Pengendalian Proses

Berhubung aku baru saja selesai magang dengan penempatan di unit pengendalian proses suatu perusahaan manufaktur, aku mau refresh tentang hal yang aku pelajari selama kuliah dan ketika magang.

Dalam industri, pengendalian proses bertujuan untuk mencapai kondisi proses sehingga output/produk yang dihasilkan sesuai dengan yang telah ditentukan/direncanakan. Selain itu juga dengan adanya pengendalian proses diharapkan bahwa proses produksi berlangsung dengan aman dan juga operasi yang handal yaitu tahan terhadap gangguan yang dapat terjadi selama proses berlangsung. Secara umum, desain suatu sistem pengendalian dalam suatu plant kimia ditujukuan untuk memaksimalkan keuntungan dengan cara mengubah bahan baku menjadi produk yang berguna dengan spesifikasi produk (kualitas), safety, operasional yang baik dan memenuhi regulasi terkait lingkungan (minimum waste).

Contoh pengendalian proses yang bisa kita temukan sehari – hari misalnya yaitu pengendalian pada AC (air conditioner). Nah, ada pengendalian apa di alat ini? Perlu kita ketahui bahwa AC menggunakan pendingin untuk menurunkan suhu udara dalam ruangan dengan hukum fisika yaitu ketika cairan berubah menjadi gas makan akan menyerap panas dan memaksa senyawa kimia khusus yaitu refrigeran menguap dan mengembun secara berulang – ulang dalam sistem kumparan tertutup (closed loop). Di dalam sistem pengendalian temperatur pada AC, mulanya suhu ruangan yang diinginkan kita set pada remote AC sebagai setpoint, misalnya T = 40 ^oC. Kemudian dengan adanya perbedaan antara suhu ruang yang terukur dengan suhu setpoint maka variabel temperatur ini akan menentukan kerja pengendali (apakah ruangan perlu didinginkan atau tidak). Ketika ada perbedaan tersebut maka transmitter akan mengirimkan sinyal ke controller yang selanjutnya controller akan memberikan sinyal perintah ke actuator untuk mendinginkan udara di ruangan.

Mungkin dari ilustrasi diatas ada beberapa istilah yang cukup asing ya? Nah berikut gambaran mengenai pengendalian proses yang aku dapatkan waktu kuliah.

Gambar 1. Flow Diagram Feed Back Control

Diagram diatas adalah logika untuk suatu loop feed back control. Secara singkat penjelasannya seperti berikut. Dalam suatu sistem proses yang dipilih untuk dilakukan pengendalian, kita menentukan suatu variabel yang akan kita kendalikan. Hardware untuk pengendalian ada controller, actuator, transmitter, dan sistem proses itu sendiri, serta transmission line and power supply yang menghubungkan antar hardware. Suatu proses akan berjalan dengan kondisi variabel kontrol tertentu. Selama proses berlangsung, ada kemungkinan gangguan/disturbance yang menyebabkan variabel yang telah dikendalikan berubah. Variabel yang dikendalikan ini terus dipantau dengan alat ukur yang kemudian dengan adanya transmitter menyalurkan sensor sehingga kita bisa menentukan setpoint untuk menentukan langkah pengendalian selanjutnya agar variabel kontrol yang ditetapkan tetap dapat tercapai. Kita menentukan nilai setpoint, yaitu besaran variabel kontrol yang dikehendaki yang nantinya sistem kendali akan berusaha menyamakan variabel yang dikendalikan sesuai dengan setpoint. Besaran setpoint kita masukkan ke controller yang selanjutnya memberikan perintah ke actuator yang bertugas untuk mengeksekusi tindakan yang harus dilakukan untuk menyesuaikan dengan nilai setpoint yang telah diinput.

Kebanyakan industri menggunakan tipe pengendalian umpan balik (feed back control) seperti pada gambaran diatas, yaitu pengendalian yang menggunakan variabel keluaran sistem untuk mempengaruhi masukan dari sistem yang sama. Pengendalian tipe ini lebih banyak digunakan daripada tipe pengendalian umpan maju (feed forward control) karena lebih sederhana dan mudah penerapannya yaitu jika terjadi penyimpangan maka tindakan koreksi dilakukan untuk memperbaiki inputan selanjutnya.

Ketika aku magang kurang lebih secara umum sama dengan gambaran diatas, yaitu sistem pengendalian umpan balik. Produk yang telah dihasilkan oleh tiap alat proses akan diuji di laboratorium dari segi kualitas sesuai dengan parameter – parameter yang telah ditetapkan. Selain itu, sistem sensor yang telah dipasang disekitar alat proses juga secara bersamaan mentransmisikan informasi kondisi operasi di dalam alat proses. Setelah muncul angka – angka parameter kualitas dan kondisi operasi, kita menentukan langkah berikutnya, yaitu penentuan setpoint yang tepat agar terjadi keberhasilan proses dan produk yang dihasilkan sesuai dengan kriteria. Penentuan setpoint ini ada yang berupa tindakan langsung seketika dan ada yang sifatnya dieksekusi setelah batch bahan baku habis dipakai. Untuk setpoint yang sifatnya dieksekusi setelah 1 batch persediaan bahan baku habis, perlu dilakukan perencanaan lebih dahulu diantaranya yaitu komposisi dan rate bahan baku yang masuk ke proses. Dari perencanaan ini kita bisa memprediksi (forecasting) bagaimana nantinya keadaan di tiap alat proses, beban setiap alat, parameter kualitas, dan jumlah hasil produksi dengan bahan baku tersebut.

Bisa dibilang ilustrasi diatas masih sangat umum ya? Bisa dikatakan pengendalian proses sangat kompleks bidangnya karena menyangkut kualitas bahan baku dan produk, K3 dalam hal waste produksi, perencanaan produksi, dan bahkan juga quality assurance sehingga ketika berbicara mengenai pengendalian proses tentu akan banyak sekali saut pautnya dengan bidang – bidang lain dalam suatu departemen produksi.

Nah, kali ini sekian dulu ya bahasan secara umum tentang pengendalian prosesnya. Saya juga masih belajar mengenai hal ini sehingga jika ada yang ingin didiskusikan silakan komen di bawah ya!

Sumber:

Diktat Kuliah “Pengendalian Proses” Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Tugas Kuliah “Pengendalian Proses” Teknik Kimia Universitas Diponegoro

https://www.blog.qualitytechnic.com/2015/10/sistem-cara-kerja-air-conditioner-ac.html