pengendalian proses produksi dan pengandalian

Gratis

0
1
6
2 years ago
Preview
Full text

  Di Chap. 8, representasi diagram blok dari sistem kontrol sederhana (Gambar 8- 2) adalah dikembangkan. Bab ini akan memusatkan perhatian pada kontroler dan elemen kontrol akhir dan akan membahas karakteristik dinamik dari beberapa komponen yang umum digunakan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 8-2, sinyal input ke controller adalah kesalahan, dan sinyal output dari kontroler diumpankan ke elemen kontrol akhir. Dalam banyak proses sistem kontrol, sinyal output ini adalah tekanan udara, dan elemen kontrol akhir adalah pneumatik katup yang membuka dan menutup sebagai tekanan udara pada perubahan diafragma.

  Untuk analisis matematis dari sistem kontrol, itu sudah cukup untuk menganggap kontroler sebagai komputer sederhana. Sebagai contoh, sebuah kontroler proporsional dapat dianggap sebagai perangkat yang menerima sinyal kesalahan dan menempatkan sinyal sebanding untuk itu. Demikian pula, elemen kontrol akhir dapat dianggap sebagai perangkat yang menghasilkan korektif tindakan pada proses. Tindakan korektif dianggap sebagai matematis terkait dengan sinyal output dari controller. Namun, hal ini diinginkan untuk memiliki beberapa penghargaan mekanisme fisik aktual yang digunakan untuk mencapai hal ini. Untuk alasan ini, kita mulai bab ini dengan deskripsi fisik dari katup kontrol pneumatik dan disederhanakan deskripsi controller proporsional. Sampai sekitar tahun 1960, sebagian besar pengendali yang pneumatik. Meskipun pengendali pneumatik masih digunakan dan berfungsi dengan baik di banyak instalasi, pengendali yang dipasang hari ini adalah instrumen elektronik atau berbasis komputer. Untuk alasan ini, proporsional pengontrol yang akan dibahas dalam bab ini akan elektronik atau berbasis komputer. Itu fungsi pemindahan yang disajikan dalam bab ini berlaku untuk kedua jenis kontroler, dan diskusi sama sekali tidak membatasi. Perangkat pneumatik lain, seperti katup kontrol, ditemukan di seluruh pabrik pengolahan kimia dan merupakan bagian yang sangat penting dari kimia sistem kontrol proses. Setelah pembahasan pendahuluan, alih fungsi akan disajikan untuk disederhanakan atau ideal versi katup kontrol dan pengendali konvensional. Ini fungsi transfer untuk tujuan praktis, cukup akan mewakili perilaku dinamis katup kontrol dan pengendali. Oleh karena itu, mereka akan digunakan dalam bab-bab berikutnya untuk analisis matematika dan desain sistem kontrol.

  9.1 MEKANISME

  Control Valve Katup kontrol ditunjukkan pada Gambar. 9-1 berisi perangkat pneumatik (katup bermotor) yang bergerak batang katup sebagai tekanan pada pegas diafragma perubahan. Batang posisi plug dalam lubang tubuh katup. Pada katup udara-ke-dekat, seperti udara tekanan meningkat, steker bergerak ke bawah dan membatasi aliran fluida melalui katup. Pada katup udara-ke-terbuka, katup terbuka dan memungkinkan aliran yang lebih besar sebagai katup-top meningkatkan tekanan udara. Pilihan antara udara-ke-terbuka dan udara-ke-close biasanya dibuat berdasarkan pertimbangan keselamatan. Jika tekanan udara instrumen gagal, kita ingin katup gagal dalam posisi yang aman untuk proses tersebut. Sebagai contoh, jika katup kontrol berada dipendinginan air masuk ke jaket pendingin untuk reaktor kimia eksotermis, kita akan ingin katup gagal terbuka sehingga kita tidak kehilangan aliran air pendingin ke reaktor. Di situasi seperti ini, kita akan memilih katup udara-ke-dekat. Motor katup sering dibangun sehingga posisi batang katup proporsional tekanan katup-top. Kebanyakan katup komersial bergerak dari terbuka untuk menutup sepenuhnya sebagai tekanan katup-top perubahan dari 3 sampai 15 psig.

  Secara umum, laju aliran cairan melalui katup tergantung pada hulu dan tekanan cairan hilir dan ukuran pembukaan melalui katup. Plug dan kursi (atau lubang) dapat dibentuk sehingga berbagai hubungan antara posisi batang dan ukuran pembukaan (maka, flow rate) yang diperoleh. Dalam contoh kita, kita berasumsi untuk kesederhanaan bahwa pada kondisi mapan aliran (untuk tetap hulu dan hilir tekanan fluida) sebanding dengan katup-top tekanan pneumatik. Sebuah katup memiliki hubungan ini disebut katup linier. Sebuah diskusi yang lebih lengkap katup kontrol disajikan dalam Chap. 19. Pengawas Kontrol hardware yang dibutuhkan untuk mengontrol suhu aliran panas meninggalkan sebuah penukar ditunjukkan pada Gambar. 9-2. Hardware ini terdiri dari komponen- komponen berikut tercantum di sini bersama dengan konversi masing-masing: Transducer (suhu ke arus) Komputer / Controller (arus ke arus) Converter (arus ke-tekanan) Katup kontrol (tingkat tekanan-to-aliran) Gambar 9-2 menunjukkan bahwa termokopel digunakan untuk mengukur suhu; sinyal dari termokopel dikirim ke transduser, yang menghasilkan arus keluaran dalam kisaran 4 sampai 20 mA, yang merupakan fungsi linear dari input. Output dari transduser menghasilkan sinyal error. Itu komputer / controller mengkonversi kesalahan untuk sinyal output dalam kisaran 4 sampai 20 mA dalam sesuai dengan algoritma kontrol komputer. Satu-satunya algoritma kontrol yang kita miliki dianggap sejauh ini telah proporsional. Kemudian dalam bab ini algoritma kontrol lainnya akan dijelaskan. Output dari komputer / controller memasuki converter, yang menghasilkan output dalam kisaran 3 sampai 15 psig, sebagai fungsi linear dari input. Akhirnya, output tekanan udara konverter dikirim ke bagian atas katup kontrol, yang menyesuaikan aliran uap ke penukar panas. Kami berasumsi bahwa katup linier dan merupakan jenis udara-ke-terbuka. Kekuatan eksternal (120 V) yang diperlukan untuk setiap komponen juga ditunjukkan pada Gambar. 9-2. Listrik yang dibutuhkan untuk transduser, komputer / controller, dan converter. Sebuah sumber dari 20 psig udara juga diperlukan untuk converter. Untuk melihat bagaimana komponen berinteraksi satu sama lain, mempertimbangkan proses yang akan beroperasi pada steady state dengan suhu keluar sama dengan set point. Jika suhu dari aliran menurun proses dingin, peristiwa berikut terjadi: Setelah beberapa menunda termokopel mendeteksi penurunan suhu keluar dan menghasilkan perubahan proporsional dalam sinyal ke controller. Begitu controller mendeteksi penurunan suhu, relatif terhadap set point, meningkat output pengontrol sesuai untuk bertindak proporsional. Peningkatan sinyal untuk converter menyebabkan tekanan keluaran dari converter untuk meningkatkan dan membuka katup yang lebih luas mengakui aliran yang lebih besar dari aliran proses panas. Peningkatan aliran arus panas akhirnya akan meningkatkan output suhu dan memindahkannya menuju set point. Dari deskriptif kualitatif ini, kita melihat bahwa aliran sinyal dari satu komponen ke yang berikutnya adalah sedemikian rupa sehingga suhu keluar penukar panas harus kembali menuju set point. Sebuah P & ID setara (Perpipaan dan diagram instrumentasi) untuk sistem kontrol ini ditunjukkan pada Gambar. 9-3 (untuk P & ID simbol lainnya, lihat App. 9A). Dalam sistem kontrol dengan baik-tuned, respon suhu akan berosilasi di sekitar titik set sebelum datang ke steady state. Kami akan memberikan perhatian yang cukup besar terhadap respon sistem kontrol dalam sisanya buku ini. Pembahasan lebih lanjut juga akan diberikan pada katup kontrol di Chap. 19. Untuk kenyamanan dalam menggambarkan berbagai undang-undang kontrol (atau algoritma) di akhirat bagian dari bab ini, transduser, controller, dan konverter akan disatukan dalam satu blok, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9-4. Ini menyimpulkan pengantar singkat kami untuk katup dan pengendali. Kami kini

mentransfer fungsi untuk perangkat tersebut. Alih fungsi ini, terutama untuk pengendali, didasarkan pada perangkat yang ideal yang dapat diperkirakan hanya dalam praktek. Tingkat pendekatan cukup baik untuk menjamin penggunaan alih fungsi ini untuk menggambarkan perilaku dinamis dari mekanisme kontrol untuk keperluan desain biasa.

  9.2 FUNGSI TRANSFER IDEAL Control Valve Sebuah katup pneumatik selalu memiliki beberapa lag dinamis, yang berarti bahwa posisi batang tidak merespon instan untuk perubahan tekanan yang diterapkan dari controller. Dari percobaan yang dilakukan pada katup pneumatik, telah ditemukan bahwa hubungan antara aliran dan tekanan katup-katup atas untuk linear sering dapat direpresentasikan oleh fungsi transfer orde pertama; demikian di mana K v adalah gain steady-state, yaitu, konstanta proporsionalitas antara SteadyState yang rate dan tekanan katup-top mengalir, dan tv adalah waktu yang konstan dari katup. Dalam banyak sistem praktis, waktu yang konstan dari katup sangat kecil jika dibandingkan dengan konstanta waktu dari komponen lain dari sistem kontrol, dan fungsi transfer katup dapat didekati dengan constant.Under kondisi ini, katup dikatakan untuk berkontribusi diabaikan lag dinamis. Untuk membenarkan perkiraan katup cepat dengan fungsi transfer, yang hanya K v, mempertimbangkan katup orde pertama dan proses orde pertama dihubungkan secara seri, seperti ditunjukkan pada Gambar. 9-5 Menurut pembahasan Chap.. 6, jika kita asumsikan tidak ada interaksi (yang umumnya berlaku untuk kasus ini), hubungan antara tekanan udara ke katup dan output dari proses (mungkin suhu reaktor) adalah sehingga kombinasi proses dan katup pada dasarnya adalah orde pertama. Ini jelas menunjukkan bahwa ketika waktu yang konstan dari katup jauh lebih kecil daripada proses, fungsi transfer katup dapat diambil sebagai K v.

  Sebuah katup pneumatik khas memiliki konstanta waktu dari urutan 1 s. Banyak industri proses berperilaku sebagai sistem orde pertama atau sebagai serangkaian sistem orde pertama memiliki konstanta waktu yang dapat berkisar dari satu menit sampai satu jam. Untuk sistem ini kita harus menunjukkan bahwa lag katup diabaikan, dan kami akan membuat sering pendekatan. Controller Pada bagian ini, kami menyajikan fungsi transfer untuk kontroler yang sering digunakan dalam proses industri. Karena transduser dan konverter akan disatukan dengan controller untuk kesederhanaan, hasilnya adalah bahwa masukan akan menjadi variabel diukur x (misalnya, suhu dan tingkat cairan) dan output akan menjadi sinyal p pneumatik. (Lihat Gambar. 9-4.) Sebenarnya bentuk ini (x sebagai input dan sebagai output p) berlaku untuk pneumatik a kontroler. Untuk kenyamanan, kami akan mengacu pada komponen disamakan sebagai controller dalam pembahasan berikut, meskipun controller elektronik sebenarnya hanyalah salah satu dari komponen. KONTROL PROPORSIONAL. Jenis paling sederhana dari kontroler adalah kontroler proporsional. (Kontrol ON / OFF adalah benar-benar sederhana, tetapi merupakan kasus khusus dari proporsional kontroler seperti yang akan kita lihat segera.) Tujuan kami adalah untuk mengurangi kesalahan antara keluaran proses dan set point. The proporsional controller, seperti akan kita lihat, dapat mengurangi kesalahan, tetapi tidak dapat menghilangkan itu. Jika kita dapat menerima beberapa kesalahan residu, proporsional kontrol dapat menjadi pilihan yang tepat untuk situasi ini. The pengendali proporsional hanya memiliki satu parameter disesuaikan, gain kontroler. The pengendali proporsional menghasilkan sinyal output (tekanan dalam kasus pneumatik a controller, saat ini, atau tegangan untuk pengendali elektronik) yang sebanding dengan e error. Tindakan ini dapat dinyatakan sebagai dimana p? sinyal output dari controller, psig atau mA K c? gain proporsional, atau sensitivitas e? kesalahan? (Set point)? (Diukur variabel) p s? a, output steady-state konstan dari controller [nilai bias, lihat Pers. (8.19) dan (8.23)] The e error, yang merupakan perbedaan antara set point dan sinyal dari pengukur elemen, mungkin dalam setiap unit yang sesuai. Namun, unit set point dan variabel yang diukur harus sama, karena kesalahan adalah perbedaan antara kuantitas. Dalam controller memiliki keuntungan disesuaikan, nilai gain K c dapat divariasikan dengan masuk ke dalam controller, biasanya dengan cara keypad (atau tombol pada

  Nilai ps adalah nilai dari sinyal output ketika e adalah nol, dan dalam kebanyakan pengendali ps dapat disesuaikan untuk mendapatkan sinyal output yang dibutuhkan ketika sistem kontrol adalah pada steady state dan e? 0. Untuk mendapatkan fungsi transfer dari Eq. (9.3), pertama-tama kita memperkenalkan penyimpangan variabel ON / OFF KONTROL. Sebuah kasus khusus dari kontrol proporsional adalah on / off control. Jika gain K c dibuat sangat tinggi, valve akan bergerak dari satu posisi ekstrem ke yang lain jika Proses menyimpang hanya sedikit dari set point. Tindakan yang sangat sensitif ini disebut on / off tindakan karena katup adalah baik terbuka penuh (atas) atau tertutup penuh (off); yaitu, katup bertindak sebagai saklar. Ini adalah kontroler yang sangat sederhana dan dicontohkan oleh thermostat digunakan dalam sistem home-pemanas. Dalam prakteknya, sebuah band mati dimasukkan ke controller. Dengan band mati, kesalahan mencapai beberapa nilai positif yang terbatas sebelum controller "Menyala." Sebaliknya, kesalahan harus turun untuk beberapa nilai negatif yang terbatas sebelum controller "mati." Perilaku ini ditunjukkan pada Gambar. 9-7. Memperluas lebar Band mati membuat controller kurang peka terhadap kebisingan dan mencegah fenomena mengobrol, dimana controller cepat akan berputar dan berhenti sebagai kesalahan berfluktuasi sekitar nol. Berceloteh merugikan kinerja peralatan.

Dokumen baru

Tags

Psikologi Teori Teori Memori Dan Memor Pengembangan Kuisioner Online Terapi Kognitif Perilaku Bagi Penderita Depresi Identifikasi Faktor Faktor Yang Mempenga Proses Produksi Dan Pengendalian Mutu Te Pengendalian Proses Produksi Dalam Manaj Perencanaan Dan Pengendalian Produksi Biaya Produksi Dan Pengendalian Teknik Pengendalian Mutu Proses Produksi Pakan Pengertian Dan Proses Produksi
Show more

Dokumen yang terkait

Keanekaragaman Makrofauna Tanah Daerah Pertanian Apel Semi Organik dan Pertanian Apel Non Organik Kecamatan Bumiaji Kota Batu sebagai Bahan Ajar Biologi SMA
26
318
36
FREKUENSI KEMUNCULAN TOKOH KARAKTER ANTAGONIS DAN PROTAGONIS PADA SINETRON (Analisis Isi Pada Sinetron Munajah Cinta di RCTI dan Sinetron Cinta Fitri di SCTV)
27
310
2
Analisis Sistem Pengendalian Mutu dan Perencanaan Penugasan Audit pada Kantor Akuntan Publik. (Suatu Studi Kasus pada Kantor Akuntan Publik Jamaludin, Aria, Sukimto dan Rekan)
136
695
18
DOMESTIFIKASI PEREMPUAN DALAM IKLAN Studi Semiotika pada Iklan "Mama Suka", "Mama Lemon", dan "BuKrim"
133
700
21
KONSTRUKSI MEDIA TENTANG KETERLIBATAN POLITISI PARTAI DEMOKRAT ANAS URBANINGRUM PADA KASUS KORUPSI PROYEK PEMBANGUNAN KOMPLEK OLAHRAGA DI BUKIT HAMBALANG (Analisis Wacana Koran Harian Pagi Surya edisi 9-12, 16, 18 dan 23 Februari 2013 )
64
565
20
PENERAPAN MEDIA LITERASI DI KALANGAN JURNALIS KAMPUS (Studi pada Jurnalis Unit Aktivitas Pers Kampus Mahasiswa (UKPM) Kavling 10, Koran Bestari, dan Unit Kegitan Pers Mahasiswa (UKPM) Civitas)
105
442
24
Pencerahan dan Pemberdayaan (Enlightening & Empowering)
0
64
2
KEABSAHAN STATUS PERNIKAHAN SUAMI ATAU ISTRI YANG MURTAD (Studi Komparatif Ulama Klasik dan Kontemporer)
5
102
24
GANGGUAN PICA(Studi Tentang Etiologi dan Kondisi Psikologis)
4
75
2
Efek Hipokolesterolemik dan Hipoglikemik Patigarut Butirat
2
94
12
Analisis Pertumbuhan Antar Sektor di Wilayah Kabupaten Magetan dan Sekitarnya Tahun 1996-2005
3
59
17
Analisis tentang saksi sebagai pertimbangan hakim dalam penjatuhan putusan dan tindak pidana pembunuhan berencana (Studi kasus Perkara No. 40/Pid/B/1988/PN.SAMPANG)
8
102
57
Diskriminasi Daun Gandarusa (Justicia gendarrusa Burm.f.) Asal Surabaya, Jember dan Mojokerto Menggunakan Metode Elektroforesis
0
61
6
IbM Peningkatan Kesehatan Gigi dan Mulut Petani Kakao Kecamatan Bangsalsari
5
96
57
Identifikasi Jenis Kayu Yang Dimanfaatkan Untuk Pembuatan Perahu Tradisional Nelayan Muncar Kabupaten Banyuwangi dan Pemanfaatanya Sebagai Buku Nonteks.
26
327
121
Show more