1 / 60

FINAL CONTROL OPERATION

FINAL CONTROL OPERATION. SIGNAL CONVERSION ACTUATOR FINAL CONTROL ELEMENT. PROCESS CONTROL SYSTEM. FCE. Actuator. Signal Conversion. SIGNAL CONVERSION. ANALOG ELECTRICAL SIGNAL Current (4 – 20) mA Voltage (0 – 5) V DIGITAL ELECTRICAL SIGNAL 4-bit word PNEUMATIC SIGNAL

abiba
Download Presentation

FINAL CONTROL OPERATION

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FINAL CONTROL OPERATION • SIGNAL CONVERSION • ACTUATOR • FINAL CONTROL ELEMENT

  2. PROCESS CONTROL SYSTEM

  3. FCE Actuator Signal Conversion

  4. SIGNAL CONVERSION • ANALOG ELECTRICAL SIGNAL • Current (4 – 20) mA • Voltage (0 – 5) V • DIGITAL ELECTRICAL SIGNAL • 4-bit word • PNEUMATIC SIGNAL • Pressure (3 – 15) psi

  5. ANALOG ELECTRICAL SIGNAL • RELAY  ON/OFF CONTROL • Electromechanical Relay • Solid State Relay (SCR, TRIAC) • AMPLIFIER  PROPORTIONAL CONTROL • Motor control • Heat control • Light-level control • MOTOR CONTROL • Control motor speed

  6. 4– 20 mA Current Voltage 5 – 10 V Voltage Contoh Soal 4.1 Sebuah penguat magnetik (magnetic amplifier) memerlukan input sebesar tegangan 5 – 10 volt. Besarnya input tegangan ini ditentukan oleh sinyal kontrol yang besarnya 4 – 20 mA. Rancang suatu signal conversion system yang dapat digunakan untuk keperluan ini. Signal Conversion System Magnetic Amplifier Controller Jawab : Signal Conditioning Current to Voltage Converter Voltage Amplifier

  7. Summing Amplifier Current to Voltage Converter Vin Inverting Amplifier

  8. Latihan Soal 1 Sebuah sinyal kontrol 4 – 20 mA yang dibebani oleh tahanan sebesar 100  akan digunakan untuk menghasilkan suatu sinyal penggerak motor (motor drive signal) sebesar 20 – 40 V. Bila tersedia sebuah penguat daya dengan penguatan 10 dan sanggup menghasilkan tegangan sebesar 0 – 100 V, rancang suatu signal conversion system yang dapat digunakan untuk keperluan ini.

  9. DIGITAL ELECTRICAL SIGNAL • ON/OFF CONTROL • 0 atau 1 (1-bit word) • Change speed • Move up and down • SMOOTH CONTROL • N-bit word • Valve positioning • Digital to Analog Converter (DAC)

  10. Contoh Soal 4.2 Sebuah sinyal digital 4–bit word akan digunakan untuk mengontrol 2- resistive heater. Output panas (daya disipasi) yang dihasilkan oleh pemanas ini tergantung pada inputnya yang berupa tegangan sebesar (0–24) volt. Untuk itu dipakai sebuah 10-volt DAC, sebuah penguat dan sebuah unity gain high-current amplifier. V02 Vi V01 Pout DAC A1 A2 = 1 Heater 2- 4-bit word (0 – 24)V a).Hitung daya disipasi minimum dan maksimumnya. b).Berapa perubahan daya disipasi yang terjadi untuk setiap perubahan LSB (Least Significant Bit). Jawab :

  11. minimum Vi = 0000 maksimum Vi = 1111 N = 16 4-bit

  12. Latihan Soal 2 Sebuah motor yang dikendalikan oleh sinyal digital dapat menghasilkan kecepatan putar sebesar 200 rpm per volt. Kecepatan putar minimum terjadi bila inputnya 5 volt dan kecepatan maksimum terjadi bila inputnya 10 volt. Bila digunakan 5-bit, 15 volt reference DAC, tentukan : a).Minimum speed word dan maximum speed word b).Speed change per LSB change

  13. PNEUMATIC SIGNAL • Pneumatic Amplifier • Pressure (low)  Pressure (high) • Flapper/Nozzle System • Mechanical (distance)  Pressure • Current-to-Pressure Converter • (4 – 20) mA  (3 – 15) psi

  14. Pneumatic Amplifier

  15. Flapper/Nozzle System

  16. Signal pressure versus gap distance

  17. Current to pressure converter (I/P)

  18. ACTUATOR • ELECTRICAL ACTUATOR • Solenoid • Electrical Motor • DC Motor • AC Motor • Induction Motor • Stepper Motor • PNEUMATIC ACTUATOR • HYDRAULIC ACTUATOR

  19. SOLENOID Electrical signal  Translational movement

  20. Solenoid used to change gears

  21. DC MOTOR Electrical signal  Rotational movement

  22. Starting torque Speed control Starting torque Speed control

  23. AC MOTOR

  24. INDUCTION MOTOR

  25. STEPPER MOTOR

  26. PNEUMATIC ACTUATOR

  27. HYDRAULIC ACTUATOR

  28. Latihan Soal 3 Sebuah stepper motor mempunyai step sebesar 7,5o. Hitung kecepatan putar (rpm) yang dihasilkan bila mendapat input berupa pulsa-pulsa dengan laju 2000 pps.

  29. Latihan Soal 4 Suatu sistim hidrolik menggunakan piston-piston berdiameter 2 cm dan 40 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada piston yang lebih kecil agar piston yang lebih besar dapat mengangkat beban bermassa 500 kg.

  30. Latihan Soal 5 Suatu pneumatic actuator yang mendapat input 9-psi diinginkan dapat membuka feed hopper yang memerlukan gaya sebesar 30 lb. Berapa luas diafragma yang diperlukan ?

  31. FINAL CONTROL ELEMENT • MECHANICAL • Solid Material Hopper Valve • Paper Thickness • ELECTRICAL • Motor Speed Control • Temperature Control • FLUIDS VALVE • Control-Valve Principles • Control-Valve Types • Control-Valve Sizing

  32. Mechanical final control element – Hopper valve

  33. Mechanical final control element – Movable roller

  34. Motor Speed Control • Load , supply voltage level, magnetic field Electrical final control element – Motor

  35. FCE Electrical final control element – Motor (Intermediate)

  36. FCE Electrical final control element – Electrical heater

  37. CONTROL-VALVE PRINCIPLES p2 p1 Bernoulli : • Constriction constant : • - Valve size • Geometrical structure • Fluid

  38. Contoh Soal 4.6 Pada suatu pipa berdiameter 5 cm terdapat control-valve dengan constriction constant sebesar 0,009 m3/s per kPa½. Pada saat terbuka penuh (maksimum) hitung kecepatan fluida yang mengalir bila beda tekanan (pressure-drop) pada control-valve tersebut adalah 1,1 psi (1 psi = 6,895 kPa). Jawab :

  39. Control-Valve Characteristic Stem position, S Flow rate, Q

  40. CONTROL-VALVE TYPES

  41. CONTROL-VALVE TYPES

  42. Q4 Q3 Q2 Q1 Equal percentage ?

  43. Contoh Soal 4.7 Suatu equal percentage valve mempunyai debit maksimum sebesar 50 m3/s dan debit minimum sebesar 2 m3/s. Bila full travel dari stem adalah 3 cm, hitung debitnya pada saat stem position 1 cm (1-cm opening). Jawab :

  44. CONTROL-VALVE SIZING Cv ( valve capacity, correction factor) adalah banyaknya debit air dalam gallon per minute yang mengalir melalui control valve dalam keadaan terbuka penuh (fully open) bila diberi beda tekanan sebesar 1 psi.

More Related