automatic backwash - · pdf filemensimulasikan dinamika dari sistem automatic backwash pada...

Click here to load reader

Post on 15-Aug-2019

217 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Oleh : Nur Rahmah Awaliyah

    Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA

    SEMINAR TUGAS AKHIR

    Perancangan Automatic Backwash

    pada Tangki Sand Filter di IPA 1 PDAM Gresik

  • LATAR BELAKANG (1)

    LUMPUR TERFILTER

    Penyaringan tidak optimal

    PERLU

    BACKWASH

  • LATAR BELAKANG (2)

    Akibat kesalahan Waktu Pelaksanaan Backwash

    Backwash terlalu dini

    Air bersih dari reservoar terbuang

    1. 2.

    Terlambat Backwash

    Tangki sand filter Over Flow

  • LATAR BELAKANG (3)

    Backwash lebih dari 1 tangki sand filter pada saat yang bersamaan

    OVERFLOW pada Clarifier dan Level air Reservoar BERKURANG

  • PERMASALAHAN

    • Bagaimana merancang sistem Automatic Backwash pada 4(empat) tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik.

    • Bagaimana mensimulasikan dinamika dari sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA1 PDAM Gresik dengan menggunakan SIMULINK.

  • TUJUAN

    • Akan dilakukan perancangan sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik.

    • Akan dilakukan pemodelan dinamik dari sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik.

  • BATASAN MASALAH (1)

    • Keempat tangki sand filter dianggap identik. • Hambatan air (R) dimodelkan secara analogi seperti sebuah

    resistor yang mempresentasikan hambatan yang dialami oleh air di dalam tangki sand filter .

    • Diasumsikan fluktuasi level air di dalam tangki sand filter diakibatkan oleh tingkat kekeruhan air yang masuk.

    • Tingkat kejenuhan air di dalam tangki sand filter ditunjukkan dengan level permukaan air dalam tangki sand filter.

    • Sistem pengendalian bekerja atas dasar informasi level permukaan air dalam tangki sand filter yang aktif.

    • Urutan prioritas backwash saat terjadi permintaan backwash dari 2 atau lebih tangki sand filter secara bersamaan adalah tangki sand filter 1, tangki sand filter 2, tangki sand filter 3, kemudian tangki sand filter 4.

  • BATASAN MASALAH (2)

    • Hasil perancangan berupa simulasi. • Simulasi dilakukan untuk proses backwash dengan lama

    waktu filtrasi tetap untuk satu kali running.

    • Input nilai hambatan air (R) adalah input yang diberikan sebelum dilakukan simulasi.

    • Pemrograman yang disusun pada logic solver adalah pemrograman untuk mengatur urutan proses backwash pada masing-masing tangki sand filter dan mengatur sistem antrian backwash apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang jenuh pada waktu yang bersamaan dengan waktu awal backwash yang sama.

  • MULAI

    Pemodelan tangki sand filter

    Perancangan sistem automatic backwash

    Pengujian dan analisa

    penyusunan laporan

    SELESAI

    Studi literatur dan studi lapangan

    Perancangan logic solver

    Penyusunan Wiring Diagram sistem Automatic Backwash

    Simulasi dengan Simulink

  • SAND FILTER

    Reservoar Udara

    Reservoar Clarifier

    Drainage

    Saringan Besi dan Nozzle

  • Liquid Level Control Relay RM4L

    Keadaan Elektroda Output RM4L

    Tidak dikenai fluida 0 mA

    Dikenai Fluida Max. 8 mA

  • Logic Solver

    Logic solver adalah instrumen untuk menerima sinyal input dari sensor, membuat keputusan yang tepat berdasarkan keluaran dari sinyal sensor, serta menghasilkan sinyal output yang sesuai. Sinyal output dari logic solver bekerja berdasarkan logika atau program yang didefinisikan sendiri oleh pengguna. Bentuk fisik logic solver dapat menggunakan semacam piranti elektronik yang mampu diprogram, seperti relay, mikrokontroller, atau programmable logic controller (PLC).

  • BACKWASH

    • Pengosongan tangki

    • Scouring • Rinsing • Filtrasi

    BACKWASH

    Harus dilakukan tepat saat tangki sand filter jenuh dan Langkah-langkah backwash harus dilakukan sesuai standar.

  • PEMODELAN TANGKI SAND FILTER

    t

    H AQoutQin .

    t

    H A

    R

    Qin Qin .

    Reservoar Udara

    Reservoar Clarifier

    Drainage

    Qin Qout

    R

    Nilai R diperoleh: R=1+0.0011133u

    dengan u adalah besar sinyal input (masukan) R yang kita berikan saat dilakukan simulasi

    H

  • WIRING DIAGRAM MODEL TANGKI SAND FILTER PADA SIMULINK

  • PEMODELAN SENSOR

    LIQUID LEVEL CONTROL RELAY

    SENSOR

    H air Output

    sensor 1

    Output

    sensor 2

    Output

    sensor 3

    Output

    sensor 4

    < Hx 0 mA 0 mA 0 mA 0 mA

    >=Hx 1 mA 2 mA 4 mA 8 mA

    Keadaan Elektroda Output RM4L

    Tidak dikenai fluida 0 mA

    Dikenai Fluida Max. 8 mA

  • PEMODELAN SENSOR

    Nilai C untuk TSF 1  1 mA TSF 2  2 mA TSF 3  4 mA TSF 4  8 mA

  • PERANCANGAN LOGIC SOLVER

    Penjumlahan Output

    Keempat Sensor

    Jumlah nilai di-hold

    Selama waktu tertentu

    MATLAB

    Function

    Tangki 1

    MATLAB

    Function

    Tangki 2

    MATLAB

    Function

    Tangki 3

    MATLAB

    Function

    Tangki 4

    Pengosongan

    Selama

    5 menit

    Scouring

    Selama

    2 menit

    Rinsing

    Selama

    5 menit Logic Solver

    logicsolver.pdf

  • Jumlah keluaran sensor Tangki yang jenuh

    1 Tangki 1

    2 Tangki 2

    4 Tangki 3

    8 Tangki 4

    3 Tangki 1 dan 2

    5 Tangki 1 dan 3

    9 Tangki 1 dan 4

    6 Tangki 2 dan 3

    10 Tangki 2 dan 4

    12 Tangki 3 dan 4

    7 Tangki 1,2, dan 3

    11 Tangki 1, 2, dan 4

    13 Tangki 1,3, dan 4

    14 Tangki 2,3, dan 4

    15 Tangki 1,2,3, dan 4

  • PERANCANGAN LOGIC SOLVER

    Tangki Sand Filter 1 Selalu menempati urutan

    Backwash pertama MATLAB Function 1

    Tangki Sand Filter 2

    menempati urutan

    Backwash pertama

    menempati urutan

    Backwash kedua

    MATLAB

    Function 2

    Tangki Sand Filter 3

    menempati urutan

    Backwash pertama

    menempati urutan

    Backwash kedua

    MATLAB

    Function 3

    menempati urutan

    Backwash ketiga

  • Urutan

    backwash Valve

    Keadaan

    Normal

    Keadaan

    Berlawanan

    Mengalami Keadaan

    Berlawanan pada menit ke-

    1 Input Buka Tutup t0 s.d. t0 +12

    Output Buka Tutup t0 s.d. t0 +12

    Drainage Tutup Buka t0 s.d. t0 +5 dan

    t0 +7 s.d. t0 +12

    Udara Tutup Buka t0 + 5 s.d t0 +7

    Backwash Tutup Buka t0 +7 s.d. t0 +12

    2 Input Buka Tutup t0 +12 s.d. t0 +24

    Output Buka Tutup t0 +12 s.d. t0 +24

    Drainage Tutup Buka t0 +12 s.d. t0 +17 &

    t0 +19 s.d. t0 +24

    Udara Tutup Buka t0 + 17 s.d t0 +19

    Backwash Tutup Buka t0 +19 s.d. t0 +24

    3 Input Buka Tutup t0 +24 s.d. t0 +36

    Output Buka Tutup t0 +24 s.d. t0 +36

    Drainage Tutup Buka t0 +24 s.d. t0 +29 dan

    t0 +31 s.d. t0 +36

    Udara Tutup Buka t0 + 29 s.d t0 +31

    Backwash Tutup Buka t0 +31 s.d. t0 +36

    4 Input Buka Tutup t0 +36 s.d. t0 +48

    Output Buka Tutup t0 +36 s.d. t0 +48

    Drainage Tutup Buka t0 +36 s.d. t0 +41 &

    t0 +43 s.d. t0 +48

    Udara Tutup Buka t0 + 41 s.d t0 +43

    Backwash Tutup Buka t0 +43 s.d. t0 +48

  • SISTEM AUTOMATIC BACKWASH

    Wiring Diagram Sistem Automatic Backwash

    Tangki sand filter Sensor Level

    Logic Solver Valve ON-OFF (5 buah untuk setiap tangki)

    backwash.pdf

  • PENGUJIAN MODEL TANGKI SAND FILTER

    4.4

    1.8

    Sinyal Uji

    Respon

  • SINYAL UJI pada LOGIC SOLVER

    300

  • HASIL PENGUJIAN LOGIC SOLVER

    Out 1 LS

    valve input tangki 1 

    nol pada menit ke 300 - 312

    Out 4 LS

    valve scouring tangki 1 

    1 pada menit ke 305 - 307

    Out 5 LS

    Valve backwash tangki 1 

    1 pada menit ke 307 - 312

    Out 3 LS

    valve drainage tangki 1 

    1 pada menit ke 300 - 305

    dan menit ke 307 - 312

  • SINYAL UJI SISTEM AUTOMATIC BACKWASH

    (300,480)

  • PENGUJIAN AUTOMATIC BACKWASH

    valve input tangki 1 

    Menutup pada menit ke 300 - 312

    valve scouring tangki 1 

    membuka pada menit ke 305 - 307

    Out 5 LS

    Valve backwash tangki 1 

    membuka pada menit ke 307 - 312

    valve drainage tangki 1 

    buka pada menit ke 300- 305

    dan menit ke 307 - 312

  • Level Air pada Tangki

    4.4

    1.81.8

  • KESIMPULAN

    • Telah dirancang sistem Automatic Backwash dengan menggunakan Logic Solver.

    • Proses backwash dilakukan selama 12 menit dengan rincian: 5 menit pengosongan tangki, 2 menit scouring, dan 5 menit rinsing.

    • Apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang perlu backwash, maka dilakukan antrian.

    • Valve yang membuka pada saat pengosongan tangki sand filter adalah valve drainage, valve yang membuka pada saat scouring adalah valve udara, valve yang membuka pada saat rinsing adalah valve drainage