Ada sebuah ‘kebenaran umum’ (kalo boleh disebut demikian) selama saya lakukan design control valve. Bahwa %opening dari valve harus dalam range 20% – 80% agar pengendalian-nya bisa stabil. Hal ini kami (saya & rekan2 engineer yg lain) pegang sampai ber-tahun2 dalam mengerjakan beberapa project. Tapi ‘kebenaran umum’ tsb agak terusik ketika ada vendor yg mempermasalahkan requirement tsb, dari mana datangnya angka ‘20%-80%’ ??

Pertanyaan : (Moch. Rofiq – Technip)

Ada sebuah ‘kebenaran umum’ (kalo boleh disebut demikian) selama saya lakukan
design control valve. Bahwa %opening dari valve harus dalam range 20% – 80%
agar pengendalian-nya bisa stabil. Hal ini kami (saya & rekan2 engineer
yg lain) pegang sampai ber-tahun2 dalam mengerjakan beberapa project. Tapi ‘kebenaran
umum’ tsb agak terusik ketika ada vendor yg mempermasalahkan requirement tsb,
dari mana datangnya angka ‘20%-80%’ ??

Bagaimana pendapat rekan2 ??
1. Apakah ada standard yg bicara demikian ? Saya belum lihat ada di ISA or ANSI/
FCI …
2. Apakah ada handbook, teory or buku pintar yg mengulas demikian ?
3. Apakah ‘hanya’ common/ engineering praktis saja ?
4. Atau bahkan sesungguhnya requirement itu tak perlu ada ?

Sebelumnya banyak vendor yg saat kita lempar requirement tsb, ok2 saja.
Baru kali ini menjadi pertanyaan. Demikian saya tunggu pencerahan dari rekan2.
Thank’s.

Tanggapan 1 : (Arief Rahman T – VICO Indonesia)

Ada beberapa pertimbangan yang perlu di consider kalau menentukan valve opening:

  1. Control performance requirement. Bagaimanapun juga intention utama dipasang
    control system adalah supaya besaran process yang dicontrol variasinya terhadap
    set point diusahakan sekecil mungkin. Control Valve yang dipasang, sebaiknya
    tidak terlalu kecil atau[un terlalu besar sehingga stabilitas control tidak
    terganggu. Nilai 20% ~ 80% mestinya juga dating dari perspektif ini. Yang bikin
    lebih complicate permasalahan adalah bahwa anda juga harus menentukan Control
    Valve Characteristic yang pas dengan requirement controlnya. Harap diingat efek
    Hysteresis dan dead band.

  2. Mechanical aspect dari Control Valve sendiri. Control Valve. Control Valve
    yang membuka terlalu kecil bisa mengakibatkan erosi yang lebih cepat di seat
    dan plugnya dibanding bukaan yang lebar. Secara umum vendor menyarankan supaya
    bukaan control valve lebih besar dari 10 ~ 15 %.

  3. Keterbatasan guarantee control valve dari vendor. Beberapa vendor tidak guarantee
    performance control valve-nya untuk bukaan dibawah 10 ~ 15% ataupun lebih besar
    dari 85 ~ 90%. Pada bukaan-bukaan ini valve characteristic tidak di guarantee
    as intended (Misalkan EQ5 atau Quick Opening atau Linear).

Tanggapan 2 : (Bandung Winardijanto – Akerkvaerner)

Sekedar ide pemacu :

  • Tidak semua mfr control valve memberi saran 20-80%. Ada yang cuma berani
    30-70%, ada juga yang memberi saran di 20-60%. Tetapi common practive disarankan
    di range 20-80%
  • Silahkan periksa linieritas antara command signal & valve openingnya pada
    daerah tersebut & bandingkan dengan linieritas di daerah opening lain (0-20%
    & 80-100%)

  • Juga periksa Pressure drop pada opening 20-80% & bandingkan dengan pressure
    drop di daerah opening yang lain. Press drop didaerah itu seolah akan tampak
    mempunyai deviasi yang relatifly linier

  • Silahkan periksa Flow rate di daerah opening tersebut yang seolah tampak mempunyai
    deviasi yang relatif linier.

  • Coba hitung steady state time pada daerah opening tersebut dari control valve
    utk memberi response dari suatu input. Bandingkan steady state responnya utk
    daerah opening 0-29% atau 80-100%.

  • Coba kumpulkan dan periksa data operasi dari segi errosion (due to Velocity
    & sand). Bandingkan data yang didapat jika valve tersebut terbuka di range
    20-80% dan jika terbuka di range yang lain (0-20% & 80-100%)

  • Conclusion ….? Theory "pengaturan atau feedback control" &
    pengalaman akan saling menunjang….. Linierity….predictive control…transient
    time ….. control stability….!!

Tanggapan 3 : (Osa Kurniawan Ilham – Asahimas
Chemical)

Saya setuju dengan pendapat Pak Arif. Dari pengalaman saya selama ini, yang
pertama kali menjadi acuan dalam kita memilih control valve adalah bahwa control
valve kita tersebut harus bisa mengcover seluruh dinamika proses. Artinya dalam
kondisi proses minimum sampai kondisi maximum, control valve kita harus bisa
mengcovernya. Tentu saja ketika control valve kita sedang melakukan tugasnya,

kita juga harus memperhatikan aspek mechanicalnya, jangan sampai control valve
tersebut bekerja selalu dalam kondisi ekstrim, misalnya untuk mengkontrol ketika
kondisi proses harus minimum jangan sampai control valve membuka hanya dibawah
10% (dalam kondisi seperti ini, velocity menjadi maximum, sehingga trim akan
cepat tererosi) , demikian juga ketika kondisi proses maksimum, jangan sampai
control valve membuka sampai mendekati 100%, karena bisa mengakibatkan packing
gampang bocor karena gerakan stem yang maksimum.
Aspek safety, seringkali terjadi apabila valve membuka dibawah 10%, noise yang
terjadi melebihi ambang (85 dBA)

Oleh karena itu dalam mendesain control valve kita memperhatikan hal sbb :

  1. Rangeability (Cvmax/Cvmin) untuk mengetahui apakah control valve pilihan
    kita tsb bis mengcover seluruh dinamika proces.

  2. Standard valve opening seseuai dengan Cvnya. Sesuai pengalaman dan dari manual
    beberapa vendor, di perusahaan kami memliki standard bahwa :

  3. Untuk CV max, opening adalah 90%-95% (untuk Equal Percentage) dan 80%-90% (untuk
    linier characteristic)
    Untuk CV nor, opening adalah 50%-80%
    Untuk CV min, opening adalah 10%-20%

  4. Flow Characteristic Curve.
    Dengan melihat Flow Characteristic Curve kita bisa memilih dan memastikan apakah
    control valve kita tsb sesuai dengan standard openingnya.

  5. Material

Memang tidak dipungkiri mungkin ada vendor yang menjamin bahwa produknya tahan
dalam kondisi ekstrim, sehingga tidak perlu mengikuti hal-hal diatas, tapi sesuai
pengalaman saya dalam bidang plant maintenance, hal-hal yang saya sebutkan di
atas bisa terjadi.

Tanggapan 4 : (Alvin Alviyansyah – Technip)

Pak Rofiq Yth.,
Saya cuma mau share sedikit saja dari sisi proses yang mana bapak pasti sudah
tahu cerita sebenarnya yang terjadi.
Setelah kami di bagian proses mencoba mendevelop suatu sistem distribusi fluida
melalui simulasi (HYSIS, PRO II, etc.) atau perhitungan lainnya, dan didefinisikan
bagan-bagan aliran per unit mulai dari sumur , slug catcher, separator sampai
pengiriman gas/oil ke klien atau unit pengolahan lebih lanjut, biasanya akan
dicoba dibuat suatu hydraulic study yang lebih mendefinisikan transport fluida
di masing-masing perpipaan terkait dengan control valve tersebut.

Dari sini, bisa dilihat berapakah DP optimal untuk sebuah valve pada kondisi
0 – 100 % flow dari hasil simulasi yang dibuat. Pada kondisi 20% flow berkaitan
dengan opening valve kali ya….???!, DP yang melewati kontrol valve mungkin
tidak akan cukup utk mengalirkan fluida tersebut atau mencapai nilai yang sangat
minim bisa menyebabkan macam2 (valve stuck, erratic, kesalahan mekanikal actuator,
dst……dst……) , sedangkan kondisi 80% DP sudah cukup utk mengalirkan fluida
pada kondisi operasi yang dimaksud, jika berlebihan apalagi lebih dari 100%
flow
(kecuali disebutkan sebelumnya range flow akan mencapai 110% misalnya) malah
akan menyebabkan erosi, seat bocor, dsb……yang pasti yang lebih tahu penyakitnya
adalah rekan2 dari instrumentasi, kita di proses cuma bisa mengira-ngira saja,
maaf kalau lancang dan pernyataan saya ini malah membuat kesalahan.

Soal adakah pernyataan 20%-80% range bukaan valve dalam berbagai standar
praktis atau recommended praktis, itu yang saya juga tidak tahu……akan saya
coba tanya sana sini dulu jika ada. Sekian saja sharing dari saya, monggo dikritisi
atau dibenarkan jika ada yang salah.

Tanggapan 5 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
In addition to the emails before, I would like to comment as follow :
The setting point of the control valve normally we usually hope is at 50% of
the opening at normal rated control value. The maximum positive disturbance
should be being handled below the maximum opening, because we must prevent highly
positive upset, while the maximum negative disturbance should be being handled
over minimum opening, because we must prevent highly negative upset too, and
both also to prevent hunting cause of control valve travel time delay. The minimum
positive or negative disturbance should be being handled after the minimum deviation
of control valve opening, to prevent overshoot.

If your setting point is equivalent to 50 and your maximum positive disturbance
is equivalent to 50 + delta pmd, your valve should be operated still below your
maximum opening, and vice versa, the rest is a safety factor. If your opening
is already 100% at maximum positive disturbance, what will happened if they
are still up-coming ? If your opening is only 70 % at maximum positive disturbance,
for what the rest of 30% ? Good owner / consultants can justify how big is the
safety they needed depend on operators’ habit, process requirements and maintenance
quality and philosophy.

Tanggapan 6 : (Arief Rahman T – VICO Indonesia)

Pak Bandung, sangat interesting posting anda dan terus terang ini masukan yang
sangat berharga buat saya. Saya ingin bertanya beberapa hal soalnya takut salah
pengertian :

    Quote : "Silahkan periksa linieritas antara command signal & valve
    openingnya pada daerah tersebut & bandingkan dengan linieritas di daerah
    opening lain (0-20% & 80-100%)"
    Bisa diberitahu bagaimana caranya untuk tahu hal tersebut kalau kasusnya kita
    mau beli valve baru ? Apakah Linearitas yang anda maksud antara command signal
    dengan ACTUAL CHARACTERISTIC ? Kalau iya, bagaimana cara mendapatkannya ?

  1. Apa yang dimaksud dengan Steady state time ?
  2. Quote : "Coba kumpulkan dan periksa data operasi dari segi errosion
    (due to Velocity & sand). Bandingkan data yang didapat jika valve tersebut
    terbuka di range 20-80% dan jika terbuka di range yang lain (0-20% & 80-100%)"
    Dimanakah data tersebut bisa kami dapat dan bagaimana memvalidasi bahwa data
    tersebut representative ?

  3. Quote :"seolah tampak meempunyai deviasi yag relatif linier". Seolah
    tampak …………….. relatif ….. Bisa diberi ilustrasi atau bisa lebih
    spesifik apa yang dimaksud ?

Maaf kalau pertanyaanya banyak, soalnya memang benar-benar bingung.

Tanggapan 7 : (Tahzudin Noor – VICO Indonesia)

Ini pasti software nya yang kurang canggih ….he he he

Kalau yang begini datangnya dari common-sense dan fakta yang ada, kalau valve
bukaannya terlalu kecil trimnya bisa cepat rusak dan pengaruh negative lainnya,
sedang kalau sizing valve sudah dengan bukaan 100% ya tak ada ruang untuk mengatasi
disturbance ataupun perubahan beban.

Jadi fit for purpose.
Kalau salah minta maaf.

Bagaimana kalau control valve yang harus pakai schedule dan mempunyai character
tertentu? dan maximum flow tidak boleh dari harga tertentu. kalau nutup harus
pelan dan kalau membuka harus snap. nah tambah bingung lagi.

Tanggapan 8 : (Fakhri)

Pak Bandung,
Sekalian numpang nanya nih..

Dalam kita menseleksi control valve rules yg saya tahu adalah (1) kalau pressure
drop control valve lebih besar dari 80 % dari total dynamic pressure drop maka
pakai linear valve. (2) Kalau pressure dropnya dibawah 50 %, pakai equal ercentage
(3) Kalau antaranya, tambahkan extra pressure drop..

Yang mau saya tanyakan adalah apakah rules ini juga berkaitan dengan linearity
dari control loop yang Bapak sebutkan itu??

Atas penjelasnya saya ucapkan terima kasih..

Tanggapan 9 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
These control valves characteristic are a common used for flare control, they
want to release the flue gas as fast as they can at maximum condition and keep
it a minimum flow slowly to prevent the flare shut-off or plant units swing.
One of the alternatives is using a step-cage openings.

Tanggapan 10 : (Cahyo Hardo – PremierOil)

Ngomongin control valve yang pake schedule seperti kata Pak Tahz itu, saya
jadi inget anti-surge valve. Yang lainnya, mungkin yang terdapat di test separator
di mana ada dua selector, throttling atau snap-acting, tergantung pada liquid
yang diproduksi oleh sumur.

Kalau inget linearity, jadi inget split control range di fuel gas control.
Kalau cek di lapangan, karakteristik valvenya memang eq. Percentage. Karena
syarat split-range control haruslah linear, katanya kudu pake control valve
yang equal percentage.

Jadi keliatannya benar, harus dilihat untuk apa dulu. Kalau hanya sekedar buat
LCV di compressor suction scrubber, mungkin saya sukanya model high-gain control
valve atau snap acting yang langsung buka 100 %.

Dan terkadang, efek rancang bangun ke depan perlu diperhatikan. Kalau tahun2
sekarang produksinya masih xxx Bpd dan 2 tahun lagi naik jadi xxx+2000 Bpd,
mungkin perlu juga disiasati desain control valve tersebut, plus juga konsiderasi
akan overpressure yang mungkin terjadi di downstream control valve tersebut.
RO at downstream?? Reducing port??

Dan menurut saya yang penting juga adalah tuning control valve. Terus terang
di lapangan, kami punya kendala akan tuning dari station recycle 3 kompressor
kami yang disusun seri (tandem). Any upset di upstream compressor, ada penutupan
sumur misalnya, membuat suction pressure compressor aktif duluan sebelum stasiun
recycle take action..then compressor cooldown shutdown. Mungkinkah hysys dynamic
sanggup mengatasinya??

Buat Pak Lay King Wie, flare control yang dimaksud adalah untuk fuel-nya atau
flue gas-nya? Terus terang saya bingung karena setahu saya tidak boleh ada restriction
atau sesuatu yang bisa menyebabkan restriction di flare system, seperti control
valve misalnya. Mungkin yang dimaksud adalah control untuk fuelnya atau pilot-nya?

Tanggapan 11 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
If you meant the flare stack only, you are right, but what I meant here is the
flare system of quite a big units, not only the flare stack. Flare system in
a quite big units consist of gathering lines from units, master of gathering
lines and the KO drums, etc.

Tanggapan 12 : (Cahyo Hard0 – PremierOil)

Pak Lay King Wie,
Saya kurang mengerti maksud bapak. Jika yang dimaksud adalah gathering system
untuk flare system plus flare header plus KO drumnya, keliatannya juga tidak
diperbolehkan dipasang sistem yang bisa atau kemungkinan bisa menyebabkan restriction
terutama di perpipaan flare header tersebut, mulai dari pipa keluaran PSV ataupun
PCV sampai masuk KO drum dan akhirnya ke flare stack.

Mungkin saya salah mengerti di sini.

Tanggapan 13 : (Apriandy – VICO Indonesia)

Pak Lay King Wie/Mas Cahyo,
Mungkin control valve yang dimaksud adalah control valve (PCV) di process line
header untuk menjaga pressure di process line tidak melebihi angka tertentu……ini
juga kira2 sih, sebab kalau sudah di line flare header memang tidak boleh ada
restriksi.


Tanggapan 14 :
(Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
In some units or plants they even use compressors for the systems to minimize
the flare flow-rates.

Tanggapan 15 : (Bandung Winardijanto – Akerkvaerner)

1. Command Signal 4-20 mA atau 1-5 VDC atau besaran lainnya. Perubahan Command
signal tampak berubah relatif linier pada saat opening valvenya antar 20-80%.
Mfr yang lain bisa bervariasi antara 30-70% saja.
Nilai2 ini bisa didapatkan dengan perhitungan teoritis "Theory system pengaturan"
(tentunya memerlukan paramter Control Valve yg kompleks, atau melalui pengukuran
pada saat kalibrasi opening nya)
2. Steady state time. Lebih enak kalau memakai istilah transient time = waktu
yang diperlukan si control valve utk mulai bergerak dari titik awal menuju titik
stabil/diam di set point nya.
3. Data2 kerusakan control valve akibat sand didapat dari operation & Maintenance.
Data2 utk erosion velocity bisa dihitung melalui rumus2 perhitungan nilai Cv
dari si control alve.
4. Perubahan flow rate pada daerah opening 20-80% akan proportional dengan karakteristik
bukaan si control valve. Kalau control valve nya berkarakteristik Linier, maka
perubahan flow rate nya juga akan linier. Jika
karakteristiknya equal percentage, maka perubahan flow rate nya juga akan equal
percentage yang kurvanya mirip. Penjelasan rekan LSW tentang sand erosion sangat
mendetail. Data2 ini bisa didapat pada saat kalibrasi dengan Calibration benchmark
skid, atau melalui pengamatan di lapangan.

Secara teoritis : daerah tersebut akan mempunyai karakteristik linier, mudah
utk di kontrol karena titik ke stabilannya yang mantap dgn steady state time
nya yang singkat.

Pada aplikasinya seleksi control valve juga akan sangat ditentukan oleh beragam
paramater seperi yang dibahas rekan2 lain di milis ini minggu yang lalu. Dari
penggunaannya : sebagai Flow Control atau sebagai Pressure Control atau sebagai
level control -dlsb, Dari fluktuasi process parameternya, Dari response time
yang diharapkan : misal control valve utk keperluan gas compressor surging membutuhkan
response & akurasi yang yang cepat/tepat dibandingkan utk keperluan pengaturan
level, dll…dll…dll

Tanggapan 16 : (Bandung Winardijanto – Akerkvaerner)

Mas Fakhri,
Tiap orang bisa berbeda dalam memakai rules selectionnya. Jangankan kita para
pemakai, lha wong mfr nya saja bisa beda2 dalam memberikan rules nya.

Pemakaian "Dynamic pressure drop" sebagai basis rules juga OK2 saja.
Kelemahannya : pressure drop ini akan bervariasi utk process parameter yang
selalu berubah. Kelebihannya juga banyak.

Salah satu rules lain yang juga banyak dipakai adalah : aplikasi pemakainnya.
Misal = Kalau Flow : equal percentage, pressure bisa equal percentage bisa linier,
kalau level bisa linier, dlsb.

Sekarang ini malah ada control valve (globe type) yang ada di pasar komersial
hanya mempunyai/menjual linier trim saja. Tetapi dia punya positioner yang smart
yang akan mengatur pemakaiannya.

Mendapat informasi dari mfr manual atau mfr training akan sangat memperkaya
horizon kita.

Tanggapan 17 : (Fakhri)

Pak Bandung,
Mohon pencerahannya saja..Saya sebetulnya backgroundnya process bukan instrument…

Perubahan flow rate terhadap opening (stem travel) kan nggak selalu mengikuti
control valve karakteristik (Cv versus opening)…Dia akan mengikuti control
valve karateristik apabila pressure drop dari control vale tidak (atau sedikit)
berubah (bervariasi) dengan flow rate…Tetapi apabila pressure drop dari control
valve juga berubah dengan flow rate (quadratic), maka flow rate terhadap opening
tidak akan mengikuti control valve karakteristik lagi kan??

Tanggapan 18 : (Swastioko Budhi – McDermott
Indonesia)

Dear Fakhri,
The valve flow characteristic is the relationship between valve shaft or stem
movement and throughput. The inherent flow characteristics represent the relationship
with constant pressure drop across the valve and are found in manufacturer’s
catalogs.

The installed characteristics is the same relationship plotted with the valve
installed, where pressure drop varies with the losses in the pipeline and the
operating equipment in series with the valve.

The valve characteristic is chosen to compensate for the nonlinearities in
the component gains that make up the open-loop gain. Normally, when it doubt,
the equal percentage valve characteristics will be chosen because it passes
only 15% of the flow at 50% open. Thus, it is much more forgiving of grossly
oversized valve. Special considerations, however, dictate the use of linear
trim for antisurge valves on centrifugal compressors.

The inherent valve characteristic, as supplied by the manufacturer, is determined
at constant pressure drop conditions. The kinetic pressure drop in the piping
and equipment in series with the valve make the installed characteristic decidedly
different from the inherent characteristic.

For equal percentage characteristic, it moves toward the linear characteristic
as the proportion of total pressure drop across the control valve decreases.
By analogy, a linear inherent characteristic moves toward a quick-opening installed
characteristic, and the quick-opening characteristic is undesirable for throttling
control.

Reference : Control Valve by Guy Borden Jr.

Tanggapan 19 : (Bandung Winardijanto – Akerkvaerner)

Waduh mas ….. rekan process biasanya menguasai lebih banyak daripada rekan
instrument yang umumnya lebih banyak berkecimpung di urusan luarnya saja. Apalagi
saya yang jauh dari keduanya. Jadi utk diskusi ini kayaknya terpaksa muter2
dulu mas.

Tetapi anyway utk bahan diskusi ya :

Pergerakan stem dan openning umumnya identik. Ada beberapa jenis valve yang
tidak identik. Pada waktu kita kalibrasi stem nya terhadap command signal 4-20
mA atau 1-5 VDC atau 3-15 psig, 6-30 psig atau lainnya, kita berusaha agar mendapatkan
pergerakan stem yang relatif linier dengan si command signal. Saat kalibrasi
ini kita berharap agar 20% command signal = 20% gerak stem/shaft, 50% command
signal = 50% gerak stem/shaft. Gerakan stem di range 20-80% pergerakan biasanya
akan mudah di kalibrasi linier terhadap command signal, sementara kalibrasi
pergerakan stem di range 0-20% atau 80-100% akan cukup sulit di linierisasikan
dengan command signal.

a. Didalam control valve body, gerakan stem/shaft ini diubah menjadi gerakan
opening si trimnya (seat and plug) control valve dengan gerakan mendorong naik
& turun. Disini gerakan stem dianggap linier terhadap gerakan opening trimnya.

b. Ada pula yang memakai mechanical gear utk merubah gerakan stem/shaft menjadi
gerakan trim opening nya Akibatnya ditemui adanya hysterisis loop yang menyebabkan
gerakan stem/shaft tidak bisa sepenuhnya diterjemahkan secara linier ke gerak
stem.

Dibawah ini contoh nilai Cv, percent of travel stem (POTS), dan FL dari suatu
control valve dengan jenis seperti item a diatas.

– Linier
POTS Cv Fl
10 100 0.94
20 260 0.94
30 460 0.94
40 740 0.94
50 1020 0.94
60 1300 0.94
70 1540 0.94
80 1720 0.94
90 1880 0.94
100 2000 0.94

– Equal percentage
POTS Cv Fl
10 51 0.94
20 68 0.94
30 120 0.94
40 170 0.94
50 238 0.94
60 357 0.94
70 527 0.94
80 782 0.94
90 1155 0.94
100 1700 0.94

Dari contoh diatas, tentunya hubungannya ke Flow rate dan pressure drop bisa
dihitung berdasarkan Cv dan Fl yang ada. Secara teoritis dari data control valve
diatas, gerakan stem bisa dihitung dan dihubungkan dengan nilai flow rate dan
pressure drop.
Hal ini sebaiknya jangan dijadikan kesimpulan dulu, karena Control valve dari
mfr berbeda bisa saja mempunyai hubungan POTS dengan Cv yang jaUh berbeda dari
kondisi diatas.

Saran : periksa karakteristik control valve dengan baik & sesuaikan dengan
aplikasi dan process parameter yang ada. Beda Mfr, bisa menjadikan nilai Cv
kita berbeda pula.

Mudah2 an tepat guna & terimaksih kalau ada rekan lain yang nambah salam
Tanggapan 20 : (Juni Ardi Irawan – McDermott Indonesia)

Saya mau tanya nich …. masih berhubungan dg judul diatas…..

suatu pressure control valve yang diatur prosentasi bukaannya oleh PLC …
menggunakan signal 4-20mA……

ada suatu kejadian control valvenya tdk mau diatur ketika terjadi hunting sebelumnya……
kita set di PLC supaya dia diam…. tetap saja dia hunting…… penyebabnya
kenapa ya? Mungkin ada rekan2 yang bisa menjelaskan ……

Oh iya ….. upstream control valve itu terhubung dg 3 pompa sentrifugal (water
injection) 2400HP, 70000 BWPD, 1325 Psi (biasa running 1-2 pompa)…… control
valvenya sendiri masih relatif baru…. dan tdk rusak…. krn masih bisa dipakai
setelah kejadian itu…….

Tanggapan 21 : (Machmud R. – EXSPAN Nusantara)

Control valve pada dasarnya hanyalah Final Element yg bereaksi terhadap masukan
dari controller (dan mechanical disturbance tentunya). Kalo output controller
stabil, seharusnya tidak akan terjadi swing. Swing terjadi bila desain kontroller
mendekati frekuensi naturalnya. (Biasanya dilihat dengan transformasi Laplace).
Satu hal lagi, sensor controllernya terletak sedemikian sehingga input dari
sensornya berfluktuasi.
Jadi yg perlu dilakukan adalah tuning controller sehingga tidak mendekati frekuensi
naturalnya (biasanya dalam PID Controller, komponen Differential yg menyebabkannya).
Kira-kira begitu.


Tanggapan 22 :
(Waluya Priatna – McDermott Indonesia)

Juni,
PCV ( pressure control valve ) typenya self regulating apa bukan, kalau control
valve yang diatur signal 4-20mA Control valve yang mempunyai posisioner yang
dapat signal dari Pressure Transmitter yang mengirim 4-20mA melalui DCS untuk
mengatur buka tutup dari control valve itu sendiri ( Valve yang menggunakan
servo motor ). Mungkin ada problem di posisionernya.


Tanggapan 23 :
(Juni Ardi Irawan – McDermott Indonesia)

Pak Wal,
Kebetulan waktu itu saya hanya melihat2 saja … bukan saya yang kalibrasi…..
tetapi seingat saya tdk ada positionernya….. dan ketika control valvenya di
kalibrasi …. mereka menggunakan current injector 4-20mA (bisa juga langsung
dari PLC)……. dan kalibrasinya mengatur setting air instrumentnya ……..

Cuman yang saya bingung kenapa ada kejadian control valve lepas kendali….
ketika proses lagi berjalan lalu setting point (pressure) kita rubah2 di PLC
.. … lalu terjadi hunting……. di PLC juga pakai Module PID ….. tetapi
saat itu krn nilai Proportional (Kp) dan Integratornya (Ki) sudah diubah tdk
berpengaruh juga….. maka di program kita set manual…. langsung kita tetapkan
bukaan tertentu (misal 40%)…. ternyata tdk pengaruh juga alias sudah lepas
kendali…….

Apakah ada pengaruh juga dari pompa sentifugalnya (70000 BWPD, 2400 HP, 1325
Psi) …… ?

Tanggapan 25 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
I am accustomed to change the Proportional Band first, after that I change the
differential ones, if I was sure there was no problem at the controlled systems.
If it’s still not work, I will ask the instrument people to make the calibration
again ( zero check ) both the input and out-put to see whether the system work
properly. If it’s still doesn’t work, I will ask the instrument people to take
the control valve to the work-shops to see the details inside ( that’s a long
time ago ).

Tanggapan 26 : (Arief Rahman T – VICO Indonesia)

Ada beberapa kemungkinan problem di Control Valve anda, tapi saya sarankan
anda check apakah Actuator Control Valve anda di sizing untuk tahan sampai tekanan
yang sebegitu tinggi (1325 Psig). Siapa tahu undersize, sehingga kalau ada kenaikan
pressure actuatornya tidak mampu menahan gaya angkat karena tekanan tersebut.
Kalau itu benar, ya wajar saja kalau valve anda membuka walaupun dari PLC anda
tidak ada command untuk membuka.

Tanggapan 27 : (Tahzudin Noor – VICO Indonesia)

Kenapa nggak tanya dulu kepada kawan yang memperbaikinya ya. Pasti beliau yang
tahu pasti sebabnya dan solusinya. Kecuali kalau sampai sekarang belum teratasi.

Tanggapan 28 : (Waluya Priatna – McDermott
Indonesia)

Control valvenya buka pada 4-20mA dan actuator valve tidak sebesar itu 1325
kalau sebesar itu sudah memakai hydrolic system . Note : actuator is penggerak
untuk buka dan tutup valve itu sendiri

Juni,bisa diperjelas lagi engga actuator penggeraknya menggunakan apa : angin,
hydrolic dan apa ada posisionernya ?

Kita harus kalibrasi satu2 dulu
1.kita kalibrasi Control valve ( 25% – 100 % diinject signal 4-20 mA )
2.kita kalibrati Pressure
Transmitter ( 25% – 100& check out put 4-20 mA )
Kalau semuanya oke mungkin I/O dari PLC nya engga beres ( check out PLC 4-20
mA )dan check logic systemnya.

Tanggapan 29 : (Arief Rahman T – VICO Indonesia)

Pak Priatna, sizing yang saya maksudkan adalah sizing actuator control valve
untuk melawan tekanan yang begitu tinggi di plug control valve-nya. Pada saat
sizing actuator tidak berarti bahwa tekanan fluida-nya adalah juga tekanan yang
dikenakan ke actuator. Ambil contoh misalnya untuk actuator diapraghm dengan
instrument air supply 20 Psig (Untuk signal 3 – 15 Psig).

Sekedar ilustrasi saja (simplifikasi).
Sizing actuator akan menghitung berapa perlunya luasan diaphraghm untuk overcome
force akibat tekanan fluida pada plug (tekanan maksimum) sehingga Force yang
dikasilkan oleh actuator mampu memberikan Force yang cukup untuk melawan force
tersebut. Tentu saja Force yang dihasilkan oleh actuator adalah Tekanan dari
air supply X Effective Luasan Diaphraghm.

Mudah-mudahan anda tidak salah mengerti yang saya maksudkan.

Tanggapan 30 : (Bandung Winardijanto – Akerkvaerner)

Terus terang nggak terbayang masalah apa yang sedang mas Juni hadapi.
Kayaknya banyak data yang masih perlu diinformasikan :
1. Control valve nya untuk pressure regulating atau flow regulating ?
2. Berapa range parameter dari copntrol valve tersebut.
3. Sensing point nya ada disebelah mana dari control valve.
4. Semsor point nya dalam bentuk apa ?
5. Range sensor point nya berapa ?
6. Control valve nya ATO atau ATC ?
7. Di PLC sendiri : apakah itu straight forward controller atau ada logic control
nya ?
8. Bisa tahu kalibrasinya : 4 mA = …% opening, 8 mA = ..%, 12 mA = …% dan
15 mA = …%.
9. dll …dll….dll

Maaf kalau tanya dibalas tanya. Karena hunting itu bisa disebabkan beberapa
macam hal, diantaranya :
a. Ketidak stabilan system pengaturannya.
b. Process parameter yang terus berfluktuasi secara extreem
c. Signal wind up (signal jenuh)
d. response time control valve yang tidak setara dengan PLC. Control valve nay
belum steady state, PLC nya udah keburu pindah besaran signal lain.
e. Control valve Out of range
f. Sensor out of range
g. Salah aplikai misal ATO menjadi ATC
h. dll ….dll….dll….!!?$%#^@

Untuk tindakan field operation yang perlu cepat tanggap, saran dari Pak LKW
bisa dipakai.

Tanggapan 31 : (Juni Ardi Irawan – McDermott
Indonesia)

Terus terang nggak terbayang masalah apa yang sedang mas Juni hadapi.
>> Pertanyaannya simple aja kok …. kenapa kadang2 hunting (ini pertanyaan
bagi orang yang awam Control Valve loh ……. :)…… cuman mungkin jawabannya
nggak sesimple pertanyaannya….. benar memang masih harus ada data2 yang diberikan
……. mungkin sebagian data2 dibawah ini bisa membantu ….. (walaupun nantinya
jadi melebar nich)

Kayaknya banyak data yang masih perlu diinformasikan :
1. Control valve nya untuk pressure regulating atau flow regulating ?
>>sepertinya pressure regulating ….. soalnya yang diatur adalah pressure,
bukan flow….. designernya bila ingin mensetting flow…. dia rubah ke pressure
dg kurva pompa…….

2. Berapa range parameter dari copntrol valve tersebut.
>>0-100% (kondisi system dg pompa mati semua)
35%-100% (kondisi minimal satu pompa jalan)
ini dilakukan karena response PCV tdk secepat build up pressure dari pompa…..
sedangkan tdk mungkin diganti krn banyak alasan…. mungkin salah satunya waktu
yang sudah dead line….. system harus jalan…. tetapi dgn equipment yang ada…..
tetapi tetap dipikirkan safetynya juga…….

biasanya 1 pompa jalan….. pressure masih dibawah setting point … shg PLC
akan menyuruh tutup….. tetapi karena minimum percentagenya 35% … yah tetap
di 35% opening percentage ketika 2 pompa jalan… baru program PID di PLC bekerja…..
tentunya dipasang daerah kestabilannya…. jadi selama pressure masih di daerah
ini…. tdk ada reaksi dari output PID …….

oh iya angka 35% ini didapat dari beberapa kali percobaan loh….. sebelumnya
0% … gagal ….. 20% …. gagal…. 40% berhasil….. terus dicari yang lebih
kecil…. akhirnya didapat 35% ……

3. Sensing point nya ada disebelah mana dari control valve.
>>yang atur adalah di upstream… pressure transmitter di up-stream

4. Sensor point nya dalam bentuk apa ?
>>pressure transmitter ….

5. Range sensor point nya berapa ?
>>0-2000 Psi….

6. Control valve nya ATO atau ATC ?
>>nah ini saya nggak tahu singkatannya….. apaan pak?

7. Di PLC sendiri : apakah itu straight forward controller atau ada logic control
nya ?
>>wah kalo yang ini ….. harus baca helpnya lagi (sudah hampir setahun
nggak pakai lagi softwarenya)….. yang jelas ada module PIDnya sendiri… sudah
built-in…..

8. Bisa tahu kalibrasinya : 4 mA = …% opening, 8 mA = ..%, 12 mA = …% dan
15 mA = …%.
>>bisa terjawab di pertanyaan no.2 …..

9. dll …dll….dll

Maaf kalau tanya dibalas tanya. Karena hunting itu bisa disebabkan beberapa
macam hal, diantaranya :

a. Ketidak stabilan system pengaturannya.
b. Process parameter yang terus berfluktuasi secara extreem
c. Signal wind up (signal jenuh)
d. response time control valve yang tidak setara dengan PLC. Control valve nay
belum steady state, PLC nya udah keburu pindah besaran signal lain.
>>ini yang biasa kambing hitamnya pas commissioning and start-up ……..
makanya dibuat minimum opening percentage 35% ketika system mulai jalan…..

e. Control valve Out of range
f. Sensor out of range
g. Salah aplikai misal ATO menjadi ATC
h. dll ….dll….dll….!!?$%#^@
>>wah berarti masih ada alasan yang lain…. rekan2 yang lain ada yang
mau menambahkan?? 🙂


Tanggapan 32 :
(Arief Rahman T – VICO Indonesia)

Quote :

"Dan menurut saya yang penting juga adalah tuning control valve. Terus
terang di lapangan, kami punya kendala akan tuning dari station recycle 3 kompressor
kami yang disusun seri (tandem). Any upset di upstream compressor, ada penutupan
sumur misalnya, membuat suction pressure compressor aktif duluan sebelum stasiun
recycle take action.then compressor cooldown shutdown. Mungkinkah hysys dynamic
sanggup mengatasinya??"

Cahyo,
Dari yang pernah saya baca di CCC (Compressor Control Corporation) kelihatannya
kalau untuk model compressor tandem begini agak rumit karena masing-masing controller
sering (selalu ???) berinteraksi. Interaksi-nya
bisa antar Anti Surge Control dan juga bisa antara station recycle dan anti
Surge-nya. Ini karena dari segi process-nya perubahan di satu compressor akan
mempengaruhi compressor yang lainnya.

Ada beberapa saran dari yang pernah saya baca :

1. Verify set points dan tuningnya
2. Implementasi load sharing control
3. Implementasi Decoupling antar controller-nya

Mungkin teman-teman lain jauh lebih paham apalagi teman dari PT. Badak LNG
yang punya compressor multi stage yang kelihatannya rada mirip-mirip sama tandem.

Tanggapan 32 : (Gunawan Siregar – Rekayasa)

Ijinkan saya urun rembug memberi sedikit masukan untuk "masalah"
anda ( kalo itu memang masalah ). Saran rekan Arief mungkin bisa dipertimbangkan.
Tetapi apakah sistem anda sudah memakai antisurge control system dgn CCC atau
PLC atau DCS ? Kalau bukan CCC ( saya asumsikan saja ) memang di kilang LNG
banyak dipasang CCC Antisurge Control System, baik untuk konfigurasi kompressor
yang seri ( tandem ) ataupun paralel. Kebetulan kami sendiri pernah memasang
/ penggantian dari conventional controllers ( YEW & Honeywell ) dengan CCC
Series-3 Plus.

Untuk konfigurasi kompressor yang tandem ( series ) dipasang di unit-unit sbb
:
1. Mixed Refrigerant Compressors ( Multistage Centrifugal Compressor ) : Ebara
/ Nuovo Pignone driven by GE Gas Turbine.
2. Propane / Propane Booster Compressors : Ebara / Nuovo Pignone
driven by GE Gas Turbine for Propane Compressor and Motor for Propane Booster.
3. Reliquefaction Boil-Off Gas Compressors : Mitsui Compressors driven by Electric
Motor.

Sedangkan untuk konfigurasi kompressor yang parallel dipasang di unit-unit
sbb :
1. Feed Gas Booster Compressors : Kawasaki Compressors dgn Motor Driver.
2. Boil-Off Gas Compressors : Demag Compressors dgn Motor Driver
3. Off-Gas Compressor : Dresser Compressors with Motor Driver.

Untuk konfigurasi kompressor yang tandem ( series ), CCC Load Sharing Controller
menawarkan feature Pressure Override Control ( POC ), untuk mengatasi penurunan
yang terlalu cepat dari variable capacity control ( baik untuk aplikasi suction
pressure control ataupun discharge pressure control ).

Pengalaman menunjukkan bahwa Antisure Control System dengan CCC lebih "canggih"
daripada conventional controllers ataupun PLC / DCS. Ini karena system mereka
memakai tiga-jenis controllers untuk meningkatkan reliability / safety dari
control system yaitu : Antisurge Controller , Loadsharing – Controller dan Station
Controller yang saling di"decoupling".

Mudah-mudahan informasi ini bermanfaat adanya.