebut berbentuk parallel.  Thread yang terkenal di katalog berbentuk parallel adalah SAE, BSPP. Metode parallel thread tidak boleh meninggalkan penggunaan 0-ring dipangkalnya. Tetapi parallel thread tidak memerlukan teflon tape atau SWAK.

SAE straight thread adalah thread berbentuk lurus yang merupakan amerika punya. Cekungan sudut yang dibentuk oleh gigi thread adalah 60 derajat. Di pangkalnya dipasang o-ring sebagai sealant yang akan mengunci dengan female threadnya.

BSPP let say British Standard Pipe Parallel adalah thread berbentuk lurus yang merupakan orang British punya.  Cekungan sudut yang dibentuk oleh gigi thread adalah 55 derajat. Di pangkalnya dipasang o-ring sebagai sealant yang akan mengunci dengan female threadnya.

That’s all then you can buy instrument and specify required connection.

Nova Kurniawan

Proportional Band Quiz; An Example on Interview

Below is still discussion about some questions for technician or operator during their interview which was passed to me by somebody. I would like to make this issue as a discussion in my blog. The topic in this chapter is about proportional band. Proportional Band (PB) is defined the amount by which the process variable must change to cause 100% change in controller output (Harold L. Wade, Basic and Advanced Regulatory Process Control). 

Dengan bahasa sederhana PB adalah percentage error (simpangan antara Process Variabel dan Set Point) yang menyebabkan controller memberikan aksi control 100%.  Error adalah input controller. Sehingga dapat pula dikatakan sebagai PB adalah percentage Input Controller yang menyebabkan Output Controller menjadi 100%. Proportional Band adalah bolak-baliknya Gain. Ketika input controller 50%, output controller adalah 100% maka PB = 50, dan Gain = 2 (artinya output controller 2 kalinya input controller). Dengan bahasa naratif dapat diilustrasikan ketika sebuah transmitter dengan range 0 – 100 Psi dalam kondisi tunak pada set-point 25 Psi, tiba-tiba terjadi gangguan sehingga pressure menjadi 75 Psi (error menjadi 50 %), maka ketika digunakan PB = 50, output controller akan memerintahkan aksi 100%. Ketika digunakan PB = 100, output controller akan memerintahkan aksi 50% saja.

1. Sebuah local type proprtional pressure controller (pressure sensor 0 – 10 kg/cm2 satu kotak dengan control elemen). Bila PB di set 50%, setting pressure 5 kg/cm2 tekanan pada pressure sensor 5 kg/cm2 dan output mula-mula = 9 psi aksi controller reverse.
Berapa output controller tersebut bila set point diubah menjadi 6 kg/cm2?
a.10,2 Psi
b.7,8 Psi
c.1,2 Psi
d.12 Psi

Evaluasi: PB = 50 artinya perubahan input controller 50% menghasilkan output controller 100%. Karena controller reverse maka perubahan input increasing (naik) 50% menghasilkan output controller decreasing (turun) 100% artinya 3 PSI. Ketika pressure dari 5 kg/cm2 (9 Psi) dengan set point 5 kg/cm2 (9 Psi) output controller adalah 9 PSI. Set point berubah menjadi 6 kg/cm2 (10.2 Psi) artinya signal dr input semula 5 kg/cm2 (9 PSI) harus naik menuju set-point 10.2 Psi (bergerak sebesar 1.2 Psi) maka controller signal output harus bergerak turun sebesar 2.4 PSI dari posisi semula 9 Psi. Signal output controller menjadi 6.6 Psi. Kenapa tidak ada jawabannya? Anybody can help me? Where is my fault?

2. Bila suatu direct action proportional controller outputnya berubah 10% (1,2 psi) ketika outputnya berubah 20% (dari range inputnya) maka seting proportional band PB controller tersebut adalah :
a.200%
b.100%
c.50%
d.25%

Evaluasi: Soal ini aneh karena membandingkan output dengan output. Padahal yang ditanyakan adalah PB. Maka soal ini seharusnya controller outputnya berubah 10% (1.2 Psi) ketika INPUTNYA berubah 20% (dari range inputnya) maka PBnya adalah 200%. Sesuai dengan definisi PB yaitu besar input untuk mengubah output menjadi 100%.

3. Perhatikan kalimat berikut ini “Persentasi perubahan input yang dapat menghasilkan 100% perubahan output”. Kalimat tersebut merupakan definisi atau penjelasan dari :
a.Gain
b.Proportional band
c.Riset
d.Derivative

Evaluasi: Sebagaimana diuraikan di paragraf awal maka definisi di atas adalah definisi Proportional Band.

4. Pada automatic controller terdapat fasilitas untuk setting nilai proportional band (disingkat PB). Bila setting nilai PB dikecilkan maka yang terjadi adalah :
a.Kerja controller menjadi kurang effektif
b.Kerja controller menjadi kurang akurat
c.Kerja controller menjadi lebih lambat
d.Kerja controller menjadi lebih peka terhadap kesalahan

Evaluasi: PB dikecilkan maka artinya perubahan input yang kecil menyebabkan controller menghasilkan aksi maksimum (100%). Artinya jika terjadi sedikit penyimpangan dari set-point maka controller akan peka terhadap input yang berupa error dan segera bereaksi mengeluarkan output lebih besar.

I would like to appreciate for any comments, disagreement, and any further discussion.

Nova Kurniawan

Alumni Fisika Teknik ITB, I am working at J Ray McDermott