sistem proteksi kebakaran pada ruang server

”PERANCANGAN SIMULASI SISTEM PROTEKSI KEBAKARAN

PADA RUANG SERVER DENGAN MENGGUNAKAN

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ZELIO DENGAN MEDIA

PEMADAMAN GAS FM 200”

Disusun sebagai salah satu syarat kurikulum untuk menyelesaikan

Program Pendidikan Strata 1 pada program Studi Teknik Elektro

Konsentrasi Teknik Energi Listrik

Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan

Oleh

AGUS SAPUTRA NIM : 06331022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK

SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN

MEDAN

2011

LEMBAR PENGESAHAN I





TUGAS AKHIR





Oleh

AGUS SAPUTRA

NIM : 06331022

Disetujui Dosen pembimbing

(Ir. A. Rachman Hasibuan)

Disyahkan oleh : Ketua Jurusan Teknik Elektro

(Ir. A. Rachman Hasibuan)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK

SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN MEDAN

2011 i

LEMBAR PENGESAHAN II









Oleh

AGUS SAPUTRA NIM : 06331022

Telah diuji dalam sidang Tugas Akhir pada :

Hari / Tanggal : Sabtu 19 Februari 2011

Tempat : Ruang Sidang STT-Harapan

Disetujui oleh :

Penguji I Penguji II Penguji III

(Ir. Eddy Warman) (Ir. Masykur SJ) (Ir. Erwin)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN

MEDAN 2011

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang

Maha Esa karena dengan kasih dan perlindugan-Nya penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk penyelesaian

pendidikan Strata 1 (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Konsentrasi

Teknik Energi Listrik, Sekolah Tinggi Teknik Harapan. Judul Skripsi ini

adalah ”Perancangan Simulasi Sistem Proteksi Kebakaran Pada

Ruang Server Dengan Menggunakan Programmable Logic Controller

Zelio Dengan Media Pemadaman Gas FM 200”.

Dalam tugas akhir ini penulis membahas hal-hal yang

berhubungan dengan perencanaan alarm kebakaran pada ruang server,

cara pemograman PLC (Programmable Logic Controller) dengan

menggunakan diagram Ladder.

Dalam Penyusunan laporan ini, penulis banyak menemukan

kesulitan namun berkat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai

pihak akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Ir. M. Julfin, MT, sebagai Ketua Sekolah Tinggi Teknik

Harapan Medan.

2. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, sebagai Ketua Jurusan Teknik

Elektro.

3. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, sebagai pembimbing yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan

kepada penulis.

4. Bapak Ir. Eddy Warman, Bapak Ir. Masykur SJ, dan Bapak Ir.

Erwin, sebagai dosen pembanding dan dosen penguji yang banyak

memberikan kritik dan saran.

iii

5. Seluruh Dosen Teknik Elektro, Staff dan Pegawai Sekolah Tinggi

Teknik Harapan.

6. Yang teristimewa buat ibunda dan ayahanda penulis, yang telah

banyak memberikan dukungan dan doa.

7. Yang teristimewa buat Istri penulis, yang selalu memberikan

dukungan, waktu dan doa.

8. Seluruh karyawan dan karyawati PT. Fadira Prima Semesta, yang

turut memberikan dukungan kepada penulis.

9. Bapak M. Syahdat Arrahman, ST, yang turut memberikan dukungan

kepada penulis.

10. Bapak Arsat Thaib, ST, yang turut memberikan dukungan kepada

penulis.

11. Seluruh teman-teman di kampus Sekolah Tinggi Teknik Harapan

(STTH) Medan, segenap pihak yang juga telah turut membantu,

mendukung dan memberikan ide dalam Tugas Akhir ini.

Dalam hal ini penulis berusaha semaksimal mungkin dalam

menyelesaikan tulisan ini, semoga bermanfaat bagi kita semua. Penulis

sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun

sehingga dapat menambah wawasan dan pengetahuan khususnya di

bidang Energi Listrik.

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa dalam penyusunan Tugas

Akhir ini masih banyak kekurangan yang berupa isi dan teknik

penulisan. Oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan saran-saran

maupun kritik yang konstruktif dan pengembangan dari segenap

pembaca demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Medan, Februari 2011

Penulis

Agus Saputra NPM : 06331022

iv

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN - MEDAN

DAFTAR ISI Hal

LEMBAR PENGESAHAN -1............................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN -2............................................................................................. ii

KATA PENGHANTAR..................................................................................................... iii

DAFTAR ISI...................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL............................................................................................................... x

ABSTRAK.......................................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang..............................................................................……….. 1

1.2 Rumusan masalah.........................................................................................2

1.3 Tujuan Penulisan…...................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah...........................................................................................2

1.5 Metodologi Penulisan...................................................................................3

1.6 Sistematika Penulisan...................................................................................3

BAB II PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

2.1. Programmable Logic Controller (PLC)........................................................5

2.1.1. Pengertian PLC….............................................................................. 5

2.1.2 Sistem PLC ………………………………………………............... 5

2.1.3 Sesifikasi dan karakteristik PLC…………………………………… 7

2.1.4 Pemrograman………………………………………………………. 8

2.2. Komponen Pendukung................................................................................. 11

2.2.1. Resistor…………...............................................................................11

2.2.2 Relay……………………………………………………………….. 12

2.2.3 Pengaman Lebur (fuse)…………………………………………….. 13

2.2.4 Saklar tombol tekan………………………………………………… 14

2.3. Catu daya………......................................................................................... 14

2.3.1. Transformator ....................................................................................15

2.3.1.1 Prinsip kerja …………………………………………………. 15

2.3.1.2 Jenis-jenis transformator ……………………………………. 15

2.3.2 Penyearah…………………………………………………............... 17

v


2.3.2.1 Jenis-jenis penyearah (rectifier)……………………………. 15

2.3.3 Penyaring (filter)……..…………………………………………….. 24

2.3.4 IC Catu daya……………………………………………………….. 25

2.3.5 Light Emiting Dioda (LED)……………………………….............. 25

2.4. Fire detector……......................................................................................... 26

2.4.1. Sistem deteksi kebakaran………....................................................... 26

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1. Perancangan Alat Simulasi.......................................................................... 31

3.2. Pembuatan Alat Simulasi............................................................................. 37

3.2.1. Alat Dan Bahan................................................................…………. 37

3.2.2. Proses Pembuatan Alat Simulasi........................................................ 39

3.3. Pemasukan Program Ladder Ke Dalam PLC (Alat Simulasi)..................... 41

BAB IV PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL SIMULASI SISTEM FIRE

ALARM

4.1. Penjelasan Umum.........................................................................................43

4.2. Sistem Kerja Pendeteksi kebakaran terhubung ke system pemadaman Gas FM

200……………………………………………………………………………. 43

4.3. Rangkaian Pengkabelan PLC...................................................................... 49

4.4. Pengkabelan (wiring) Diagram Rangkaian PLC dan system alarm kebakaran

............................................................................................................................. 50

4.5. Diagram Tangga (ladder diagram)............................................................... 52

4.6 Parameter input & output ………………………………………………… 53

4.7 Analisa kerja control……………………………………………………… 55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan.................................................................................................. 56

5.2 Saran……………………………………………………………………… 56

BAB VI DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………. 57

vi


DAFTAR GAMBAR

hal

Gambar 2.1 Fisik PLC Zelio.............................................................................................. 6

Gambar 2.2 Komponen-komponen PLC Zelio................................................................... 6

Gambar 2.3 Jenis PLC yang di gunakan…………………………………………............ 8

Gambar 2.4 Membaca sebuah program diagram tangga…………………………............ 9

Gambar 2.5 Jendela zeliosoft2……………………………………………………............ 10

Gambar 2.6 Menu file pada zeliosoft2…………………………………………………….10

Gambar 2.7 Took bar zeliosoft2……..……………………………………………............ 10

Gambar 2.8 Jumlah baris dan pilihan modul zeliosoft2…………………………………. 10

Gambar 2.9 Tipe blok zeliosoft2……………………..…………………………………. 11

Gambar 2.10 Cara penentuan nilai resistor………………………………………………. 12

Gambar 2.11 Kondisi awal relay…………………………………………………………. 12

Gambar 2.12 Kondisi relay yang di beri tegangan……………………………………….. 13

Gambar 2.13 Wujud relay DPDT …………………………………………………………13

Gambar 2.14 Fuse (sekring)……………………………………………………………… 14

Gambar 2.15 Simbol saklar tekan NO dan NC………………………………………….. 14

Gambar 2.16 Hubungan lilitan primer sekunder……………………………………….… 15

Gambar 2.17 Simbol Transformator step-up………………………………………………16

Gambar 2.18 Simbol Transformator step-down…….…………………………………….16

Gambar 2.19 (a) Transformator tanpa CT……………………………………………….. 16

(b) Transformator dengan CT …………………………………………….. 16

Gambar 2.20 Simbol Autotransformator …….……………………………………………17

Gambar 2.21 Penyearah gelombang penuh dengan CT………………………….............. 18

Gambar 2.22 Rangkaian Penyearah setengah gelombang ..……………………………… 18

Gambar 2.23 Bentuk keluaran gelombang penyearah setengah gelombang……………. 19

Gambar 2.24 Rangkaian Penyearah gelombang penuh.. ………………………………… 20

Gambar 2.25 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh pada saat bagian atas

bernilai positif …………………………………………………………………………… 21

vii


Gambar 2.26 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh pada saat bagian atas

bernilai negative………………………………………………………………………….. 21

Gambar 2.27 Rangkaian Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT………………… 22

Gambar 2.28 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh trafo CT pada saat

bagian atas bernilai positif…………………………………………………………………23

Gambar 2.29 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh trafo CT pada saat

bagian atas bernilai negative……….………..……………………………………………. 23

Gambar 2.30 Bentuk keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh yang di plot

berdasarkan nilai C-Filter ……………………………………………………………….. 24

Gambar 2.31 Gambar IC LM 7812………………………………………………………. 25

Gambar 2.32 Simbol dan wujud dari LED………………….............................................. 25

Gambar 2.33 Fisik Detektor Nyala api (flame detector)..................................................... 27

Gambar 2.34 Fisik Detektor Panas (heat detector).............................................................. 28

Gambar 2.35 Fisik Detektor Asap (smoke detector)………………….............................. 29

Gambar 2.36 Pola radiasi partikel…………………............................................................30

Gambar 2.37 & 2.38 Proses asap menghalangi molekul ionization pada smoke................ 31

Gambar 2.39 Cahaya dipancarkan ke penerima sensor cahaya........................................... 32

Gambar 2.40 Cahaya dihalangi oleh asap ke penerima sensor cahaya............................... 33

Gambar 3.1 Kotak dialog welcome………………………………………………………. 34

Gambar 3.2 Jendela pilihan PLC…………………………………………………………. 35

Gambar 3.3 Pemilihan module………………………………………………………….. 35

Gambar 3.4 Pilihan pembentukkan program dengan ladder…………………………….. 36

Gambar 3.5 Jendela zeliosoft2…………………………………………………………… 36

Gambar 3.6 Contoh cara pemasukkan input pada ladder line……………………………. 37

Gambar 3.7 Contoh cara pemasukkan output pada ladder line…………………………... 37

Gambar 3.8 Schematic catu daya 12 Vdc…………………………………………………40

Gambar 3.9 Schematic catu daya 24 Vdc ……………………………………………….. 40

Gambar 3.10 Rangkaian kontrol tambahan alarm kebakaran…………………………... 40

Gambar 3.11 Rangkaian kontrol tambahan alarm kebakaran …………………………….41

Gambar 3.12 Kotak dialog untuk membuka program……… …………………………….41

Gambar 3.13 Tampilan diagram ladder keseluruhan………. …………………………….42

Gambar 4.1 Layout fire alarm system & fm 200…………………………………………. 46

viii


Gambar 4.2 Single line diagram fire alarm system……………………………………… 46

Gambar 4.3 Miniatur perancangan fire alarm……………………………………………. 47

Gambar 4.4 Tata letak PLC & catu daya………………………………………………… 48

Gambar 4.5 Rangkaian pengkabelan Input dan output………………………………….. 49

Gambar 4.6 Pengkabelan (wiring) diagram PLC…………………………………............ 50

Gambar 4.7 Diagram Tangga (ladder diagram)…………………………………………. 52

ix


DAFTAR TABEL

hal

Tabel 3.1 Daftar alamat masukkan PLC............................................................................. 33

Tabel 3.2 Daftar alamat keluaran PLC................................................................................ 34

Tabel 3.3 Daftar peralatan dan bahan................................................................................. 37

Tabel 3.4 Sistem kerja alarm kebakaran.............................................................................. 43

x


ABSTRAK

Kita mengetahui bahwa Dunia telah berubah dalam era digital, perubahan besar dapat

dilihat pada bidang perekonomian. Transaksi ekonomi yang dilakukan saat ini telah berubah

dari transaksi fisik menjadi transaksi elektronik. Perubahan ke era digital mengubah bentuk

data dan media penyimpanan selama ini, data-data yang tersimpan tidak lagi dalam bentuk

kertas. Data-data elektronik tersimpan dalam media seperti harddisk, cd, dvd, flash memori

dan lainnya. Data-data yang tersimpan sangatlah penting, sekarang ini sering terjadinya

kebakaran baik yang di sebabkan oleh manusia maupun perangkat elektronik itu sendiri.

Simulasi ini di buat sebagai gambaran antisipasi untuk mencegah terjadinya kebakaran

pada ruang server. Melihat permasalahan tersebut, maka penulis membuat simulasi dengan

menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio sebagai kontrol sistem di

hubungkan dengan sensor pendeteksi asap, panas dan pengeras suara sebagai pendeteksi

apabila terjadi indikasi kebakaran. Jika terjadi indikasi kebakaran maka sistem akan berfungsi

untuk menginformasikan kepada kita dalam bentuk suara sebelum ruang server terbakar. Dan

apabila indikasi kebakaran benar terjadi maka sistem akan melakukan perintah kepada tabung

Gas FM 200 agar memadamkan api.

Dapat di simpulkan bahwa sistem ini berfungsi untuk mencegah terjadinya kebakaran

pada ruang server, sehingga aset dan data-data dapat tersimpan dengan baik.

xi


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seringnya terjadi kebakaran pada gedung-gedung di Indonesia khususnya

Sumatera Utara telah menjadi permasalahan besar bagi pemilik gedung. Aset-aset

berharga serta data-data penting perusahaan hilang di telan si jago merah, sehingga

hal ini dapat menyebabkan kerugian yang sangat besar baik kerugian materil maupun

kerugian moril.

Fasilitas yang di buat perusahaan terhadap keamanan ruang server belum

maksimal dan kurang aman untuk menjaga aset-aset berharga serta data-data penting

perusahaan. Perusahaan hanya menyediakan alat pemadam api ringan ( Fire

Extinguisher ) sebagai alat untuk pemadaman api, cara ini sangat konvensional karena

di gunakan apabila kita sudah mengetahui terjadinya kebakaran.

Seringnya terjadi kebakaran pada gedung-gedung khususnya pada ruang server

mengakibatkan terjadinya kerugian yang sangat besar bagi suatu perusahaan ataupun

instansi pemerintah. Sehingga perusahaan ataupun instansi pemerintah akan

kewalahan menghadapi musibah yang terjadi pada gedung yang mereka tempati.

Kebakaran ini bisa di atasi dengan membuat sistem proteksi kebakaran dini

pada ruang server dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio

di hubungkan dengan alat-alat sensor yaitu sensor asap, sensor panas dan pengeras

suara yang kemudian terkoneksi dengan media pemadaman berupa Gas FM 200.

Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu

dalam sebuah jaringan komputer. Server didukung dengan prosesor yang bersifat

scalable dan RAM yang besar, juga dilengkapi dengan sistem operasi khusus, yang

disebut sebagai sistem operasi jaringan atau network operating system. Server juga

menjalankan perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan

dan sumber daya yang terdapat di dalamnya, seperti halnya berkas atau alat pencetak

(printer), dan memberikan akses kepada workstation anggota jaringan.


2

Gas FM 200 adalah Carbon,flour dan Hydrogen ( CF3CHFCF3 ), FM-200

Tidak berwarna, tidak berbau dan tidak membahayakan terhadap Manusia, gas yang

bersih dan ramah lingkugan, tidak mempengaruhi kerja perangkat, tidak merusak

perangkat. Gas FM 200 di simpan didalam sebuah tabung dengan tekanan kerja

tertentu dan di keluarkan dalam bentuk uap.

1.2. Rumusan Masalah Pada tugas akhir ini penulis akan merancang suatu simulasi sistem proteksi

kebakaran dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio di

integrasi dengan sensor asap, panas, pengeras suara dan terkoneksi dengan alat

pemadaman berupa Gas FM 200. Sistem ini berfungsi agar dapat memberikan

informasi kepada penghuni gedung melalui pengeras suara bahwasannya ada terjadi

indikasi kebakaran, dan apabila indikasi kebakaran benar terjadi maka sistem akan

melakukan perintah kepada tabung Gas FM 200 agar memadamkan api. Sehingga

dapat mencegah terjadi kebakaran sebenarnya.

1.3. Tujuan Penulisan Laporan tugas akhir ini merupakan sarana untuk menjelaskan keseluruhan

materi yang ada pada tugas akhir, baik praktek kerja lapangan di industri maupun

pembuatan proyek, dalam bentuk penulisan secara terstruktur dan sistematis.

Tujuan dilakukan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Mengaplikasikan ilmu terapan yang telah di dapat selama perkuliahan.

2. Menciptakan suatu sistem yang dapat mendeteksi indikasi kebakaran pada

ruang server.

3. Menerapkan penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) zelio sebagai

kontrol pendeteksi indikasi kebakaran pada ruang server.

4. Sebagai kepedulian penulis terhadap penting nya aset berharga serta data

penting pada suatu perusahaan atau instansi pemerintah yang mengakibatkan

kerugian yang sangat besar apabila terjadi kebakaran.

1.4. Batasan Masalah Sehubungan dengan keterbatasan penulis, maka penulis memberikan batasan

masalah dari perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan


3

menggunakan programmable logic controller zelio sebagai kontrol sistem. Penulis

membatasi masalah yang di bahas :

1. Cara kerja PLC (programmable logic controller) zelio, sensor asap, sensor

panas dan pengeras suara.

2. Pengontrolan PLC Zelio pada sensor – sensor pendeteksi dari sistem proteksi

kebakaran pada ruang server.

3. Penggunaan catu daya pada PLC zelio adalah arus searah (DC).

4. Ruangan server yang dibuat adalah sebuah rancangan teori simulasi terbuat

dari bahan akrilik di lengkapi dengan sensor-sensor, karena jika dalam bentuk

nyata seperti di lapangan makan akan memerlukan tempat yang luas, akrilik

yang banyak, sensor yang banyak. Dengan demikian akan di butuhkan biaya

yang lebih besar.

5. Integrasi ke media pemadaman berupa Gas FM 200, hanya berupa lampu

indikasi yang bekerja pada tegangan 24 VDC. Lampu ini adalah bukti

bahwasannya sistem integrasi ke media pemadaman sudah bekerja, karena

media pemadaman berupa gas FM 200 dalam sebuah tabung bekerja apabila

solenoid pada tabung mendapat tegangan 24VDC sehingga akan membuka

katub pada tabung Gas FM 200.

1.5. Metodologi Penulisan Untuk melaksanakan proyek ini terlebih dahulu penulis melakukan studi

pendahuluan dengan berkonsultasi terhadap pembimbing jurusan. Selain itu juga

penulis melakukan studi kepustakaan untuk mengetahui teori-teori yang mendukung

dalam pembuatan proyek ini. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, metode

pengumpulan data yang penulis lakukan adalah :

1. Konsultasi dengan dosen pembimbing.

2. Studi literatur, berupa tinjauan pustaka dari buku, jurnal dan sebagainya.

1.6. Sistematika Penulisan Penulisan ini di tujukan untuk memaparkan perancangan sistem yang di buat.

Untuk mempermudah pemahaman,maka penulis menyusun dalam beberapa bab yang

masing-masing bab mempunyai hubungan yang saling terkait dengan bab lain. Bab

yang terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut :


4

BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang,rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan penulisan, metodologi penulisan, sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung yang dapat

menunjang pembuatan ”perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server

dengan menggunakan programmable logic controller zelio dengan media pemadaman

berupa Gas FM 200”.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Dalam bab ini berisi tentang perancangan rangkaian, tata cara dan tata letak

komponen dalam pembuatan ”Perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang

server dengan menggunakan programmable logic controller zelio dengan media

pemadaman berupa Gas FM 200”.

BAB IV PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL SISTEM FIRE ALARM Gambaran umum tentang pengontrol sistem alarm kebakaran (fire alarm)

dengan kabel kontrol (wiring control), diagram satu garis (single line diagram)

dengan menggunakan PLC.

BAB V PENUTUP

Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari keseluruhan

pembahasan perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan

menggunakan programmable logic controller zelio sebagai kontrol sistem.


5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Programmable Logic Controller (PLC)

2.1.1. Pengertian PLC

Suatu industri akan membutuhkan hasil produksi yang semaksimal dan

seefisien mungkin, sehingga untuk memenuhinya diperlukan peralatan kendali yang

menunjang proses produksi maupun pendistribusiannya. PLC adalah sebuah alat yang

digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem

kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui

sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai

yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic, 0

atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder

program atau diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang

bersangkutan. PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrument

keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. PLC terdiri

dari piranti yang memiliki saluran masukan (input), saluran keluaran (output). Output

yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan ke

dalamnya. input dapat berupa relay, limit switch, photo switch maupun proximity

switch. Input dimasukkan kedalam program PLC kemudian akan memberikan output

berupa switch contact NO (normally open). PLC berisi rangkaian elektronika digital

yang dapat difungsikan seperti Normally Open (NO) dan bentuk kontak Normally

Close (NC) . Perbedaan PLC dengan relay yaitu nomor kontak relay (NC atau NO)

pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi

output. Jadi dengan kata lain, bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak diijinkan

menggunakan output dengan nomor kontak yang sama.

2.1.2. Sistem PLC

Sistem PLC memiliki lima komponen dasar yaitu: unit pengolahan pusat atau

central processing unit (CPU), Unit catu daya, perangkat pemrograman, unit memory,

Input dan output. Kelima komponen tersebut digambar secara fisik pada Gambar 2.1

dan 2.2 berikut ini :


6

Gambar 2.1 Fisik PLC Zelio

P e n g a t u r M a s u k a n

P e n g a t u r K e lu a r a n

M e m o r i C P U

C a t uD a y a

K o m un ik a s i

J a lu rT a m ba h a n

K o n t r o l P L C

T e r m in a l S k r u p U n t u k J a lu r M a s u k a n

T e r m in a l S k r u p U n t u k J a lu r K e lu a r a n Gambar 2.2 Komponen-komponen PLC Zelio

1. Unit prosesor atau central processing unit (unit pengolahan pusat) (CPU).

Adalah unit yang berisi mikroprossesor yang menginterprestasikan sinyal-sinyal

input dan melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan, sesuai dengan program

yang tersimpan di dalam memori, lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan

yang diambilnya sebagai sinyal-sinyal kontrol ke output.

2. Unit catu daya.

Diperlukan untuk mengkonversikan tegangan ac menjadi tegangan dc yang

dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul antara

input dan output.


7

3. Perangkat pemrograman.

Dipergunakan utnuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam memori.

Program tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat ini dan kemudian

dipindahkan ke dalam unit memori PLC.

4. Unit memori.

Adalah tempat dimana program yang digunkan untuk melaksanakan tindakan-

tindakan pengontrolan oleh mikroprosesor disimpan.

5. Input dan output.

Adalah antarmuka dimana prosesor menerima informasi dari dan

mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal.

2.1.3. Spesifikasi dan Karakteristik PLC

PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait),

kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang

berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic, 0 atau 1, hidup atau mati).

Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder program atau diagram

tangga yang dalam aplikasinya di komputer menggunakan program Zeliosoft2 Versi

4.3) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. Spesifikasi karakteristik

PLC yang akan digunakan dalam pembuatan system proteksi kebakaran ini

menggunakan PLC merk ZELIO produk dari Schneider Telemecanique. Adapun

spesifikasi dan karakteristik PLC tersebut adalah sebagai berikut (serta bentuk fisik

dapat di lihat pada Gambar 2.3) :

a. Spesifikasi.

Merek : Zelio – Smart Relay

Model : Compact, SR2 B201 JD

Tegangan Supplay : 12 VDC

b. Karakteristik.

Metode control : Metode penyimpan program dan Monitoring

Bahasa pemrograman : Ladder Diagram menggunakan program Zeliosoft2 4.3

Panjang Instruksi : 1 set setiap instruksi (1-5) word / instruksi

Max I/O point : 20

Output : 8 buah

Input : 12 buah


8

Gambar 2.3. Jenis PLC yang digunakan

2.1.4. Pemrograman

A. Diagram Tangga

Perhatikan diagram rangkaian sederhana yang digambarkan kembali diagram ini

dalam bentuk yang berbeda, menggunakan dua garis vertical untuk merepresentasikan

jalur-jalur (rel) sumber daya dan menempatkan bagian rangkaian selebihnya di antara

kedua garis ini. Kedua rangkaian memiliki saklar yang disambungkan secara seri ke

beban yang akan dicatu oleh daya listrik ketika saklar menutup.

Dengan diagram semacam ini, sumber daya untuk rangkaian-rangkaian listrik

selalu diperlihatkan sebagai dua garis vertikal dan bagian rangkaian selebihnya

ditempatkan pada garis-garis horizontal. Jalur-jalur daya, atau rel sebagaimana

umumnya berperan sebagaimana layaknya sisi-sisi vertical sebuah tangga, sementara

garis-garis rangkaian yang horizontal berperan sebagai anak tangga.

B. Pemrograman Tangga untuk PLC

Salah satu metode pemrograman PLC yang sangat umum digunakan adalah

yang didasarkan pada penggunaan diagram-diagram tangga. Menuliskan sebuah

program, dengan demikian menjadi sama halnya dengan menggambarkan sebuah

rangkaian pensaklaran. Diagram-diagram tangga terdiri dari dua garis vertikal yang

merepresentasikan rel-rel daya. Komponen-komponen rangkaian disambungkan

sebagai garis-garis horizontal, yaitu anak-anak tangga diantara kedua garis vertikal

ini.


9

Dalam menggambarkan sebuah diagram tangga diterapkan konvensi-konvensi

tertentu :

1. Garis-garis vertikal diagram merepresentasikan rel-rel daya, dimana diantara

keduanya komponen-komponen rangkaian tersambung.

2. Tiap-tiap anak tangga mendefenisikan sebuah operasi di dalam proses kontrol.

3. Sebuah diagram tangga dibaca dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Gambar

2.4 memperlihatkan alur pembacaan yang dilakukan oleh PLC.

4. Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan sebuah input atau sejumlah input dan

harus berakhir dengan setidaknya sebuah output.

5. Perangkat-perangkat sensor ditampilkan dalam kondisi normalnya. Dengan

demikian, sebuah saklar yang dalam keadaan normal terbuka hingga suatu objek

menutupnya diperlihatkan sebagai terbuka pada diagram tangga. Sebuah saklar

yang dalam keadaan normalnya tertutup diperlihatkan sebagai tertutup.

6. Sebuah perangkat tertentu dapat digambarkan pada lebih dari satu anak tangga.

7. Input-input dan output-output seluruhnya didefenisikan melalui alamat-alamatnya,

notasi yang dipergunakan bergantung pada pabrik PLC yang bersangkutan.

Alamat-alamat ini mengindikasikan lokasi input atau output di dalam memori

PLC.

Gambar 2.4. Membaca sebuah program diagram tangga

C. Diagram Tangga Zeliosoft2

ZelioSoft2 merupakan software yang akan digunakan baik untuk pengisian

program kedalam PLC maupun untuk memonitoring kinerja dari PLC. Dalam

software Zeliosoft2 terdapat 2 jenis bahasa pemrograman yang bisa digunakan yaitu

Ladder Diagram dan Functional Block Diagram (FBD). Dalam pembuatan alat

simulasi ini kita hanya menggunakan pemrograman dengan ladder diagram. Adapun

contoh tampilan jendela dari Zeliosof2t dapat dilihat pada Gambar 2.5 berikut:


10

Gambar 2.5. Jendela ZelioSoft2

Jendela ZelioSoft2 terdiri dari :

1. Menu File, seperti Gambar 2.6 berikut ini.

Gambar 2.6 Menu File pada ZelioSoft2

2. Toolbar, seperti ditunjukan Gambar 2.7

Gambar 2.7 Toolbar ZelioSoft2

3. Jumlah baris yang digunakan dan modul yang dipilih, seperti Gambar 2.8


11

Gambar 2.8 Jumlah baris dan pilihan modul ZelioSoft2

4. Tipe blok, seperti Gambar 2.9

Gambar 2.9 Tipe blok ZelioSoft2

2.2. Komponen Pendukung

2.2.1. Resistor

Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi konduktor

yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang mengalir. Untuk

menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya dilakukan dengan cara

mengamati gelang warna yang terdapat pada resistor. Gambar 2.10 dibawah

ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan resistor.


12

Gambar 2.10 Cara penentuan nilai resistor

2.2.2. Relay

Relay adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk memutus atau

menghubungkan arus listrik dalam rangkaian – rangkaian listrik juga sebagai

rangkaian / peralatan kontrol yang menghubungkan supply ke bebannya. Relay

bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik menjadi suatu proses mekanis.

Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu lilitan elektromagnetik (coil) dan

contact point. Contact point ini terdiri dari contact NO (Normally Open = normal

terbuka) dan contact NC (Normally Close = normal tertutup). Pada keadaan awal,

yaitu pada saat coil relay tidak diberi tegangan, maka yang terhubung-singkat

adalah contact Normally Close (NC). Sedangkan contact Normally Open (NO)

mengalami hubung-terbuka atau dapat dilihat pada Gambar 2.11 berikut:

Gambar 2.11 Kondisi awal relay


13

Jika relay diatas tersebut diberi tegangan pada coil-nya, maka relay tersebut

akan mengalami switching seperti Gambar 2.12 berikut :

Gambar 2.12 Kondisi relay yang diberi tegangan

Pada keadaan ini, yang terhubung-singkat adalah contact Normally Open (NO),

sementara contact Normally Close (NC) mengalami hubung-terbuka.

Pada alat simulasi tugas akhir ini ada 2 jenis relay yang dipergunakan yaitu :

1. Relay DPDT (Double Pole Double Throw)

Relay DPDT adalah jenis relay yang memiliki 2 kutub contact dan 2 posisi

kedudukan contact,relay ini biasanya memiliki 8 kaki contact,yaitu 2 NO,2 NC,2

input dan 2 lagi untuk sumber tegangan,atau dapat dilihat pada Gambar 2.13

dibawah ini:

Gambar 2.13 Wujud relay DPDT

2.2.3.Pengaman Lebur (Fuse)

Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian listrik

bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai elemen lebur yang

ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan kedua unjungnya ditutup

dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung elemen leburnya disambungkan kepada

kedua kontak cincin perunggu tersebut. Sehingga apabila diantara kedua ujung cincin

perunggu diukur dengan Ohmmeter akan menunjukkan adanya hubungan keduanya. Bentuk fisik dan symbol fuse lebur dapat di lihat pada Gambar 2.14 berikut :


14

simbol wujud

Gambar 2.14 Fuse (sekering)

2.2.4.Sakelar Tombol Tekan (Push Botton)

Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang digunakan

untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar tombol tekan

dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya. Menurut kedudukan

kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua yaitu, Normally Open

(NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan kontaknya dalam keadaan

terbuka sebelum tombol dioperasikan atau ditekan. Apabila kontak NO tersebut

ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu

juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan

kontaknya akan kembali keposisi semula. Gambar 2.15 di bawah ini adalah simbol

sakelar tekan NO dan NC.

Gambar 2.15 Simbol sakelar tekan NO dan NC

2.3. Catu Daya

Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk bekerja.

Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau piranti berdaya

rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya yang mudah dapat dibuat

dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC.

Sebuah power supply dapat dibuat dengan tiga buah komponen utama, yaitu

transformator, dioda penyearah, dan kapasitor filter.


15

2.3.1. Trasformator

Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet

yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

2.3.1.1 Prinsip kerja

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan

masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan arus I1 fluks magnet

yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini

menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya

pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder. Gambar 2.16 menunjukkan

hubungan lilitan primer-sekunder suatu trafo.

Gambar 2.16 Hubungan lilitan Primer-sekunder

2.3.1.2 Jenis-jenis transformator

1. Transformator Penaik Tegangan (step-up) Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder

lebih banyak dari pada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.

Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik

tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam

transmisi jarak jauh. Gambar 2.17 menunjukkan Simbol transformator step-up :

Fluks pada transformator

V2 = dΦ dt


16

Gambar 2.17 Simbol transformator step-up

2. Transformator Penurun Tegangan (step-down)

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada

lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini

sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. Transformator penurun

tegangan adalah transformator yang diperlukan untuk menurunkan tegangan primer

yang tinggi misalnya sebesar 220 Volt atau 380 Volt, menjadi tegangan yang lebih

rendah pada bagian sekundernya, 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis

transformator penurun tegangan yaitu transformator penurun tegangan dengan CT

(Center Tap) dan transformator penurun tegangan tanpa CT. Gambar 2.18

menunjukkan Simbol transformator step-down, dan Gambar 2.19 menunjukkan

Simbol transformator step-down tanpa CT dan transformator step-down dengan CT.

Transformator yang di gunakan pada alat simulasi ini adalah yang transformator step-

down dengan CT.

Gambar 2.18 Simbol transformator step-down

(a) (b)

Gambar 2.19 (a) Transformator tanpa CT

(b) Transformator dengan CT

CT220 VAC

12 VAC

12 VAC

220 VAC 12 VAC

V1 V2

N1 N2

N2 > N1

V1 V2

N1 N2

N2 < N1


17

3. Transformator Automatis (Autotransformator)

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara

listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga

merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan

dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat

dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari

autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah

dari pada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan

isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder.

Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih

dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali). Gambar 2.20 menunjukkan

Simbol Autotransformator.

Gambar 2.20 Simbol Autotransformator.

2.3.2. Penyearah

Penyearah (rectifier) merupakan bagian dari catu daya yang berfungsi untuk

mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi tegangan searah atau DC.

Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda. Dalam pembuatan catu

daya alat ini menggunakan Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT. Catu

daya Penyearah gelombang penuh dengan CT dapat di lihat pada Gambar 2.21

berikut :

V1 V2


18

Gambar 2.21 Penyearah gelombang penuh dengan CT

Rangkaian penyearah gelombang merupakan rangkaian yang berfungsi untuk

merubah arus bolak-balik (Alternating Current / AC) menjadi arus searah (Direct

Current / DC). Komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah adalah

dioda, karena dioda memiliki sifat hanya memperbolehkan arus listrik melewati-nya

dalam satu arah saja.

2.3.2.1 Jenis-jenis Penyerah (rectifier)

1. Penyearah Setengah Gelombang

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Rangkaian penyearah setengah

gelombang merupakan rangkaian penyearah sederhana yang hanya dibangun

menggunakan satu dioda saja, seperti di ilustrasikan pada Gambar 2.22 berikut ini :

Gambar 2.22 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang ini adalah pada

saat setengah gelombang pertama (puncak) melewati dioda yang bernilai positif

menyebabkan dioda dalam keadaan ‘forward bias’ sehingga arus dari setengah

gelombang pertama ini bisa melewati dioda.


19

Pada setengah gelombang kedua (lembah) yang bernilai negatif menyebabkan dioda

dalam keadaan ‘reverse bias’ sehingga arus dan setengah gelombang kedua yang

bernilai negatif ini tidak bisa melewati dioda. Keadaan ini terus berlanjut dan berulang

sehingga menghasilkan bentuk keluaran gelombang seperti diperlihatkan pada

Gambar 2.23 berikut ini :

Gambar 2.23 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Setengah Gelombang

Dari gambar di atas, gambar kurva ‘D1-anoda’ (biru) merupakan bentuk arus

AC sebelum melewati dioda dan kurva ‘D1-katoda’ (merah) merupakan bentuk arus

AC yang telah dirubah menjadi arus searah ketika melewati sebuah dioda.

Pada gambar tersebut terlihat bahwa ketika gelombang masukan bernilai positif, arus

dapat melewati dioda tetapi ketika gelombang masukan bernilai negatif, arus tidak

dapat melewati dioda. Karena hanya setengah gelombang saja yang bisa di searah-

kan, itu sebabnya mengapa disebut sebagai Penyearah Setengah Gelombang.

I max

I av


20

Rangkaian penyearah setengah gelombang ini memiliki kelemahan pada kualitas arus

DC yang dihasilkan. Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian ini hanya 0,318

dari arus maksimum-nya, jika dituliskan dalam persamaan matematika adalah sebagai

berikut;

IAV = 0,318 · IMAX

Oleh sebab itu rangkaian penyearah setengah gelombang lebih sering digunakan

sebagai rangkaian yang berfungsi untuk menurunkan daya pada suatu rangkaian

elektronika sederhana dan digunakan juga sebagai demodulator pada radio penerima

AM.

2. Penyearah Gelombang Penuh

Ada beberapa jenis rangkaian penyearah gelombang penuh dimana rangkaian

penyearah ini dapat menyearahkan satu gelombang penuh (puncak dan lembah). Dua

rangkaian penyearah gelombang penuh yang sering digunakan dalam dunia

elektronika adalah penyearah gelombang penuh menggunakan rangkaian dioda

jembatan dan yang kedua adalah penyearah gelombang penuh menggunakan ‘center

tap design’.

Rangkaian dioda jembatan adalah rangkaian penyearah gelombang penuh

yang paling populer dan paling banyak digunakan dalam rangkaian elektronika.

Rangkaian dioda jembatan menggunakan empat dioda sebagai penyearah-nya seperti

diperlihatkan pada Gambar 2.24 berikut.

Gambar 2.24 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Prinsip kerja dari rangkaian dioda jembatan ini adalah ketika arus setengah

gelombang pertama terminal AC-Source bagian atas bernilai positif, sehingga arus


21

akan mengalir ke beban (R-Load) akan melalui D2 (forward bias) dan dari R-Load

akan dikembalikan ke AC-Source melalui D3. Hal ini diperlihatkan pada ilustrasi

Gambar 2.25 di bawah ini, dimana jalur arus yang di searah-kan diberi warna merah.

Gambar 2.25 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh pada saat

bagian atas bernilai positif

Sedangkan pada setengah gelombang kedua, terminal AC-Source bagian bawah yang

kini bernilai positif sehingga arus yang mengalir ke beban (R-Load) akan melalui D4

(forward bias) dan dari R-Load akan dikembalikan ke AC-Source melalui D1. Hal ini

diperlihatkan pada ilustrasi Gambar 2.26 di bawah ini, dimana jalur arus yang di

searah-kan diberi warna merah.

Gambar 2.26 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh pada saat

bagian atas bernilai Negatif

Sehingga setengah gelombang pertama dan kedua dapat di searah-kan dan

inilah mengapa rangkaian dioda jembatan ini disebut sebagai rangkaian Penyearah

Gelombang Penuh.


22

Sedangkan rangkaian penyearah gelombang penuh yang menggunakan ‘center

tap design’ digunakan pada sumber arus bolak-balik (AC) yang memiliki ‘Center Tap

(CT)’ contohnya pada transformator CT.

Pada rangkaian penyearah gelombang penuh ‘center tap design’ hanya

menggunakan dua dioda sebagai penyearah-nya. Contoh penyearah ‘center tap

design’ diperlihatkan pada Gambar 2.27 berikut ini.

Gambar 2.27 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan trafo CT

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah “center tap design’ ini adalah pada saat

arus setengah gelombang pertama pada AC-Source1 bernilai positif, maka arus akan

mengalir ke beban (R-Load) melalui D1 (forward bias). Sedangkan pada arus

setengah gelombang pertama pada AC-Source 2 bernilai negatif akan ditahan

(blocking) oleh D2 (reverse bias) sehingga tidak dapat mengalir ke beban, hal ini

diilustrasikan pada Gambar 2.28 berikut.


23

Gambar 2.28 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh Trafo CT

pada saat bagian atas bernilai Positif

Pada arus setengah gelombang kedua pada AC-Source 1 bernilai negatif

sehingga arus ditahan (blocking) oleh D1 (reverse bias) dan tidak dapat mengalir ke

beban, tetapi sebaliknya pada saat arus setengah gelombang kedua pada 2 bernilai

positif, maka arus akan mengalir ke beban (R-Load) melalui D2 (forward bias).

Sehingga menghasilkan penyearah gelombang penuh dari AC ke DC, seperti

diilustrasikan pada Gambar 2.29 berikut.

Gambar 2.29 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh Trafo CT

pada saat bagian atas bernilai Negatif

Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian penyearah gelombang penuh

ini adalah dua kali dari arus rata-rata yang dihasilkan oleh penyearah setengah

gelombang yakni ; IAV = 0,637 · IMAX

I av = 0.637 I max

I max


24

2.3.3. Penyaring (Filter)

Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah

bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring. Rangkaian filter ini

menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi terminal keluaran. Kapasitor ini

meratakan denyutan-denyutan tersebut dan memberikan suatu tegangan yang

hampir DC murni, biasanya kapasitor filter itu adalah sebuah kapasitor elektrolit

dengan harga yang besar.

Gambar 2.30 berikut ini merupakan bentuk keluaran dari rangkaian penyearah

gelombang penuh yang di plot berdasarkan nilai C-Filter yang digunakan.

Gambar 2.30 Bentuk keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh

yang di plot berdasarkan nilai C-Filter


25

Dari perbandingan kurva di atas terlihat bahwa semakin besar nilai C-Filter

yang gunakan maka keluaran tegangan DC dari penyearah gelombang penuh semakin

halus dan linear.

2.3.4. IC Catu Daya

Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari rangkaian itu

tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang diperlukan . untuk mengatasi

masalah tersebut biasanya dipasang IC catu daya. IC ini digunakan untuk lebih

mengakuratkan nilai tegangan keluaran. Dalam rangkaian ini menggunakan IC

LM7805 dengan tegangan keluran sebesar 5 volt. Gambar 2.31 berikut menunjukkan

wujud dari IC LM7812 :

Gambar 2.31 IC LM7812

2.3.5. Light Emiting Dioda (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang

dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda.

Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron

yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan

energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk

mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium,

arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang

berbeda pula. Gambar 2.32 berikut menunjukkan wujud dari LED :

Gambar 2.32 Simbol dan Wujud dari LED


26

Pada saat ini warna-warna cahaya LED bermacam-macam bukan hanya

kuning, merah atau hijau seperti yang biasa kita jumpai tetapi telah terdapat warna

biru, ungu dan putih bahkan LED tidak hanya digunakan sebagai lampu indicator saja

tetapi telah digunakan sebagai lampu penerangan menggantikan lampu-lampu

konvensional pada umumnya.

2.4. Detektor Kebakaran (Fire Detector) Kebakaran adalah suatu fenomena yang terjadi ketika suatu bahan mencapai

temperatur kritis dan bereaksi secara kimia dengan oksigen (sebagai contoh) yang

menghasilkan panas, nyala api, cahaya, asap, uap air, karbon monoksida, karbon dioksida,

atau produk dan efek lainnya.

Sistem alarm kebakaran (Fire Alarm System) adalah suatu sistem yang memberikan

isyarat/tanda saat terjadi indikasi adanya kebakaran yang terdiri dari komponen-komponen

pendeteksi/sensor sebagai input dan Suara/lampu (horn/strobe) sebagai peringatan keluaran

(output warning), yang semuanya di kontrol oleh sebuah PLC (Programmable Logic

Controller) Zelio.

Berikut ini adalah Gambar Diagram Blok Fire Alarm : - Smoke Detector - PLC Zelio - Bell - Heat Detector - Sirine - Flame detector - Strobe - Manual call point - Lamp

Gambar. Diagram Blok Fire Alarm

2.4.1. Sistem deteksi kebakaran (fire detector) :

Terdiri dari beberapa macam yaitu :

1. Detektor nyala api (Flame Detector)

2. Detektor Panas (Heat Detector)

3. Detektor asap (Smoke Detector)

4. Dll.

Mana yang sesuai untuk diaplikasikan, tergantung pada kebutuhan dan kondisi

di lapangan. Ketiganya termasuk alat untuk mendeteksi kebakaran secara dini.

Kejadian kebakaran karena terpenuhinya 3 unsur (fire chain): fuel (hidrokarbon),

INPUT EQUIPMENT

CONTROL PANEL

OUTPUT EQUIPMENT


27

heat, and oxigen. Pencegahannya memutus rantai tersebut dengan meniadakan salah

satu dari ketiga unsur.

1. Detektor Nyala Api (Flame Detector)

Bentuk fisik Detektor nyala api dapat di lihat pada Gambar 2.33 di bawah ini :

Gambar 2.33 Fisik Detektor Nyala Api (Flame Detector)

Deteksi nyala api adalah teknologi untuk mendeteksi api, menggunakan detektor

nyala .Detektor Flame adalah peralatan optik untuk mendeteksi fenomena nyala api.

Ada dua kategori deteksi api:

• Nyala detektor untuk mendeteksi api dalam sistem alarm kebakaran

• Flame scanner untuk memantau kondisi api di burner

2. Detektor Panas (Heat Detector)

Bentuk fisik detektor panas dapat di lihat pada Gambar 2.34 di bawah ini :


28

Gambar 2.34. Fisik Heat detector

Detektor panas (Heat detector) ada dua macam yaitu ROR Detector dan Fixed

Heat Detector.

ROR (rate of rise) akan bekerja berdasarkan suatu kontak mekanik (switch),

yang dikontrol oleh dua jenis logam (bimetal) yang dibentuk sedemikian rupa,

sehingga switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal. Apabila detektor

menerima panas sampai titik yang telah ditentukan maka bimetal akan memuai,

sehingga switch akan ON dan ini berarti detektor sedang mendeteksi panas. Selain

cara kerja seperti diatas detektor ini juga akan langsung aktif ON bila kenaikan lebih

dari 10 derajat celsius per menit tanpa menunggu temperatur mencapai titik yang telah

ditentukan (rate of rise). Untuk ruangan yang sudah cukup panas ROR tidak cocok

digunakan karena mudah terjadi false alarm.

Detektor panas tetap (fixed Heat detector) bekerja berdasarkan kontak

mekanik (switch), dimana suatu penahan yang diletakkan dengan bahan perekat

khusus, akan membuat switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal.

Apabila detektor menerima panas pada titik yang telah ditentukan maka bahan perekat

tersebut akan mencair yang mengakibatkan penahan otomatis lepas sehingga

membuat switch berubah ke posisi ON, dan ini berarti detektor mendeteksi panas.

Perubahan switch dari posisi OFF ke posisi ON akan segera diteruskan ke panel

sebagai indikasi fire. Jenis bahan perekat yang dipakai akan menentukan pada

temperatur/suhu berapa detektor akan mulai aktif, jadi titik temperatur kerjanya,

selalu tetapi tidak dipengaruhi oleh kecepatan kenaikan temperatur/suhu.


29

3. Detektor Asap (Smoke Detector) Bentuk fisik detektor asap (smoke detector) dapat di lihat pada Gambar 2.35 di bawah ini :

Gambar 2.35. Gambar Fisik Detektor Asap (Smoke detector)

Detektor Asap (Smoke detector) adalah alat untuk mendeteksi asap yang timbul dari

sumber kebakaran.

Terdapat beberapa jenis smoke detector antara lain : a. Ionization smoke detector

Sensor (Chamber) pada detektor ion terdiri dari dua buah Plat yang bermuatan listrik

dan bahan radioactive diantara plat positive dan negative. Tumbukan antar molekul

menyebabkan terjadinya ion positif dan negative. Ion tersebut akan tertarik kearah

kedua plat dan menyebabkan arus dengan suatu nilai tertentu. Apabila chamber

terkena asap maka partikel ion akan berubah sesuai asap yang masuk, dan

mempengaruhi arus yang ada sampai pada suatu nilai tertentu dan kemudian detektor

akan bekerja.

Ionization Smoke Detector dapat bereaksi cepat pada ruangan yang terdapat bahan

yang mudah terbakar, misalnya ruangan bahan kimia, dengan partikel 0,01 sampai

dengan 0,3 micron. Tapi tipe ion tidak terlalu cocok untuk tempat yang tinggi,

pergerakan udara yang cepat dan dekat dapur.


30

b. Photo electric smoke detector

Photoelectric sensor secara terus menerus memancarkan cahaya ke sebuah

diode penerima, apabila kekuatan cahaya berkurang sampai nilai tertentu karena

terhalang oleh banyaknya asap yang masuk kedalam detector maka kemudian akan

terjadi alarm.

Selain cara tersebut ada photo smoke yang memakai system pemantulan,

apabila ada asap yang masuk maka asap tersebut akan memantulkan cahaya ke

penerima. Apabila cahaya yang diterima mencapai nilai tertentu maka akan terjadi

Alarm. Photo electric sangat cepat bekerja pada partikel smoke antara 0,3 sampai

dengan 10 micron. Pada modul ini yang digunakan adalah smoke detector

“Photoelectric Smoke Detector”.

Smoke detector Ionization Type

Smoke detector type ini bekerja berdasarkan 2 buah pleat dielektrik dan sebuah

sumber radiokatif untuk mengionisasi udara diantara kedua pelat. Seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.36

Gambar 2.36. Pola Radiasi partikel

Ion positif akan disalurkan dari terminal positif menuju terminal negatif, dan

sebaliknya ion electron akan disalurkan dari terminal negatif ke terminal positif.

Seperti gambar 2.37. Jika suatu partikel asap mempunyai kadar yang cukup untuk


31

menghalangi proses penyaluran molekul-molekul tersebut, seperti pada Gambar 2.38.

Maka arus yang dimonitor oleh alat ini akan bertambah, ketika arus mencapai titik

tertentu maka alarm akan berbunyi.

Gambar 2.37 Gambar 2.38.

Dimana asap akan masuk melalui celah-celah bagian ujung smoke detector

yang nantinya akan menghalangi proses pergerakan ion-ion dari electroda negatif ke

positif atau sebaliknya

Smoke detector Photoelectric Type

Smoke detector type ini bekerja berdasarkan dari suatu sinar yang dipancarkan

dari sebuah light-emiting dioda (LED) dan diterima oleh suatu sensor penerima

cahaya. Type ini bekerja dengan memberi penyinaran langsung ke arah penerima

sensor cahaya . System akan alarm jika asap menghalangi sinar yang mecapai pada

sensor penerima cahaya. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.39 dan Gambar

2.40 berikut:

~ Light Source adalah Pemberi cahaya dapat berupa LED.

~ Light Sensitive Device adalah Alat yang peka terhadap cahaya dapat berupa Photo

resistors, Photocells, Photomultiplicators


32

Gambar 2.39. Cahaya dipancarkan ke penerima sensor cahaya

Gambar 2.40. Cahaya dihalangi oleh asap ke penerima sensor cahaya

Sensor


33

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1. Perancangan Alat Simulasi

Alat simulasi digunakan untuk mendiskripsikan cara kerja sistem fire alarm

menggunakan programmable logic controller (PLC).

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan program kendali fire alarm pada

PLC adalah sebagai berikut :

1. Memahami urutan kerja sistem kendali fire alarm.

2. Membuat Daftar Input dan Output

Berikut ini merupakan daftar alamat input dan output PLC yang ditunjukkan

pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Daftar alamat masukan PLC

Alamat Keterangan

IB Sensor Zone-1

IC Sensor Zone-2

ID Manual Call Point

I1 Abort Swicth

I2 Silence

Z2 Reset


34

Tabel 3.2 Daftar alamat keluaran PLC

Alamat Keterangan

Q1 Lampu LED Trouble Zone-1

Q2 Lampu LED Trouble Zone-2

Q3 Lampu LED Alarm Zone-1

Q4 Lampu LED Alarm Zone-2

Q6 Alarm Bell (Alarm Pertama)

Q7 Indicator Lamp (On Actuator 24 V)

Q8 Sirine (Alarm Kedua)

3. Pembuatan Ladder Diagram.

Berikut ini merupakan cara pembuatan ladder diagram pada software zeliosoft2

Untuk memulai program zeliosoft2 dapat dilakukan sebagai berikut:

a. Buka program ZelioSoft2 maka akan muncul kotak dialog Welcome seperti

Gambar 3.1 berikut:

Gambar 3.1 kotak dialog Welcome

b. Klik create new program, akan muncul jendela pilihan PLC seperti Gambar 3.2

dibawah ini:


35

Gambar 3.2 Jendela pilihan PLC

c. Klik pada kategori (1) 10/12 I/O WITHOUT EXTENSION. Akan muncul jendela

pilihan PLC seperti Gambar 3.3 dibawah ini, Kategori yang dipilih lebih terang

berwarna kuning dan diikuti daftar modul yang direkomendasikan.

Gambar 3.3 Pemilihan modul

d. Pilih jenis modul zelio ke program , dalam hal ini tipe SR2B201JD. Kemudian

klik Next, maka akan terbuka pilihan modul, dalam hal ini pilih pembentukan

program dengan bahasa Ladder seperti ditunjukan Gambar 3.4


36

Gambar 3.4 Pilihan pembentukan program dengan Leadder

e. Kemudian klik Next, maka akan terbuka jendela ZelioSoft2 seperti Gambar 3.5.

berikut:

Gambar 3.5 Jendela ZelioSoft2

f. Tempatkan input dan instruksi-instruksi pada Row (ladder line) contact dan

tempatkan output ( Q ) pada Row coil. seperti Gambar 3.6 dan 3.7 berikut ini :


37

Gambar : 3.6 Contoh cara pemasukan input pada ladder line

Gambar :3.7 Contoh cara pemasukan output pada ladder line

3.2. Pembuatan Alat Simulasi

3.2.1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan pesawat simulasi dapat

dilihat dalam Tabel berikut:

Tabel 3.3 Daftar peralatan dan bahan

No Nama Alat dan Bahan Spesifikasi Jumlah

1. Gergaji kayu - 1 buah

2. Gergaji besi - 1 buah

3. Obeng ( - ) - 1 buah

4. Obeng ( + ) - 1 buah

5. Bor kayu - 1 buah


38

6. Mata bor Ф 1 mm 1 buah

7. Bor PCB - 1 buah

8. Tang Kombinasi - 1 buah

9. Kikir bulat - 1 buah

10. Palu - 1 buah

11. Multimeter Analog SANWA 1 buah

12. Sakelar ON/OFF 5 A, 250 Volt 1 buah

13. Paku skrup ¾”, ½” 1 gros

14. Paku 1½” ¼ kg

15. Amplas No. 600 2 lembar

16. PCB 1 lot

17. Lampu LED 5 mm 4 buah

18. Relai 8 Pin 12 VDC, 5 A 1buah

19. Transformator 3 A,CT 1 buah

20. Kapasitor C1 2200 µf,50 Volt 1 buah

21. Kapasitor C2 1000 µf, 25 Volt 1 buah

22. Dioda 3 A 2 buah

23. IC Regulator LM 7812 1 buah

24. Resistor Toleransi 5% 1 lot

25. PLC Zelio SR2-121BD 1 buah

26. Solder 40 Watt 1 buah

27. Spidol Permanen 1,5 mm 1 buah

28. Acrylic 1 1 lot

29.Detektor asap

(Smoke Detector) Photoelectric 2 bh

30. Alarm Bell 24 VDC 1 bh

31. Sirine 24 VDC 1bh

32. Indicator Lamp 24 VDC 1bh

33. Manual Call Point 24 VDC 1bh

34. Abort Switch 1bh


39

3.2.2. Proses pembuatan alat simulasi

Pembuatan alat simulasi fire alarm dengan menggunakan PLC ini dirancang

untuk medeteksi asap secara otomatis. Proses pembuatan alat simulasi dimulai

dilakukan dengan urutan sebagai berikut :

1. Membuat bentuk ruangan dari akrilik sebagai tempat untuk simulasi fire

alarm

2. Memasang Detektor asap (Smoke Detector) Pada akrilik yang telah di

pasang.

3. Memasang pengkabelan (wiring) untuk Detektor asap (Smoke Detector)

4. Membuat rangkaian elektronik sesuai gambar rangkaian yang terdiri dari

Rangkaian Catu Daya dan Rangakain Kontrol Fire Alarm diats papan PCB

dan melarutkan PCB tersebut kedalam larutan Ferri Clorid sehingga

didapatkan suatu jalur rangkaian diatas PCB tersebut.

5. Memasang komponen-komponen rangkaian pada papan PCB dengan

menggunakan Solder.

6. Melakukan pengawatan/instalasi pada alat simulasi tersebut berikut dengan

pemasangan PLC dan lampu indicator.

7. Melakukan pengujian terhadap semua bagian alat simulasi baik catu daya,

sensor-sensor.

8. Memasukkan program ladder yang telah dibuat ke dalam PLC

9. Mencoba kerja alat simulasi dengan menggunakan PLC.


40

Gambar 3.8 dan 3.9 di bawah ini adalah rangkaian catu daya yang terdapat

pada PCB :

Gambar 3.10 dan 3.11 di bawah ini adalah rangkaian bantu alarm kebakaran

(fire alarm sistem):

Gambar : 3.10 Rangkain Kontrol Tambahan Fire Alarm Sistem

Gambar : 3.8 Schematic Catu Daya 12Vdc

Gambar : 3.9 Schematic Catu Daya 24Vdc

IB

IC


41

Gambar : 3.11 Rangkain Kontrol Tambahan Fire Alarm Sistem

3.3. Pemasukan Program Ladder Kedalam PLC (Alat Simulasi)

Berikut merupakan langkah-langkah dalam memasukkan program ke

dalam alat simulasi.

1. Menghubungkan input catu daya alat simulasi ke tegangan 220 V dari PLN.

2. Menghubungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel port peripheral

RS 232C. Hidupkan PLC dan komputer, dan lakukan konektifitas diantara

keduanya.

3. Aktifkan ZelioSoft2 dan lakukan pengaturan seperti Gambar 3.12 berikut:

Gambar : 3.12 Kotak dialog untuk membuka program

Klik Open an existing program dan cari file diagram ladder yang telah kita buat

untuk sistem kontrol alat simulasi, lalu buka file tersebut sehingga menampilkan

Gambar 3.13 berikut :


42

Gambar : 3.13 Tampilan diagram ladder keseluruhan

4. Klik pada toolbar Transfer lalu pilih Transfer program dari PC ke module.

5. Setelah selesai melakukan transfer program, maka program ladder telah

tersimpan kedalam unit memory PLC yang selanjutnya akan diproses oleh PLC

dalam mengontrol alat simulasi.


43

BAB IV

PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL SIMULASI SISTEM

ALARM KEBAKARAN (FIRE ALARM)

4.1. Penjelasan Umum

Sistem Alarm kebakaran (Fire Alarm System) adalah suatu sistem yang

memberikan isyarat/tanda saat terjadi indikasi adanya kebakaran yang terdiri dari

komponen-komponen pendeteksi/sensor sebagai masukkan (input) dan Suara/lampu

(horn/strobe) sebagai Keluaran peringatan (output warning), yang semuanya di

kontrol oleh sebuah PLC (Programmable Logic Controller).

4.2 Sistem Kerja Pendeteksi Kebakaran Terhubung ke Sistem Pemadaman Gas

FM 200.

Pada prinsipnya sistem ini hampir sama dengan sistem pendeteksi kebakaran

umumnya, tetapi pada system ini ada sedikit perbedaan pada tipe panel utama serta

pemasangan instalasinya.

Pada sistem ini instalasi yang di pasang adalah terbagi atas dua area (zone)

yang terpasang secara silang (cross), hal ini berfungsi agar area yang terdeteksi oleh

sensor bisa secara bergantian mendeteksi. Tabel 3.4 Berikut ini adalah sistem kerja

dari alat simulasi yang di rancang :

Tabel 3.4 Sistem kerja Alarm Kebakaran

smoke

detector

Zone-1

smoke

detector

Zone-2

Manual

Call

Point

Abort

swicth

Tombol

Silence

Tombol

reset

Timer

(40 detik)

Alarm

bell

Sirine lampu

1 ON OFF ON OFF OFF

2 ON OFF ON OFF OFF

3 ON ON ON ON ON ON (setelah 40

Detik)

Masukkan (Input) alarm kebakaran No Keluaran (Output) alarm kebakaran

Kondisi masukkan alarm kebakaran Kondisi eluaran alarm kebakaran


44

4 ON ON ON ON ON (setelah 40

Detik)

5 ON ON OFF OFF OFF OFF

6 ON ON OFF OFF OFF OFF

7 ON ON ON ON OFF OFF ON (setelah 40

Detik)

8 ON ON ON OFF OFF ON (setelah 40

Detik)

9 ON ON ON OFF ON ON OFF

10 ON ON OFF ON ON OFF

11 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF

Penjelasan Tabel 3.4 :

1. Pada saat smoke detektor zone pertama mendeteksi adanya asap, maka

secara automatis alarm bell akan berbunyi (sampai batas waktu yang

tidak di tentukan).

2. Pada saat smoke detektor zone kedua mendeteksi adanya asap, maka


tidak di tentukan).

3. Pada saat smoke detektor zone pertama dan kedua mendeteksi adanya

asap, maka secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi

(sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut

bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi

gas FM 200 keluar).

4. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan), maka secara

automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu

yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai pada

waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi gas FM 200 keluar).

5. Pada saat smoke detektor zone pertama mendeteksi adanya asap, maka


tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell

akan berhenti.

6. Pada saat smoke detektor zone kedua mendeteksi adanya asap, maka



45

tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell

akan berhenti.



(sampai batas waktu yang tidak di tentukan), pada saat tombol silence

di tekan maka suara bell dan sirine akan berhenti. Tetapi pada kondisi

ini timer tetap bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan

hidup (kondisi gas FM 200 keluar).

8. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan), maka

secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas

waktu yang tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka

suara bell dan sirine akan berhenti. Tetapi pada kondisi ini timer tetap

bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi

gas FM 200 keluar).



(sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut

bekerja sampai pada waktu 40 detik. Tetapi sebelum waktu 40 detik

tombol abort switch di tekan maka secara automatis hitungan timer

akan berhenti.

10. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan), maka

secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas

waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai

pada waktu 40 detik. Tetapi sebelum waktu 40 detik tombol abort

switch di tekan maka secara automatis hitungan timer akan berhenti.

11. Pada saat semua sistem bekerja kemudian tombol reset di tekan maka

sistem akan kembali normal. (NB : semua peralatan input alarm harus

diposisikan ke keadaan awal).


46

Gambar 4.1 dan 4.2 adalah layout & Single line diagram pemasangan fire

alarm yang terintegrasi ke system FM 200 yang sering terpasang pada suatu gedung.

Gambar. 4.1 Layout Fire Alarm & FM 200

Gambar. 4.2 Single line Diagram Alarm Kebakaran


47

Tata Letak peralatan alarm kebakaran dapat di lihat pada Gambar 4.3 dan 4.4

di bawah ini :

Gbr. 4.3 Miniatur Perancangan Alarm kebakaran

Photoelectric smoke detector

Abort Switch

Manual Call Point

Alarm Bell Sirine

Indicator Lamp


48

Gbr. 4.4 Tata letak PLC & Catu Daya

PLC Zelio SR2 B201 JD

Input PLC

Output PLC

Rangkaian Catu daya & Rangkaian bantu Fire alarm

Transformator 3A


49

4.3 Rangkaian Pengkabelan PLC

Secara umum rangkaian pengkabelan input – output yang terhubung pada PLC

dapat dilihat dari Gambar 4.5 berikut :

Gbr. 4.5 Rangkaian Pengkabelan Input/Output

INPUT

OUTPUT


50

4.4 Pengkabelan (Wiring) Diagram rangkaian PLC dan sistem Alarm kebakaran

Wiring diagram yang berfungsi untuk menjalankan sistem yang

menghubungkan antara PLC dengan instalasi Fire Alarm Sistem dapat dilihat pada

Gambar 4.6 berikut ini :

Gbr. 4.6 Wiring diagram PLC

Keterangan Wiring Diagram :

Input PLC :

• 12 Vdc : PLC dihubungan ke catu daya dengan tegangan kerja 12 Vdc Pada

Terminal 2

• I1 : I1 dihubungkan dengan (-) Abort switch

• I2 : I2 dihubungkan dengan tombol silence

TERMINAL - 2 TERMINAL - 3

TERMINAL - 1


51

• IB : IB dihubungkan dengan (-) Zone 2, IE, dan (-) 12Vdc dengan

sebuah capsitor 35V 10uf pada PLC

• IC : IC dihubungkan dengan (-) Zone 1, IF, dan (-) 12Vdc dengan

sebuah capsitor 35V 10uf pada PLC

• ID : ID di hubungkan ke (-) Manual Call Point

Output PLC :

• Q1 : Q1 Common & NO, common dihubungkan ke (+) 12 Vdc

Terminal 2 dan di paralel ke common pada Q2, Q3, dan Q4.

kemudian NO di hubungkan ke LED Zone 1

• Q2 : NO dihubungkan ke LED Zone 2

• Q3 : NO dihubungkan ke LED Alarm 1

• Q4 : NO dihubungkan ke LED Alarm 2

• Q6 : Q6 Common & NO, common dihubungkan ke (-) 12 Vdc Terminal

2 dan di paralel ke common pada Q7, dan Q8. kemudian NO di

hubungkan ke (-) Bell pada terminal 1

• Q7 : NO dihubungkan ke (-) Lampu pada terminal 1

• Q8 : NO dihubungkan ke (-) Sirine pada terminal 1

Terminal 1 :

• (+) Bell, sirine & Lampu : dihubungkan pada (+) 24Vdc pada terminal 3

• (+) MCP dan (+) abort switch di paralel kemudian dihubungkan ke (+) 12 Vdc

pada PLC

• (+) Zone 2 dihubungkan ke (+) zone 2 pada terminal 3

• (+) Zone 1 dihubungkan ke (+) zone 1 pada terminal 3

• (-) Zone 2 dihubungkan ke (+) zone 2 pada terminal 3

• (-) Zone 1 dihubungkan ke (+) zone 1 pada terminal 3


52

4.5 Diagram Tangga (Ladder Diagram)

Pada gambar dibawah ini diperlihatkan diagram tangga atau Ladder Diagram

yang di gunakan sistem yang di control dalam hal ini cara kerja fire alarm sistem yang

terintegrasi dengan FM 200. Penggambaran ladder diagram ini adalah menggunakan

format Zelio, karena PLC yang di gunakan dalam mengontrolnya adalah PLC Zelio

Compact, SR2 B201 JD. Gambar 4.7 menunjukkan program ladder diagram :


53

Gbr. 4.7 Ladder Diagram

4.6 Parameter Input & Output

Adapun keterangan dan parameter dari ladder diagram diatas adalah:


54


55

4.7 Analisa Kerja Kontrol

1. Analog –IN comparator A1 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone-1 yang akan mengeset output alarm Zone-1 (setting tegangan alarm > 6.0 V)

2. Analog –IN comparator A2 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone-2 yang akan mengeset output alarm Zone-2 (setting tegangan alarm > 6.0 V)

3. Analog –IN comparator A3 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone Trouble-1 yang akan mengeset output alarm Zone Trouble-1 (setting tegangan alarm < 4.7 V)

4. Analog –IN comparator A4 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone Trouble-2 yang akan mengeset output alarm Zone Trouble-2 (setting tegangan alarm <= 5.2 V)

5. Pada saat alarm (tegangan pada Zone 1 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) akan hidup begitu juga dengan LED A1 (Q1). Tapi actuator belum bekerja jika hanya salah salah satu zone saja yang alarm.

6. Pada saat alarm (tegangan pada Zone 2 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) akan hidup begitu juga dengan LED A2 (Q2). Tapi actuator belum bekerja jika hanya salah salah satu zone saja yang alarm.

7. Pada saat trouble => kondisi kabel zone terlepas atau terputus (tegangan pada Zone 1 < 4.7 V) maka LED A3 (Q3) akan hidup .

8. Pada saat trouble => kondisi kabel zone terlepas atau terputus (tegangan pada Zone 2 <= 5.2 V) maka LED A4 (Q4) akan hidup .

9. Pada saat alarm zone 1 dan zone 2 (tegangan pada Zone 1 dan 2 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) dan Sirine (Q8) akan hidup begitu juga dengan LED A1 (Q1) dan LED A2 (Q2). Kemudian T4 (timer actuator akan bekerja = 40 detik) untuk menghidupkan lampu.

10. Pada saat manual call point di tekan (ID) maka Alarm Bell (Q6) dan Sirine (Q8) akan hidup. Kemudian T4 (timer actuator akan bekerja = 40 detik) untuk menghidupkan lampu.

11. Untuk menghentikan T4 (timer actuator=Q7) maka tekan tombol Abort switch (I1)

12. Untuk menghentikan suara bell (Q6) dan Sirine (Q8) maka tekan tombol Silence (I2)

13. Z2 (tombol reset) untuk mengembalikan sistem kembali normal (NB : semua peralatan input di posisikan seperti keadaan semula.


56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah melaksanakan Perancangan dan mempelajari pembuatan sistem

proteksi kebakaran pada ruang server (fire alarm system) dengan menggunakan PLC

sebagai pengontrol maka penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan :

1. Penggunaan PLC (Programmable logic controller) sebagai pengontrol alarm

kebakaran pada ruang server mengontrol sensor berdasarkan kenaikkan

parameter tegangan pada detector asap.

2. Tegangan keluaran pada catu daya tidak stabil tergantung besar tegangan yang

masuk pada transformator input.

3. Sumber tegangan pada PLC hanya bergantung dari PLN (tidak ada cadangan

catu daya).

4. Tampilan pada LCD PLC (Programmable logic controller) berupa angka-

angka yang meindikasikan terjadinya alarm, bukan berupa tulisan.

5.2. Saran Dengan membuat secara langsung program PLC untuk mengontrol proteksi

kebakaran pada ruang server, maka beberapa saran antara lain :

1. Dalam hal pembuatan catu daya harus benar-benar di perhatikan karena akan

mempengaruhi system kerja dari PLC (Programmable logic controller) dalam

hal mengontrol alarm kebakaran, karena tegangan yang keluar dari catu daya

harus benar-benar stabil .

2. Pemasangan catu daya ke tegangan 220 Vac ada baiknya menggunakan

stabilizer untuk menstabilkan tegangan input yang masuk dari catu daya.

3. Diharapkan untuk penelitian berikutnya penulis agar lebih memperhatikan

pada penggunaan catu daya yang di lengkapi dengan baterai agar dapat

menjadikan sumber tegangan cadangan apabila sumber PLN mengalami

gangguan sehingga sistem alarm kebakaran tetap bisa bekerja.


57

DAFTAR PUSTAKA

1. Setiawan, Iwan, 2006 “PLC (Programmable Logic Controller) dan Teknik

Perancangan Sistem Kontrol”,Andi, Yogyakarta.

2. Wijaya, Irwan 2006 “Teknik Digital”,Erlangga, Jakarta

3. Interindo Wiradinamika,PT, 1997 ”Training Manual Smallest PLC”, Bandung.

4. Standar Nasional Indonesia 03 – 3985 ”Tata cara perencanaan, pemasangan

dan pengujian sistem deteksi dan alarm kebakaran untuk pencegahan bahaya

kebakaran pada bangunan gedung”, SNI 2000.

5. “Buku Panduan Smart Rellay Zelio”, Schneider Electric

sistem proteksi kebakaran pada ruang server

Documents