CONTROL VALVE - JANTUNG KONTROL PROSES (PART 1)

Pada bagian ini, saya akan membahas mengenai control valve. Kenapa kontrol valve di sebut heart of process control ? Karna equipment ini lah yang mengambil aksi dalam pengontrolan suatu proses untuk mendapatkan output sesuai setpoint yang diinginkan. Dalam diagram kontrol, control valve ini lebih cocok dimasukkan kedalam close loop control, karna dia menerima masukan input melalui sensor/transmitter. Pada diagram dibawah, control valve masuk ke blok plant atau lebih tepatnya blok aktuator harusnya.

Sebelum membahas lebih jauh, kita harus memahami dulu beberapa istilah yang sering digunakan ketika membahas control valve :

1. % Opening

Menunjukkan seberapa besar bukaan dari control valve, biasanya dalam skala 0% (valve tertutup sepenuhnya) sampai 100% (valve terbuka sepenuhnya). Persentase ini menggambarkan posisi trim atau plug di dalam valve dan berhubungan langsung dengan seberapa banyak fluida yang dapat mengalir.

2. Cv (Flow Coefficient)

Menunjukkan kemampuan sebuah control valve untuk mengalirkan fluida. Nilai Cv didefinisikan sebagai jumlah aliran (dalam US gallon per menit / GPM) dari air pada 60°F yang bisa mengalir melalui valve dengan pressure drop sebesar 1 psi.

Semakin tinggi nilai Cv, semakin besar kemampuan valve untuk mengalirkan fluida.

3. Aktuator

Komponen mekanis yang menggerakkan valve berdasarkan sinyal kontrol. Aktuator bisa menggunakan tenaga:

• Pneumatik (udara tekan),
• Elektrik (motor),
• Hidrolik (cairan tekan)

4. FCV (Flow Control Valve)

Jenis control valve yang digunakan untuk mengatur laju aliran (flow rate) dari fluida dalam suatu sistem. Valve ini biasanya bekerja berdasarkan sinyal dari flow transmitter.

5. LCV (Level Control Valve)

Control valve yang digunakan untuk mempertahankan atau mengatur tinggi level cairan dalam sebuah tangki atau vessel. Biasanya bekerja berdasarkan sinyal dari level transmitter.

6. TCV (Temperature Control Valve)

Control valve yang berfungsi untuk mengatur temperatur suatu proses, dengan mengatur jumlah fluida pemanas atau pendingin. Valve ini menerima sinyal dari temperature transmitter.

7. Positioner

Alat yang dipasang pada actuator untuk memastikan bahwa posisi valve sesuai dengan sinyal kontrol yang diberikan.

Fungsi utamanya adalah:

• Meningkatkan akurasi,
• Menstabilkan gerakan valve,
• Mengompensasi friksi, tekanan balik, atau gaya eksternal lainnya.

Ada dua jenis utama: pneumatic positioner dan smart (digital) positioner.

8. Fail Action / Fail Safe

Adalah kondisi default yang diambil oleh control valve saat kehilangan sumber energi (listrik atau udara). Contohnya:

• Fail Close (FC): valve akan menutup otomatis saat terjadi kegagalan.
• Fail Open (FO): valve akan membuka otomatis saat terjadi kegagalan.
• Fail Last: valve akan tetap berada di posisi terakhir.

Oke, secara karakteristik trim, control valve dibagi menjadi 3 jenis :

1. Equal Percentage.
2. Linear
3. Quick Opening

Apa itu trim? Nanti kita bahas di bawah.

Kurva untuk masing2 gambar karakteristik trim dapat dilihat pada gambar dibawah :

Equal Percentage

Pada jenis ini, perubahan aliran (flow rate) yang dihasilkan terhadap perubahan % pembukaan valve bersifat eksponensial. Artinya, setiap kenaikan persentase bukaan valve menghasilkan kenaikan aliran yang semakin besar dibanding sebelumnya.

Karakteristik:

Di awal bukaan, aliran naik sedikit.

Di bukaan menengah dan atas, aliran naik sangat cepat.

Aplikasi:

Sangat cocok untuk sistem pressure control atau temperature control yang cenderung membutuhkan kontrol halus di awal (small flow changes), tapi bisa memberikan flow besar saat dibutuhkan.

Banyak digunakan karena kemampuannya untuk menyesuaikan diri terhadap perubahan beban (load changes).

Linear

Pada valve dengan karakteristik linear, kenaikan % bukaan valve menghasilkan perubahan flow yang proporsional. Misalnya, jika valve terbuka 30%, maka flow rate-nya kira-kira juga 30% dari maksimum.

Karakteristik:

Hubungan linear antara % buka dan flow rate.

Respons valve lebih "lurus" dan mudah diprediksi.

Aplikasi:

Cocok untuk aplikasi flow control di mana kondisi proses relatif stabil dan tidak terlalu dinamis. Misalnya, distribusi cairan dalam proses kimia yang konstan.

Quick Opening

Karakteristik ini membuat valve mengalirkan flow besar dengan sedikit pembukaan. Misalnya, hanya dengan membuka 20%, sudah bisa mengalirkan 80% flow.

Karakteristik:

Sangat agresif di awal pembukaan.

Setelah titik tertentu, penambahan % buka tidak menambah flow signifikan.

Aplikasi:

Sering digunakan pada aplikasi on-off atau safety systems, seperti:

• Bypass lines,
• Blowdown,
• Emergency venting,
• Level control yang butuh aksi cepat.

Oke mungkin saya akan bahas bagian2 serta fenomena apa saja yang sering menjadi concern pada item satu ini in next part. Thank you...