Bagaimana caranya memastikan perubahan indikasi temperatur di DCS (Centum
XL), yang besarnya 0,1% span (0,1 degC untuk span 100 degC), adalah real /
aktual, bukan error?
Pertanyaan : Afta

Dear All, mohon pencerahannya.
Bagaimana caranya memastikan perubahan indikasi temperatur di DCS (Centum XL),
yang besarnya 0,1% span (0,1 degC untuk span 100 degC), adalah real / aktual,
bukan error?

Tanggapan 1 : Arief Rahman T

Afta,
Kalau loop anda "pure" 4 – 20 mA loop analog (karena hart loop juga
4 – 20 mA tapi sudah "smart" sehingga data diagnostic bisa dikirim
superimposed dengan 4 – 20 mA signal) maka anda tidak punya cara untuk tahu
itu error atau aktual. Kelemahan inherent analog system semacam itu adalah karena
tidak adanya diagnostic untuk membedakan apakah signal
analog yang diterima fault/error atau nilai aktual. Semuanya nilai analog dalam
range pengukuran akan dianggap sebagai valid value (hanya bisa diketahui error
kalau misalnya di bawah 4 mA atau di atas 20 mA).

Agak beda kalau misalnya anda memakai fully digital system (misalnya Fieldbus)
atau hart loop. Kalau diagnostic capabilitynya bisa sampai pada checking sehat
tidaknya element-nya dan juga output signal validasi maka pembedaaan error dengan
actual value akan bisa dilakukan. Para vendor Fieldbus (Pak Waskita, Pak Nanang
dsb-dsb) mungkin bisa menerangkan lebih baik apa feature ini sudah di incorporate
atau belum di produk mereka.

Kalau dipakai dengan memakai perbandingan dengan alat test saya kok tetap agak
ragu karena yang dipermasalahkan error yang hanya 0.1%. Untuk pengukuran temperature
accuracy total loop normally akan lebih besar dari nilai tersebut. Artinya,
error 0.1% sudah inherent.

Saya mungkin salah, soalnya kalau di plant saya urusan temperature bukan urusan
sensitif sih ….

Tanggapan 2 : Waskita Indrasutanta

Maaf, saya tidak mengikuti sejak awal diskusi.

Menurut pendapat saya, device diagnostics tidak bisa memastikan bahwa pembacaan
transmitter benar. Pada FF, PV_Status (PV = Process Variable) hanya menyatakan
‘good’, ‘bad’ atau ‘uncertain’. Good menyatakan normal; Bad menyatakan error;
Uncertain menyatakan bahwa PV_Value berada diluar range. (pada analog 4~20mA,
‘bad’ dan ‘uncertain’ dinyatakan pada signal diluar range – sesuai NAMUR, sedangkan
signal didalam range 4~20mA – meskipun salah baca atau stuck, dinyatakan sebagai
valid).

Untuk memastikan bahwa pembacaan ‘benar’, diperlukan paling tidak 2 buah transmitter
pada satu titik pengukuran dengan kalibrasi yang baik. Kalau kita menggunakan
3 buah transmitter, kita bisa mengambil algorithma 2oo3 untuk menentukan pembacaan
mana yang benar.

Ketelitian transmitter juga mempengaruhi ketelitian pembacaan. Akan sulit membedakan
mana yang benar kalau ketelitian yang diminta adalah 0.1 degC dari 100 degC
(= 0.1%), meskipun kita bisa menggunakan transmitter dengan ketelitian +/- 0.03%.
Akan tetapi dengan menggunakan FF akan lebih mudah karena PV_Value dibaca secara
digital langsung dalam engineering unit dari transmitter (scaling kedalam engineering
unit dilaksanakan di transmitter). Kalau menggunakan analog (4~20mA), kesalahan
ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to Analog Converter) harus
diperhitungkan.

Kalau TT dipergunakan untuk SIS, maka perlu dilakukan test secara perkala dimana
‘test interval’ diperhitungkan dalam pengkajian SIL.

Tanggapan 3 : Afta

Terima kasih atas pencerahanya.

Loop di tempat saya memang masih "pure" analog, tapi bukan 4-20mA,
karena output sensor (RTD) ke DCS adalah resistance.
Indikasi temperatur yang saya maksud, punya pengaruh yang sangat besar pada
proses / quality.
Kondisinya adalah fluktuasi / deviasi maksimum adalah +/- 0,1%, sedang rata-rata
deviasinya +/- 0,06%.
Saya bermaksud untuk menggunakan temperatur ini untuk keperluan control, sehingga
harus diyakinkan bahwa indikasi yang terbaca adalah aktual, bukan error.

Saya sependapat dengan Pak Arief, perbandingan atau kalibrasi dengan alat test
tidak memberikan hasil yang memuaskan, masih belum memberikan hasil yang pasti.
Menggunakan Fieldbus, tidak memungkinkan karena faktor DCS-nya. Untuk HART,
saya mohon sharing pengalamanya untuk kasus Terperature Transmitter, saya belum
berpengalaman untuk TT dengan HART.

Seperti yang Pak Waskita bilang, saya memang bermaksud memasang 2 sensor (RTD
double element), dengan range measurement yang berbeda (100 degC dan 10 degC
span), tapi saya masih belum yakin apakah sensornya (RTD) capable
untuk membaca perubahan sebesar 0,05 degC.

Sekali lagi mohon pencerahanya.

Tanggapan 4 : Waskita Indrasutanta

Koneksi langsung dari RTD ke DCS RTD input module setidaknya mengurangi jumlah
konversi yang dilakukan.

RTD sendiri mempunyai accuracy yang cukup baik karena pada daerah pengukurannya
mempunyai karakteristik yang linear, tetapi untuk mendeteksi perbedaan suhu
0.05 degC saya belum pernah coba. Apakah process memang mempunyai criticality
sedemikian? Kalau tidak, ini adalah usaha yang cukup mahal.

Mungkin bisa dicoba kedua sensor di-set pada range sekecil mungkin (full scale
range misalnya 5 degC), sehingga 0.05 degC adalah 1% dari range. Hal ini akan
memperbaiki resolusi yang dibaca oleh DCS. Kemudian di set deviation alarm antara
kedua titik pengukuran tersebut. Pastikan kedua sensor benar-benar pada titik
pengukuran yang sama dan mempunyai physical (thermowell, dsb) yang sama.

Tanggapan 5 : Budi

saya hampir setuju dengan yang dikatakan pak Rahman, tapi mungkin perlu dijelaskan
tentang type dari TE nya, kalau saya gak salah ingat untuk thermal element (di
tempat kami pake type RTD ama thermocouple) kayaknya kok dalam bentuk milivolt,
kabel yang dipakai kayaknya juga kabel khusus, untuk RTD 3 core, untuk thermocouple
pake 2 core dan tiap2 type beda warna, kalau gak salah untuk type S warna kabelnya
putih ama orange. mungkin ada tambahan transducer untuk ngubah ke 4-20 mA terutama
untuk transmisi yang jaraknya agak jauh (mengingat adanya kemungkinan drop tegangan).
memang benar indikasi akan error jika arusnya dibawah 3.99 mA dan atau diatas
20 mA. mungkin perlu juga dilakukan komparasi terhadap manual book dari TE dan
transmitternya terutama untuk akurasinya, yang saya maksud apakah dengan akurasi
0.1% masih masuk dalam range akurasi dari TE nya?? sekian dari saya, mohon maaf
atas kekurangan.

Tanggapan 6 : Arief Rahman T (file : h7_hart.pdf>

Afta,
Memakai perbandingan value antara analog value dengan digital data untuk kemudian
di set discrepancy-nya sehingga kalau terjadi discrepancy yang cukup besar anda
bisa tahu bahwa ada error dengan analog PV value anda (Saya attach dari Moore,
jangan dilihat soal mereknya tapi dilihat metodologinya saja). Saya kira ini
lebih bagus daripada memasang redundant sensor karena apabila errornya karena
noise diantara sensor dan control room (misal EMF/RFI) maka kedua-duanya tetap
saja sama-sama error sehingga apa yang anda inginkan juga tidak tercapai.

Memasang dua sensor dengan range berbeda akan malah bikin problem karena dengan
perbedaan range tersebut sudah pasti resolusi pengukuran jadi beda. Kalau anda
berbicara 0.1% you will end up with another headache karena akan selalu ada
constant error antara dua pengukuran tersebut. Membandingkan selalu harus apple-to-apple.

Sekedar note : 1 ohm imbalance pada loop anda akan menyebabkan error 2.5 degree
celcius. Mengurangi panjang externsion resistance wire, dengan demikian, akan
sangat beneficial.