Actuator is

Apa itu Actuator (penggerak)?

Penggerak, dalam pengertian listrik adalah setiap alat yang mengubah sinyal listrik menjadi gerakan mekanis. Biasa digunakan sebagai proses lanjutan dari keluaran suatu proses olah data yang dihasilkan oleh suatu sensor atau kontroler. Terdiri dari 3 jenis pokok : 

Relai adalah alat yang dioperasikan dengan listrik dan secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik, bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan untuk pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Bekerja berdasarkan pembentukan elektromagnet yang menggerakkan elektromekanis penghubung dari dua atau lebih titik penghubung (konektor) rangkaian sehingga dapat menghasilkan kondisi kontak ON atau kontak OFF atau kombinasi dari keduanya. 

Solenoid adalah alat yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik atau arus listrik menjadi gerakan mekanis linear. Terbentuk dari kumparan dengan inti besi yang dapat bergerak, besarnya gaya tarikan atau dorongan yang dihasilkan adalah ditentukan dengan jumlah lilitan kumparan tembaga dan besar arus yang mengalir melalui kumparan. 

Stepper adalah alat yang mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan rotor discret (berlainan) yang disebut step (langkah). Satu putaran motor memerlukan 360 derajat dengan jumlah langkah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari stepper biasanya diberikan dalam jumlah langkah per-putaran per-detik. Motor stepper mempunyai kecepatan dan torsi yang rendah namun memiliki kontrol gerakan posisi yang cermat, hal ini dikarenakan memiliki beberapa segment kutub kumparan. 

Motor DC adalah alat yang mengubah pulsa listrik menjadi gerak, mempunyai prinsip dasar yang sama dengan motor stepper namun gerakannya bersifat kontinyu atau berkelanjutan. Motor DC dibagi menjadi 2 jenis yaitu ; Motor DC dengan sikat (mekanis komutasi), yaitu motor yang memiliki sikat karbon berfungsi sebagai pengubah arus pada kumparan sedemikian rupa sehingga arah tenaga putaran motor akan selalu sama. Motor DC tanpa sikat , menggunakan semi konduktor untuk merubah maupun membalik arus sehingga layaknya pulsa yang menggerakkan motor tersebut. Biasa digunakan pada sistem servo, karena mempunyai efisiensi tinggi, umur pemakaian lama, tingkat kebisingan suara listrik rendah, karena putarannya halus seperti stepper namun putarannya terusmenerus tanpa adanya step. + Rano

control valve

control valve

Control Valve is one of the final control element in an automatic process control, and therefore a very important role in carrying out functions in the control loop. Its function is to set / change the control variable that changed the price flownya (flow). Control valve is an important part in the process line, the control valve is often defined as "Continuously Variable Orifice" in a process line.

Last element of the control circuit is an instrument that can directly affect and change the process variable. Form the final control element is : 

• Control Valve 
• damper 
• Governor Valve 
• Variable Speed ​​Pump 
• etc.

how to choose a good control valve?

Aspects that must be considered in selecting the control valve are: Matters relating to operating condition (corrosion, abrasion, noise, temperature, pressure difference, fluid type: gas, liquid, vapor). Relationship with the valve changes the flow characteristics, including characteristics and process control loop. The shape and size of the valve installation and construction aspects.

Model - model valve body is a lot of use:

• Single Port Valve body 
• Double Port Valve body 
• Three Way Valve body 
• Butterfly Valve body 
• V-Notch Ball Control Valve body 

Control valves are usually equipped with:

• Hand Wheel 
• limit Stop 
• booster 
• positioner 
• solenoid Valve 
• tranducer 
• limit Switch 

whether the function control valve handwheel?
Is one of the essential equipment for the control valve can be used in the event of "Water Supply Failure" or there is damage / leaks in the actuator. Sometimes used in an important service at start up. There are two types of Hand Wheel : 

• Side Mounted 
• Top Mounted Hand Wheel Operator 

whether the function of the control valve limit stop?

Stop Limit fitted to the needs of stroke when the valve is only limited to a particular opening, which limit their use depending on the needs of the stop will be installed on the "Air to Open" or "Air to Closed".

whether the function of the control valve Volume Booster ?

Volume is basically
Pneumatic Booster Relay High Capacity (Pneumatic Relay large capacity), created to raise the Actuator Operating Speed ​​in order to prevent delay time (Time Lag). Volume Booster is used when a pneumatic signal from the controller sent very far away or the capacity of the diaphragm actuator.

Componen Control

Komponen kontrol

Pada umumnya alat-alat control yang lengkap dibentuk dari komponen-komponen dasar berikut :

1. Transmitter 
2. Control Valve 
3. Controller

Setiap bagian tersebut diatas akan dibicarakan secara garis besar, disertai contoh contoh yang dipandang perlu untuk pemakaian dalam industri.

Transmitter
Transmitter digunakan untuk mengubah suatu besaran fisis yang merupakan hasil pengukuran ( temperatur, tinggi kolom cairan  / level tangki, dsb ) . Selain itu transmitter juga diperlukan untuk mengubah sinyal agar sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. Dikenal ada beberapa macam transmitter :

1. Pneumatic to Electronic Transmitter
2.  Electronic to Pneumatic Transmitter 
3. Pressure Transmitter 
4. Temperature Transmitter

Sinyal yang dihasilkan oleh transmitter  pada umumnya memiliki daerah  tertentu pula yaitu :
    Pneumatic                   :  3  -  15  psig (  0,2   -   1,0  kg/cm2 )
    Arus listrik                  :  4  -  20  mA
    Tegangan listrik           :  1  -  5  Vdc

Transmitter Pneumatic to Electronic ( P/I Transmitter )
Transmitter ini digunakan untuk mengubah sinyal pneumatic menjadi sinyal electronic. Pada umumnya terdiri dari dua tingkat yaitu :

1. Tingkat pertama   : mengubah sinyal pneumatic menjadi posisi gaya.
2. Tingkat kedua      : mengubah posisi atau gaya menjadi sinyal listrik

Tingkat pertama umumnya merupakan transmitter tekanan seperti difragma, kapsul atau bellows. Tingkat kedua dapat berupa suatu potensiometer atau Linear Variable Differential Transformer    ( LVDT ).

Transmitter Electronic to Pneumatic ( I /P Transmitter )
Transmitter ini digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal pneumatic . Transmitter ini umumnya terdiri atas dua tingkat, yaitu :

1. Tingkat pertama        : mengubah sinyal listrik menjadi gaya atau posisi.
2. Tingkat kedua           :  mengubah gaya atau posisi menjadi sinyal pneumatic

Transmitter Pneumatic ( Pressure Transmitter )
Tekanan, baik itu tekanan, absolut, gauge, maupun beda tekakan ( differential pressure ), walaupun merupakan sinyal pneumatic tidak dapat ditransmisikan atau digunakan secara langsung sebagai sinyal kontrol . Tekanan tersebut harus diubah dahulu menjadi sinyal pneumatic  3  -  15  psig atau   0,2  -  1,0  kg/cm2 dengan menggunakan transmitter sesuai dengan ketiga jenis tekanan yang diukur, yaitu tekanan absolut , tekanan gauge , tekanan differential

Temperature Transmitter Pneumatic
Temperature transmitter Pneumatic digunakan untuk mengubah temperatur menjadi sinyal pneumatik  3  -  15  psi atau  0,2  -  1,0  kg/cm2 .Konsruksi dasarnya terdiri dari tiga bagian  seperti halnya pressure transmitter , hanya elemen sensornya adalah termometer bejana kapiler yang dihubungkan ke suatu diafragma.

Temperature Transmitter Electronic
Temperature Transmitter Electronic digunakan untuk mengubah besaran temperatur menjadi sinyal listrik berupa arus listrik sebesar  4  -  20  mA atau tegangan  1  -  5  Vdc. Dikenal dua jenis sensor yang digunakan pada transmitter ini, yaitu :

1. Sensor yang menghasilkan perubahan tegangan listrik yaitu  termokopel.
2. Sensor yang menghasilkan perubahan tahanan listrik, yaitu termometer tahanan dan termistor.

Control Valve
Control Valve banyak digunakan dalam industri, baik yang dioperasikan secara manual maupun otomatis. Kebanyakan pengaturan proses dilakukan dengan pengaturan masukan proses dengan cara membuka atau menutup control valve.Sinyal untuk membuka dan menutup control valve tersebut berasal dari Controller , oleh karena itu control valve sering disebut sebagai Final Control Elemen.

Penggerak Pneumatik ( Pneumatic Actuator )
Actuator yang menggunakan udara untuk membuka atau menutup  pada control valve dengan pertolongan suatu diafragma atau piston disebut actuator pneumatic. Gerakan dari diafragma atau piston ini mengakibatkan perubahan pembukaan control valve sesuai dengan besarnya tekanan udara yang diberikan. Untuk mengembalikan pada pembukaan awal , digunakan pegas yang memberikan gaya berlawanan dengan gaya yang dihasilkan oleh diafragma atau piston. Berdasarkan cara membuka dan menutup dikenal dua jenis action cotrol valve yaitu air to open( ATO ) , dan air to close ( ATC ). Pada  jenis ATO control valve akan mengarah membuka apabila sinyal atau tekanan udara yang masuk ke actuator ditambah. Dan sebaliknya apabila tekanan udara yang masuk ke actuator dikuangi maka control valve akan mengarah menutup karena ada gaya dari spring.

Pada jenis ATC, control valve akan mengarah menutup apabila sinyal udara yang masuk ke actuator ditambah.tekannanya.Dan sebaliknya apabila tekanan udara yang masuk ke actuator dikurangi maka control valve akan mengarah membuka. 

Pada umumnya sinyal yang masuk ke control valve itu berasal dari keluaran ( sinyal output dari controller ), yang sinyal standartnya adalah kecil yaitu : 3  -  15 psi atau  0.2  -  1.0  kg/cm2 , dan 4  -  20 mA , sedangkan udara yang dibutuhkan untuk membuka dan menutup control valve melalui actuator sesuai dengan  kekuatan spring range  actuator. Untuk itu perlu dipasang valve positioner. Ada dua jenis valve positioner yaitu :

1. Jenis Sliding
2. Jenis  Rotary

Electric Actuator
Actuator yang menggunakan sinyal listrik untuk membuka dan menutup disebut Electric Actuator. Pada dasarnya ada dua macam electrik actuator yaitu :

1. Actuator yang digerakan oleh kumparan.
2. Actuator yang digerakan oleh motor.

Actuator yang digerakan kumparan terutama digunakan untuk pengaturan jenis on- off ( dua posisis saja ). Sedang yang digerakan motor dapat digunakan jenis on- off maupun multi posisi, floating ( mengambang ) maupun proporsional.

Controller
Dalam suatu sistem pengaturan atau controller merupakan bagian yang penting karena dari controller inilah dihasilkan sinyal – sinyal yang mengendalikan proses. Berdasarkan besaran fisik yang berkaitan dengan sinyal controller di kenal tiga jenis pengaturan :

1. pengaturan pneumatik
2. pengaturan hidraulik
3. pengaturan elektronik

Beberapa jenis controller yang biasa digunakan antara lain yaitu :

1. Controller Pneumatic
2. Controller Electronic
3. Controller Hidraulyc

Controller Pneumatic
Pada controller pneumatik, ada yang bekerja menggunakan prinsip :

• keseimbangan posisi ( movement balance )
• keseimbangan gaya ( force balance )

Set point adalah harga besaran proses yang di inginkan.  Dengan mengatur Set control knob secara langsung kita dapat menaikkan atau menurunkan pointer set point pada controller sesuai dengan harga yang kita inginkan. Set point terdiri dari dua jenis yaitu

• local set point 
• Remote set point.  

local set point diatur secara menual dengan cara mengatur set control knob Sedangkan remote set point mendapat signal dari luar ( remote setpoint signal ).

Componen Control

Komponen kontrol

Pada umumnya alat-alat control yang lengkap dibentuk dari komponen-komponen dasar berikut :

1. Transmitter
2. Control Valve
3. Controller

Setiap bagian tersebut diatas akan dibicarakan secara garis besar , disertai contoh contoh yang dipandang perlu untuk pemakaian dalam industri.

Transmitter.

Transmitter digunakan untuk mengubah suatu besaran fisis yang merupakan hasil pengukuran ( temperatur, tinggi kolom cairan  / level tangki, dsb ) . Selain itu transmitter juga diperlukan untuk mengubah sinyal agar sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan.

Dikenal ada beberapa macam transmitter :

1.      Pneumatic to Electronic Transmitter

2.      Electronic to Pneumatic Transmitter

3.      Pressure Transmitter

4.      Temperature Transmitter

Sinyal yang dihasilkan oleh transmitter  pada umumnya memiliki daerah  tertentu pula yaitu :

1. Pneumatic                   :  3  -  15  psig (  0,2   -   1,0  kg/cm2 )
2. Arus listrik                  :  4  -  20  mA
3. Tegangan listrik           :  1  -  5  Vdc

Transmitter Pneumatic to Electronic ( P/I Transmitter )

Transmitter ini digunakan untuk mengubah sinyal pneumatic menjadi sinyal electronic. Pada umumnya terdiri dari dua tingkat yaitu :

1. Tingkat pertama  : mengubah sinyal pneumatic menjadi posisi gaya.
2. Tingkat kedua      : mengubah posisi atau gaya menjadi sinyal listrik.

Tingkat pertama umumnya merupakan transmitter tekanan seperti difragma , kapsul atau bellows. Tingkat kedua dapat berupa suatu potensiometer atau Linear Variable Differential Transformer    ( LVDT ).

Contoh Transmitter ini diperlihatkan pada gambar VI.2.1

        

            Gambar VI.2.1 Transmitter Pneumatic to Electronic ( P/I Transmitter )

Transmitter Electronic to Pneumatic ( I /P Transmitter )

Transmitter ini digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal pneumatic . Transmitter ini umumnya terdiri atas dua tingkat, yaitu :

1. Tingkat pertama        : mengubah sinyal listrik menjadi gaya atau posisi.
2. Tingkat kedua           :  mengubah gaya atau posisi menjadi sinyal pneumatic

Gambar VI.2.2  memperlihatkan skema sinyal listrik menjadi pneumatic (  I / P )

Gambar VI.2.2  Transmitter Electronic to Pneumatic (  I / P )

Transmitter Pneumatic ( Pressure Transmitter )

         Tekanan, baik itu tekanan , absolut, gauge, maupun beda tekakan ( differential pressure ) , walaupun merupakan sinyal pneumatic tidak dapat ditransmisikan atau digunakan secara langsung sebagai sinyal kontrol . Tekanan tersebut harus diubah dahulu menjadi sinyal pneumatic  3  -  15  psig atau   0,2  -  1,0  kg/cm2 dengan menggunakan transmitter sesuai dengan ketiga jenis tekanan yang diukur, yaitu tekanan absolut , tekanan gauge , tekanan differential

Gambar VI.2.3  Transmitter Pneumatic

Temperature Transmitter

Temperature Transmiiter digunakan untuk mengubah temperatur menjadi sinyal pneumatic atau sinyal listrik . Pada umumnya bila sensor temperatur yang digunakan menghasilkan tekanan seperti pada termometer bejana kapiler maka keluaran keluaran transmitter merupakan sinyal pneumatik. Ada juga temperature transmitter yang menggunakan sifat listrik sebagai sensornya.

Sesuai dengan keluaran transmitter , dikenal dua jenis transmitter temperture, yaitu :

1.Temperature Transmiter pneumatic
2.Temperature Transmitter Electronic

Temperature Transmitter Pneumatic.

Temperature transmitter Pneumatic digunakan untuk mengubah temperatur menjadi sinyal pneumatik  3  -  15  psi atau  0,2  -  1,0  kg/cm2 .Konsruksi dasarnya terdiri dari tiga bagian  seperti halnya pressure transmitter , hanya elemen sensornya adalah termometer bejana kapiler yang dihubungkan kesuatu diafragma. Skema transmitter jenis ini diperlihatkan pada gambar VI.2.4.1.

                                Gambar VI.2.4.1  Transmitter Temperatur Pneumatik

Temperature Transmitter Electronic.

Temperature Transmitter Electronic digunakan untuk mengubah besaran temperatur menjadi sinyal listrik berupa arus listrik sebesar  4  -  20  mA atau tegangan  1  -  5  Vdc. Dikenal dua jenis sensor yang digunakan pada transmitter ini, yaitu :

1. Sensor yang menghasilkan perubahan tegangan listrik yaitu  termokopel.
2. Sensor yang menghasilkan perubahan tahanan listrik, yaitu termometer tahanan dan termistor.

 

         Gambar VI.2.4.2 Transmitter Termokopel

1. = amplifier diferential.
2. = termokopel.
3. = keluaran ( output )
4. = zero adjasment.
5. = span adjasment.

Control Valve.

         Control Valve banyak digunakan dalam industri, baik yang dioperasikan secara manual maupun otomatis. Kebanyakan pengaturan proses dilakukan dengan pengaturan masukan proses dengan cara membuka atau menutup control valve.Sinyal untuk membuka dan menutup control valve tersebut berasal dari Controller , oleh karena itu control valve sering disebut sebagai Final Control Elemen.

          

                    Gambar VI.3.   Control Valve

Penggerak Pneumatik ( Pneumatic Actuator )

         Actuator yang menggunakan udara untuk membuka atau menutup  pada control valve dengan pertolongan suatu diafragma atau piston disebut actuator pneumatic. Gerakan dari diafragma atau piston ini mengakibatkan perubahan pembukaan control valve sesuai dengan besarnya tekanan udara yang diberikan.

Untuk mengembalikan pada pembukaan awal , digunakan pegas yang memberikan gaya berlawanan dengan gaya yang dihasilkan oleh diafragma atau piston.

Berdasarkan cara membuka dan menutup dikenal dua jenis action cotrol valve yaitu air to open    ( ATO ) , dan air to close ( ATC ). Pada  jenis ATO control valve akan mengarah membuka apabila sinyal atau tekanan udara yang masuk ke actuator ditambah .                                         Dan sebaliknya apabila tekanan udara yang masuk ke actuator dikuangi maka control valve akan mengarah menutup karena ada gaya dari spring.

Pada  jenis ATC , control valve akan mengarah menutup apabila sinyal udara yang masuk ke actuator ditambah.tekannanya.Dan sebaliknya apabila tekanan udara yang masuk ke actuator dikurangi maka control valve akan mengarah membuka.  

Pada umumnya sinyal yang masuk ke control valve itu berasal dari keluaran ( sinyal output dari controller ), yang sinyal standartnya adalah kecil yaitu : 3  -  15 psi atau  0.2  -  1.0  kg/cm2 , dan 4  -  20 mA , sedangkan udara yang dibutuhkan untuk membuka dan menutup control valve melalui actuator sesuai dengan  kekuatan spring range  actuator . Untuk itu perlu dipasang valve positioner

Ada dua jenis valve positioner yaitu :

1.  Jenis Sliding
2. Jenis  Rotary

 Electric Actuator.

         Actuator yang menggunakan sinyal listrik untuk membuka dan menutup disebut Electric Actuator . Pada dasarnya ada dua macam electrik actuator yaitu :

1. Actuator yang digerakan oleh kumparan.
2. Actuator yang digerakan oleh motor.

  Actuator yang digerakan kumparan terutama digunakan untuk pengaturan jenis on- off ( dua posisis saja ). Sedang yang digerakan motor dapat digunakan jenis on- off maupun multi posisi, floating ( mengambang ) maupun proporsional.

Controller.

         Dalam suatu sistem pengaturan atau controller merupakan bagian yang penting karena dari controller inilah dihasilkan sinyal – sinyal yang mengendalikan proses.

Berdasarkan besaran fisik yang berkaitan dengan sinyal controller dikenal tiga jenis pengaturan yaitu :

1.      pengaturan pneumatik

2.      pengaturan hidraulik

3.      pengaturan elektronik

Beberapa jenis controller yang biasa digunakan antara lain yaitu :

1.      Controller Pneumatic

2.      Controller Electronic

3.      Controller Hidraulyc

Controller Pneumatic

       Pada controller pneumatik, ada yang bekerja menggunakan prinsip :

Ø  keseimbangan posisi,( movement balance )

Ø  keseimbangan gaya ( force balance ).

Gambar VI.4.1. Block diagram Controller model 130

                   Pada gambar VI.4.1.1 adalah contoh dari Pneumati Controller

Gambar VI.4.1 Pneumatic Controller M-130 

Gambar VI.4.1.1 Block diagram Controller model 130

 

1.      Set point

adalah harga besaran proses yang di inginkan.  Dengan mengatur Set control knob secara langsung kita dapat menaikkan atau menurunkan pointer set point pada controller sesuai dengan harga yang kita inginkan . . Set point terdiri dari dua jenis yaitu local set point dan Remote set point.  local set point diatur secara menual dengan cara mengatur set control knob Sedangkan remote set point mendapat signal dari luar ( remote setpoint signal ).

Gambar Cotriller Electronic Foxboro 761 Series.