Alat Pengendali Industri

Alat Pengendali Industri
Tranduser dan Sensor
Sensor Temperatur
• Terdapat 4 jenis sensor temperatur:
1. Termokopel (termocouple)
2. Detektor temperatur tahanan
(Resistance Temperature Detector, RTD)
3. Termistor
4. Sensor IC
Termokopel
• Termokopel terdiri dari sepasang
konduktor yang berlainan jenis yang
dikeling bersama pada satu sisi saja.
Sisi yang dikeling merupakan
persambungan untuk pengukuran,
sedangkan sisi yang tidak dikeling
merupakan persambungan referensi.
Jika terdapat perbedaan temperatur
pada kedua sisi ini, maka tegangan
listrik akan terjadi
• Murah, rentang suhu luas, akurasi
kurang dari 1oC sulit dicapai
• Aplikasi:
– memonitor dan mengontrol suhu
tungku, turbin gas, proses industri
Termokopel
•
Type K (Chromel / Alumel) Range: -200 °C to +1200 °C.
•
Type E (Chromel / Constantan) High output (68 µV/°C) more suited for low
temperature
•
Type J (Iron / Constantan) Range: -40 to +750 °C.
•
Type N (Nicrosil / Nisil) High stability and resistance to high temperature
oxidation.
•
Type B (Platinum / Rhodium) Suited for high temperature measurements up to
1800 °C. Low sensitivity (10 µV/°C)
•
Type R (Platinum / Rhodium) Suited for high temperature measurements up to
1600 °C. Low sensitivity (10 µV/°C)
•
Type S (Platinum / Rhodium) Suited for high temperature measurements up to
1600 °C. Low sensitivity (10 µV/°C)
Termokopel
Reasonably linear.
Detektor Temperatur Tahanan
• Detektor temperatur tahanan (Resistance
Temperature Detector, RTD)
• Berdasarkan konsep bahwa hambatan
pada logam bervariasi secara
proporsional dengan suhu. Umumnya bila
suatu logam dipanaskan, tahanannya
akan naik sesuai dengan temperatur
• Variasi proporsional sangat tepat dan bisa
berulang, sehingga memungkinkan untuk
pengukuran suhu yang konsisten melalui
pendeteksian hambatan listrik.
• Logam yang sering digunakan adalah
platina, tembaga, nikel
Detektor Temperatur Tahanan
Detektor Temperatur Tahanan
Termistor
• Terbuat dari bahan semikonduktor
• Merupakan resistor yang sensitif
terhadap suhu.
• Jika suhu meningkat, resistansi
akan menurun, dan sebaliknya.
• Termistor sangat sensitif, sehingga
mampu mendeteksi perubahan kecil
suhu.
• Operating range: -200oC sampai
+1000oC
Integrated Circuit
Temperature Sensor
• Menggunakan chip silikon sebagai elemen
pengindra
• Mempunyai konfigurasi output tegangan
dan arus
• Rentang suhu terbatas (<200oC)
Sensor Kecepatan/RPM
• Sensor kecepatan (velocity sensor)
• Tachometer merupakan magnet
permanen DC generator kecil. Ketika
generator berputar akan
menghasilkan tegangan DC yang
proporsional dengan
kecepatan.Tachometer yang
dipasang pada motor umumnya
digunakan untuk aplikasi pengendali
kecepatan motor.
• Kecepatan dari putaran poros diukur
menggunakan magnetic pickup
sensor. Magnet ditempelkan ke
poros. Kumparan kecil yang terletak
dekat magnet menerima pulsa setiap
kali magnet lewat. Dengan mengukur
frekuensi dari pulsa, kecepatan
poros dapat ditentukan.
Encoder Sensor (1)
• Sensor ini berfungsi untuk mengkonversi gerak linear
dan rotasi menjadi sinyal digital. Rotary Encoder
memonitor gerak rotasi dari peralatan (mis: poros).
• Terdapat dua tipe, yaitu :
1. Incremental Encoder, yang mengirimkan sejumlah
pulsa untuk tiap putaran.
2. Absolute Encoder, yang menampilkan kode biner
spesifik untuk perubahan posisi angular dari peralatan.
• Aplikasi: kontrol industri, robotics
Encoder Sensors (2)
Encoder Sensors (3)
Pengukur Aliran (1)
• Prinsip: mengkonversi energi kinetik aliran
fluida ke dalam bentuk yang dapat diukur
Pengukur Aliran (2)
Pengkondisian Sinyal (1)
•
Sinyal elektrik yang diproduksi oleh sensor biasanya tidak dapat langsung
dipergunakan.
•
Signal Conditioner mengubah sinyal menjadi sinyal yang mudah diukur. Amplifikasi
dan atenuasi merupakan teknik signal conditioning yang biasa.
•
Amplifikasi dipergunakan jika hasil dari sensor terlalu kecil.
•
Atenuasi mereduksi tegangan sebelum diukur.
•
Penyaringan signal untuk mengubah frekuensi juga merupakan teknik yang umum
dipakai.
Penyaring yang umum antara lain, high pass,hanya melewatkan frekuensi yang high
saja. Bandpass, melewatkan frekwensi pada rentang tertentu. Low pass,
melewatkan frekuensi low saja.
•
•
Jika sinyal perlu dikonversi dari analog ke digital, dibutuhkan konverter A/D (Analog
Digital), atau sebaliknya D/A (Digital Analog).
Pengkondisian Sinyal (2)
Aktuator
• Aktuator adalah peralatan yang
mengkonversi sinyal elektrik menjadi
gerak mekanik
• Contoh aktuator, antara lain : relai,
solenoid, dan motor.
Relai (1)
• Relay adalah peralatan yang dioperasikan dengan listrik
yang secara mekanik akan mengontrol penghubungan
rangkaian listrik.
• Relay adalah bagian yang penting dalam sistem kontrol.
Bermanfaat untuk kendali jarak jauh, dan kontrol listrik
tegangan tinggi dengan menggunakan listrik tegangan
rendah.
• Ketika tegangan mengalir ke dalam elektromagnet
padasistem kontrol relay, maka magnet akan menarik
lengan logam pada arah magnet, dengan demikian
kontak terjadi. Relay bisa memiliki jenis NO atau NC
ataupun kombinasi
Relai (2)
Solenoid (1)
• Solenoid adalah peralatan yang dipakai untuk
mengkonversi arus listrik mejadi gerak linear
mekanik.
• Solenoid dibuat dari kumparan, dan inti besi
yang dapat digerakkan.
• Gaya tarik dan dorong yang dihasilkan solenoid
ditentukan oleh jumlah lilitan pada kumparan.
Solenoid (2)
Solenoid (3)
Kran Solenoid (1)
•
Kran solenoid (solenoid valve)
•
Terdiri dari
1. Solenoid dengan inti dan komponennya.
2. Badan valve yang dimana terdapat
piringan / colokan yang diposisikan untuk
menghentikan / mengalirkan aliran.
•
Aliran dapat mengalir tergantung dari
gerakan dari inti dan tergantung dari apakah
solenoid dialiri arus atau tidak. Jika dialiri
arus, maka kumparan akan mendorong inti
untuk membuka saluran (valve), dan pada
saat tidak dialiri arus, saluran akan dalam
keadaan tertutup.
•
Solenoid valve digunakan untuk mengontrol
aliran hidrolik (misal: minyak), pneumatik
(udara), dan aliran air.
Kran Solenoid (2)
• Directional valve:
mengalirkan,
menghentikan,
mengatur arah aliran.
Saluran menghantarkan
aliran dengan membuka
dan menutup lintasan
aliran pada posisi kran
yang tertentu atau pasti