Point Level Transmitter | INSTRUMENT PART 3

Level Transmitter

Untuk variabel level, terdapat 2 prinsip pengukuran, yaitu : point level measurement dan continuous measurement.

Point Level Measurement : Pengukuran pada suatu nilai yang di setting. 

Pemahamannya misalnya seperti ini : Jikalau kalian meletakkan transmiter pada ketinggian 10 meter di dalam suatu tangki, maka ketika cairan sudah menyentuh 10 meter, maka transmiter akan memberikan sinyal ON. Jadi nilai/point ketinggian tersebut sudah di setting dari awal. Kalau misalnya ketinggian air 15 meter? Ya gak terjadi apa-apa, transmiter tetap akan mengirimkan nilai ON tanpa mengirimkan nilai tinggi air di dalam tangki, karena jenis ini hanya sebagai penanda apakah tinggi yang di setting sudah tercapai atau belum. Kalau mau tahu udah 15 meter gimana?  ya pasang transmiter jenis ini lagi di ketinggian 15 meter. Intinya kalian hanya akan mengetahui kondisi transmitter belum mencapai set point yang kalian setting atau belum tanpa tahu detail akurat tinggi tangki.

Jenis-jenis point level measurement adalah :

1. Tipe Kapasitansi

Seperti namanya, transmitter ini menggunakan prinsip perubahan kapasitansi. Saya hanya akan menjelaskan sedikit saja prinsip kerjanya, karena saya juga gak begitu paham detail istilah-istilah fenomena fisisnya. 

Prinsip kerja : Sesuai dengan prinsip kapasitor, terdapat 2 plat elektroda yang akan membangkitkan medan listrik. Nah, disini yang bertindak sebagai pelat 1 (pelat referensi) adalah transmiter, sedangkan pelat 2 adalah vessel/tangki tempat kita mengisi cairan, solid atau slurry.

Ketika di antara 2 plat diisi oleh cairan (konstanta dielektrik  cairan > konstanta elektrik udara) , maka nilai kapasitas kapasitor akan meningkat (sesuai kesebandingan rumus di atas, karena permisivitas itu sebanding dengan konstanta dielektrik)).  Nah semakin  besar luas area permukaan plat yang dipenuhi air, maka semakin besar kapasitansi terukur. Kalau kalian masih belum paham, bisa nonton video berikut :

https://www.youtube.com/watch?v=MPCUDVp0WZc

Tampak atas : pada batang transmiter terdapat probe di pusat dan kapsul insulasi

Nah sebenarnya jikalau dipahami lebih dalam lagi,jarak pengukuran kapasitansi transmiter ini hanya dari probe instulation ke probe pusat (wkwk makin bingung kan), karena sejatinya akan terbentuk short circuit antara probe insulation dengan dinding tangki. Nah short circuit ini hanya akan terbentuk bisa batang transmitter terendam fluida, solid maupun slurry. Kalau belum paham coba tonton link di atas.

2. Tipe Getar (Vibrating)

Nah yang ini lebih gampang dipahami. Ketika dihubungkan dengan listrik, maka tuning fork (garpu sensing) akan bergetar dengan frekuensi tertentu. Nah jikalau garpu tersebut terendam fluida/bluk/slurry, maka frekuensi getar akan berubah dan diterima oleh osilator Perubahan ini lah yang menandakan bahwa nilai ketinggian sudah tercapai. Mudah kan?

3. Tipe Rotation Paddle

Tipe Rotation paddle juga mudah untuk dipahami. Ketika dihubungkan dengan arus listrik, maka paddle akan berputar dengan rpm(revolusi tertentu). Jikalau fluida, solid, dan slurry sudah mencapai ketinggian transmitter, maka kecepatan putar paddle akan berkurang atau bahkan berhenti. Simpel kan?

4. Tipe Ultrasonik

Nah yang ini juga mungkin sedikit universal juga bagi sebagian orang. Prinsip ultrasonik yang paling umum digunakan pada teknologi kapal untuk mengetahui kedalaman laut atau topologi dasar laut.

Pinsip kerja : Transmitter ultrasonik memiliki 2 komponen utama, transduser dan transceiver. Tranduser berfungsi untuk membangkitkan gelombang ultarsonik (>20000 Hz) oleh kristal piezoelektrik. Ketika gelombang sudah menabrak objek, maka gelombang akan dipantulkan kembali dan diterima oleh transceiver. Transceiver ini akan mengkonversi gelombang ultrasonik ini kembali menjadi sinyal listrik. Oleh procesor akan diconvert menjadi jarak berdasarkan selisih waktu gelobang mulai dipancarkan hingga diterima kembali.

Nah untuk transmitter ultrasonik tipe point level measurement sendiri, kita harus mensetting berapa nilai ketinggian yang mau dideteksi. Misalnya di setting untuk tinggi 10 meter, maka transmitter tersebut hanya akan ON bila tinggi air mencapai 10 meter. Jadi kita hanya dapat menggunakan transmitter ini untuk satu nilai tertentu.

Kurang keren kan? Next part bahas continuous level biar jossss....

Sensor vs Transmitter | INSTRUMENT PART 2

Sensor vs Transmitter

Pada bagian ini, saya coba memberikan informasi berdasarkan apa yang saya pahami dan pelajari. Bahasan pada bagian ini mungkin sedikit lebih rumit dan menggunakan banyak bahasa teknis. Oiya karena satu dan lain hal yang gak bisa saya kasitau, saya akan memberikan banyak contoh di part selanjutnya menggunakan brand/merk SIEMENS hehehe :) 

Sinyal standar

Didalam dunia industri terdapat beberapa sinyal standar untuk alat-alat instrumen :

• 4-20 mili Ampere (arus listrik)
• 1-5 Volt DC (tegangan listrik) untuk arus searah
• 3-15 psi (tekanan pneumatik)

Saya gak begitu paham mengenai alasan standar penetapan nilai di atas, mungkin kalian bisa browsing di link berikut https://instrumentationapplication.com/why-4-20-ma-signal-is-used-not-0-20-ma-signal-in-industrial-instrumentation/ dan https://control.com/forums/threads/3-15-psi-was-4-20-ma-standard.5472/

Yang saya mau jelaskan disini adalah pada perbedaan sensor dan transmitter :

Sensor = adalah alat yang mengubah suatu besaran fisis terukur menjadi sinyal listrik 

Transmiter = adalah alat yang dihubungkan dengan sensor dan mengubah besaran fisis terukur tadi menjadi sinyal standar agar dapat : dibaca, disimpan, dan di jaga keaslian nilainya. Jadi supaya nilai yang terukur oleh sensor itu dapat dibaca oleh manusia, biasanya membutuhkan display. Atau jikalau nilai sensor tersebut dapat dioleh oleh kontroler, maka alat tambahan untuk mengubah menjadi sinyal standar. Itulah fungsi transmiter (yang biasanya sudah sepaket dengan display) yaitu untuk menjaga keakuratan nilai terbaca dan untuk kepentingan pengolahan data berikutnya seperti gambar di bawah.

Fungsi transmiter untuk pengolahan data lanjutan

Transmitter juga biasanya terdiri dari beberapa komponen yang menunjang kemudahan, seperti monitor untuk melihat nilai variabel pengukuran, memori yang dapat menyimpan data sensor, modul komunikasi untuk dapat mengirimkan data ke ruang kontroler, dan tentunya electronic circuit untuk mengubah sinyal elektrik tadi.

Seperti yang sudah saya bahas di bagian sebelumnya, ada 4 variabel fisis umum yang dikenal dalam dunia instrumen, terutama terkait dengan field instrumen, yaitu :

Level, Tekanan/Pressure, Kecepatan Aliran/Flow, dan Suhu/Temperature

Pada bagian ini saya akan fokus kepada istilah transmiter, yang menyatakan kesatuan dari device alat ukur tersebut. Jadi sudah komplit satu paket lah istilahnya. Okey lets go to the next part....

Sensor | INSTRUMENT PART 1

Apakah termometer raksa itu merupakan sensor?

Izinkan saya menjelaskan pemahaman saya mengenai salah satu fungsi dari instrumentasi, yaitu fungsi pengukuran. Mungkin ini terlihat sedikit membosankan/sulit dimengerti, namun saya akan berusaha menjelaskan se awam mungkin (as awam as possible aowkwkw).

Covid's thermometer :)

Mungkin kalian gak asing dengan gambar di atas, terutama terkait dengan masa pandemi saat ini. Banyak orang bertanya kepada saya belakangan ini dengan kalimat,"Kerja dimana sekarang frank?". "Kerja di perusahaan distributor alat-alat pabrik, misalnya sensor" ucap saya mencoba menjelaskan secara umum. 

"Sensor itu apa sih?", tanya mereka balik.

Saya yakin mereka sebenarnya sudah sering lihat, bahkan sudah menggunakannya seperti termometer COVID . Namun ya tetap aja kita gak bisa maksa orang lain untuk memahami apa yang mereka lihat atau bahkan gunakan. Mungkin mereka tahunya dengan istilah "alat untuk ngukur suhu", seperti yang booming sekali digunakan saat masa pandemi ini. Tapi tahukah mereka bahwa itu nama sebenarnya "sensor suhu"?

Sensor itu sederhananya seperti alat indra pada manusia. Bedanya tentunya di  variabel/hal apa yang dirasakan? Kalau pada manusia yang bisa dirasakan itu kayak manis/pahit, panas/dingin, wangi/bau, rabaan, suara. Kalau untuk sensor, measured variabelnya itu ya besaran fisis. 

4 Contoh measured variabel secara umum : temperatur, kecepatan aliran cairan/fluida, level/ketinggian/jarak, dan tekanan.

Oiya mungkin kalian berpikir, kan masih banyak besaran fisis lain yang bisa diukur, seperti berat atau massa, kecepatan, sensor mendeteksi keberadaan suatu benda (approximity), sensor kemiringan dan banyak variabel lagi. Tapi pada bagian berikutnya saya hanya fokus kepada 4 variabel umum di atas.

Kamu tahu gak sih?

Bisa jadi kalian sedikit keliru ketika saya bertanya tentang hal ini :

Apakah termometer raksa itu merupakan sensor?

termometer raksa

Kalian pasti akan menjawab bahwa itu merupakan sensor, karena mengukur suhu, itu simpelnya. Namun ada yang harus sedikit kalian koreksi tentang pemahaman ini.

Termometer raksa itu adalah alat ukur, namun bukan sensor. Inti kalimat yang bisa menjelaskan ini adalah : Semua sensor adalah alat ukur, namun tidak semua alat ukut adalah sensor. 

Sensor adalah perangkat/device yang mengubah besaran fisis terukur menjadi sinyal listrik. Ada kata "sinyal listrik", yang menjadi inti dari definisi sensor.

Kalau kalian masih bingung terkait contoh di atas, saya akan mencoba menjelaskan :

Di dalam variabel, terdapat 3 istilah :

1. Variabel Manipulasi : Penyebab perubahan nilai  variabel respon
2. Variabel Respon : Variabel yang timbul akibat adanya variabel manipulasi
3. Variabel Kontrol :Dijaga konstan

chicken's chick

Misalnya seperti gambar di atas:

Apa saja variabel yang mempengaruhi pertumbuhan anak ayam?

Variabel Manipulasi : Jenis makanan

Variabel Respon : Pertambahan pertumbuhan (berat/tinggi)

Variabel kontrol : besar kandang dan kondisi lingkungan yang dijaga konstan (sama)

Oke back to sensor :

Ya sebenarnya ini sedikit membutuhkan pengetahuan kita sih. Jadi bisa dilihat di atas kan bahwa definisi sensor itu sejatinya ada pada variabel kontrol suatu alat ukur. Kalau output/variabel kontrol alat ukur tersebut mengubah nilai sinyal listrik (apakah itu tahanan, tegangan, atau arus), maka dapat dikatakan alat ukut tersebut adalah sensor. 

Misalnya seperti termometer COVID / infrared termometer. Termometer ini akan menangkap pancaran sinar inframerah yang secara alamiah dipancarkan oleh semua mahluk hidup. Intensitas inframerah ini lah simpelnya yang akan diterima kemudian diubah menjadi perubahan arus atau tahanan listrik di dalam sensor. Sedangkan kenapa termometer raksa tidak dikatakan sensor? Ya karena outputnya hanya mengubah nilai panjang kolom raksa melalui prinsip pemuaian panas.

timbangan digital (kiri) vs timbangan manual/analog (kanan)

Contoh lainnya adalah gambar di atas. Ini juga membutuhkan sedikit pengetahuan untuk memahaminya. Jelas bahwa timbangan biasa (sebelah kanan) bukan merupakan sensor. Karena variabel kontrolnya adalah tegangan pegas di dalam timbangan seperti gambar di bawah ini :

prinsip kerja timbangan biasa/analog secara mekanik menggunakan pegas

Untuk timbangan sebelah kiri (timbangan digital), jelas merupakan sensor. Karena besaran fisis berupa berat (tekanan) yang akan mengubah nilai arus listrik di dalam timbangan. Sedikit susah bukan? Wkwkwk bahkan untuk orang teknik sekalipun masih sedikit sulit membedakannya jika tidak paham prinsip kerja alatnya.

Okei kalau kalian sudah sedikit paham wkwk. Bagaimana dengan jarum yang ini? Sensor atau bukan? Goodluck :)

Pengalaman Management Trainee (Mill) di PT. KLK Agriservindo, Berau, Kalimantan Timur (September 2020) | PART 10

"Sedikit begitu Konvensional"

Pabrik Kelapa Sawit (PKS)

        Saya tidak pernah sebelumnya membayangkan industri yang satu ini. Di pikiran saya selama kuliah, industri yang sering disebut kalau bukan oil and gas, pembangkit daya listrik, atau ya industri oleochemical. Mungkin ini juga terkait kurangnya relevansi teknik fisika dengan industri PKS (Industri hulu sawit) yang kalau menurut opini saya pribadi sih..... "Sedikit begitu Konvensional".

"Sedikit begitu Konvensional"

        Saya menggunakan kalimat di atas untuk mendeskripsikan industri sawit (PKS) berdasarkan apa yang telah saya lihat, alami dan pelajari. Berbeda dengan industri sebelah yang masih satu turunan dengan insdutri ini, sebut saja industri Oleo atau lengkapnya Oleochemical. Oleo sendiri sesuai namanya berarti produk minyak nabati. CPO yang yang dihasilkan PKS akan dikirimkan ke pabrik oleo untuk diolah kembali. 

        Produk utama  PKS adalah Crude Palm Oil (minyak sawit mentah) maupun produk samping seperti shell/cangkang dan fiber hasil proses yang bisa dijual ke perusahaan lain untuk keperluan bahan bakar boiler pembangkit listrik. Sedangkan produk utama oleo adalah olein dan stearin yang nantinya diolah menjadi sabun, sampo, margarin, dan minyak goreng yang biasa kalian gunakan. Bahkan kabarnya, sebentar lagi akan ada bahan bakar diesel B100, yang merupakan olahan dari minyak kelapa sawit juga (saya juga gak begitu paham wkwk) yang juga diproduksi dari industri oleo. Hebat bukan? 

        Industri oleochemical bisa dikatakan sudah memasuki industri yang lebih canggih ketimbang PKS. Misalnya dari sistem kontrol dan otomasinya, rata-rata industri oleochemical sudah menggunakan otomasi sistem terpusat. Operatornya pun biasanya berada di Control Room dan mereka minimal merupakan lulusan D3. Artinya pada industri oleochemical, dibutuhkan orang-orang yang tidak hanya paham secara teknis, namun juga bisa menjelaskan kenapa sesuatu itu terjadi berdasarkan pemahaman teoritis mereka. Saya tidak pernah sebelumnya masuk industri ini sih, hanya opini pribadi berdasarkan cerita dari teman yang bekerja di industri oleo. Produk komoditi oleo juga memiliki nilai jual yang lebih tinggi ketimbang CPO. Mungkin ini yang menjadi alasan utama mengapa mereka memasuki sistem yang lebih canggih dan maju.

Saya gak akan bahas banyak terkait oleo karena saya tidak punya pengalaman disana wkwk. Yang saya mau bahas disini tentunya adalah pabrik PKS dan seluruh pengolahannya.

Buah Sawit dan PKS

dari luar ke dalam : daging buah (ada fiber), cangkang, kernel (warna putih)

        Oiya buat kalian yang belum tahu, dalam satu tandan sawit itu terdiri dari : Tandan dan Buah. Buah ini tersusun lagi atas : nut dan daging buah. Nah, nut ini tersusun lagi atas : kernel dan shell. Sementara itu daging buah tersusun atas fiber. Wkwk panjang bukan? Jadi dalam satu tandan sawit, terdapat : Tandan, cangkang/shell, kernel, daging buah yang terdapat fiber didalamnya. Nah, minyak /CPO itu berasal dari tandan, kernel, dan tentunya daging buah. Sedangkan fiber dan shell akan digunakan sebagai bahan bakar boiler. Pabrik sawit juga tidak semuanya mengolah kernel untuk memperoleh minyak, karena mereka harus memiliki stasiun Kernel Crushing Plant. Misalnya di pabrik ini, kernel tidak diolah secara pribadi, melainkan dikirim lagi ke pabrik KLK lain yang ada di Riau dan Bangka Belitung untuk diekstrak minyaknya.

diagram proses sederhana di PKS

        Gambar di atas saya abadikan dengan kamera HP saya. Lukisan itu terdapat di dinding workshop pabrik. Mungkin kalian akan berpikir, "mana mungkin orang zaman dahulu udah kepikiran untuk mengekstrak minyak dari buah sawit" wkwkw saya juga berpikir begitu pertama kali melihat lukisan ini. Terlepas dari benar atau tidaknya wkwk lukisan ini secara sederhana menjelaskan proses yang ada di PKS. Kalau saya mengambil inti berdasarkan apa yang sudah saya pelajari juga, PKS sebenarnya masih menggunakan peralatan mekanik dan elektrik sederhana. Prinsipnya ya secara mekanis maupun secara kimia untuk menghasilkan produk mereka. Begini detail sederhananya dari lukiasan di atas:

• -Sterilizing : Perebusan buah agar lunak dan mudah dilakukan pemisahan antara buah dengan tandan, maupun pemisahan antara daging dengan nut (kimia)
• Threshing : Proses pembantingan buah untuk melepaskan buah dari tandan (mekanis)
• Digesting : Pemisahan antara daging dengan nut (mekanis)
• Pressing : Proses pengempaan/pemerasan buah untuk mengeluarkan minyak dari daging buah (mekanis)
• Clarification : Proses pemurnian minyak untuk pembuangan air maupun pasir yang terdapat pada minyak (kimia)

Begitulah penjelasan alur proses PKS secara sederhana. Mudah bukan? wkwkw tapi tidak se simpel itu keadaan di lapangannya wkwkwkwkwkwk. Mungkin untuk detail lengkapnya akan saya jelaskan di bagian berikutnya.