KONTROL PROSES

I. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui pengertian dari kontrol proses.

2. Mengetahui tentang aplikasi dari kontrol proses.

3. Mengetahui komponen-komponen pada kontrol proses.

II. Alat-alat

1. Modul simulasi boiler,

2. Motor induksi 1 fasa,

3. Kontaktor,

4. relay,

5. PLC,

6. Software Syswin,

7. Komputer,

8. Kabel-kabel.

III. Teori Dasar

Teknologi proses kendali di Indonesia telah berkembang lebih dari 59

tahun. Sejak perang dunia II sebelum implementasi dari sistem proses kendali

yang paling awal dalam industri, sistem proses kendali manual telah digunakan

selama hampir 100 tahun di Indonesia. Pada kebanyakan pabrik-pabrik yang telah

ada sejak masa kolonial, pada perkebunan teh dan gula, tambang minyak dan batu

bara dan lain-lain. Sistem proses kendali manual menggunakan manusia sebagai

operator untuk mengukur seluruh parameter dan variabel, serta untuk

menyesuaikan parameter set-point pada fisik pabrik. Operator manusia ini

merupakan bagian utama dari sistem proses kendali.

Pengenalan pengendali angin (Pneumatic) pada pabrik telah memulai

automatisasi dari sistem proses kendali. Peran dari operasi manusia dalam hal ini

masih penting, tetapi mereka tidak lagi mendistribusikan seluruh subsistem dari

pabrik seperti sebelumnya. Pada era-sistem kendali manual, operator hanya bekerja

dalam suatu pusat kendali yang penuh dengan panel-panel. Mereka menyajikan

seluruh pengamatan dan pengumpulan data melalui panel-panel pada pusat kendali

selama 24 jam per hari, 7 hari perminggu. Pengenalan Sistem Elektronik dan

Teknologi Informasi dan Komunikasi (ICT) pada sistem kendali otomatis berikutnya

merupakan babak baru evolusi dari Teknologi Proses Kendali.

Industri pabrik pada umumnya yang melibatkan pengukuran dan

pangaturan; air dan tingkat cairan, gas dan tekanan udara, bubuk, partikel baru seperti

aliran liquid dan Gas, pertukaran panas dan temperatur dan juga parameter spesifik

lainnya seperti PH, salinitas, kelembaban kandungan oksigen dan lain-lain. Untuk

mengatur parameter-parameter tersebut pada set point tertentu maka pabrik

menggunakan kombinasi dari peralatan pengendali antara lain valves (katup), pump

(pompa), heat exchangers, heating elements (elemen pemanas), blowers, furnase

(perapian), fans boilers dan lain-lain. Sehingga rancangan bentuk fisik pabrik harus

memenuhi bagian-bagian tersebut.

Pada pabrik-pabrik konvensional, suatu single Loop PID controller

sederhana digunakan, tapi ada pabrik industri modern yang lebih kompleks, maka

state of the art (karya seni) dari teknologi proses kendali tidak dapat dihindari.

Walaupun dalam pabrik industri di wilayah timur indonesia, sistem PLC atau DSC

telah menggantikan sistem SCADA.

Generasi selanjutnya sistem kendali termasuk sistem APC yang tediri dari

Self-Tuning Regulator dan Adaptive control systems, FLC, Neural Network dan

Multivariable control serta MPC diharapkan segera memasuki pasaran. Hal ini tidak

menyebutkan penerapan teknologi informasi dan komunikasi (ICT) dalam sistem

kendali. Seperti misalnya web-yang berdasarkan sistem kendali, sistem kendali on-

line, MMI, multi media dan lain-lain.

Sebagaimana diketahui kontrol adalah metode untuk memaksa parameter

dalam lingkungan supaya memiliki nilai tertentu. Sistem kontrol adalah gabungan

dari elemenelemen yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan kontrol. Sehingga kontrol

proses berarti elemen dan metode operasi sistem kontrol pada industri proses. Prinsip

control proses umumnya untuk mempertahankan suatu besaran pada nilai yang

diinginkan meski ada pengaruh luar.

Pada system control proses, umpan balik (Feed Back) berguna untuk

mengetahui output dari suatu sistem akibat dan pengaruhnya dari suatu input yang

masuk. Hal ini sangatlah penting untuk diperhatikan pada sistem kontrol, yang

mengalami perkembangan pada proses dan instrumentasi untuk mendapatkan hasil

kalkulasi kontrol yang baik.

Sebuah eleman pada lup umpan balik dapat berefek pada performansi

kontrol. Pada bagian ini, proses dan elemen instrumen dari tiap tipe loop, tidak

termasuk perhitungan kontrol adalah sebuah pengenalan dan beberapa informasi

quantitatif tentang dinamikanya diberikan.

Sejenis lup umpan balik dapat terlihat pada gambar 1. berikut ini :

Gambar 1.

Proses dan elemen instrumen tipe lup umpan balik

Prosesnya adalah berawal dari signal yang dikirimkan kepada peralatan

proses. Signal ini akan dideterminasi dengan menggunakan prinsip umpan balik

dengan cara manual menggunakan tenaga manusia atau secara otomatis dengan

menggunakan sistem pemrograman komputer.

Ketika signal ditransmisikan secara eleketronik, biasanya dikonversikan

dengan rentang 4-20 milliampere (mA) dan dapat ditransmisikan dengan jarak yang

panjang, secara pasti dapat mencapai 1 mil. Sensor menghasilkan fenomena,

mekanik, listrik, atau sejenisnya yang berhubungan dengan variabel proses yang

diukur. Trasmiter mengubah fenomena ini ke dalam sinyal yang dapat

ditransmisikan.

Ada 3 hal penting yang harus diperhatikan:

Range of the instrument: harga yang rendah dan tinggi

Misalnya : sensor/transmiter tekanan yang telah dikalibrasi untuk mengukur

tekanan proses antara 20 psig dan 50 psig

Span of the instrument: beda antara harga tinggi dan rendah; dari contoh

berarti spannya 30 psi.

Zero of the instrument: harga range yang rendah; dari contoh berarti

zeronya 20 psi.

Sedangkan untuk menggambarkan perilaku sensor/transmitter, maka digunakan

Gain of a sensor/transmitter (rasio antara span keluaran dan span masukan).

Keakuratan sensor sangat penting untuk memberikan lup umpan balik yang

akan dihasilkan, dalam sensor memiliki dua macam jenis gain/gangguan yang dapat

dijelaskan antara lain adalah :

1. Gain yang konstan,

Contoh: sensor/transmiter tekanan elektronik yang memiliki range 0- 200 psig

dengan sinyal keluarannya 4-20 mA, maka :

2. Gain sebagai sebuah fungsi,

Contoh: sensor tekanan differensial yang digunakan untuk mengukur tekanan

differensial (h) yang melalui orifis.

Pada unit proses, signal output digunakan untuk menilai akhir elemen

kontrol, peralatan digunakan oleh sistem kontrol. Akhir elemen kontrol pada

conroh soal, lebih dari 90 persen dari aplikasi proses kontrol adalah valve. Persen

valve bukaan diatur dengan menggunakan motor elektrik tapi tidak biasa dilakukan

karena bahaya ledakan pada saat tegangan tinggi poer suplly yang dibutuhkan

motor. Alternatif lain jenis poer supply yang digunakan adalah kompresor udara.

Signal yang dikonversikan dari elektrikal menjadi pneumatik ; 3 ke 15 psig adalah

standard rentang signal pneumatik. Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan dari

gambar 1. Signal pneumatik yang ditransmisikan pada jarak dekat pada kontrol

valve, dengan desain untuk persen bukaan berdasarkan pneumatik signal. Kontrol

valve biasanya memiliki respon yang sangat cepat, dengan rentang waktu biasanya

konstan antara 1 sampai dengan 4 detik.

Prinsip umum kontrol valve dapat dilihat pada gambar 2. berikut ini :

Gambar 2.

Skematik dari kontrol valve

Proses fluida yang melalui sepanjang bukaan valve, dengan sejumlah bukaan

(tahanan aliran) dibatasi oleh posisi bukaan valve. Valve stem yang

menghubungakan ke diagfragma, yang merupakan logam fleksibel yang dapat

menerima respon dari tekanan. Gambar berikut menunjukkan bahwa posisi awal

katup jenis ini adalah terbuka atau dengan kata lain, bila tidak ada suplai udara

(fail) maka katup terbuka (open). Untuk menutupnya (close) diperlukan suplai udara

(air).

Gambar 3.

Control valve jenis FC/AO

Signal sensor yang ditransmisikan pada kontroler, yang terdiri dari tiga

lokasi pada pengaturan ruangan kontrol. Transmisi pneumatik nilainya antara 3

sampai 15 psig sedangkan elektrik besarnya antara 4 sampai 20 mili Ampere.

Pengaturan pengiriman signal dan performanya merupakan kontrol perhitungan.

Alat yang digunakan untuk mengubah signal listrik menjadi pneumatik adalah

transduser. Untuk dapat memilih valve yang tepat proses pemilihannya

tergantung prosesnya, bahkan proses secara keseluruhan. Contohnya pada proses

pemanasan yang baik adalah menggunakan FC(fail close) valve; akan tetapi

kalau fluida yang dipanaskan adalah jenis polimer yang kalau pemanasnya

berhenti akan dapat terjadi solidasi (pmbentukan padatan) maka agar prosesnya

aman maka sebaiknya jenis valve yang digunakan adalah menggunakan FO(fail

open) valve.

Pendekatan Untuk Proses Kontrol

Ada beberapa pendekatan untuk kontrol proses industri yaitu sebagai berikut :

No Control

Secara alami, pendekatan yang paling mudah adalah tidak melakukan

apapun untuk menahan semua variabel input yang mendekasti nilai disain. Seperti

yang kita lihat, gangguan yang terjadi dapat berefek besar, adanya deviasi dalam

variabel proses adalahhal yang penting. Pendeketan ini memiliki efek yang

serius terhadap keselamatan, kualitas produk dan keuntungan serta tidak umum

diperoleh untuk variabel penting. Bagaimanapun juga, derajat bebas analisis

biasanya memperlihatkan bahwa hanya variabel dalam jumlah terbatas yang dapat

dikontrol secara simultan, karena sejumlah kecil dari manipulated variabel.

Operasi manual

Ketika aksi perbaikan dilakukan secara periodik oleh seorang personel,

pendekatan ini biasanya disebut operasi manual (manual operation) atau disebut

juga sistem lup terbuka. Pada kondisi operasi manual, pengukuran variabel proses

ditampilkan oleh operator, yang dapat mengatur elemen akhir kontrol (valve)

dengan membuat keputusan dari ruang kontrol ke sinyal transmisi ke valve atau

secara langsung bila plant berukuran kecil maka keputusan dilakukan sendiri dengan

menggunakan tangan.

Pendekatan ini tidak selalu jelek ”teknologi rendah”, jadi kita harus

mengerti kapan dan dimana dapat digunakan. Strategi jenis ini dengan

menggunakan operasi manual dapat dihubungkan dengan prinsip dasar dari statistik

proses kontrol dan dapat dideskripsikan dengan baik dengan menggunakan referensi

dari gambar 4. Selama proses pengukuran variabel, diinginkan nilai , atas dan

bawah diplotkan. Orang yang mengamati data mengembil langkah hanya jika

dibutuhkan. Biasanya, keputusan kapan mengambil lngkah untuk mengkoreksi

tergantung pada nilai deviasi yang diinginkan. Jika variabel proses diambil

dengan mengambil nilai rentang yang diinginkan yang diartikan oleh batasan

tindakan, bila berada masih didalam rentang maka tidak diambil keputusan

namun jika berada diluar rentang maka perlu adanya dilakukan langkah

perbaikan.

Gambar 4.

Respon transien dari proses dibawah kontrol manual ke gangguan stokastik.

Pendekatan manual ke kontrol proses tergantung pada personel, jika aplikasi

pendekatan yang digunakan benar dan lebih baik jika digunakan manusia

dibandingkan komputer. Secara umum kriteria akan ditampilkan pada tabel 1.

Tabel 1. Tampilan dari Kontrol manual dan otomatis.

Pendekatan kontrol Kelebihan Kekurangan

Operasi manual Berkurangnya frekuensi koreksi

kontrol, dimana yang penting

adalah mengontrol tindakan yang

akan dilakukan pada operasi

plant. Mungkin jika tindakan

kontrol membutuhkan informasi

yang tidak terdapat dari

komputer.

Gambarkan perhatian dapat

menyebabkan deviasi, ketika

Performa dari variabel

kontrol yang mungkin

biasanya jauh dari kondisi

yang terbaik.

Hanya dapat diterapkan

pada proses yang lambat.

Personel mendapatkan

kesulitan untuk menjaga

konsentrasi untuk terus

dapat dieliminasi dengan

mengubah peralatan atau sistem

operasi plant. Tetapkan perhatian

personel pada sistem operasi

plant.

memantau banyak variabel

yang ada.

Automatik Kontrol Memiliki performa yang baik untuk

proses cepat. Dapat diaplikasikan

secara seragam pada banyak

variabel dalam sebuah plant. Pada

umumnya harga pengoerasiannya

murah.

Kompensasi dari adanya

gangguan tapi tidak

menjamin kelayakan esok.

Tidak sesuai dengan

keputusan kualitatif.

Mungkin tidak dapat

mengangkat seseorang yang

mengerti tentang operasi

proses.

Kontrol On-Off

Bentuk sederhana dari kontrol otomatik yang meningkatkan logika

untuk kalkulasi kontrol kondisi. Pada pendekatan ini terdapat nilai pemicu dan

kontrol manipulasi berubah keadaannya ketika nilai pemicu dapat dicapai.

Biasanya perubahan dasar mengubah kondisi on-off, tapi jika nilai perubahannya

terlalu tinggi atau terlalu rendah nilainya dari manipulated variabel. Pendekatan

ini digambarkan pada gambar 4. Ketika perubahan yang sederhana, hasil kontrol

on/off pada siklus yang kontinyu dan performa secara umum tidak dapat diterima

oleh permintaan yang diperintahkan dari berbagai proses. Ini digunakan untuk

perintah sederhana seperti menjaga temperatur dari tangki penyimpanan dengan

batasan rentang temperatur yang luas.

Kontrol otomatis berlanjut

Pendekatan ini menggunakan kontrol performa untuk kebanyakan situasi proses dan

dapat dengan mudah dan secara otomatis menggunakan peralatan komputer.

Semenjak kontrol bertindak maka berjalan secara berkesinambungan, sehingga

manipulated variabel yang diharapkan untuk penting berkelanjutan. Selama

pengaturan tidak terlalu ekstrim, maka penyesuaian yang tetap tidak

memberikan masalah pada valve dan terasosiasikan pada peralatan proses yang

didisain untuk aplikasi ini.

Kontrol emergensi

Sistem kontrol kontinyu membeikan performa yang baik dalam

pemeliharaan proses yang berada dekat dengan nilai set point. Bagaimanapun juga,

kontrol secara kontinyu tidak dapat dipestikan bahwavariabel kontrol

menggunakan batasan yang dapat diterima. Banyak jumlah upset yang

menghasilkan deviasi yang tinggi dari set point, sehingga mengarahkan pada

kondis yang berbahaya pada personel dan dapat menyebabkan kerusakan pada

peralatan yang mahal. Sebagai contoh, sebuh vesel digunakan pada temperatur

dan tekanan yang sangat tinggi, atau reaktor kimia yang memiliki temperatur yang

sangat tinggi dan rentan terhadap ledakan (eksplosiv). Untuk melindungi

pelanggaran, maka diterapkan level tambahan dari kontrol pada industri ataupun

pada sistem laboratorium. Jenisnya, adalah kendali bahaya mengukur variabel kunci

dan mengambil tindakan ekstrim sebelum terjadi pelanggaran prosedur, tindakan ini

dapat menghentikan semua aliran kritis atau perubahan secara besar- besaran

tugas bagian pendinginan.

Seperti yang dicontohkan pada respon bahaya, ketika tekanan pada

vesel dengan aliran masuk dan aliran keluar yang mencapai batas atas, maka aliran

material menuju vesel akan dihentikan dan bukaan pada keluaran akan diperbesar.

Perhitungan kontrol untuk kontrol bahaya biasanya tidak begitu kompleks, tapi

desain secara terperinci diperlukan seperti lokasi sensor dan valve sangat

penting untuk mendapatkan disain plant yang aman dan aman pula pada saat

pengoperasiannya.

Pada plant industri semua kelima pendekatan kontrol cocok

digunakan. Personel plant secara terus menerus memonitor performa plant,

membuat perubahan secara periodik untuk melakukan kontrol dari beberapa variable

yang tidak otomatis dan pengentara ketika peralatan atau kontrol tidak berfungsi

dengan baik.

Perhatiannya diarahkan pada masalah dengan menggunakan audio atau

visual alarm, yang akan terinisiasi ketika proses pengukuran keluaran jauh lebih

rendah atau jauh lebih tinggi dari nilai batas yang ada. Proses kendali yang

berkesinambungan dapat diterapkan pada nilai regular dari variabel penting yang

dapat diukur dalam waktu yang singkat. Penggunaan sistem pengendalian yang

berkesinambungan tidak dapat digunakan oleh satu orang yang mengawasi jalannya

operasi pada plant yang berukuran besar dengan banyak variabel yang harus

diperhatikan. Kendali bahaya harus selalu disediakan, siap untuk keadaan yang

ekstrim namun juga dapat digunakan sebagai tindakan yang dibutuhkan oleh plant

pada kondisi yang mendekati bahaya baik pada manusia, lingkungan ataupun pada

peralatan yang ada.

Komponen-komponen pendukung kontrol proses :

Sensor

Sensor adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam mendukung

terjadinya kontrol proses yang mana berfungsi sebagai berikut:

a. Menyediakan input dari proses dan dari lingkungan eksternal

b. Mengubah informasi fisik misalnya suhu, tekanan, laju aliran dan posisi untuk

sinyal listrik

c. Terkait dengan variabel fisik pada cara yang diketahui sehingga sinyal listriknya

dapat digunakan untuk memonitor dan mengontrol proses.

gambar 5.

Sensor

Gambar 6.

Limit Switch

Kontaktor Magnetis

Kontaktor magnetis adalah alat yang digerakkan secara magnetis untuk

penghubungan rangkaian daya listrik berulang-ulang. Di mana kontaktor tersebut

akan bekerja apabila pada kumparan diberi energi. Tidak seperti relay, kontaktor

dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak.

Beban-beban tersebut meliputi lampu, pemanas, transformator, kapasitor, dan motor

listrik, yang untuk itu pelindung beban lebih dipasang secara terpisah atau tidak

diperlukan.

Gambar 7.

Kontaktor

Kontaktor yang dioperasikan secara elektromagnetis adalah satu mekanisme

yang paling bermanfaat yang pernah dirancang untuk penutupan dan pembukaan

rangkaian listrik. Salah satu aplikasinya adalah Kontaktor digunakan untuk saklar

daya ON dan OFF pada pompa, panel distribusi serta juga kontaktor digunakan pada

alat pilot untuk mengontrol suhu dan level cairan dari tangki.

Aplikasi tersebut juga dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 8.

Contoh Aplikasi Penggunaan Kontaktor

Keuntungan penggunaan kontaktor magnetis sebagai pengganti peralatan

kontrol yang dioperasikan secara manual meliputi hal berikut:

1. Pada pananganan arus besar atau tegangan tinggi, sulit untuk membangun alat

manual yang cocok. Lebih dari itu, alat seperti itu besar dan sulit mengoperasikan-

nya. Sebaliknya, akan relatif sederhana untuk membangun kontaktor magnetis

yang akan menangani arus yang besar atau tegangan tinggi, dan alat manual harus

mengontrol hanya kumparan dari kontaktor.

2. Kontaktor memungkinkan operasi majemuk dilaksanakan dari satu operator (satu

lokasi) dan diinterlocked untuk mencegah kesalahan dan bahaya operasi.

3. Pengoperasian yang harus diulang beberapa kali dalam satu jam, dapat di gunakan

kontaktor untuk menghemat usaha. Operator secara sederhana harus menekan

tombol dan kontaktor akan memulai urutan event yang betul secara otomatis.

4. Kontaktor dapat dikontrol secara otomatis dengan alat pilot yang sangat peka. Alat

pilot ini menurut sifat dasarnya terbatas pada daya dan ukuran, dan akan sulit

membuat desainnya untuk menangani arus besar secara langsung.

5. Tegangan yang tinggi dapat diatasi dengan kontaktor dan menjauhkan seluruhnya

dari operator, sehingga meningkatkan keselamatan/keamanan instalasi. Operator

juga tidak akan berada di sekitar bunga api daya-tinggi yang selalu menjadi

sumber bahaya dari kecelakaan akibat kejutan listrik, kebakaran, atau mungkin

luka pada mata.

6. Dengan kontaktor peralatan kontrol dapat dipasangkan pada titik yang jauh. Satu-

satunya ruang yang diperlukan dekat mesin adalah ruangan untuk tombol tekan.

Hal ini memungkinkan mengontrol satu kontaktor dari banyak tombol-tekan

seperti yang dikehendaki, dengan hanya menjalankan sedikit kawat lampu kontrol

antara station.

7. Dengan kontaktor, kontrol otomatis dan semi otomatis mungkin dilakukan dengan

peralatan seperti kontrol logika yang dapat diprogram (programmable logic

controller = PLC).

Kemasan kontaktor yang dipakai untuk tempat-tempat yang berbahaya sangat

mahal, tetapi penting untuk beberapa pemakaian. Tutup atau kemasan yang dipakai

pada lokasi berbahaya, yang tahan ledakan melibatkan bahan yang ditempa atau dicor

dan segel khusus dengan toleransi yang tepat dan presisi. Kemasan yang tahan

ledakan dirancang supaya ledakan di dalam tidak akan merusakkan kemasan. Jika

ledakan intemal meng-hembus dan membuka kemasan, terjadi bahaya ledakan daerah

umum dan api. Kemasan untuk lokasi yang berbahaya diklasifikasikan menjadi dua

katagori:

a. Uap gas (asetelin, hidrogen, bensin dan sebagainya)

b. Debu yang mudah terbakar (debu logam, debu arang, debu butir dan

sebagainya)

Untuk semua industri listrik dan elektronis, kemasan harus mengikuti standar

untuk memenuhi kebutuhan kondisi lokasi. Meskipun kemasan dirancang untuk

memberi perlindungan pada berbagai situasi, pengawatan intemal dan konstruksi fisik

dari alat tetap sama.

IV. Data Hasil Percobaan

Frekuensi

(Hz)

Kec.stator (ns)

(rpm)

Kec.Rotor (nr)

Forward Reverse

10 600 585 587

20 1200 1180 1181

30 1800 1780 1782

40 2400 2380 2381

50 3000 2982 2982

V. Pengolahan Data

Cari slip pada saat putaran forward dan reverse (dalam %)

ns=120. f

Pslip=

ns−nr

ns

×100 %

1. Forward

a. Untuk frekuensi 10 Hz

ns=120.10

2=600 rpmslip=600−585

600×100 %=2,50 %

b. Untuk frekuensi 20 Hz

ns=120.20

2=1200 rpmslip=1200−1180

1200× 100 %=1,67 %

c. Untuk frekuensi 30 Hz

ns=120.30

2=1800 rpmslip=1800−1780

1800×100%=1,11 %

d. Untuk frekuensi 40 Hz

ns=120.40

2=2400 rpmslip=2400−2380

2400×100 %=0,83 %

e. Untuk frekuensi 50 Hz

ns=120.50

2=3000 rpmslip=3000−2982

585×100%=0,60 %

2. Reverse

a. Untuk frekuensi 10 Hz

ns=120.10

2=600 rpmslip=600−587

600× 100 %=2,16 %

b. Untuk frekuensi 20 Hz

ns=120.20

2=1200 rpmslip=1200−1181

1200×100 %=1,58 %

c. Untuk frekuensi 30 Hz

ns=120.30

2=1800 rpmslip=1800−1782

1800×100%=1%

d. Untuk frekuensi 40 Hz

ns=120.40

2=2400 rpmslip=2400−2381

2400×100 %=0,79 %

e. Untuk frekuensi 50 Hz

ns=120.50

2=3000 rpmslip=3000−2982

585×100%=0,60 %

VI. Tugas dan Pertanyaan

1. Buatlah prosedur percobaan masing-masing percobaan!

Jawab :

Percobaan motor 3 fasa:

Pertama-tama kita hidupkan dulu komputer, kemudian buka program

CodeSys.

Tachometer ditempelkan ke motor induksi 3 fasa.

Tekan speed 1 (10Hz)lalu ukur kecepatan pada motor dengan

tachometer untuk putaran reverse dan putaran forward.

Ambil data kecepatan rotor pada saat forward dan reverse.

Ulangi percobaan dengan speed 2 (20Hz), 3 (30Hz), 4 (40Hz) dan 5

(50Hz).

Percobaan level air:

Mula-mula kita set pada PLC bandul mana yang akan dijadikan

maksimum dan bandul mana yang akan dijadikan minimum.

Misalkan:

1. Set pompa air untuk maksimum 1 dan minimum 3, lihat apa yang

terjadi.

2. Set pompa air untuk maksimum 2 dan minimum 3, lihat apa yang

terjadi.

3. Set pompa air untuk untuk maksimum 2 dan minimum 2, lihat apa

yang terjadi.

Tekan tombol start setelah level maksimun dan minimum diset.

Tunggu sampai level air menjadi maksimum, kemudian perhatikan apa

yang terjadi.

Perhatikan sistem ketika mencapai level minimum.

Percobaan motor 1 fasa:

Uji terlebih dahulu motor satu fasa tersebut dengan menekan kontaktor

kiri dan kanan bergantian secara manual.

Perhatikan apa yang terjadi, kemudian tekan tombol untuk

menghentikan putarannya.

Hidupkan PLC OMRON untuk menghidupkan motor secara otomatis.

2. Bagaimana proses yang terjadi pada masing-masing percobaan?

Jawab :

Percobaan motor 3 fasa:

Setelah kita hidupkan komputer, pada program CodeSys kita tentukan

apakah motor akan diforward atau direverse.

Proses yang terjadi adalah PLC akan membuat relay menjadi on,

kemudian relay akan mengeset frekuensi dan arah putar motor ke

inverter yang kemudian akan menghidupkan motor.

Percobaan motor 1 fasa:

Sebelum PLC dipakai, arah putaran motor dikendalikan secara manual

melalui kontaktor, diforward atau direverse.

Dengan menggunakan PLC motor dibuat bergerak forward dan reverse

dengan membalik kutubnya secara elektronik melalui relay yang

dihubungkan ke kontaktor.

Percobaan level air:

Pompa bekerja sesuai dengan batas setting level maksimum dan

minimum yang diberikan saat start. Ketika mencapai batas

minimum, PLC akan menghidupkan pompa untuk mengisi air

sampai batas maksimum. Setelah batas maksimum tercapai, sensor

berupa limit switch akan mentrigger proses pengosongan air dengan

mematikan pompa kemudian membuka valve (keran air).

3. Gambarkan diagram blok pada percobaan level air?

4. Apa fungsi PLC pada percobaan ?

Jawab: Sebagai pengontrol yang mengendalikan motor untuk bergerak

forward ataupun reverse, sesuai dengan program yang telah kita

masukkan ke dalam PLC tersebut.

5. Bagaimana membalik putaran motor 1 fasa dan 3 fasa?

Jawab:

Pada motor 1 fasa dengan membalik kutubnya.

Pada motor 3 fasa dengan membalik fasanya, yaitu dengan menukar

salah satu penghantar fasa dengan salah satu fasa yang lainnya

(phasa R dengan phasa S, phasa R dengan T, atau phasa S dengan

T) maka putaran motor akan berubah.

6. Apa saja yang dapat dilakukan untuk mengatur kecepatan motor induksi?

Jawab:

Dengan menaikkan ataupun menurunkan frekuensi, arus, tegangan, dan

mengubah jumlah lilitan kumparan rotor dan/atau stator.

7. Apa alasan penggunaan relay pada output PLC?

Jawab:

Sebagai isolator keluaran PLC terhadap arus induksi pada motor (sebagai

keluaran), juga sebagai jembatan antara PLC dan kontaktor/motor karena

Gain/ summing

pointKontroler (PLC) Pompa/

Valve

Tinggi air yang diinginkan

Tinggi air yang sebenarnya

Limit Switch

keduanya bekerja pada tegangan dan jenis arus yang berbeda (PLC arus DC

24V, sedangkan motor bekerja pada arus AC 220V).

8. Buatlah ladder diagram pada percobaan level air dan pembalik putaran motor

1 fasa!

Jawab:

VII. Analisa

Keberadaan sebuah sistem kontrol merupakan hal yang vital bagi sebuah

proses, agar proses tersebut menghasilkan produk sesuai dengan standar yang

telah ditetapkan. Pengontrol proses produksi yang biasa dipakai adalah PLC

dengan memanfaatkan kemampuan komputasi logisnya dalam bentuk diagram

tangga (ladder diagram) dan blok fungsi (function plan). PLC juga memiliki

sejumlah terminal input/output yang dipakai sebagai penghubung PLC dengan

dunia luar (seperti sensor, saklar, relay dan lain-lain).

Di praktikum ini, praktikan melakukan tiga percobaan, yaitu

menggerakkan motor 1 fasa, level air serta mengatur kecepatan motor 3 fasa

dengan menggunakan inverter berbasis PLC melalui software CoDeSys.

Berdasarkan pengamatan selama praktikum, diketahui bahwa arah motor 1 fasa

dapat dibalik dengan membalikkan kutubnya, sedangkan arah motor 3 fasa dapat

dibalik dengan membalik fasanya, yaitu dengan menukar salah satu penghantar

fasa dengan salah satu fasa yang lainnya (phasa R dengan phasa S, phasa R

dengan T, atau phasa S dengan T) maka putaran motor akan berubah.

Pada percobaan menggerakkan motor 1 fasa, PLC yang digunakan tidak

berhubungan secara langsung dengan motor. Hal ini dikarenakan keluaran PLC

adalah arus DC, sedangkan motor memerlukan input tegangan AC 1 fasa,

sehingga keluaran PLC dihubungkan dengan dua buah relay. Sebuah relay

digunakan untuk memutar motor searah jarum jam dan yang lainnya digunakan

untuk memutar berlawanan arah jarum jam. Kedua relay tersebut kemudian

dihubungkan dengan kontaktor untuk mengendalikan motor sesuai perintah PLC.

Pada percobaan pengaturan kecepatan motor induksi 3 fasa, PLC

berfungsi sebagai pengontrol frekuensi inverter yang dapat mengubah tegangan 1

fasa menjadi tegangan 3 fasa, juga sebagai pengendali arah putaran motor. Dari

hasil percobaan dapat diketahui bahwa kecepatan motor sangat dipengaruhi oleh

frekuensi. Semakin besar frekuensi yang digunakan maka akan semakin besar

pula kecepatan motor, baik untuk putaran reverse maupun forward.

Pada percobaan mengendalikan level air, sebuah PLC OMRON CPM2/A

digunakan sebagai kontroller yang memonitor tingginya level air di dalam

kontainer. Jika sensor berupa limit switch mendeteksi level air minimum, maka

PLC akan mengaktifkan pompa air yang akan mengisi air sampai level

maksimum tercapai. Pendeteksian batas maksimum ini adalah melalui limit

switch kedua yang disetting setengah ketinggian tangki. Jika air telah mencapai

ketinggian maksimum ini, maka PLC akan memberhentikan pompa air dan

mengenergize katup/keran (valve) sehingga level air kembali berkurang. Setelah

level minimum kembali terdeteksi, PLC akan menghidupkan motor pompa seperti

sebelumnya. Hal ini berulang terus-menerus sampai tombol stop ditekan.

VIII.Kesimpulan

1. Kutub sebuah motor 1 fasa dibalik untuk membalik arah putarannya.

2. Arah putaran sebuah motor 3 fasa dapat dibalik dengan jalan membalik

fasanya.

3. Kecepatan motor akan bertambah apabila frekuensi kerjanya dinaikkan.

4. Perubahan arah putar motor tidak memengaruhi kecepatan putarnya.

5. PLC berfungsi sebagai pengendali dan digunakan untuk mempermudah

pengendalian alat-alat elektronik dalam sebuah proses produksi.

6. Inverter digunakan untuk mengubah arus DC ke AC dengan frekuensi yang

dapat diubah-ubah.

7. Untuk mengubah arus AC ke DC, digunakan power supply.

8. Relay digunakan sebagai isolator dan jembatan antara rangkaian logika (PLC)

dan rangkaian utama (seperti motor, lampu).

DAFTAR PUSTAKA

Ogata, Katsuhiko. 1995. Teknik Kontrol Automatik (Jilid I). Bandung: Institut

Teknologi Bandung

Tim Laboratorium Pengaturan Dan Komputer. 2008. Modul Tutorial Dan Praktikum

Sistem Pengaturan dan Komputer. Inderalaya: Laboratorium Sistem

Pengaturan Dan Komputer Teknik Elektro Universitas Sriwijaya.

http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wp-content/uploads/2008/06/36-artono-371-376.pdf

http://www.geocities.com/tu_darma/jrnl01_fuzzy_logic.pdf.

http://www.lp.itb.ac.id/product/vol31no2/pekik/pekik.html

http://www.te.ugm.ac.id/~risanuri/me/SENSOR.pptmail.uns.ac.id/~yuyunestriyanto/?

download=03%20-20Peralatan%20Kontrol%20di%20Industri.ppt