Download - Billet
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:____________