Presentasi Dcs

download Presentasi Dcs

of 36

  • date post

    14-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    33
  • download

    1

Embed Size (px)

description

DCS DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM

Transcript of Presentasi Dcs

  • PERANCANGAN SIMULATOR VIRTUAL DCS CENTUM CS3000 YOKOGAWA PADA SISTEM PENGENDALIAN SUHUPENUKAR PANAS DI UNIT PHOSPHORIC ACID (PA)PABRIK III PT. PETROKIMIA GRESIK

    Disampaikan dalam Seminar Tugas Akhir Teknik Fisika FTI ITSOleh : Haris Tunggul Uji PrasetyaPembimbing : Suyanto, S.T., M.T.

    Surabaya, 6 Oktober 2010

  • Latar Belakang

    Save Rp. 151.020.000.000,00 !!!

    Solusi improve the quality

    Otomatisasi sistemmenggunakan DCS Centum

    Penerapan strategipengendalian cascade

    Penurunan kapasitas produksi asam fosfat;hanya 77,225% dari kapasitas desain

    Sistem pengendalian masihmanual Load berubah-ubah

    Referensi: Tesis dari Rudy Karjono, ITB

  • Perumusan Masalah

    Bagaimana mensimulasikan dinamika proses pada heaterdengan menggunakan DCS Centum CS3000 Yokogawa?

    Bagaimana mutu sistem pengendalian temperatur padaheater setelah DCS Centum CS3000 Yokogawa diimplementasikan?

    Tujuan Penelitian Membuat simulator proses pada penukar panas

    menggunakan Virtual Test DCS Centum CS3000 Yokogawa

    Mengetahui mutu sistem pengendalian temperatur padaheater setelah DCS Centum CS3000 Yokogawa diimplementasikan

  • Batasan Masalah

    Plant yang dirancang adalah penukar panas E2501 di Unit PA Pabrik III PT Petrokimia Gresik.

    Variabel yang dikendalikan adalah temperatur asam fosfatkeluaran penukar panas dengan memanipulasi laju aliranlow pressure steam (LPS) yang masuk ke heater.

    Data proses yang digunakan merupakan data sekunderyang diambil pada saat plant beroperasi secara normal.

    Simulasi dilakukan dengan menggunakan Virtual Test yang ada pada software DCS Centum CS3000 Yokogawa.

  • Tinjauan Pustaka

    Dwi Hananto, Dery, 2009, Perancangan SistemPengendalian Level pada HP Feedwater Heater denganMetode Cascade dan Override, Surabaya, Indonesia.

    Sodja, A., Zupancic, B., dan Sink, J., 2009. Some Aspects of The Modeling of Tube and Shell Heat Exchangers. Proceedings 7th Modelica Conference. Como, Italy, 2022 September.

  • Proses Produksi Asam Fosfat

  • Proses Produksi Asam Fosfat

    steam

    asam fosfat

    kondensat

  • Penukar Panas E2501

    Prinsip kerja penukar panas (heat exchanger) H3PO4 (high pressure) masuk pada tube inlet Steam (low pressure) masuk pada shell inlet

    Referensi: Mohammed Kabiruddin, University of Petroleum & Energy Studies

  • Aksi Kontroler PID

    Kontroler PI

    Kontroler PID

    Kontroler P

    FIC2501

    TIC2501

    Referensi: Frans Gunterus

  • Mutu Pengendalian

    Rise time

    Delay

    time

    Peak time

    Settling time

    Max overshoot

    Referensi: Katsuhiko Ogata

  • Existing Control System

    Flow control

    Temperature

    controlTemperature

    indicate

    Aksi pengendaliandilakukan olehoperator dengan caramengubah set pointpada flow controller dan temperature controller

  • Redesigned Control System

    manipulated value TIC = set point FIC

    Cascade control: Digunakan untuk mengatasi

    lambatnya reaksi prosespada sistem dengan time constant besar.

    Digunakan untuk mengatasisistem yang seringmengalami perubahan load.

  • Diagram Blok

    Existing

    System

    Redesigned

    System

  • Distributed Control System (DCS)

    Operator Station

    Data Communication

    Field Control Station

    Process

  • Real Plant vs. Virtual Test

    pemodelan

  • Metodologi Penelitian

  • Pengambilan Data Proses

    Data proses dicatat oleh operator setiap dua jam sekali dalamsatu hari

    Data proses yang digunakan pada tanggal 29 April 2010

    Click for hasil pengolahan data

  • Pemodelan Heater E2501

    Berdasarkan Hukum Kesetimbangan Energi

    Model heater pada Simulink

    genoutinst EEEE

    genoutpoutinpinstpst ETcmTcmTcm 3,2,1,

    genoutoutpoutininpinstp ETcmTcmdt

    dTVc ,,,

    87,20185

    8,84433)(08,4464)(73,4433)(

    sTsTsTs outin

  • Pemodelan Control Valve

    controlsignalinputspan

    PIpressurespanK PI

    ___

    /__/

    actuatorpressurespan

    valvebukaanspanKactuator

    __

    __

    totK

    1

    s

    K

    sU

    sm

    CV

    totLPS

    145,0

    25,1

    ssU

    smLPS

    108,0

    25,11

    ssU

    smLPS

    FV2501

    TV2501

    Fungsi transfer control valve:

  • Pemodelan Transmitter

    FT251 TT2501

    1

    s

    BsPVKsMV

    Fungsi transfer transmitter:

    TT2502-1/2

    148,0

    48,02501

    s

    sPVsMVFT

    14

    408,02501

    s

    sPVsMVTT

    14

    410667,02/12502

    s

    sPVsMVTT

  • Rekomendasi

    Menerapkan strategi pengendalian cascade

    Alasan:1. Pengendalian cascade dapat digunakan untuk mengatasi

    lambatnya reaksi proses pada sistem dengan time constant besar.2. Pengendalian cascade dapat digunakan untuk mengatasi sistem

    yang sering mengalami perubahan load.

    Komponen Pengendalian:1. Controlled variable: Temperatur H3PO42. Manipulated variable: Laju aliran low pressure steam (LPS)

  • Perancangan Simulator

    Simulator virtual terdiri dari 2 bagian penting, yaitu:

    Control drawingDigunakan untuk mendefinisikan algoritma pengendalianyang akan diterapkan pada plant

    HIS (Human Interface Station)Digunakan untuk membuat dan mengubah graphic windows untuk keperluan pengoperasian dan monitoring

  • Control drawing

    Existing System

    Redesigned System

  • Human interface station (HIS)

    Existing System

    Redesigned System

  • Tuning Kontroler

    Menggunakan metode kurva reaksi Hasil tuning:

  • Validasi model

  • Hasil Pengujian (1/3)

  • Hasil Pengujian (2/3)

  • Hasil Pengujian (3/3)

  • Kesimpulan

    Implementasi DCS Centum CS3000 dengan menerapkanstrategi pengendalian cascade dapat meningkatkanperformansi sistem pengendalian suhu penukar panas danmampu mengatasi fenomena perubahan beban.

    Tuning kontroler menggunakan metode kurva reaksimenghasilkan nilai PB=269 dan Ti=12,8 pada FIC2501, sedangkan untuk TIC2501 pada existing dan redesigned system adalah PB=90,2 dan 85,7; Ti=20,4 dan 9,3; Td=4,2 dan 3,5.

    Berdasarkan parameter kualitatif, performansi sistemmenjadi lebih baik setelah strategi pengendalian cascadediterapkan, yaitu dengan nilai tp=146s, ts=214s, Mp=0,02%, dan Ess=2%.

  • Saran

    Distributed control system (DCS) yang membuat sistemmampu dioperasikan secara terkomputerisasi perluditerapkan pada Unit PA Pabrik III untuk meningkatkanperformansi sistem dan mempermudah kerja operator.

    Strategi pengendalian cascade direkomendasikan untukmembuat existing system mampu beroperasi secaraotomatis sehingga efisiensi sistem dapat ditingkatkan dankestabilan konsentrasi Asam Fosfat dapat terjaga.

  • Daftar Pustaka

    1) K. Rudi, "Peningkatan Produktivitas Pabrik Asam Fosfat PT. Petrokimia Gresik," Master theses, Institut Teknolgi Bandung, 2006.

    2) G. L. Bela, "Process Control and Optimization", vol. II, 4th Edition, Taylor & Francis Group, CRC Press, 2006.

    3) G. Frans, Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses, Jakarta: Elex Media Komputindo, 1994.

    4) K. Mohammed, "A Presentation of Heat Exchanger", University of Petroleum & Energy Studies.5) Sodja, A., Zupancic, B., dan Sink, J, Some Aspects of The Modeling of Tube and Shell Heat

    Exchangers. Proceedings 7th Modelica Conference. Como, Italy, 2022 September, 2009.6) P. Kauhanen, Verifying The Dynamic Model of A Heat Exchanger Configuration. Sweden:

    University of Lund.7) Incropera, Frank P., dan David De Witt. Fundamentals Of Heat And Mass Transfer. John

    Willey and Sons Inc., 1990.8) Tim Pengembang Modul DCS, Modul Pelatihan Distributed Control System, Institut Teknologi

    Sepuluh Nopember Surabaya, 2009.9) Piping & Instrumentation Diagram Unit Phosphoric Acid (PA), Pabrik III PT. Petrokimia Gresik,

    1984.10) CS3000 Engineering Course Student Workbook. Yokogawa Electric Corp, Tokyo, 2003.11) Yokogawa Electric Corporation. Instruction manual of DCS Centum CS3000 14th Edition,

    Tokyo: Yokogawa Electric Corporation, 2003.12) Control Valve Handbook Fouth Edition. Emerson Process Management.