11/21/2014

1

FUNDAMENTALS OF

INSTRUMENTATION AND CONTROL

PHILOSOPHY

MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION

INSTRUMENT RANGE, SPAN, & ZERO

Range (Rentang atau Kisaran)

• Daerah nilai antara batas bawah dan atas yang dapat dicakup.

• Dinyatakan dalam nilai batas bawah dan atas (misal: 0-100

kPa).

Span (selang)

• Nilai perbedaan antara batas atas dan bawah.

• Dinyatakan dengan satu nilai (misal: 100 kPa).

Zero

• Nilai batas bawah

11/21/2014

2

INSTRUMENT RANGE, SPAN, & ZERO

INSTRUMENT RANGE, SPAN, & ZERO

PENGARUH SPAN

• Mengurangi nilai span akan menaikkan sensitivitas.

Contoh:– Menaikkan 1% dalam tekanan pada span 100 bar menghasilkan

perubahan indikasi 1%.

– Menaikkan 1% dalam tekanan pada span 10 bar (range 0-100 bar)

menghasilkan perubahan indikasi 10 %

11/21/2014

3

SPAN AND ZERO EXERCISE

KINERJA DAN SPESIFIKASI DASAR

Akurasi (accuracy) atau Ketepatan

• Kedekatan hasil pengukuran dengan

“nilai sebenarnya” (nilai standar).

• Jumlah kesalahan (error) yang

mungkin terjadi pada pengukuran.

• Menentukan bagaimana ketepatan

atau kebenaran pengukuran.

Akurasi dinyatakan dalam:

• Kesalahan (error) dalam satuan nilai pengukuran

• Persen span

• Persen nilai rentang tertinggi (upper range value)

• Persen nilai aktual

20 ± 2 bar

20 bar ± 4%

20 bar ± 4%

20 bar ± 10%

11/21/2014

4

KINERJA DAN SPESIFIKASI DASAR

KINERJA DAN SPESIFIKASI DASAR

11/21/2014

5

KINERJA DAN SPESIFIKASI DASAR

Rentang Operasi

• Mendefinisikan rentang atau kisaran tinggi dan rendah batas operasi perangkat.

• Pengoperasian di luar rentang ini dapat mengakibatkan kesalahan yang berlebihan, kerusakan peralatan dan bahkan kerusakan permanen atau kegagalan.

Budget/Biaya

• Bukan spesifikasi tetapi bisa mempengaruhi atau menghambat terpenuhinya spesifikasi.

• Menjadi pertimbangan dalam pengadaan instrumen

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Hysteresis

• Penyimpangan hasil pengukuran akibar

perbdaan saat pengukuran naik dan

turun.

• Keakuratan perangkat tergantung pada

nilai sebelumnya dan arah pengukuran.

• Hysteresis menyebabkan perangkat

menunjukkan ketidaktelitian dari

nilai yang benar, yang dipengaruhi oleh

pengukuran sebelumnya

11/21/2014

6

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Hysteresis

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Repeatability

• Seberapa dekat pengukuran kedua

dengan yang pertama pada

kondisi operasi dan untuk masukan

yang sama.

• Berada dalam rentang akurasi

perangkat.

11/21/2014

7

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Instrumen Ukur dan Control Valves

sebagai Bagian Sistem Kontrol

11/21/2014

8

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

• Pemakaian deadband dalam pengendali. Repeatability menjadi

masalah jika misalnya diinginkan akurasi 0,1% tetapi terdapat

repeatability 5%

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Linearity

• Seberapa dekat kurva

dengan garis lurus.

• Masalah bisa timbul jika

respon tidak linear,

terutama untuk aplikasi

kontrol kontinyu.

11/21/2014

9

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Linearity

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Linearity

11/21/2014

10

KINERJA DAN SPESIFIKASI LANJUT

Dynamic Response

• Tanggapan (respons)

perangkat sebagai

fungsi waktu

(dinamik).

• Karateristik penting

dalam kontrol proses.

SIGNAL TRANSMISSION

(PNEUMATIC & ELECTRIC)

INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT

11/21/2014

11

Pneumatic transmitters

Pneumatic Signal Transmission

11/21/2014

12

Connection Analog Transmitter

Loop Calculation

11/21/2014

13

Loop Calculation

• Always calculate the worst case : e.g. Power supply = 24 volt

±1.5 volt thus 22.5 volt

• Always calculate with the maximum current draw : 20 mA

(even better 22 mA –fault condition current)

• Make allowance for deterioration of e.g. junction box

terminals ( increased resistance over time of the terminal

screws due to corrosion)

• Cable deterioration

Use of Safety Barrier

11/21/2014

14

POWER SUPPLY AND LOAD EFFECT

POWER SUPPLY AND LOAD EFFECT

EXAMPLE

The available voltage at the transmitter terminals is minimum 12 volt. The

voltage loss across the input resistor for the DCS is

250* 0.02 = 5 volt.

The maximum allowable voltage loss across the cable is therefore

24 – 5 – 12 = 7 volts.

At maximum current of 20 mA the maximum cable resistance is

7/0.02 = 350 ohms.

At a typical value for the cable resistance of 40 ohm/km the total length is

350/40 = 8.74 km.

The maximum distance between transmitter and DCS is

8.75/2 = 4.375 km

11/21/2014

15