PRAKTIKUM II

SISTEM KENDALI KONVENSIONAL

1. Tujuan Percobaan

a. Mempelajari cara kerja relay dan kontaktor

b. Dapat mendesain sistem otomasi sederhana

2. Alat Percobaan

Untuk melaksanakan percobaan yang dilakukan, peralatan yang

dipergunakan adalah:

• Relay 24 V DC : 2 Buah

• Kontaktor Magnet : 1 Buah

• Motor DC : 1 Buah

• Push button NO : 2 Buah

• Push button NC : 2 Buah

• Limit switch : 2 Buah

• Lampu 5 watt : 2 Buah

• Power Supply 220 V AC, 24 V DC

• Kabel secukupnya

• Obeng

3. Dasar Teori

Kontaktor Magnet

Kontaktor Magnet Merupakan Jenis Saklar Yang Bekerja Secara Magnetic

Yaitu Kontak ( NO & NC ) Bekerja Apabila Kumparan Di Aliri Arus /

Tegangan, Penggunaan Kontaktor Magnet Jauh Lebih Baik Dari Pada

Saklar Biasa.

Sebuah Kontaktor Magnet Terdiri Dari :

1. Kumparan / Koil.

2. Beberapa Kontak NO ( Normally Open )

3. Beberapa Kontak NC ( Normally Close )

Kumparan / Koil Adalah Lilitan yang Apabila Di Aliri Arus / Tegangan

Maka Akan Tejadi Magnetisasi Yang Akan Menarik Kontak - Kontaknya

Sehingga Input & Output Pada Kontak NO Akan Terhubung & Sebaliknya

Untuk Kontak NC Akan Terputus / Tidak Terhubung.

Apabila Pada Kumparan Kontaktor Diberi Tegangan Terlalu Tinggi /

Tidak Sesuai Dengan Spesifikasi Maka Akan Menyebabkan Berkurangnya

Umur / Merusak Kumparan Kontaktor. Tetapi Bila Tegangan Yang

Diberikan Terlalu Rendah Maka Akan Menimbulkan Tekanan Antara

Kontak-Kontak Dari Kontaktor Menjadi Berkurang Yang Nantinya Dapat

Menimbulkan Bunga Api Pada Permukaannya Serta Dapat Merusak

Kontak-Kontaknya.

Untuk Beberapa Keperluan Digunakan Juga Kumparan Arus ( Bukan

Tegangan ), Akan Tetapi Dari Segi Produksi Lebih Disukai Kumparan

Tegangan Karena Besarnya Tegangan Umumnya Sudah Di Normalisasi &

Tidak Tergantung Dari Keperluan Alat Pemakaiannya.

Kontaktor Magnet Ada 2 Jenis :

1. Kontaktor Magnet AC ( Terdapat Kumparan Hubung Singkat Berfungsi

Sebagai Peredam Getaran Saat Kedua Inti Besi Saling Melekat )

2. Kontaktor Magnet DC.

Spesifikasi Dari Kontaktor Magnet Yang Harus Di Perhatikan :

1. Kemampuan Daya Kontaktor yang disesuaikan dengan Beban yang akan

diperlukan.

2. Kemampuan menghantarkan arus dari kontak-kontaknya.

3. Kemampuan Tegangan dari Kumparan Magnet.

Kontak Pada Kontaktor Magnet Terdiri Dari :

4. Kontak Utama ( Digunakan Untuk Rangkaian Daya )

5. Kontak Bantu ( Digunakan Untuk Rangkaian Pengontrol / Pengunci ) Agar

Penggunaan Kontaktor Dapat Disesuaikan Dengan Beban Yang Akan

Dikontrol, Maka Pada Setiap Kontaktor Selalu Dilengkapi Dengan Plat

Nama Yang Berisikan Data-Data Mengenai :

1. Perusahaan Pembuat Kontaktor.

2. Nomor Seri Pembuatan.

3. Tegangan Nominal Beban.

4. Tegangan Kerja Kontaktor.

5. Kemampuan Arus Yang Dapat DiAlirkan.

6. Kelas Operasi.

Kontak In Put / Kontak Yang DiHubungkan Ke Supply Pada Kontaktor

Magnet Biasanya Kontak Dengan Nomor 1, 3, 5 . Dan Untuk Kontak Out

Put / Kontak Yang DiHubungkan Pada Beban / Rangkaian Biasanya

Dengan Nomor 2, 4, 6 . Sedangkan Untuk Kontak Penguncinya

DiGunakan Kontak Nomor 13 & 14.

Relay

Relay adalah peralatan yang dioperasikan secara elektrik yang

secara mekanik akan men-switch sirkuit elektrik. Relay adalah bagian

yang penting dalam sistem kontrol, karena kegunaannya dalam kendali

jarak jauh, dan mengendalikan listrik tegangan tinggi dengan

menggunakan listrik tegangan rendah. Ketika tegangan mengalir ke dalam

elektromagnet pada sistem kontrol relay, maka magnet akan menarik

lengan logam pada arah magnet, dengan demikian kontak terjadi.

Switch/kontaktor pada relay bisa memiliki jenis NO atau NC ataupun dua-

duanya.

Relay adalah sebuah saklar yang dioperasikan dengan

menggunakan medan magnet. Saklar kontak yang terdapat dalam sebuah

relay dapat terdiri atas 1 kutub ataupun banyak kutub. Perlu diketahui,

bahwa karakteristik operasi suatu relay adalah pada saat relay diaktifkan,

relay tidak langsung bekerja, namun terdapat delay sebesar beberapa

milisecond. Sehingga dalam merancang suatu rangkaian relay, hal ini

perlu diperhatikan.

Gambar 1. Diagram Relay

Diagram yang menggambarkan logika kerja relay adalah sebagai berikut:

Dengan memanfaatkan sebuah relay, dapat dirangkai rangkaian

pengendali otomatis yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan

berbagai peralatan industri secara otomatis. Biasanya rangkaian relay

merupakan integrasi dari berbagai komponen seperti switch (saklar),

relays, timers dan counters.

Membedakan NC dengan NO:

NC (Normally Closed) : saklar dari relay yang dalam keadaan

normal(relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.

NO (Normally Open) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay

tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common.

 Bagian-bagian relay dapat diketahui dengan 2 cara, yakni:

1. Dengan cara melihat isi dalam relay tersebut

2. Dengan menggunakan multimeter (Ohm)

Cara mengetahui relay tersebut masih berfungsi atau tidak dapat

dilakukan dengan cara memberikan tegangan yang sesuai dengan relay

tersebut pada bagian koilnya. Jika kontaknya masih bekerja NC to NO

atau NO to NC, maka dapat dikatakan bahwa relay tersebut masih dalam

keadaan baik.

 Jenis-jenis Relay

1. SPST ( Single Pole Single Throw. )

2. SPDT (Single Pole Double Throw.) : Terdiri dari 5 buah pin, yaitu: (2)

koil, (1) common, (1) NC, (1) NO.

3. DPST (Double Pole Single Throw.) Setara dengan 2 buah saklar atau re-

lay SPST.

4. DPDT (Double Pole Double Throw.) Setara dengan 2 buah saklar atau re-

lay SPDT.

QPDT (Quadruple Pole Double Throw.) Sering disebut

sebagai Quad Pole Double Throw, ata

5. u 4PDT. Setara dengan 4 buah saklar atau relay SPDT atau dua buah relay

DPDT. Terdiri dari 14 pin(termasuk 2 buah untuk koil).

Gambar. 1 Jenis-jenis relay

Limit Switch

Gambar Limit Switch

Pada limit switch ini, terdapat 3 cable connector yang menggunakan screw

seperti terlihat pada gambar . Jika listrik dialirkan pada dudukan-1 dan

dudukan-2, maka limit switch ini akan bersifat NC pada kondisi normal,

sedangkan jika listrik dialirkan pada dudukan-1 dan dudukan-3 maka limit

switch akan bersifat NO pada kondisi normal. Limit switch bekerja saat

lempengan besi di bagian bawah tertekan.

Motor 3 phasa

Motor 3 Fasa : Sebuah mesin penggerak dengan catu daya 3 fasa sebagai

sumber tenaga

Cara kerja motor 3 phasa :

Motor 3 phasa akan bekerja/ berputar apabila sudah dihubungkan

dalam hubungan tertentu.

Mendapat tegangan (jala-jala/ power/ sumber) sesuai dengan kapa-

sitas motornya.

gbr. motor induksi 3 fase

Dalam gambar diatas dijelaskan (dari kiri layar): motor induksi 3 fase single line

diagram, three line diagram dan penggambaran lilitan motor induksi 3 fase (secara

umum).

1. Motor 3 fasa bekerja dengan 2 hubungan yaitu :

a. Motor bekerja Bintang/ Star

Berarti motor harus dihubungkan bintang baik secara langsung pada terminal

maupun melalui rangkaian kontrol.

gbr. hubungan bintang

Gambar 1. Hubungan Bintang/ Star (Y)

b. Motor bekerja segitiga /Delta (▲)

Berarti motor harus dihubungkan segitiga baik secara langsung pada terminal

maupun melalui rangkaian kontrol. Kecuali mesin-mesin yang berkapasitas tinggi

diatas 10 HP, maka motor tersebut wajib bekerja segitiga (▲) dan harus melalui

rangkaian kontrol star delta baik secara mekanik, manual,  PLC.

Gambar 2. Hubungan Delta  (▲)

Dimana bekerja awal (start) motor tersebut bekerja bintang hanya sementara,

selang berapa waktu barulah motor bekerja segitiga dan motor boleh dibebani.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan bintang (Y) :

1. Cukup mengkopelkan/ menghubungkan salah satu dari ujung-ujung

kumparan phasa menjadi satu.

2. Sedangkan yang tidak dihubungkan menjadi satu dihubungkan kesumber

tegangan.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan segitiga (▲) :

1. Ujung pertama dari kumparan phasa I dihubungkan dengan ujung kedua

dari kumparan phasa III

2. Ujung pertama dari kumparan phasa II dihubungkan dengan ujung kedua

dari kumparan phasa I

3. Ujung pertama dari kumparan phasa III dihubungkan dengan ujung kedua

dari kumparan phasa II.

2. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3 Fasa

Rangkaian sederhana dengan menggunakan kontaktor magnet yaitu mengontrol

sebuah motor listrik. Pengontrolan oleh kontaktor magnet menggunakan 2

rangkaian yaitu rangkaian kontrol dan rangkaian utama. Peralatan kontrol yang

digunakan dalam pengoperasianya yaitu, MCB 3 fasa, TOR (Thermal Overload

Relay), sakelar tekan ON/ OFF dan kontaktor.

Rangkaian kontrol merupakan rangkaian yang mengendalikan/ mengoperasikan

rangkaian utama, sedangkan rangkaian utama merupakan aliran hubungan ke

beban (motor 3 fasa). Rangkaian utama menggunakan kontak utama (1-3-5 dan 2-

4-6) dari kontaktor magnet untuk menghubungkan/ memutuskan jaringan dengan

motor listrik. Karena arus yang mengalir pada rangkaian utama relaitf lebih besar

daripada rangkaian kontrol, maka pada rangkaian utama dilengkapi dengan TOR

(Thermal Overload Relay) atau pengaman beban lebih dari hubung singkat

ataupun beban yang lebih.

Pada rangkaian kontrol, arus yang mengalir relatif kecil. Rangkaian kontrol

dilengkapi dengan sakelar tekan NO untuk tombol NP dan NC untuk tombol OFF.

Karena menggunak open.an tombol (sakelar) tekan, maka pada tombol ON dibuat

pengunci (sakelar bantu) dari kontak bantu kontaktor yang normally open.

Gambar 3. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3

Fasa

2. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3 Fasa

Hubungan Bintang Segitiga

Rangkaian daya hubungan bintangsegitiga menggunakan tiga buah kontaktor Q1,

Q2, dan Q3 Gambar 4. Fuse F1 berfungsi mengamankan jika terjadi

hubungsingkat pada rangkaian motor. Saat motor terhubung bintang kontaktor Q1

dan Q2 posisi ON dan kontaktor Q3 OFF. Beberapa saat kemudian timer yang

disetting waktu 60 detik energized, akan meng-OFF-kan Q1, sementara Q2 dan

Q3 posisi ON, dan motor terhubung segitiga. Pengaman beban lebih F3 (thermal

overload relay) dipasangkan seri dengan kontaktor, jika terjadi beban lebih disisi

beban, relay bimetal akan bekerja dan rangkaian kontrol berikut kontaktor akan

OFF.

Tidak setiap motor induksi bias dihubungkan bintang-segitiga, yang harus

diperhatikan adalah tegangan name plate motor harus mampu diberikan tegangan

sebesar tegangan jala-jala (Gambar 4), khususnya pada saat motor terhubung

segitiga. Jika ketentuan ini tidak dipenuhi, akibatnya belitan stator bisa terbakar

karena tegangan tidak sesuai. Rangkaian kontrol bintang-segitiga (Gambar 4),

dipasangkan fuse F2 untuk pengaman hubung singkat pada rangkaian kontrol.

4 . Prosedur percobaan: