asrul pawiloi sistem proteksi tenaga listrik

5/24/2018 Asrul Pawiloi Sistem Proteksi Tenaga Listrik

1/17

1

SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK

RELAY

Asrul Pawiloi

E1D1 10 085

PROGRAM STUDI S1 ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2014


2/17

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wataala, karena rahmat -Nya

Saya dapat menyelesaikan makalah ini guna memenuhi tugas mata kuliah Sistem Proteksi

Tenaga Listrik.

Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu Saya

dalam menyelesaikan makalah ini sehingga dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Makalah

ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun

sangat Saya harapkan demi sempurnanya makalah ini.

Semoga makalah ini memberikan informasi bagi masyarakat dan bermanfaat untuk

pengembangan wawasan dan peningkatan ilmu pengetahuan bagi kita semua.

Kendari, 10 Juni 2014

Penyusun


3/17

3

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................. 1

KATA PENGANTAR ............................................................................................... 2

DAFTAR ISI ............................................................................................................ 3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 41.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 41.3 Tujuan dan Manfaat ......................................................................... 4

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Relay .............................................................................. 5

2.2 Prinsip Kerja dan Simbol .................................................................. 6

2.3 Jenis-Jenis Relay .............................................................................. 8

2.4 Fungsi Relay .................................................................................... 9

2.5 Relay Sebagai Pengendali ................................................................ 10

2.6 Dari Relay ke PLC (Programmable Logic Controller) ...................... 11

2.7 Contoh Aplikasi Pengendalian Sistem Dengan Relay dan PLC ......... 12

2.8 Keuntungan PLC Dibanding Relay ................................................... 14

2.9 Faktor Pemilihan Relay yang Tepat .................................................. 15

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan ...................................................................................... 16

3.2 Saran ................................................................................................ 16

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 17


4/17

4

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat

mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan otak

dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan

posisi relay.

Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan

pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay

elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :

Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka)kontak saklar.

Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik.1.2

Rumusan Masalah

1. Apa itu pengertian relay?2. Bagaimana cara kerja relay?3. Apa saja jenis-jenis relay?4. Apa saja kegunaan relay?5. Bagaimana pengaplikasian pengendalian sistem dengan relay dan PLC?6. Apa saja keuntungan PLC dibanding relay?

1.3 Tujuan dan Manfaat1. Dapat menjelaskan pengertian relay.2. Mengetahui bagaimana cara kerja dari relay.3. Mengetahui apa saja dari jenis-jenis relay.4. Mengetahui kegunaan dari relay.5. Mengetahui bagaiman cara mengaplikasikan pengendalian sistem dengan relay dan

PLC.

6. Mengetahui keuntungan penggunaan PLC dibanding dengan relay.


5/17

5

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Relay

Relay adalah suatu komponen (rangkaian) elektronika yang bersifat elektronis

dan sederhana serta tersusun oleh saklar, lilitan, dan poros besi. Secara prinsip, relay

merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.

Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang

terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus

dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak

saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan

yang besar (misalnya peralatan listrik 4 A / AC 220 V) dengan memakai arus /

tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC).

Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang

memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara

sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :

Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka)kontak saklar.

Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya / energi listrik.Di bawah ini contoh relay yang beredar di pasaran

Gambar 2.1Relay yang tersedia di pasaran


6/17

6Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsifungsi berikut :

Remote control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauhPenguatan daya : menguatkan arus atau tegangan

o Contoh :starting relaypada mesin mobil

Pengatur logika kontrol suatu sistem2.2 Prinsip Kerja dan Simbol

Relay terdiri dari coil dan contact. Perhatikan gambar 2.2, coil adalah gulungan

kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang

pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact ada 2 jenis :

Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), danNormally Closed (kondisi

awal sebelum diaktifkan close).

Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat

energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature

yang berpegas, dan contact akan menutup.

Gambar 2.2 Skema relay elektromekanik

Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai fungsi sebagai

pengendali sistem. Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada :

o Rangkaian listrik (hardware)

o Program (software)


7/17

7Berikut ini simbol yang digunakan :

Gambar 2.3 Rangkaian dan simbol logika relay

Simbol selalu mewakili kondisi relay tidak dienergized.

Dalam data sheet, penjelasan untuk coil dan contact terpisah. Hal ini

menyebabkan masing masing mempunyai spesifikasi yang berbeda beda juga.

Perhatikan tabel berikut.

Tabel 2.1 Contoh datasheet relay G2RS Omron


8/17

8

2.3 Jenis-Jenis Relay

Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasar pole dan throw yang dimilikinya.

Berikut definisipole dan throw:

Pole : banyaknya contact yang dimiliki oleh relay

Throw : banyaknya kondisi (state) yang mungkin dimiliki contact

Berikut ini penggolongan relayberdasar jumlahpole dan throw :

SPST (Single Pole Single Throw)

DPST (Double Pole Single Throw)

SPDT (Single Pole Double Throw)

DPDT (Double Pole Double Throw)

3PDT (Three Pole Double Throw)

4PDT (Four Pole Double Throw)

Berikut ini rangkaian dan simbol macam-macam relay tersebut.

Gambar 2.4Relayjenis Single Pole Double Throw (SPDT)


9/17

9

Gambar 2.5Relay dengan contact lebih dari satu

2.4 Fungsi Relay

- Kontrol tegangan tinggi rangkaian dengan sinyal bertegangan rendah, seperti dalambeberapa jenis modem atau audio amplifier.

- Kontrol sebuah rangkaian arus tinggi dengan sinyal arus rendah, seperti padasolenoid starter dari sebuah mobil.

- Mendeteksi dan mengisolasi kesalahan pada jalur transmisi dan distribusi denganmembuka dan menutup pemutus rangkaian (perlindungan relay), Sebuah kumparanrelay DPDT AC dengan kemasan ice cube.

- Isolasi mengendalikan rangkaian dari rangkaian yang dikontrol ketika kedua beradapada potensi yang berbeda, misalnya ketika mengendalikan sebuah perangkat

bertenaga utama dari tegangan rendah switch. Yang terakhir ini sering digunakan

untuk mengontrol pencahayaan kantor sebagai kawat tegangan rendah dapat dengan

mudah diinstal di partisi, yang dapat dipindahkan sesuai kebutuhan sering berubah.

Mereka mungkin juga akan dikendalikan oleh hunian kamar detektor dalam upaya

untuk menghemat energi.

- Logika fungsi. Sebagai contoh, DAN fungsi boolean direalisasikan denganmenghubungkan relay normal kontak terbuka secara seri, maka fungsi ATAU

dengan menghubungkan normal kontak terbuka secara paralel. Perubahan-atas atau

Formulir C kontak melakukan XOR (eksklusif atau) fungsi. Fungsi yang sama untuk

NAND dan NOR yang dicapai dengan menggunakan kontak normal tertutup.

Tangga bahasa pemrograman yang sering digunakan untuk merancang jaringan

logika relay.


10/17

10- Awal komputasi. Sebelum tabung vakum dan transistor, relay digunakan sebagai

unsur-unsur logis dalam komputer digital. Lihat ARRA komputer, Harvard Mark II,

Zuse Z2, dan Zuse Z3.

- Safety-logika kritis. Karena relay jauh lebih tahan daripada semikonduktor radiasinuklir, mereka banyak digunakan dalam keselamatan-logika kritis, seperti panel

kontrol penanganan limbah radioaktif mesin.

- Waktu tunda fungsi. Relay dapat dimodifikasi untuk menunda pembukaan ataupenutupan menunda satu set kontak. Yang sangat singkat (sepersekian detik)

penundaan ini akan menggunakan tembaga disk antara angker dan bergerak blade

perakitan. Arus yang mengalir dalam disk mempertahankan medan magnet untuk

waktu yang singkat, memperpanjang waktu rilis. Untuk sedikit lebih lama (sampai

satu menit) keterlambatan, sebuah dashpot digunakan. Sebuah dashpot adalah

sebuah piston diisi dengan cairan yang diperbolehkan untuk melarikan diri perlahan-

lahan. Jangka waktu dapat divariasikan dengan meningkatkan atau menurunkan laju

aliran. Untuk jangka waktu lebih lama, mesin jam mekanik timer diinstal.

2.5 Relay Sebagai Pengendali

Salah satu kegunaan utama relay dalam dunia industri ialah untuk implementasi

logika kontrol dalam suatu sistem. Sebagai bahasa pemrograman digunakan

konfigurasi yang disebut ladder diagram atau relay ladder logic. Berikut ini beberapa

petunjuk tentang relay ladder logic (ladder diagram):

Diagram wiring yang khusus digunakan sebagai bahasa pemrograman untukrangkaian kontrol relay danswitching.

LD Tidak menunjukkan rangkaian hardware, tapi alur berpikir.LD Bekerja berdasar aliran logika, bukan aliran tegangan/arus.

Relay Ladder Logic terbagi menjadi 3 komponen :

1. Input pemberi informasi

2. Logic pengambil keputusan

3. Output usaha yang dilakukan

Diagram sederhana dari sistem kontrol berbasis relay yang menggambarkan penjelasan

di atas dapat dilihat pada gambar 2.6.


11/17

11Dari gambar di atas nampak bahwa sistem kendali dengan relay ini mempunyai

inputvdevice (misalnya: berbagai macam sensor, switch) dan output device (misalnya :

motor, pompa, lampu). Dalam rangkaian logikanya, masing-masing input, output, dan

semua komponen yang dipakai mengikuti standard khusus yang unik dan telah

ditetapkan secara internasional.

Input device Relay (Logic) Output Device

Gambar 2.6 Sistem kontrol berbasis relay

Sebagai awal, pada gambar di bawah dapat dilihat aplikasi relay untuk membentuk

gerbanggerbang logika sederhana (AND, OR, NOT, dan latching).

Gambar 2.7Relay untuk membentuk gerbang logika

2.6 Dari Relay ke PLC (Programmable Logic Controller)

Seiring dengan berkembangnya teknologi mikroprosesor, maka penggunaan

rangkaian analog mulai bergeser pada sistem bermikroprosesor. Salah satunya ialah

dengan penggunaan relay yang semakin berkurang dan digantikan oleh peralatan baru

yang disebutProgrammable Logic Controller (PLC).


12/17

12PLC diciptakan untuk menggantikan relay kontrol konvensional dengan

peralatan solid state. Supaya perpindahan dari relay ke PLC menjadi lebih mudah,

banyak simbol dan istilah yang digunakan pada relay ladder logicjuga digunakan pada

PLC. Berikut ini simbol komponenkomponen kontrol elektris yang konvensional.

Gambar 2.8 Komponenkomponen kontrol elektris konvensional

2.7 Contoh Aplikasi Pengendalian Sistem Dengan Relay dan PLC

Berikut ini adalah contoh aplikasi menggunakan relay sebagai pengendali

yang kemudian digantikan dengan menggunakan PLC. Aplikasi berikut digunakan

untuk mengendalikan motor, rangkaian kontrol elektris berbasis relay berikut biasa

digunakan.

Gambar 2.9 Rangkaian kontrol motor secara umum

Rangkaian di atas menggunakan relay sebagai pengendali, berikutnya relay akan

digantikan dengan PLC sebagai pengendali.

Langkah pertama ialah merangkai input devicepada modul input PLC.


13/17

13

Gambar 2.10 Pengkabelan komponen input pada modul input PLC

Kemudian dilanjutkan dengan merangkai output devicepada modul output PLC.

Gambar 2.11 Pengkabelan komponen output pada modul output PLC

Buat logika sistem dengan ladder diagram PLC.

Gambar 2.12Ladder diagram PLC untuk menjalankan sistem

Jika disatukan, berikut ini diagram hubungan keseluruhan dari modul input program

CPUmodul output PLC.


14/17

14

Gambar 2.13 Diagram hubungan keseluruhan pada PLC

2.8 Keuntungan PLC Dibanding Relay

Dari contoh di atas, tampak bahwa PLC control mempunyai banyak

keuntungan dibandingkan relay control. Berikut keuntungan keuntungan lain dari

PLC (Beginners Guide to PLC Omron, 1-9):

Pengkabelan pada sistem berkurang sampai 80%. Konsumsi daya jauh lebih hemat. PLC mempunyai self diagnostic function yang memudahkan troubleshooting pada

PLC.

Perubahan logika kontrol sangat mudah, cukup dengan melakukan pemrogramanulang (secara software).

Komponen sistem seperti relay dan timer berkurang cukup banyak pada sistemdengan PLC.

Jauh lebih cepat karena PLC berbasis mikroprosesor (dalam kisaran miliseconds). Pada sistem dengan I/O yang banyak dan kompleks, penggunaan PLC lebih

hemat dibanding penggunaan relay.

Keandalan PLC lebih tinggi dari pada relay mekanis dan timer. Dokumentasi sistem dengan PLC jauh lebih mudah, karena ladder diagram dapat

dicetak dengan mudah.


15/17

15

2.9 Faktor Pemilihan Relay Yang Tepat

Pemilihan relay yang tepat untuk aplikasi tertentu memerlukan evaluasi dari berbagai

faktor:

Jumlah dan jenis kontak - biasanya terbuka, biasanya tertutup, (double-lemparan) Hubungi urutan - "Membuat sebelum Break" atau "Break sebelum Membuat".

Sebagai contoh, gaya lama diperlukan pertukaran telepon Make-sebelum- putus

sehingga sambungan tidak berkurang sementara panggilan melalui nomor tersebut.

Penilaian kontak - saklar relay kecil beberapa ampere, besar dinilai untuk kontaktorhingga 3000 ampere, bolak-balik atau arus searah

Voltage rating kontak - relay kontrol tipikal diberi nilai 300 VAC atau 600 VAC,otomotif jenis sampai 50 VDC, khusus relay tegangan tinggi sekitar 15 000 V

Coil tegangan - mesin-alat biasanya relay 24 VAC, 120 atau 250 VAC, relay untuksaklar mungkin 125 V atau 250 VDC gulungan, "sensitif" relay beroperasi pada

beberapa milliamperes

Coil saat ini - Biasanya di kisaran 40-200 mA untuk 0-24 VDC kumparan. Paket / kandang - terbuka, sentuhan-aman, tegangan ganda untuk isolasi antara

rangkaian, ledakan bukti, outdoor, minyak dan tahan splash, dicuci untuk perakitan

papan sirkuit cetak .

Majelis - Beberapa fitur relay stiker yang menjaga kandang tertutup untukmembolehkan posting solder PCB agen pembersih. Yang dihapus setelah

pemasangan selesai.


16/17

16

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan diatas dapat diketahui bahwa relay digunakan sebagai otak

dari berbagai pengendalian/kontrol rangkaian tegangan tinggi sampai PLC ditemukan

menggantikan posisi relay.

3.2 Saran

Makalah ini hanya menjelaskan relay secara umum, dan untuk relay-relay

yang beredar di pasaran (secara spesifik, seperti relay dari berbagai merek dan fungsi)

tidak dijelaskan dalam makalah ini.


17/17

17

DAFTAR PUSTAKA

Wicaksono, Handy. 2010. Catatan Kuliah Automasi 1. Teknik Elektro. Universitas Kristen

Petra.

Sutiawan, Iwan. 2011. Relay. Prodi Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Galuh

Ciamis. Diakses pada tanggal 8 Juni 2014, dari http://ebel3-

ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html 1/

Heiwa. 2009. Pengertian Relay. Diakses pada tanggal 8 Juni 2014, dari

http://josuru.blogspot.com/2009/06/pengertian-relay.html.
http://ebel3-ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html%201/http://ebel3-ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html%201/http://josuru.blogspot.com/2009/06/pengertian-relay.htmlhttp://josuru.blogspot.com/2009/06/pengertian-relay.htmlhttp://ebel3-ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html%201/http://ebel3-ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html%201/

asrul pawiloi sistem proteksi tenaga listrik

Documents