tugas menyunting jurnal haelko 098

Simulasi Pengalih Daya Otomatis Berbasis PLC (Fajar Rica Suhada) 23

SIMULASI PENGALIH DAYA OTOMATIS BERBASIS

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

Fajar Rica Suhada

Alumni Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta Tahun 2013 (098)

Daryanto

Dosen Universitas Negeri Jakarta Jurusan Teknik Elektro

Aris Sunawar

Dosen Universitas Negeri Jakarta Jurusan Teknik Elektro

M Azizil Itqiya

Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Tahun Angkatan 2011 Universitas Negeri Jakarta

No Registrasi 5115111692

ABSTRACTThis study aims to create a system of automatic power divider using PLC. This research

was conducted at the Laboratory PLC Faculty of Engineering Department of Electrical

Engineering State University of Jakarta in October 2012 until January 2013. The

method used is the method of making and laboratory experiments to test the program

with the assistance of AVR Code Vision Systems PLC and then apply it to the

installation of lighting circuit simulator. Instruments of this researc his a PLC, CX-

Programmer software, 712th ACS current sensor 20 A, the load simulat or group.

The first step is to calibrate the flow sensor 712ACS20 A with the help of AVR Code

Vision Systems and software, followed by making a ladder diagram program. Test sper

formed on hardware and software. The test results are then analyzed according to the

criteria of the hardware.

From the results of the test hardware, precision current sensor with a gauge

nearingammeters.Ladder program screated through software Cx-Programmer to work

as desired after receiving input from the current sensor. Simulator series single phase

electrical installations that have experienced more burden to move most of its burden

towards the group load up with the help of the relay after getting orders from the PLC

and when normally it back to its original state. The conclusion of this research is the

automatic power divider system can work after getting input from the PLC when the

load current sensor more then to move most of its burden towards the group in order to

avoid the burden of backup power outages.

Kata kunci : Teknik Instalasi, overload, PLC, instruksi dasar

Kebutuhan energi listrik (tenaga listrik)

baik di sektor rumah tangga, gedung

perkantoran, maupun industri meningkat

tajam seiring dengan tingkat pendapatan

masyarakat dan pertumbuhan industri.

Dengan kebutuhan listrik masyarakat dan

Industri yang terus berkembang secara

pesat maka suplai tenaga listrik menjadi

sebuah kebutuhan utama.

24 HAELKO, Vol. 098, No. 1, April 2013 : 23-32

Akibatnya timbul persoalan dalam

menghadapi kebutuhan daya listrik yang

tidak tetap dari waktu ke waktu.

Pemakaian beban yang melebihi kapasitas

daya pada suatu kelompok beban akan

mengakibatkan overload . Pemakaian

beban berlebih ini dapat menyebabkan

trip pada MCB. MCB yang mengalami trip

ini akan mengakibatkan beban kehilangan

daya secara langsung. Apabila hal ini

terjadi terus menerus akan mengakibatkan

beban – beban seperti alat elektronik,

motor listrik, AC, maupun mesin industri

tidak dapat beroperasi sebagaimana

mestinya dan lebih cepat

rusak.(Suhadi:2008)

Untuk mengatasi masalah kelistrikan

tersebut diperlukan sistem kontrol

otomatis yang dapat mengatur pasokan

energi listrik pada tiap beban agar

peralatan elektronik maupun mesin

industri masih dapat bekerja walaupun

sedang terjadi overload .

Dari uraian latar belakang diatas, maka

masalah yang diidentifikasi adalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana memenuhi kuantitas dan

kualitas pasokan energi listrik?

2. Bagaimana mendeteksi kelebihan

overload dan memindahkan beban

sebelum MCB bekerja?

3. Bagaimana mengatur pasokan energi

listrik menggunakan PLC?

4. Bagaimana cara kerja sistem kontrol

pada satu grup yang overload

dialihkan sebagian bebannya pada

grup beban yang tidak dalam

pemakaian penuh?

INSTALASI LISTRIK

Instalasi listrik adalah saluran listrik

termasuk alat-alatnya yang terpasang di

dalam dan atau di luar bangunan untuk

menyalurkan arus listrik setelah atau di

belakang pesawat pembatas/meter milik

perusahaan. Untuk pemasangan instalasi

listrik penerangan dan tenaga untuk

rumah/gedung terlebih dahulu harus

melihat gambar-gambar rencana instalasi

yang sudah dibuat oleh perencana

berdasarkandenah rumah/bangunan

dimana instalasinya akan dipasang.

OVERLOAD

Pengertian overload khususnya dalam

bidang elektronika adalah suatu keadaan

dimana beban listrik yang mengalir

melebihi kapasitas yang tersedia. Sebab-

sebab terjadinya overload atau kelebihan

muatan listrik bisa di karenakan terlalu

besar sumber listrik yang di gunakan, atau

terjadi kegagalan pada salah satu

rangkaian yang menyebabkan naiknya

beban listrik yang berlebihan.(Dwi:2011)


PLC

Definisi Programmable Logic Controller

menurut National Electrical Manufactures

Assosiation (NEMA) adalah suatu alat

elektronika digital yang menggunakan

memori yang dapat diprogram untuk

menyimpan instruksi – instruksi dari suatu

fungsi tertentu seperti logika, sekuensial,

pewaktuan, pencacahan dan aritmatika

untuk mengendalikan mesin dari

proses.(Prih Sumardjati:2008)

Perangkat yang terdapat pada PLC

tersusun dari lima komponen utama, yaitu:

1) Prosesor

2)

Memori

Terdiri dari dua jenis memori yaitu :

a) Read Only Memory (ROM)

b)

Random Access Memory (RAM)

3) Modul Input dan Output

4) Alat Pemrograman

Alat pemrograman dapat berupa komputer

maupun Hand Held Programmer .(Wiliam

Bolton; 2004)

5)

Catu Daya

INSTRUKSI DASAR

Berikut ini adalah instruksi – instruksi

yang terdapat pada PLC:

1) Instruksi Dasar

Instruksi dasar merupakan Instruksi yang

digunakan untuk membuat rangkaian

logik dari diagram tangga. Intruksi tersebut

adalah sebagai berikut:

a.

AND

Gerbang AND akan mempunyai keluaran

1 jika semua masukan pada logika 1,

sebaliknya akan mempunyai keluaran 0

jika semua masukannya adalah 0. Jika

salah satu masukan mempunyai logika 0

maka keluarannya akan berlogika 0.

Gambar 1 Gerbang AND

b.

OR

Gerbang OR akan memberikan keluaran 1

jika salah satu dari masukannya pada

keluaran 1. Jika diinginkan keluaran

bernilai 0, maka semua masukan harus

dalam keadaan 0.

Gambar 2. Gerbang OR


c. NOT

Gerbang NOT merupakan gerbang satu

masukan yang berfungsi sebagai pembalik

(inverter ). Jika masukannya tinggi maka

keluarannya rendah dan sebaliknya.

Gambar 3. Gerbang NOT

d. NAND

Gerbang NAND akan mempunyai

keluaran 0 bila semua masukan pada

logika 1, sebaliknya jika ada sebua logika

0 pada sembarang masukan pada gerbang

NAND maka keluarannya akan bernilai 1.

Kata NAND merupakan kependekan dari

NOT AND yang merupakan ingkaran dari

gerbang AND.

Gambar 4. Gerbang NAND

e. NOR

Gerbang NOR akan memberikan keluaran

0 jika salah satu dari masukan pada

keadaan 1, jika diinginkan keluaran

bernilai 1, maka semua masukan harus

dalam keadaan 0. Kata NOR merupakan

kependekan dari NOT OR, yang

merupakan ingkaran dari Gerbang OR.

Gambar 5. Gerbang NOR

f. Ex-OR

Gerbang EXOR (dari kata Exclusive OR)

akan memberikan keluaran 1 jika

masukan-masukannya mempunyai

keadaan yang berbeda. keluaran Gerbang

Ex-OR merupakan penjumlahan biner dari

masukannya.

Gambar 6. Gerbang Ex-OR


2) Instruksi Timer

Timer berfungsi untuk mengaktifkan suatu

keluaran dengan interval waktu yang dapat

diatur. Pengaturan waktu dilakukan

melalui nilai setting ( preset value).

Gambar 7. InstruksiTimer

3) Instruksi Counter

Counter atau penghitung merupakan suatu

sinyal dari kerja mesin yang menjadi input

dalam PLC. Perintah CNT juga sebagai

penunda kerja kontak CNT yang

mengendalikan kontak lain atau output.

Pada CNT bukan waktu yang dihitung

melainkan jumlah sinyal yang menjadi

input dari CNT itu sendiri. Input yang

dihitung CNT dalam PLC antara 0000

sampai 999,9 kali hitungan sinyal input.

CNT dapat di reset bila akan dihentikan

kerjanya dan akan bekerja menghitung dari

awal bila reset

Gambar 8. Instruksi Counter

1) Instruksi Set / Reset

Instruksi SET digunakan untuk memaksa

hasil keluaran menjadi ON, sedangkan

instruksi RESET digunakan untuk

memaksa saluran menjadi OFF. Hasil

keluaran yang telah di SET tidak akan

berubah sampai diberi instruksi RESET.

Gambar 9. Instruksi Set / Reset

2)

Instruksi Keep

Instruksi KEEP digunakan untuk memaksa

hasil keluaran menjadi ON. Pada PLC

Omron KEEP ini sama fungsinya dengan

instruksi SET/Reset. Bedanya pada

penulisan programnya, kalau instruksi

KEEP, sinyal input untuk set dan Reset

digabung menjadi 1 blok, tetapi kalau

instrusi set/reset sinyal input set dan reset

dipisah menjadi 2 blok.

Gambar 10. Instruksi Keep


METODE PENELITIAN

Metode yang akan digunakan dalam

melakukan penelitian adalah metode

eksperimen laboratorium yaitu membuat

dan melakukan uji program kemudian

menerapkannya pada simulator

pembagian grup beban.

Penelitian yang akan dilakukan yaitu

merancang sebuah sistem kontrol

pembagi daya otomatis ketika terjadi

overload .Sistem pembagi daya otomatis

akan bekerja dengan menggunakan PLC

produksi Omron yang telah diprogram

melalui sebuah PC dengan memanfaatkan

softwareCx - Programmer.

HASIL PENELITIAN

Perubahan arus yang terjadi ketika pada

grup beban utama mengalami kelebihan

beban (overload), kemudian memicu relai

untuk memindahkan sebagian beban pada

grup utama menuju grup cadangan. Proses

perpindahan beban dengan dibantu relai ini

terjadi sebanyak 2 (dua) kali. Selanjutnya

setelah 2 kali bekerja maka alarm akan

menyala menandakan beban sudah dalam

kondisi penuh yang dapat mengakibatkan

MCB trip.

Tabel 1. Analisis hasil pengujian program

PLC

Pada tabel 1 dapat dijelaskan bagaimana

kondisi input dan output untuk berbagai

kondisi. Untuk pengalamatan keterangan

input dan output PLC dapat dilihat pada

tabel 3.1 dan 3.2. Setelah ditekan tombol

start maka alat sudah bersiap sesuai

dengan fungsinya masing – masing. Pada

kondisi awal yaitu arus dalam kondisi

normal, Port C.0 (relai NO) dan Port C.1

(relai NO) mengaktifkan output 1001

sebagai indikator bahwa arus dalam

kondisi normal. Ketika kondisi beban

penuh yang pertama Port C.0 (relai NC)

mengaktifkan output 1002 sebagai lampu

indikator bahwa relai 1 sedang bekerja dan

1003 untuk memerintahkan relai 1

melakukan pemindahan beban sekaligus

mematikan lampu kondisi normal (1001).

Jika kondisi arus mengalami lonjakan

kembali maka Port C.1 (relai NC)

Sumber: Jurnal Fajar Rica Suhada : h.48


mengaktifkan output 1004 sebagai

indikator bahwa relai 2 telah bekerja dan

1005 untuk memerintahkan relai 2

melakukan pemindahan beban. Apabila

kondisi beban penuh kembali terjadi maka

Port C.2 (relai NC) akan mengaktifkan

output 1006 untuk menghidupkan alarm

dan lampu bahaya yang menandakan

bahwa sedang dalam pemakaian beban

penuh dan apabila dipaksakan dan

ditambah pemakaian beban akan

mengakibatkan MCB trip.

Analisis Pengujian Kerja Relai Sebagai

Input PLC dari AVR Sistem

Tabel 2. Analisis kerja relai sebagai input

PLC

Pada tabel 2 dijelaskan bagaimana fungsi

relai bekerja sesuai sebagai input PLC.

Relai yang bekerja sesuai dengan perintah

yang diberikan pada saat penginputan

bahasa C melalui software Code Vision.

Pengujian dilakukan untuk melakukan

pencegahan terhadap kesalahan dalam

memberikan input PLC supaya tidak

terjadi kegagalan sistem.

Analisis Pengujian Sensor Arus ACS

712 20 A

Tabel 3. Analaisis pengujian sensor arus

ACS 712 20A

Dari data tabel 3 dapat dilihat hasil

pembacaan arus yang terdapat pada sensor

arus maupun amperemeter. Perbandingan

dari hasil pengujian sensor arus dengan

amperemeter dapat digambarkan dalam

bentuk grafik sebagai berikut :

0

1

2

3

4

0 5 10




Analisis Perubahan Nilai Arus pada

Grup Beban

Tabel 4. Analisis Perubahan Arus pada

Grup Beban Utama

Tabel 5. Analisis Perubahan Arus pada

Grup Beban Cadangan

Tabel 4 menunjukkan perubahan yang

terjadi dalam rangkaian grup beban utama.

Perubahan yang terjadi menunjukkan relai

sudah bekerja sesuai dengan kondisi beban

yang dipindahkan ketika terjadi overload

pada grup utama. Ketika kondisi sudah

kembali dalam keadaan normal relai yang

telah berhenti bekerja mengembalikan

beban kembali pada grup beban utama dan

kondisi arus yang terdapat pada beban

cadangan kembali seperti semula.

Sedangkan untuk tabel 5 menunjukkan

perubahan yang terjadi pada grup

cadangan. Perubahan yang terjadi

menunjukkan relai telah bekerja dan beban

dari grup utama telah dipindahkan menuju

grup cadangan. Indikator yang dilihat

ketika terjadi pemindahan beban yaitu

dengan melihat pembacaan pada

amperemeter. Ketika kondisi sudah

kembali dalam keadaan normal relai yang

telah berhenti bekerja mengembalikan

beban kembali pada grup beban utama dan

kondisi arus yang terdapat pada beban

cadangan kembali seperti semula

KESIMPULAN

Sistem pengalih daya otomatis pada

kelompok beban dalam satu fasa

menggunakan Programmable Logic

Controller (PLC) berhasil dibuat

menggunakan sensor arus ACS 712 20 A

melalui bantuan AVR Sistem. Penggunaan

AVR Sistem yaitu untuk mengubah sinyal

analog yang dihasilkan oleh sensor arus

ACS 712 20 A menjadi sinyal digital agar

data yang diperoleh lebih mudah diolah

PLC. AVR Sistem menggunakan relai

untuk input PLC yang digunakan sebagai

kontrol utama. Jika terjadi kelebihan beban

PLC akan mendeteksi dengan bantuan

AVR Sistem dan relai. PLC akan

mengontrol kondisi yang telah ditentukan

untuk mengatur pemindahan beban.


Sumber: Jurnal Fa ar Rica Suhada : h.52


Kondisi pertama apabila terdeteksi arus

melebihi 3,5 A maka PLC yang sudah

menerima sinyal dari AVR Sistem akan

mengaktifkan relai 1 untuk memindahkan

sebagian beban pada grup utama menuju

grup cadangan. Kondisi kedua apabila

terdeteksi kembali arus melebihi 3,5 A

maka PLC akan mengaktifkan relai 2

untuk melakukan pemindahan beban

kembali dari grup utama menuju grup

cadangan.

Kondisi ketiga apabila arus terdeteksi

sudah melebihi 5 A maka PLC kembali

mengaktifkan output nya yaitu berupa

alarm dan lampu indikator bahaya yang

menandakan bahwa pemindahan beban

telah dilakukan semua dan apabila

dipaksakan dan terus dilakukan

penambahan beban maka akan

mengakibatkan MCB trip. Jadi PLC dapat

bekerja memberikan output kepada dua

relai ketika arus lebih besar dari 3,5 A dan

dapat memberikan peringatan ketika arus

sudah melebihi 5 A untuk mencegah trip

pada MCB dan mematikan seluruh

peralatan elektronik supaya tidak merusak

peralatan elektronik tersebut dan arus

kembali normal kembali. Oleh karena itu

dibuatlah sistem kontrol pembagi daya

otomatis agar dapat memaksimalkan

penggunaan pemakaian listrik.

SARAN

Dalam pembuatan sistem pengalih daya

otomatis pada kelompok beban dalam satu

fasa menggunakan Programmable Logic

Controller (PLC), peneliti menyadari

masih banyak kekurangan dan kelemahan

yang ada pada alat tersebut. Diantaranya

adalah sebagai berikut:

1. Sistem pengaturan daya otomatis pada

kelompok beban dalam satu fasa

menggunakan Programmable Logic

Controller (PLC) masih dalam skala

yang kecil, peneliti menyarankan

untuk membuat grup beban yang

komplit.

2.

Belum adanya monitoring yang

berbasis HMI ( Human Machine

Interface), peneliti menyarankan

membuat monitoring dengan software

yang sesuai. Sehingga selain bisa

memindahkan beban dengan otomatis

dapat juga memindahkan beban

dengan operator sekaligus bisa

mengetahui kondisi yang terjadi pada

tiap – tiap grup beban.

Disarankan untuk hindari hubung singkat

( short circuit ) karena bisa berdampak pada

kerusakan sensor arus dan AVR Sistem.

DAFTAR PUSTAKA

Dwi. Pengertian Overload

http://www.sisilain.net/2011/08/pengerti

an-overload.html [diunduh pada tanggal

3 Oktober 2012]


Bishop, Owen. 2004. Dasar-dasar

Elektronika. Jakarta : Erlangga

Bolton, William. 2004. Programmable Logic

Controller (PLC). Jakarta : Erlangga

Suhadi.2008. Teknik Distribusi Tenaga

Listrik Jilid 1. Jakarta : Direktorat

Pembinaan SekolahMenengah

Kejuruan, Direktorat Jenderal

Manajemen Pendidikan Dasar dan

Menengah, Departemen Pendidikan

Nasional

Sumardjati, Prih, dkk. 2008.Teknik

Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 1.

Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah

Menengah Kejuruan, Direktorat

Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar

dan Menengah, Departemen Pendidikan

Nasional

tugas menyunting jurnal haelko 098

Documents