Cara Mengukur Level Drum Tertutup dengan Differential Pressure Transmitter

Dear sobat,Kali ini saya sedikit share tentang cara mengukur level drum tertutup menggunakan Diferensial Pressure (DP) Transmitter. Contoh aplikasinya adalah mengetahui level air di dalam Steam Drum pada pembangkit listrik.


Sebelum membahas lebih lanjut , perlu saya sampaikan istilah-istilah yang akan digunakan :

> LRV (Lower Range Value): Nilai range terendah dimana transmitter harus menunjukan indikasi level 0%.

> URV (Upper Range Value): Nilai range tertinggi dimana transmitter harus menunjukan indikasi level 100%

> Range        : Nilai LRV dan URV yang tersetting pada transmitter.
> Zero           : Nilai LRV transmitter (terkait dengan setting range.)
> Span           : Selisih URV - LRV.
> H                : Sensor DP transmitter sisi Higher.
> L                : Sensor DP transmitter sisi Lower.
> Sg               : Specific Gravity (masa jenis dalam kg/m3/1000).
> h                 : Ketinggian zat terukur.

Pengertian dan Rumus Dasar DP Transmitter



Differential Pressure (DP) transmitter merupakan transmitter yang mempunyai dua bagian sensor untuk mengukur tekanan yang diterima, yaitu pada sisi H dan sisi L. Differential Pressure transmitter mengeluarkan output berdasarkan selisih tekanan yang diterima di sisi H dan di sisi L (kita sebut ∆P). 


Berikut gambaran secara umum dari DP Transmitter 


Untuk menghitung Range pengukurannya dapat digunakan rumus sbb :

∆P = PH - PL

Keterangan:
∆P = Differential Pressure
PH  = Tekanan di sisi H (Pressure on H side)
PL   = Tekanan di sisi L (Pressure on L side)

Nilai PL dan PH didapat dari tekanan hidrostatis atau merupakan hasil kali Specific Gravity (Sg) dengan ketinggian zat yang diukur. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut; 


Gambar di atas merupakan perumpamaan sebuah tangki dengan bejana tertutup yang diukur dengan DP transmitter yang mana line H side terhubung ke bagian bawah tanki sedangkan line L side terhubung ke bagian atas tanki. line H Side terisi penuh oleh Liquid sedang line L Side terisi penuh oleh Vapor (Uap air).

PH = (Sg1 x h1) + (Sg2 x h2)
PL = (Sg1 x h3)

Note : 
- Nilai Sg pada line H maupun line L menggunakan tubing / pipa tergantung pada fluida yang mengisi line tsb. Fluida dapat berupa Liquid yang diukur, Vapor dari liquid atau fluida lain tergantung pada pemasangannya. 
- Pada DP transmitter type remote seal, Sg line L dan H tergantung pada liquid filler yang mengisi capillary tube-nya.
- Pada instalasi tangki terbuka, sisi H transmittter di pasang di bawah tangki dan sisi L transmitter di biarkan pada tekanan atmosfer. Dan nilai tekanan pada sisi L di anggap 0.

CARA MENENTUKAN LRV DAN URV PADA DP TRANSMITTER UNTUK MENGUKUR LEVEL


Untuk menentukan LRV dilakukan dengan menghitung ∆P  pada saat tangki kosong, serta  untuk menentukan URV dengan menghitung ∆P  ketika tangki penuh.
 

Contoh soal:
Sebuah  Differential Pressure Transmitter digunakan untuk mengukur level Liquid dengan ketentuan seperti gambar dibawah ini. Tentukan range transmitter yang terpasang.


> Untuk LRV (level liquid 0%) maka nilai h1=7500mmH2O dan nilai h2 = 0 mmH2O.

LRV = PH-PL
         =[(Sg1 x h1) + (Sg2 x h2) + (Sg2 x h3)] - [Sg1xh4]
         =[(0.1 x 7500) + (1 x 0) + (1x1500)] - [0.1 x (3000+4500+1500)]
         =[750 + 0 +1500] - [900]
         =2250-900 
         =1350 mmH2O
Jadi LRV-nya adalah 1350 mmH2O

> Untuk URV (level liquid 100%) maka nilai h1=0 mmH2O dan nilai h2 = 7500 mmH2O

URV = PH-PL
          =[(Sg1 x h1) + (Sg2 x h2) + (Sg2 x h3)] - [Sg1xh4]
          =[(0.1 x 0) + (1 x 7500) + (1x1500)] - [0.1 x (9000)]
          =[0 + 7500 +1500] - [900]
          =9000-900 
          =8100 mmH2O
Jadi URV-nya adalah 8100 mmH2O

Jadi kesimpulannya transmitter tersebut dipasang pada range: 1350 ~ 8100 mmH2O

Bagaimana cara scaling analog value 1350 ~ 8100 mmH2O yang direpresentasikan oleh Transmitter dengan arus 4-20 mA menjadi level 0-100 % ?


Pada umumnya arus 4-20 mA dari transmitter akan diolah ke controller untuk diproses / ditampilkan datanya. Untuk itu nilai 4-20 mA perlu di scaling terlebih dahulu agar bisa merepresentasikan nilai ke besaran yang diinginkan.

contoh :

misalkan DP Transmitter di set mengirimkan sinyal 4-20 mA apabila mendapat input dengan range 

1350 ~ 8100 mmH2O dan nilai tersebut akan diproses oleh Controller PLC dan ditampilkan di HMI berupa level 0 - 100 %.


maka :

1350 mmH2O = 4 mA = 0 % Level
8100 mmH2O = 20 mA = 100% Level

nilai diantaea 4-20 mA akan linier mewakili value diantara 0-100%.

Proses scaling bisa dilakukan dengan menggunakan rumus sbb :

Ymax - Ymin = output - Ymin
Xmax - Xmin    input - Xmin

dimana :
Ymax = batas atas nilai output yang diharapkan
Ymin  = batas bawah nilai output yang diharapkan
Xmax = batas atas nilai input
Xmin  = batas bawah nilai input


sehingga dapat dihitung nilai output sebagai berikut :

Output = Ymax - Ymin   * (input - xmin) + Ymin
               Xmax - Xmin

Contoh 
Jika Controller mempunyai analog input 4-20 mA dan direpresentasikan dengan bilangan 0 - 1024 maka 

1. Pada saat DP Transmitter mengirimkan sinyal 4 mA kontroller akan membacanya sebagai 0 dan akan menampilkan 0 % pada HMI.
2. Pada saat DP Transmitter mengirimkan sinyal 20 mA kontroller akan membacanya sebagai nilai 1024 dan akan menampilkan 100% pada HMI.
3. Nilai diantara 4-20mA akan dipresentasikan secara linier.

misalnya kontroller membaca nilai yang dikirimkan transmitter sebesar 512 maka berapa Level yang ditampilkan di HMI ?:

Output = Ymax - Ymin   * (input - xmin) + Ymin
               Xmax - Xmin

Output = (100 - 0 ) / (1024 - 0 ) * (512-0) + 0
            = 100 / 1024 * 512
            = 50 % Level

Jadi pada saat kontroller membaca input sebesar 512 setelah dilakukan proses scaling HMI(Human Machine Interface) akan menampilkan nilai level tangki sebesar 50 %.

Sekian dulu sobat, semoga bermanfaat

Referensi
http://hyperpost.blogspot.co.id/2014/09/menghitung-range-level-transmitter.html
Cara Mengukur Level Drum Tertutup dengan Differential Pressure Transmitter Rating: 4.5 Diposkan Oleh: budis

No comments:

Berlangganan Via Email