## Setting Parameter DP Transmitter Dengan Metode Zero Suppression Pada Tangki
Setting DP Transmitter Parameters with Zero Suppression Method on Tanks
Arianne Gatari 1 , Yuliarman Saragih 2
1, 2 Universitas Singaperbangsa Karawang
1 arianne.gatari19050@student.unsika.ac.id 2 yuliarman@gmail.com Corresponding author: arianne.gatari19050@student.unsika.ac.id
History:
Abstrak. Di dalam industri tekstil yang memproduksi serat dengan hasil kualitas terbaik dan jumlah produksi  serat  terbanyak  membutuhkan  bantuan  pengukuran  dan  pengendali.  Ada  banyak pengendalian yang harus dikendalikan dalam suatu proses. Diantaranya adalah tekanan (pressure) didalam  sebuah  pipa,  aliran  dalam  pipa,  suhu  dan  permukaan  zat  cair  (level)  disebuah  tangki. Dengan meningkatkan ke akuratan pengukuran, dapat mengurangi variabilitas dari sebuah proses. Pengukuran level merupakan salah satu variabel proses yang hampir ada di setiap proses kegiatan di  industri.  Dalam  hal  ini  pengukuran  dilakukan  menggunakan  transmitter  yang  akan  merubah gerakan  sensor  menjadi  suatu  sinyal  standar  yang  dihasilkan  instrument  dan  kemudian  sinyal tersebut  digunakan  untuk  menggerakan  alat  baca  kemudian  merubahnya  menjadi  sinyal  standar. Untuk mendapatkan hasil pengukuran level sesuai dengan yang diharapkan (akurat), maka range transmitter  harus  dihitung  terlebih  dahulu  sebelum  dipasang  pada  sebuah  sistem  pengukuran  di lapangan.  Untuk  mengukur  ketinggian  isi  tangki  (level)  dapat  dilakukan  dengan  perhitungan matematik  dengan  mengkonversi  besaran  tekanan  ke  besaran  level.  Ada  berberapa  metode pemasangan  differensial  pressure  transmitter  untuk  pengukuran  level.  Pada  penelitian  ini  akan dibahas cara perhitungan mengukur tangki terbuka dengan metode pemasangan zero suppression dengan menghitung nilai transmiter agar mendapatkan hasil akurat sebelum di pasang di lapangan. Pada  proses  perhitungannya  terdapat  beberapa  langkah  yang  harus  diperhatikan  yaitu  specific gravity fill fluid, jarak antara process tapping point dengan transmitter dan ketinggian level yang akan diukur. Output yang dihasilkan sensor secara elektronik dikonversi ke sinyal standar 4-20 mA untuk kemudian  dikirimkan  ke  perangkat  monitor.  Nilai  differensial  pressure  transmitter  yang  akan ditampilkan oleh perangkat monitor berupa presentase.

## Kata kunci: Tekanan, transmitter, level, differensial pressure transmitter
Abstract.  In  the  textile  industry  that  produces  fibers  with  the  best  quality  results  and  the  largest amount of production of fibers requires the help of measurements and controllers. There are many controls that need to be controlled in a process. Among them are the pressure in a pipe, the flow in a pipeline, the temperature, and the surface of a liquid (level) in a tank. By increasing to measurement accuracy,  it  can  reduce  the  variability  of  a  process.  Level  measurement  is  one  of  the  process variables that exists in almost every activity process in the industry. In this case, the measurement is carried out using a transmitter that will change the movement of the sensor into a standard signal generated by the instrument and then the signal is used to move the reader and then convert it into the  standard  signal.  To  obtain  the  level  measurement  results  as  expected  (precise),  the  range transmitter must be calculated first before it is installed on a field measuring system. To measure the height  of  the  tank  content  (level)  can  be  done  with  mathematical  calculations  by  converting  the volume  of  pressure  into  the  volume  level.  There  are  several  methods  of  installation  of  differential pressure  transmitters  for  level  measurement.  This  study  will  discuss  how  to  calculate  the measurement  of  an  open  tank  with  the  zero-suppression  installation  method  by  calculating  the transmitter value to get accurate results before being installed in the field. In the calculation process there are several steps to be considered, namely the specific gravity fill fluid, the distance between the process tapping point and the transmitter and the height of the level to be measured. The output generated by the sensor is electronically converted into a standard 4-20 mA signal to then be sent to the monitor device. The differential value of the pressure transmitter to be displayed by the monitor device in the form of a presentation.
Keywords: pressure, transmitter, level, differential pressure transmitter

## 1 Pendahuluan
Storage  tank  atau  lebih  seringnya  storage  tank  adalah  unit  atau  perangkat  yang  terdapat  di industri, baik skala kecil, menengah maupun besar. Alat ini banyak digunakan dalam industri seperti minyak  dan  gas,  petrokimia,  polimer  dan  pertambangan.  Pada  umumnya  tangki  dapat  digunakan untuk penyimpanan tekanan rendah (<15 psi - API 620) atau tekanan atmosfer.
Pada penelitian lalu, proses pengukuran pengisian air dilakukan secara konvensional sehingga dapat  menyebabkan  kesalahan  dalam  pengukuran.  Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut digunakanlah  sensor  ultrasonic  yang  ditempati  dibagian  atas  tangki  dengan  posisi  menggantung. Hal ini berfungsi untuk proses pengecekan dan memonitoring kondisi penampungan air di industri atau  perusahaan  khususnya  bagian  WWT  (Wastewater  Treatment).  (Wemos,  2020).  Penelitian selanjutnya, pengukuran menggunakan mikrokontroler arduino dan sensor ultrasonik. Dikarenakan memanfaatkan prinsip kerja sensor ultrasonik yaitu dengan pantulan gelombang ultrasonik sebagai media pengukurannya. (Amelia Alawiah, 2017).
Penggunaan  alat  –  alat  ukur  penting  digunakan  terutama  di  industri.  Salah  satu  alat  yang digunakan  ialah  transmitter,  yang  terdiri  dari  transmitter  elektrik.  Transmitter  adalah  alat  yang digunakan  untuk  mengubah  sinyal  fisis  menjadi  sinyal  instument  atau  mengirimkan  sinyal  dari transmitter  (sensor)  ke  kontroler  yang  selanjutnya  ke  pengaturan  akhir.  (Mansyur,  2022). Pengukuran  level  merupakan  hal  yang  penting  dalam  proses  kegiatan  industri  yang  dimana pengukuran  dipengaruhi  oleh  cara  instalasinya.  Pengukuran  dilakukan  menggunakan  transmitter yang akan merubah gerakan sensor menjadi suatu sinyal standar yang dihasilkan instrument dan kemudian sinyal tersebut digunakan untuk menggerakan alat baca kemudian merubahnya menjadi sinyal standar.
Prinsip  kerja  transimitter  berdasarkan  hidrosatis  yaitu  tekanan  di  dasar  sebuah  tangki  yang tergantung dari ketinggian dan densitas cairan yang ada di dalamnya serta besarnya gravitasi bumi. Jenis pemancar  ini sangat  penting  dalam memantau  dan  mengendalikan  proses yang melibatkan cairan  atau  gas,  seperti  di  industri  minyak  dan  gas,  kimia,  dan  farmasi.  Metode  pemasangan transmitter yang digunakan pada level harus memperhatikan rentang pengukuran level yang diukur untuk menghasilkan data yang akurat jika tidak mempengaruhi kontrol level tersebut. Pada dasarnya cara  memasang  (memasang)  level  dengan  d/p  transmitter  tergantung  pada  posisi  transmitter. Dengan  setiap  metode,  rentang  pengukuran  (area)  dari  level  yang  akan  diukur  ditampilkan. Berdasarkan  latar  belakang  tersebut  di  atas,  maka  adapun  batasan  masalah  kondisi  tangki  open dengan sistem seal dan transmitter dipasang dibawah tapping point.

## 2 Kajian Pustaka
2.1  Kalibrasi
Kalibrasi  memastikan  keakuratan  alat  pengukur  sesuai  dengan  rancangannya.  Kalibrasi biasanya  dilakukan  dengan  membandingkan  standar  terhadap  standar  nasional  dan internasional  yang  sudah  tersertifikasi. Kalibrasi  digunakan  untuk  mengukur  dan  instrumen kontrol dalam batas-batas yang ditentukan, Untuk tujuan ini, sebuah standar digunakan untuk mengkalibrasi  dan  peralatan  tersebut  (Ricky.  Smith,  2003).  Kalibrasi  adalah  proses membandingkan  “tidak  diketahui”.  dengan  standar  yang  setara  atau  lebih  baik.  Ini  harus  bisa dimasukkan dalam penyesuaian untuk memperbaiki penyimpangan dari nilai yang diperoleh dari standar, yang diwakili oleh standar deviasi (Alexandre Batista Martins, 2020).
2.2  Transmitter
Transmitter adalah salah satu elemen dari sistem pengendalian proses dan merupakan suatu peralatan  instrumentasi  yang  dapat  mengubah  perubahan  sensing  element  dari  sebuah instrumen  ukur  (sensor)  menjadi  sebuah  sinyal  yang  mampu  diterjemahkan  oleh  indicator, recorder dan controller. Berdasarkan fungsinya, transmitter ada yang berfungsi sebagai pengirim sinyal  saja,  ada  pula  transmiter  yang  dapat  mengkonversi  besaran  yang  diinginkan  sekaligus mengirim sinyal. Selain ditransmisikan ke controller pada control room, transmitter juga memiliki indikator baik berupa LCD display maupun hanya sebatas lampu indikator saja, hal ini berguna untuk pengecekan secara manual di lapangan. Misalkan besaran yang ditunjukkan di lapangan
adalah berapa temperatur yang terukur secara langsung. Untuk mengirim sinyal dari transmitter ke  ruang  kontrol,  transmitter  melakukan  pra-proses  sinyal  untuk  memenuhi  spesifikasi  yang diperlukan (tegangan dan arus).

## Gambar 1 Transmitter

## 2.3  Pressure Transmitter
Merupakan  sebuah  transmitter  yang  mendeteksi  tekanan  statis  dari  fluida  yang  kemudian dikonversi menjadi satuan arus listrik (4-20 mA) dan dihubungkan dengan salah satu pressure tap, yang kemudian ditransmisikan ke flow computer. Pressure transmitter juga sering disebut transducer  tekanan.  Pressure  transmitter  adalah  perangkat  yang  digunakan  untuk  mengukur tekanan cairan atau gas di pipa atau wadah. Ini bekerja dengan mengubah pembacaan tekanan menjadi  sinyal  listrik  yang  dapat  dengan  mudah  ditransmisikan  ke  sistem  kontrol  untuk pemantauan dan analisis. Transmitter tekanan diferensial digunakan untuk mengukur tingkat air di dalam tangki. Perbedaan tekanan di tingkat rendah dan tingkat tinggi dikalibrasi dan output dikirim ke komputer (Manas Kumar Samantaray, 2020).

## Gambar 2 Pressure Transmitter

## 2.4  Protokol Komunikasi 4 – 20 mA
Loop  arus  4  –  20  mA  adalah  sinyal  instrumentasi  yang  sangat  cocok  untuk  mentransmisikan data karena tidak terpengaruh oleh  gangguan listrik.  Dalam  loop arus  4  –  20  mA,  arus sinyal mengalir  ke  semua  komponen  dan  tetap  menjaga  arus  yang  sama  bahkan  pada  kabel  yang kurang sempurna. Semua bagian dalam rangkaian mengalami penurunan tegangan karena arus sinyal  yang  mengalir  melaluinya.  Tegangan  jatuh  tersebut  tidak  memengaruhi  arus  sinyal selama  tegangan  listrik  sumber  daya  lebih  besar  dari  jumlah  penurunan  tegangan  pada  arus sinyal, yang maksimumnya 4 – 20 mA. Sinyal 4 – 20 mA dapat merepresentasikan dengan baik angka persentase dari 0% sampai 100% dari variabel proses.

## 3 Metode
Jenis  metode  yang  dipakai  yaitu  penelitian  pustaka.  Penelitian  pustaka  merupakan  serangkaian aktivitas  yang  berkaitan  dengan  cara  mengumpulkan  data  dari  sumber-sumber  tertulis,  membaca dan  mencatat  informasi,  serta  mengolah  bahan  penelitian.  (Zed,  2004).  Penelitian  literatur menghimpun  informasi  sesuai  dengan  topik  yang  menjadi  fokus  penelitian.  Penelitian  literatur bertujuan untuk memperoleh dasar teori yang kokoh. Informasi yang dimanfaatkan bersumber dari buku  teks,  jurnal,  artikel  ilmiah,  serta  tinjauan  literatur  yang  berisi  tentang  konsep  yang  sedang diteliti. (Desmira, 2020)
Gambar 3 Flowchart
 Pengumpulan Data
Pada penelitian ini data yang dikumpulkan dari beberapa jurnal, artikel ilmiah dan buku yang sesuai dengan penelitian.
 Konsep yang Diteliti
Pada  penelitian  persoalan  yang  dirumuskan  ialah  perhitungan  mengenai  level  transmitter  dan metodenya.
 Konseptualisasi
Merupakan  proses  pembentukan  konsep  dengan  bertitik  tolak  pada  bidang  logika  dan  faktual (empiris).
 Analisa
Pada penelitian ini dilakukan dengan memeriksa dari semua bentuk data atau komponen penelitian.
 Kesimpulan dan Saran
Berisi konklusi dari hasil penelitian dan hasil akhir penelitian yang mengacu pada konsep
4 Hasil dan Pembahasan

## 4.1 Zero Suppression

## Gambar 4 Level Transmitter dengan Zero Suppression
Dalam  beberapa  kasus,  tidak  mungkin  untuk  memasang  level  transmitter  tepat  di  tingkat  dasar tangki. Untuk tujuan pemeliharaan, level transmitter harus dipasang X meter di bawah dasar tangki terbuka. Cairan dalam tangki memberikan tekanan yang bervariasi yang sebanding dengan level H di sisi tekanan tinggi transmitter. Cairan dalam garis impuls tekanan tinggi juga memberikan tekanan pada sisi tekanan tinggi. Namun, tekanan ini adalah konstan (P = S X).

## 4.2 Penentuan Span/Range Pada Transmitter
Pengukuran level dapat didasarkan pada tekanan hidrostatik cairan di dalam tangki yang levelnya sedang diukur. DP Transmiiter dengan rentang input yang sesuai dapat digunakan untuk mengukur tekanan. Perbedaan tekanan memiliki 2 bagian sensor untuk mengukur tekanan yang diterima dari tekanan tinggi dan tekanan rendah. Output DP transmitter didasarkan pada perbedaan tekanan yang diterima dari sisi H dan L.
= . ℎ (1) = . (2)
Dimana
= Specific gravity fill fluid (H2O/inch.)
h = Jarak antara process tapping point dengan transmitter
= Specific gravity fluida yang ada di tangki
H = Rentang level yang akan diukur

## Tabel 1 Jenis – jenis Liquid
Seal Liquid Constant Values Seal Liquid Type Specific Gravity Silicone 200 0.93 Silicone 704 1.07 Silicone 705 1.09 Syltherm XLT 0.85 Inert (Halocarbon) 1.85
Neobee M20 0.94 Glycerin and water 1.13 Propylene Glycol and water 1.02

## 4.3 Menentukan LRV dan URV Pada Level Transmitter
Menentukan LRV dan URV dalam kondisi tangki terbuka dengan satu seal:
LRV (Low Range Value) adalah nilai terendah dimana transmitter harus menunjukan indikasi level 0% atau 4 mA.
=
(3)
URV (Upper Range Value) adalah nilai tertinggi dimana transmitter harus menunjukkan pembacaan level 100% atau 20 mA.
=
+ (4)
Kondisi massa menjadi pertimbangan pada saat melakukan setting dan konfigurasi DP Transmitter. Pada kasus ini yang utama adalah mengetahui titik nol ketinggian  dan  berapa  rentang ketinggian DP transmitter. Nilai range digunakan dalam konfigurasi menggunakan HART Communicator.

## 4.4 Perhitungan Range DP Level Transmitter

## Gambar 5 Tangki
Dari  gambar  diatas  diketahui,  sebuah  tangki  open  seal  diukur  levelnya  dengan  sebuah  level transmitter  menggunakan  satu  buah  remote  seal  dengan  data  specific  gravity  fill  fluid  =  1.2,  H (rentang level yang akan di hitung) = 2.5 m, h (jarak antara process tapping point dengan transmitter) = 0.25 m.

## Langkah pertama
Hitung besarnya zero suppression dengan cara mengalikan specific gravity liquid yang megisi remot seal dalam tanki dengan jarak antara proses connection dan transmitter (y)
= . ℎ (5)
= 0.25   1.2
= 0.3
Langkah kedua
Lakukan perhitungan jarak dengan mengalikan selisih level yang ingin diukur (H) dengan berat jenis ( specific gravity) dari bahan yang ada di dalam tangki.
= ! . (6)
= 1.2   2.5

## = 3
Hitung  kalibrasi  pada  level  transmitter  pada  kondisi  Lower  Range  Value  dan  Upper  Range  Value dengan menambahkan nilai span dengan nilai zero suppression.
= (7)
= 0.3 =
+
(8)
= 3 + 0.3

## = 3. 3
Dengan  demikian,  bila  output  transmitter  dikalibrasi,  dan  diberi  tekanan  3mH2O,  maka  outputnya harus menunjukkan 4 mA. Hal yang sama berlaku ketika tekanan yang diberikan sebesar 3.3mH2O, output transmitter harus menunjukkan 20 mA.

## 5 Kesimpulan
a.  Nilai range transmitter berdasarkan data engineering di lapangan dan tergantung pada instalasinya.
b.  Penggunaan differential pressure transmitted industri memudahkan dalam pemakaiannya karena terdapat sensor sekaligus sehingga mengurangi cost.
c.  Tujuan kalibrasi yaitu mendapatkan hasil yang sesuai  dengan standar ketetapan yang tinggi.  Sehingga  proses  produksi  yang  menggunakan  alat  instrumentasi  yang  telah dikalibrasi akan menghasilkan kualitas produksi yang baik sesuai dengan standar yang telah dibuat.

## 6 Saran
Saran untuk Peneliti selanjutnya diharapkan untuk mengkaji lebih banyak sumber ataupun referensi terkait objek yang diteliti agar hasil penelitiannya lebih lengkap lagi. Objek penelitian ini diharapkan dapat diperluas lagi dan tidak terbatas pada tangki saja dan dapat menambahkan perhitungan dalam kondisi close seal atau dengan metode zero elevation.

## Referensi
Alexandre Batista Martins, J. T. (2020). Calibration and certification of industrial sensors – a global review. WSEAS TRANSACTIONS on SYSTEMS and CONTROL , 394-416.
Amelia Alawiah, A. R. (2017). Sistem Kendalidan PemantauanKetinggian Air pada Tangki Berbasis Sensor Ultrasonik. KOPERTIP: Jurnal Ilmiah Manajemen Informatika dan Komputer, 1 , 25- 20.
Desmira, D. A. (2020). Sistem Pengukuran Volume Cairan Pada Tangki Pembuburan Kertas (Study Kasus  di  PT  Indah  Kiat  Pulp  And  Paper). Jurnal  Sustainable:  Jurnal  Hasil  Penelitian  dan Industri Terapan, 9 , 67-74.
Manas  Kumar  Samantaray,  S.  D.  (2020).  Boiler  Management  System. UGC  Care  Group  I  Listed Journal , 689-693.
Mansyur, S. H. (2022). Sistem Level Kontrol Menggunakan Differential Pressure Transmitter untuk Tangki Timbun CPO. IRA Jurnal Teknik Mesin dan Aplikasinya(IRAJTMA), 3 , 10-19.
Ricky. Smith, R. K. (2003). Industrial Machinery Repair: Best Maintenance Pratices Pocket Guide. Burlington: Elsevier Science.
Rustam Efendia, D. S. (2021). Penerapan Sistem Persamaan Diferensial Linier pada Simulasi Debit Air pada Pipa. JMPM: Jurnal Material dan Proses Manufaktur, 5 (1), 10-17.
Sugiyono, P. D. (2013). Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R&D. Bandung: Alfabeta.
Wemos, R. B. (2020). Muhamad Yusup, Po Abas Sunarya, Krisandi Aprilyanto. CERITA, 6 (2), 147- 153.
Zed, M. (2004). Metode Penelitian Kepustakaan. Jakarta: Yayasan Pustaka Obor Indonesia.