Makalah Seminar Kerja Praktek

PENGENDALIAN OXYGEN CUTTING DENGAN PLC PADA PEMOTONGAN

BILLET BAJA DI PABRIK BILLET BAJA PT. KRAKATAU STEEL

Fatkhul Umam[1]

, Iwan Setiawan, ST, MT[2]

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

ABSTRAK

Dalam usaha untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi yang tinggi makaperusahaan harus dapat

mengefektifkan dan meningkatkan sumber daya yang dimilikinya, sertaharus melakukan pengurangan biaya-

biaya yang tidak diperlukan.Untuk dapat meningkatkan produktifitas, efisiensi, efektifitas dari sumber daya

yangdimiliki harus didukung oleh sistem informasi yang selalu tersedia, cepat dan tepat untukmengambil

kebijakan selanjutnya. Hal ini dapat diatasi dengan adanya PLC (ProgrammableLogic Controller) merupakan

salah satu solusi yang sangat tepat untuk memenuhi kebutuhan –kebutuhan efisiensi seperti tersebut diatas,

sehingga saat ini PLC merupakan faktor kunci dalamproses efisiensi produksi pada suatu industri yang dapat

mengintegrasikan berbagai macamkomponen yang berdiri sendiri menjadi suatu sistem kendali terpadu dan

dengan mudah dapatdirenovasi tanpa harus mengganti semua instrumen yang ada. Untuk mengubah suatu

sistemyang menggunakan PLC dapat dilakukan hanya dengan mengubah ladder program yang di loaddalam

PLC tersebut. Untuk mengubah ladder program PLC digunakan Ladder Support System yang tergantung dari

merek dan jenis PLC yang digunakan.

Laporan Kerja Praktek ini menyajikan Sistem Kontrol Oxygen Cutting pada Pemotongan Billet Baja di

Pabrik Billet Baja PT. Krakatau Steel Cilegon. Perusahaan ini merupakan suatu industri pembuatan billet baja

yang bertaraf internasional. Oxygen Cutting adalah sebuah sistem peralatan yang digunakan untuk memotong

billet baja agar sesuai dengan ukuran panjang yang diinginkan dengan menggunakan kombinasi gas alam dan

oksigen dengan komposisi tertentu sebagai pemotong. Oxygen Cutting dikendalikan oleh sebuah PLC SIMATIC

S5.

Kata kunci : PLC, Billet Baja, Oxygen cutting, Krakatau Steel.

PT. Krakatau Steel Cilegon merupakan

perusahaan yang bergerak di bidang pengolahan baja

di Indonesia. Dalam perkembangannya terus berusaha

meningkatkan produktivitas, efisiensi serta kinerja

perusahaan dengan mengutamakan faktor keamanan

dan keselamatan kerja bagi karyawan dalam proses

kegiatannya, dan juga telah mengaplikasikan

teknologi-teknologi tersebut dalam proses

kesehariannya.

PT. Krakatau Steel memanfaatkan teknologi

berbasis PLC dalam pengendalian sistem atau alat-alat

yang digunakan dalam produksinya. Salah satu dari

sekian banyak teknologi yang dimanfaatkan adalah

penggunaan PLC (Programable Logic Controller).

PLC yang digunakan adalah PLC Siemens Simatic

yang diproduksi oleh Siemens dan PLC Master Piece

yang diproduksi oleh ABB. Salah satu pemanfaatan

PLC Simatic yang ada di PT. Krakatau Steel adalah

proses pengendalian oxygen cutting pada pemotongan

billet baja, yaitu sebuah sistem peralatan yang

digunakan untuk memotong billet baja agar sesuai

dengan ukuran panjang yang diinginkan yang

menggunakan kombinasi gas alam dan oksigen

dengan komposisi tertentu .

Tujuan

Adapun tujuan kerja praktek yang dilaksanakan

di PT. Krakatau Steel Cilegon adalah:

1. Mengetahui dan mempelajari proses oxygen

cutting pada pemotongan billet baja

2. Mengetahui penerapan sistem kontrol di

industri, khususnya sistem yang

menggunakan Programmable Logic

Controller (PLC)

3. Memenuhi persyaratan akademis dalam

menempuh pendidikan S1 di Jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro Semarang

Pembatasan Masalah

Pada penyusunan laporan Kerja Praktek ini,

penulis menjelaskan tentang sistem kontrol oxygen

cutting pada pemotongan billet baja menggunakan

PLC SIEMENS SIMATIC S5-115U.

PLC

Programmable logic controller (PLC)

merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis-

mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang

dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi

dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi

semisal logika, pewaktuan (timing), pencacahan

(counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-

mesin.

Tabel 4.2 Perbandingan sistem kontrol dengan PLC dan

konvensional.

No Sistem PLC Sistem Konvensional

1 Wiring relatif sedikit Wiring relatif

kompleks

2 Spare part mudah Spare part sulit

3 Perawatan relatif

mudah dan

membutuhkan waktu

yang cepat

Perawatan relatif sulit

dan membutuhkan

waktu yang lama

4 Pelacakan kesalahan

sistem lebih

sederhana

Pelacakan kesalahan

sistem sangat

kompleks

5 Konsumsi daya relatif

rendah

Konsumsi daya relatif

lebih tenggi

6 Dokumentasi gambar

sistem lebih

sederhana dan mudah

dimengerti

Dokumentasi gambar

sistem lebih rumit dan

susah dimengerti

7 Modifikasi sistem

lebih sederhana dan

cepat

Modifikasi sistem

lebih rumit dan

membutuhkan waktu

yang lama

Oxygen Cutting

Oxygen cutting berfungsi sebagai alat

pemotong billet baja agar sesuai dengan ukuran

panjang yang diinginkan. Panjang ukuran billet baja

tergantung dari grade yang diinginkan dari produksi.

Mesin ini mempunyai dua alat pembakaran (burne)

yaitu menggunakan oksigen dan gas alam sebagai

bahan bakarnya. Komposisi dari oksigen dan gas alam

digunakan untuk memotong billet baja. Dalam

pemotongannya oksigen dan gas alam mempunyai

tekanan tertentu agar terjadi proses pemotongan.

Oksigen mempunyai tekanan antara 14–20 bar dan

gas alam bertekanan antara 2–6 bar. Proses pemotongan

diilustrasikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Proses pemotongan

Campuran dari oksigen dan gas alam

digunakan untuk pemanasan awal (preheat ) baja

dengan pmbakaran temperatur (berwarna panas merah

terang ) tetapi masih dibawah titik cair. Pancaran dari

oksigen secara langsung ke daerah preheat. Pemicu

ini menyebabkan reaksi kima eksothermik diantara

oksigen dan baja yang membentuk oksida besi dan

slag (terak). Pancaran oksigen mengeluarkan slag

yang menyebabkan pancaran menembus sepanjang

baja dan bersifat kontinu. Hal ini yang digunakan

untuk memotong baja.

Gambar 2. Bagan dari oxygen cutting.

Oxygen cutting mempunyai bagian-bagian

sebagai berikut:

a) Terminal box machine

Didalam Terminal box machine ini terdapat

peralatan mekanik,instrument dan listrik sebagai

berikut:

1. Sensor proximity switch inductive

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi

keberadaan suatu obyek besi atau metal. Proximity

switch inductive yang ada di terminal box machine

yaitu:

Proximity home posisition

Sensor yang digunakan untuk mendeteksi

posisi semula. dari oxygen cutting

Proximity machine backward slow

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi oxygen

cutting bergerak kebelakang dengan kecepatan

lambat.

Proximity machine forward

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi posisi

terminal box machine tidak boleh melebihi

batasnay tidak keluar dari jalurnya.

Proximity torch forward

Sensor ini digunakan agar torch bergerak maju

kedepan saat pemotongan billet baja

Proximity torch backward

Sensor ini digunakan agar torch bergerak ke

posisi semula setelah proses pemotongan

selesai.

Proximity torch above roller

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi torch

cutting tidah boleh memotong diatas roller

sehingga tidak ikut terpotong.

2. Valve bidireksional

Valve bidireksional digunakan untuk

mengendalikan preclamping dan clamping

(penjepit).

3. Motor DC

Motor dc ini berfungsi sebagai clutch

(kopling) untuk menggerakan torch (obor) dan

mesin penggerak oxygen cutting. Didalam motor

dc ini terdapat dua sistem clutch yaitu clutch

torch drive dan clutch machine drive. Pada saat

clamping maka clutch torch drive aktif sehingga

motor pengerak torch aktif dan digunakan untuk

menggerakan torch kearah maju dan mundur pada

proses pemotongan. Clutch machine drive aktif

jika posisi torch pada keadaan semula atau

pemotongan sudah selesai sehingga digunakan

untuk menggerakan oxygen cutting ke posisi

semula setelah pemotongan selesai.

b) Terminal box measuring roller

Didalam terminal box ini terdapat incremental

encoder yang berfungsi sebagai sensor jarak

untuk mendeteksi panjang billet. Agar tidak

meleleh maka sensor ini dikopel dengan cakram

berbentuk lingkaran yang bersentuhan dengan

billet baja bersuhu 800 0C. panajan keliling

cakram sama dengan satu meter panjang billet.

c) Terminal box gas control panel

Di box ini terdapat valve bidireksional yang

digunakan untuk mengendalikan aliran oksigen

dan gas. Valve bidireksional yang terdapat di box

ini yaitu:

Valve bidireksional heating O2

Valve bidireksional heating gas

Valve bidireksional cutting O2

Selain itu ada juga emergency stop yang

digunakan untuk menghentikan aliran oksigen

dan gas sewaktu-waktu pada keadaan darurat.

d) Torch

Troch merupakan pipa obor tempat keluarnya

oksigen dan gas alam.

e) Clamping

Clamping digunakan untuk menjepit billet

baja pada saat pemotongan.

f) Landasan oxygen cutting

Merupakan landasan bagi oxygen cutting

untuk bergerak maju dan mundur.

g) Operation panel

Operation panel digunakan untuk

mengoperasikan mesin oxygen cutting.

Gambar 3. Operation panel oxygen cutting

SIMATTIC S5

Proses oxygen cutting dikendalikan oleh PLC

SIMATIC S5. Berikut ini adalah gambar panel PLC

SIMATIC S5 pada oxygen cutting.

Gambar 4. PLC Siemens tipe SIMATIC S5

Gambar 5. Diagram blok sistem

Keterangan dari masing-masing blok pada Gambar

adalah sebagai berikut:

1. PROGRAMER PG 740

Komputer PG 740 merupakan produk dari

siemens yang khusus digunakan untuk PLC SIMATIC

S5. PG 740 berfungsi untuk membuat, mengubah dan

menyimpan program.

Gambar 6. Programmer PG 740

2. PLC SIMATIC S5

Berfungsi sebagai pengendali plant. Selama

prosesnya PLC melakukan operasi membaca data

masukan dari perangkat luar via modul input,

mengeksekusi program kontrol yang tersimpan di

memori PLC dan mengupdate atau memeperbaharui

data pada modul input.

3. Panel operator

Panel operator ini berfungsi sebagai

antarmuka antara masukan/keluaran dengan PLC.

Dengan panel kontrol ini operator dapat mensetting

mode pengoperasian oxygen cutting serta panjang

billet.

4. Sistem oxygen cutting

Merupakan plant yang dikendalikan oleh

PLC. Untuk sistem PLC diagram bloknya sebagai

berikut.

Gambar 7. Diagram blok PLC SIMATIC S5 pada oxygen

cutting

Cara Kerja Sistem

Gambar 8. Proses pemotongan bilet baja dengan oxygen

cutting.

Pada saat billet baja keluar dari dari

straightener unit maka rolling measurement akan

mengukur panjang billet baja jika panjang billet baja

kurang dari setengah meter dari setting point maka

CPU

D

I

G

I

T

A

L

O

U

T

P

U

T

D

I

G

I

T

A

L

I

N

P

U

T

M

C

C

A

C

T

U

A

T

O

R

24/5 v 380/220 V

akan terjadi preclamping yaitu keadaan dimana

persiapan clamping terjadi hal ini karena untuk

menghindari terjadinya kerusakan pada billet baja.

Setelah panjang billet baja sesuai dengan setting point

maka akan terjadi clamping yaitu dimana billet baja

dijepit oleh dua batang besi yang menyebabkan motor

oxygen cutting ikut bergerak kedepan karena ditarik

oleh billet baja. Pada saat clamping, clutch torch aktif

sehingga motor penggerak torch aktif dan sensor

torch forward memerintahkan torch untuk bergerak

kedepan sambil memotong billet baja. Kecepatan

awal potong billet baja yaitu 50% dari kecepatan

settingnya untuk menghindari tidak terpotongnya

billet baja pada bagian tepinya. Setelah terpotong

bagian tepi maka kecepatan potongnya sesuai dengan

kecepatan settingnya.

Pada saat pemotongan sensor torch above

roller aktif untuk mendeteksi keberadaan roller jika

roller terdeteksi maka pemotongan berhenti untuk

mencegah terjadinya pemotongan roller. Roller ini

digunakan untuk menggerakan billet baja yang keluar

dari mesin W/S. Jika sensor torch above roller tidak

mendeteksi roller berarti billet baja tidak diatas roller

maka pemotongan akan dilanjutkan kembali. Ketika

torch telah terdeteksi oleh sensor torch backward

berarti pemotongan billet baja telah selesai maka

torch akan kembali keposisi semula dan clamping

akan lepas. Setelah torch pada posisi semula maka

clutch torch mati dan clutch mesin hidup sehingga

oxygen cutting bergerak kebelakang dengan kecepatan

lambat setelah terdeteksi oleh sensor proximity

machine back slow, oxygen cutting berhenti

kekeadaan semula setelah terdeteksi oleh sensor home

posisition.

Sensor proximity machine forward digunakan

untuk menjaga agar oxygen cutting tidak keluar dari

jalurnya. Jika pemotongan belum selesai dan oxygen

cutting telah terdeteksi oleh sensor proximity machine

forward maka oxygen cutting akan berhenti

melakukan pemotongan dan kembali keposisi semula.

Gambar 9. Proses clamping dan cutting

PENUTUP

Berdasarkan hasil kerja praktek di Pabrik

Billet Baja PT. Krakatau Steel Cilegon, dapat

disimpulkan hal-hal sebagai berikut:

1. Sistem oxygen cutting sangat dibutuhkan dalam

mempercepat proses produksi karena

mempermudah proses pemotongan billet baja

dibandingkan dengan pemotongan konvensional.

2. Pemakaian piranti kontrol sangat signifikan dalam

sebuah industri,khususnya pada sistem oxygen

cutting membutuhkan suatu kontroller yang

tepat,yaitu Programmable Logic Control (PLC)

yang lebih efisien dan mudah dalam menangani

sistem yang kompleks dibanding kontrol

konvensional.

3. Dengan kontroller menggunakan PLC

mempermudah perusahaan dalam mengopersikan

alatnya sehingga dapat lebih mengoptimalkan

sumber daya manusia yang ada.

Sedangkan hal-hal yang perlu diperhatikan

yaitu: adanya perawatan dan perbaikan secara berkala

sistem oxygen cutting sehingga tidak menghambat

proses produksi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Setiawan, Iwan.2006. PLC dan Teknik Perancangan Sistem

Kontrol. Andi Offset:Yogyakarta. [2] Manual Book, Continous Casting Machine ( CCM ) , PT.

Krakatau Steel – Cilegon.

[3] A. P. Kulkarni, Micro-Controller based Oxy-Fuel Profile

Cutting System. Pwaset vol 30 july 2008 ISSN 1307-6884.

[4] Manual Book .PLC SIMATIC S5. SEMENS

Fatkhul Umam

L2F005535

Lahir di Kebumen. Saat ini sedang

menempuh pendidikan strata I di

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas

Teknik Universitas Diponegoro

Konsentrasi Kontrol.

Mengetahui dan mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Iwan Setiawan, ST, MT NIP.

197309262000121001

Tanggal:____________