Showing posts with label Pressure. Show all posts
Showing posts with label Pressure. Show all posts

Thursday, October 28, 2021

Pengecekan Transmitter yang Rusak | INSTRUMENT PART 17

Pada bagian ini, saya ingin sharing pengalaman saya yang tidak seberapa ini. Tujuan saya murni hanya untuk sharing dan diskusi, karena saya pun sampai sekarang masih belajar dan belajar. Oke langsung saja ke topiknya....

Sebenarnya transmitter yang rusak itu apa sih? Menurut saya makna "rusak" itu bisa diindikasikan dengan sinyal transmitter yang tidak terbaca oleh kontroller / PLC. Ini beda kasusnya dengan "transmitter error". Transmitter error menurut saya ketika ada salah satu fungsi/fitur transmitter yang tidak berjalan dengan semestinya.

Contoh transmitter eror dan penyebabnya :

1. Nilai pembacaan flowmeter yang fluktuatif dan hunting, disebabkan oleh pipa media non metal, sehingga titik referensi bias.

2. Nilai pembacaan ultrasonic level sensor fluktuatif dan hunting, disebabkan oleh koneksi ground sensor ke transmitter tidak terhubung.

Ultrasonic noise source


3. Power pada flowmeter terbaca tidak memenuhi (error), karena kabel sensor yang digunakan bukan merupakan standar factory.

4. Sensorprom pada flowmeter tidak terinstal, sehingga data kalibrasi factory tidak terinput ke transmitter. Membuat transmitter tidak bisa menampilkan hasil pengukuran.

Error on magnetic flowmeter


Dan banyak lagi peristiwa erornya transmitter. Sebenarnya solusi untuk semua device instrumen selalu sama : BACA MANUAL INSTRUMEN TERSEBUT dan CARI TAHU INDIKASI ERRORNYA KARENA APA.

Untuk mencari tahu indikasi dan penyebab eror sebenarnya gampang-gampang susah. 

1. Apakah display instrumen menampilkan suatu lambang terntentu / keterangan eror.

error sign on display

 

2. Cek semua koneksi kabel apakah sudah terhubung secara baik atau belum.

dont forget to wire shield/ground cable to terminal

Kalau misalnya 2 cara di atas belum bisa, kita harus menggunakan try and error diagnose lah wkwk. Kalau yang ini sih udah dalam ranah pengalaman, tidak bisa secara teoritis wkwk.

Okei back to the topic. Untuk transmitter yang rusak, sebenarnya saya punya 1 jurus jitu untuk mengetahuinya. 

Looping Transmitter dengan Menggunakan Remote Display.

Seperti yang kita ketahui, wiring pada transmitter ada beberapa jenis. 

1. Looping 2 wire : merupakan wiring yang paling umum digunakan pada transmitter. 2 wire disini menjelaskan bahwa dalam dalam 1 kabel, berfungsi sebagai daya sekaligus output.

2 wire looping diagram

2. Looping 4 wire : Biasanya 2 kabel digunakan sebagai power, dan 2 kabel lagi digunakan sebagai output.

4 wire transmitter

Langkah Looping Transmitter yang rusak :

1. Cabut kabel transmitter yang berasal dari PLC.

2. Koneksikan transmitter ke RD 300 Siemens.

RD 300 looping to transmitter


3. Pada menu RD 300, lakukan scaling :

lower scale    :     4 mA   -->    4

upper scale    :    20mA   -->    20   

Scaling di atas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui arus looping yang mengalir pada transmitter. Ada 2 kondisi yang dapat kita gunakan sebagai dasar bahwa transmitter rusak. Arus yang terbaca adalah sebesar < 4mA ATAU >20mA. Intinya out of range dari current operation yang seharusnya lah.

Terkait dengan fenomena current yang out of range ini, sebenarnya saya sedikit bingung terkait penjelasannya.

Untuk transmitter yang nilai looping currentnya < 4 mA, saya tidak begitu paham penyebab dan diagnosa kerusakannya. Untuk transmitter yang nilai looping currentnya > 20 mA, bahkan dalam satu kasus mendekati infinite (999.9 mA).

Di bawah ini adalah transmitter rusak yang pernah saya tes :

1. Pressure Transmitter P320

below normal current looping

Dapat dilihat bahwa transmitter mati total. Kemudian wiring dari PLC dilepaskan dari transmitter. Transmitter di looping dengan RD 300 Siemens yang sudah kita scaling. Kemudian RD 300 kita powered on, dan dapat dilihat hasilnya. Transmitter tetap mati, dan arus loopingnya 3,39 mA. Ini jelas out of range dari batas bawah arus looping. Kemudian Siemens Indonesia memutuskan berdasarkan hasil diagnosa bahwa kerusakan ada pada display. Setelah display baru datang dari factory dan dicoba ke transmitter rusak, transmitter tetap tidak menyala. Kemungkingan kerusakannya ada pada mainboard elektriknya. Untuk penyebabnya saya belum tahu pasti, tapi some of possibility akan coba saya tuliskan di bawah.

2. Level Transmitter Probe LU

high humidity on transmitter's terminal. This caused by wrong installation

infinite current looping. Display keep flashing

Saat melihat setup instalasi, saya sudah menduga bahwa transmitter yang satu ini rusak karena kemasukan air. Okeii saya coba cek dulu kondisinya. Seperti biasa setelah transmitter dilepaskan dari kabel plc, maka kita looping dengan RD 300. Transmitter yang tadinya mati, tiba-tiba menyala. Namun kondisi menyala bukan berarti bahwa transmitter baik-baik saja. Tiba-tiba layar menampilkan simbol aneh yang tidak dapat mengerti. Hanya menampilkan seven segment yang tidak jelas bentuknya. Oiya semua display transmitter pasti menampilan seven segment. Yang paling bikin saya kaget adalah, pada RD300 ditampilkan angka 999,9 mA. Yang mana artinya bahwa looping current tersebut jauh melebihi 20 mA. Disini saya begitu kaget karena selama saya melakukan pengujian looping current dengan RD300, maksimal yang selalu saya dapat adalah arus sebesar 20 mA. Flashing pada display RD300 semakin membuat saya curiga, bahwa transmitter ini sudah dalam kondisi rusak. Dan setelah saya cek pada manual RD300, ternyata memang benar :

error on datasheet

RD300 memang didesain untuk looping 4-20 mA. Jadi ketika suatu arus looping ada diluar batas tersebut, maka device ini akan menampilkan angka secara flashing. Ini sudah jelas saya pikir berada pada kondisi infinite current. Sesuai persamaan hukum listrik, arus akan mendekati tak terhingga ketika resistansi ~ 0 ohm. Yang membuat resistansi ~0 tentunya adalah peristiwa short circuit, dimana potensial positif langsung berhubungan dengan potensial negatif tanpa melewati hambatan (board transmitter).


Kesimpulan

Sebenarnya untuk pengecekan apakah sebuah transmitter sudah rusak atau belum ada banyak caranya. Yang paling umum digunakan adalah menggunakan HART Communicator. Karena fitur pada HART Communicator ini sangat banyak (tidak hanya mengecek looping current), tapi juga bisa mengecek dan mengimput rentang kerja transmitter.

Saya sudah menanyakan masalah ini dibeberapa forum khusus automation and instrument, dan orang yang expert di bidang instrumen mengatakan bahwa produsen tidak tertarik untuk memproduksi part instrument. Artinya ketika alat instrumen kita rusak (selama ini bukan karena human error), pilihannya hanya ada 2 : claim warranty selama masih ada masa garansinya, atau beli yang baru. Hal ini juga yang menurut saya menjadi alasan kenapa diagnosa penyebab kerusakan instrumen tidak secara detail diteliti. Misalnya TV kita mati dan kita panggil teknisi. Pasti teknisi tersebut menyarankan kita membeli komponen A, B, C. Instrumen tidak seperti itu, terkadang masalahnya sulit dideteksi.

Terkait penyebabnya, dibawah saya akan berikan penjelasan dari orang yang expert :

link : Siemens Forum 

There are general service conditions that cause failures, like:

- heat kills electronic components and seals.  Over heating any electronic device shortens its life considerably.
- over pressuring pressure components either kills the sensor or distorts so badly that the readings are meaningless.
- water or liquid intrusion into electronic compartments causes damage
- near lightning strikes damage electronics
- excessive common mode voltage can burn out electronics
- corrosion causes electrical connection problems which causes faults.
- Applying 24Vdc across the input resistor of 4-20mA input channel will burn out the little 1/8W resistor (when someone puts a jumper across the (+) and (-) terminals of a powered, 2 wire transmitter)
- dirt and grit in the flow stream of a turbine meter
- customers will connect 120Vac across the terminals 24Vdc device and burn it up.

Sebenarnya kerusakan transmitter lebih banyak disebabkan human error ketimbang defect from factory. Jadi sebaiknya pahami spesifikasi trasnmitter, pahami prosedur dan instalasi terlebih dahulu, dan jangan lupa baca manual alatnya sebelum dioperasikan. 

Tengkyuuuuu...

Saturday, February 6, 2021

Pressure Transmitter | INSTRUMENT PART 6

Pressure Transmitter

SITRANS P 320 Siemens Pressure Transmitter

Transmitter yang satu ini bisa dikatakan cukup aplikatif. Alasannya? Tentunya karena jika kalian mempunyai transmitter pressure, kalian bisa menggunakannya untuk mengukur 3 variabel fisis, yaitu :

  1. Tekanan   
  2. Level
  3. Flow/Laju Aliran




Pressure Transmitter for level measurement application



Pressure Transmitter for flow measurement application using orifice plate


Pressure Transmitter
        Pressure transmitter biasanya menggunakan prinsip efek kapasitansi untuk merubah nilai kapasitansi menggunakan fenomena tekanan. Ya intinya itu seperti teori kapasitansi di antara 2 plat konduktor, variabel utamanya tentunya jarak di antara 2 pelat konduktor yang dipengaruhi gaya tekan oil cell fluid seperti gambat di bawah.

Pressure transmitter using capacitance effect for measuring pressure


Teorinya aja udah riwet, apalagi aplikasinya di lapangan hahaha. Di dalam pressure transmitter biasanya terdiri atas beberapa komponen penting, seperti diafragma (membran elastis), seal flange, dan tentunya oil cell fluid. Saya akan coba jelasin sedikit di bawah penjelasan terkait oil cell filling.

Komponen pressure transmitter


Pressure Transmitter using Oil Cell Fill Fluid

Komponen di sekitar sensor


        Kebanyakan atau bahkan hampir semua pressure transmitter menggunakan pipa kapiler atau bahkan sekedar oil filled sebagai perantara antara indra sensing (sensor) dengan media yang mau diukur. Intinya, engineer berpikir bahwa fluida atau bahkan gas yang ingin diukur, tidak mungkin kontak langsung dengan sensor, karena dapat terjadi hal-hal yang dapat merusak sensor seperti over pressure dan over temperature. Ditambah lagi banyak sekali fluida/gas yang ingin diukur bersifat korosif. Oleh karena itu ditetapkan lah istilah oil cell fluid sebagai fluida yang memernuhi pipa kapiler. Otomatis kita pasti berpikir kenapa oil fluid ini bisa membawa informasi akurat nilai pressure fluida/gas hingga ke sensor? Ya yang pasti oil fluid ini dapat mentransfer tekanan dalam akurasi milibar dari satu diafragma ke diafragma lain. Karena pipa kapiler diisi penuh (mampat/tidak berongga) ditambah diaframa yang begitu sensitif, maka tranfer tekanan dapat terjadi dari fluida hingga sensor. Untuk lebih lengkapnya bisa dilihat di 

atau

Urutannya itu kalau secara umum :
Fluida/gas -- diaphragm (on flange) -- Pipa kapiler filled by oil cell -- diaphragm -- Pipa kapiler filled by oil cell --  sensor


Gauge vs Absolute Pressure
        Tipe pengukuran pressure transmitter biasanya ada 2, tentunya selain differential pressure. Pertama gauge dan yang kedua absolute. Kalau absolute berarti tekanan referensi yang digunakan adalah 0 atm, sedangkan gauge menggunakan tekanan atmosfer 1 atm sebagai referensi (tekanan 0 atm). Tekanan absolute biasanya digunakan pada tangki vakum (close tank), sedangkan gauge digunakan untuk tangki dengan atap terbuka (open tank).
gauge vs absolute pressure



Valve Manifold
Berdasarkan apa yang saya pahami, kebanyakan pressure transmitter untuk aplikasi pengukuran flow  biasanya menggunakan valve manifold. 

Pressure transmitter with 5-way manifold

Valve manifold dipasang biasanya dengan tujuan untuk mempermudah proses manintenance maupun kalibrasi, sehingga proses dalam sistem tetap dapat berjalan meskipun transmitter sedang dikalibrasi. Intinya untuk isolasi transmitter untuk tujuan service atau pemeliharaan lah.  Jenis valve manifold dibagi menjadi 3, 2-way manifold, 3-way manifold dan 5-way manifold. Berdasarkan skemanya, 2-way manifold biasanya digunakan oleh transmitter dengan prinsip tunggal (absolute atau gauge measurement), sementara 3-way dan 5-way digunakan untuk transmitter dengan prinsip differential pressure.


Skema 2-way manifold valve


Skema 3-way manifold valve

Skema 5-way manifold valve


5-way manifold
Dalam keadaan normal, block valve selalu terbuka. Dalam keadaan service/maintenance, block valve ditutup dan bleed valve dibuka untuk keperluan kalibrasi maupun isolasi. Biasanya pada proses kalibrasi, diinjeksi tekanan melalui vent/bleed valve (saya juga gak begitu paham kalibratornya menggunakan apa, yang pasti nilai tekanan diketahui seperti proses kalibrasi kebanyakan). Ini juga berlaku untuk 2-way dan 3-way. 
Normal vs service mode use 5-way manifold valve


Keren kan pressure transmitter? Beli 1 bisa untuk banyak aplikasi wkwk