Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah

Kemaju Kemajuan an teknol teknologi ogi dewasa dewasa ini membua membuatt indusr indusri-in i-indus dustri tri modern modern berupa berupaya ya untuk  untuk  meningkatkan kualitas, kuantitas dan efektivitas produk-produk yang mereka hasilkan. Oleh karena itu industri-industri modern tersebut memerlukan pengotomatisasian secara kontinyu dan sistem sistem yang yang banyak banyak diguna digunakan kan pada pada saat sekaran sekarang g ini adalah adalah pneuma pneumatik  tik . Hal Hal ini ini dikarenakan pneumatik mempunyai beberapa keuntungan yang tidak dipunyai oleh sistem lain lain.. Wa Wala laup upun un dewa dewasa sa ini ini duni duniaa indu industr strii dida didala lam m penc pencap apai aian an efisie efisiens nsii yang yang ting tinggi gi,, menggabungkan sistem pneumatik dengan sistem elektrik, ele ktrik, elektronik, hidrolik, dan mekanik. Pada industri-industri yang bergerak di bidang yang ada kaitannya dengan pengisian caira cairan n dala dalam m suat suatu u temp tempat at atau atau wada wadah h ( diam diambi bill cont contoh oh peng pengisi isian an air air dala dalam m galo galon n ), memerlu memerlukan kan suatu suatu proses proses otomat otomatisa isasi si dalam dalam pelaks pelaksana anaann annya ya untuk untuk pencap pencapaian aian target target  produksi yang diinginkan dan mempermudah pelaksanaan proses produksi. Walaupun mungkin di dalam industri-industri tersebut telah menggunakan sistem otomatisasi yang lebih canggi canggih h dalam dalam pelaks pelaksana anaann annya, ya, tetapi tetapi pada pada kesempa kesempatan tan penyus penyusuna unan n skrips skripsii ini penuli penuliss  bermaksud ingin menciptakan suatu sistem tersendiri dengan imajinasi, daya pikir,  pengetahuan, ilmu dan kemampuan yang penulis miliki dan dapatkan selama menempuh  pendidikan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa dan study lapangan secara langsung di dunia industri. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menciptakan suatu sistem yait yaitu u otom otomat atisa isasi si peng pengisi isian an air air dala dalam m kema kemasa san, n, deng dengan an perp perpad adua uan n gabu gabung ngan an siste sistem m  pneumatik, mekanik dan control otomatisasi otomatisasi squence. Pada penyusunan skripsi ini penulis memilih judul “ Perancangan Sistem Pneumatik   Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan” . Dengan judul tersebut penulis

mencoba mencoba untuk membahas membahas tentang sistem otomatisasi otomatisasi pneumatik pneumatik pada alat-alat alat-alat industri, industri, khususn khususnya ya indust industri-i ri-indu ndustri stri yang yang berger bergerak ak dalam dalam bidang bidang yang yang ada kaitan kaitanny nyaa dengan dengan  pengisian cairan dalam wadah atau botol / gallon sebagai hasil produknya, dengan sistem yang sederhana dan efesien. 1.2

Manfaat dan Tujuan

Adapun manfaat dan tujuan penyusunan skripsi ini adalah:

A. Secara umum

1.

memperkaya sistem-sistem otomatisasi otomatisasi dalam dunia industri dengan trobosan-trobosan baru yang lebih efektif dan efesien.

2.

Pengembangan ilmu teknologi untuk mencapai tujuan pembelajaran ke dalam dunia industri yang nyata.

B. Bagi civitas akademik 

Sebagai Sebagai bahan pertimbangan pertimbangan dalam mengevaluas mengevaluasii proses belajar mengajar mengajar pada program studi studi sehingg sehinggaa dapat dapat diterap diterapkan kan di lapang lapangan, an, dan untuk untuk menamb menambah ah referen referensi si sebaga sebagaii reko rekome mend ndasi asi pene peneli litia tian n yang yang akan akan dila dilaks ksan anak akan an di wakt waktu u yang yang akan akan data datang ng,, yang yang  berhubungan dengan : Perhitungan Daya pompa, Penentuan sebuah silinder Pneumatik,  perhitungan konveyor.

C. Bagi penulis

1.

Sebagai tugas akhir dan syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

2.

Memperdalam dan memantapkan pengetahuan serta pemahaman penulis tentang ilmu yang telah diterima selama mengikuti perkuliahan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

3.

Melatih penulis untuk menganalisa suatu masalah secara ilmiah dan memberikan solusi yang tepat guna sesuai dengan disiplin ilmu yang dimiliki secara rinci dan dapat dipertanggung  jawabkan.

4.

Melatih penulis agar dapat manyusun laporan kerja yang akan dihadapinya nanti dengan tepat waktu, jelas dan sistematis.

1.3

Ruang Lingkup Masalah

Materi yang akan disajikan dalam penyusunan skripsi ini meliputi masalah tentang:  proses dan cara kerja alat-alat pneumatik, system control dasar otomatisasi, prinsip dan cara kerja rangkaian alat, perhitungan daya motor listrik yang akan dipergunakan untuk konveyor,  perhitungan cylinder pneumatik dan penghitungan waktu untuk setting timmer sesuai dengan volume pengisian.

A. Secara umum

1.

memperkaya sistem-sistem otomatisasi otomatisasi dalam dunia industri dengan trobosan-trobosan baru yang lebih efektif dan efesien.

2.

Pengembangan ilmu teknologi untuk mencapai tujuan pembelajaran ke dalam dunia industri yang nyata.

B. Bagi civitas akademik 

Sebagai Sebagai bahan pertimbangan pertimbangan dalam mengevaluas mengevaluasii proses belajar mengajar mengajar pada program studi studi sehingg sehinggaa dapat dapat diterap diterapkan kan di lapang lapangan, an, dan untuk untuk menamb menambah ah referen referensi si sebaga sebagaii reko rekome mend ndasi asi pene peneli litia tian n yang yang akan akan dila dilaks ksan anak akan an di wakt waktu u yang yang akan akan data datang ng,, yang yang  berhubungan dengan : Perhitungan Daya pompa, Penentuan sebuah silinder Pneumatik,  perhitungan konveyor.

C. Bagi penulis

1.

Sebagai tugas akhir dan syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

2.

Memperdalam dan memantapkan pengetahuan serta pemahaman penulis tentang ilmu yang telah diterima selama mengikuti perkuliahan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

3.

Melatih penulis untuk menganalisa suatu masalah secara ilmiah dan memberikan solusi yang tepat guna sesuai dengan disiplin ilmu yang dimiliki secara rinci dan dapat dipertanggung  jawabkan.

4.

Melatih penulis agar dapat manyusun laporan kerja yang akan dihadapinya nanti dengan tepat waktu, jelas dan sistematis.

1.3

Ruang Lingkup Masalah

Materi yang akan disajikan dalam penyusunan skripsi ini meliputi masalah tentang:  proses dan cara kerja alat-alat pneumatik, system control dasar otomatisasi, prinsip dan cara kerja rangkaian alat, perhitungan daya motor listrik yang akan dipergunakan untuk konveyor,  perhitungan cylinder pneumatik dan penghitungan waktu untuk setting timmer sesuai dengan volume pengisian.

1.4

Metodologi Penyusunan Skripsi

Agar Agar isi skrips skripsii ini dapat dapat diperta dipertangg nggung ung jawabk jawabkan an kebena kebenaran rannya nya dan juga juga untuk  untuk  memper memperlan lancar car penuli penulisan san,, maka maka peulis peulis mengam mengambil bil metode metode dalam dalam penyus penyusuna unan n skripsi skripsi ini sebagai berkut: 1.

Metode Pustaka Dengan Dengan metode metode ini penuli penuliss mengam mengambil bil bahan bahan dan materi materi dalam dalam penyus penyusun unan an skrips skripsii melalui buku-buku yang tersedia, katalok dalam industri dan webside. Ada beberapa buku yang dijadikan sumber dan landasan dalam penyusunan skripsi ini.

2.

Metode Observasi Dalam meyusun skripsi ini penulis juga mengambil sumber dengan cara observasi di lapangan dunia industri secara langsung. Hal ini dilaksanakan pada saat praktek langsung di industri maupun di kampus. Karena ada banyak hal yang berkaitan dengan masalah yang ada  pada penysunan skripsi ini, maka penulis menjadikannya sebagai salah satu sumber dan metode penulisan.

3.

Metode Diskusi Dalam penyusunan skripsi ini penulis berusaha meminta masukan, saran dan bimbingan dari pembimbing juga dari rekan-rekan. Banyak materi penyusunan skripsi ini yang didapat dengan bertanya dan juga arahan dari dosen pembimbing dan rekan-rekan baik di kampus maupun industri.

1.5

Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pembaca dalam memahami seluruh materi yang disajikan oleh  penulis pada penyusunan skripsi ini, maka penulis menggunakan sistematika penulisan dalam  penyusuan skipsi ini sebagai berikut: BAB I Pendahuluan Dalam Dalam bab ini diuraik diuraikan an tentan tentang g latar latar belaka belakang ng masalah masalah,, manfaat manfaat dan tujuan tujuan dari  penyusunan skripsi, ruang lingkup masalah, metodologi penyusunan skripsi dan sistematika yang digunakan dalam penulisan. BAB II Teori Dasar  II.1 Dasar Pneumatik 

Dalam bab ini diuraikan tentang perkembangan teknik pemakaian udara mampat,  prinsip-prinsip dasar secara fisika, serta keuntungan-keuntungan penggunanya, dan sumbersumber penghasil udara mampat itu sendiri dan sekaligus mengulas tentang jenis-jenis kompresornya serta kriteria pemilihan kompresor. II.2 Komponen Dasar Pneumatik  Dalam bab ini diuraikan tentang komponen-komponen dasar pneumatik, dimulai dari komponen-komponen air service unit , simbol-simbol pneumatik, sampai katub-katub yang  berfungsi untuk mengatur, mengarahkan, serta sebagai kontrol aliran dan tekanan sehingga mampu menggerakan silinder untuk melakukan suatu proses kerja. II.3 Dasar-dasar Otomatisasi Dalam bab ini diuraikan tentang pengertian otomatisasi, squence, komponen-komponen dasar  squence dan simbol-simbol yang sering digunakan dalam penggambaran rangkaian  squence. BAB III Perencanaan Sistem Pneumatik  Dalam bab ini diuraikan tentang komponen-komponen yang digunakan dalam  perancangan, sistem dan rangkaian alat. BAB IV Penutup Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari penyusunan skripsi ini. BAB II TEORI DASAR 

II.1 DASAR PNEUMATIK 

II.1.1Perkembangan Teknik Pemakaian Udara Mampat

Udara mampat dikenal juga sebagai udara bertekanan, tentu saja tekanan yang dimaksud di sini adalah tekanan yang memenuhi batas-batas tertentu. Menurut hukum alam, udara yang bertekanan mempunyai energi dan menurut sejarahnya udara bertekanan dapat dibuktikan sebagai salah satu bentuk tenaga tertua yang dikenal manusia untuk mempertinggi kemampuan fisiknya. Salah satu contoh pemakaian udara bertekanan yang sudah ditemukan nenek moyang beberapa abad yang lalu dan sampai sekarang masih banyak digunakan di  Negara-negara ketiga sampai Negara-negara yang telah mempunyai teknologi tinggi adalah  baling-baling atau kipas angin. Energi yang didapat dari hembusan udara, diubah menjadi energi mekanik (putar) lewat sudu-sudu atau kincir angin. Energi mekanik di sini kemudian  berfungsi untuk menggerakan pesawat-pesawat pembangkit seperti generator listrik dan lain

sebagainya. Penggunaan udara sebagai media energi karena udara murah dan mudah didapat di alam atmoshper dan juga mudah dibuang di sembarang tempat tanpa menimbulkan  pencemaran di lingkungan sekitarnya. Orang pertama yang menggunakan alat pneumatik adalah orang Yunani yang bernama KTESIBIOS. Lebih dari 2005 tahun yang lalu ia membangun suatu perangkat yang

menggunakan perangkat gerakan atau jepretan yang ditimbulkan oleh udara mampat. Diantara buku-buku pertama mengenai teknik pemakaian udara mampat sebagai energi adalah diawali pada abad pertama tarikh masehi dan yang menggambarkan peralatan atau  perlengkapan yang digerakan oleh energi udara yaitu pesawat yang menggunakan energi  panas.

Istilah “pneuma” diperoleh dari istilah yunani kuno dan mempunyi arti napas atau tiupan, dan menurut phylosophi istilah “pneumatics” adalah ilmu yang mempelajari tentang gerakan perpindahan udara dan gejala atau fenomena udara, yang diperoleh dari kata “pneuma”. Sekalipun prinsip dasar dari pneumatik digolongkn antara pikiran manusia paling awal, tetapi telah diteliti secara sistematis. Pemakaian alat-alat pneumatik dalam produksi secara nyata pada industri berawal pada sekitar tahun 50-an sampai sekarang ini. Pada awal mula  pemakaian di industri antara lain seperti dalam industri pertambangan, industri pekerjaan pekerjaan konstruksi, dan pada perkereta-apian yakni sebagai rem angin. Prinsip dasar dari pneumatik dalam industri di seluruh dunia, sebenarnya dimulai hanya ketika industri-industri itu membutuhkan otomatisasi dan rasionalisasi rangkaian operasional secara kontinyu, untuk mempertinggi angka produktivitas dengan biaya yang lebih murah. Meskipun pada permulaan munculnya mengalami hambatan dan penolakan, terutama adalah karena ketidaktahuan dan rendahnya bidang pendidikan, tetapi pemakaian dalam bidang  pneumatik cenderung lebih meningkat dan berkembang. Sekarang ini tidak mungkin dalam industri-industri modern tanpa menggunakan teknik  udara mampat. Perangkat yang menggunakan teknik udara mampat dipasang dalam hampir  semua

cabang-cabang

industri,

seperti

industri

perakitan,

pengecoran,

karoseri,

 pertambangan, pekerjaan-pekerjaan konstruksi, pembentukan, sampai pada industri makanan dan kosmetik. Tidak mustahil apabila menginginkan peralatan yang mempunyai efisiensi yang lebih tinggi, alat-alat pneumatik dalam kontrolnya dikombinasikan dengan sistem kontrol elektrik,

elektronik, dan hidrolik. Karena dalam tujuan-tujuan tertentu kombinasi pemakaian sistem kontrol lebih dari dua atau tiga akan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi. Energi yang ditimbulkan oleh udara bertekanan selain mudah mendapatkan dan membuangnya, juga mudah untuk mengangkut dan menyimpannya.

Adapun ciri-ciri dari pada perangkat sistem pneumatik yang tidak dipunyai oleh sistem alat yang lain adalah sebagai berikut: 1.

Pemompaan, udara disedot atau dihisap dari atmosphere, kemudian dimampatkan (kompresi) sampai batas tekanan kerja yang diinginkan.

2.

Pendinginan atau penyimpanan, udara hasil pemompaan yang suhunya naik harus disimpan dan didinginkan dalam keadaan bertekanan sebelum disalurkan ke objek yang memerlukan.

3.

 Ekspansi (pengembangan), udara diperbolehkan berekspansi dan melakukan kerja ketika diperlukan.

4.

Pembuangan, udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere (pembuangan  bebas).

II.1.2 Keuntungan Penggunaan Udara Mampat

Udara mampat banyak digunakan karena mempunyai sifat-sifat yang sangat menguntungkan, diantaranya: 1.

Jumlah Udara tersedia secara praktis dimana saja untuk dimampatkan dalam jumlah yang tak  terbatas.

2.

Pengangkutan Udara dengan mudah dapat diangkut dalam pipa-pipa saluran, sekalipun dalam jarak yang  jauh. Tidak perlu untuk mengembalikan udara mampat tersebut ke tangki penyimpan semula, tetapi selesai dipakai kemudian dapat langsung dibuang tanpa mengotori lingkungan.

3.

Dapat Disimpan Kompresor tidak perlu dihidupkan secara terus-menerus. Udara mampat dapat disimpan dalam reservoir atau tabung penyimpan, dan sewaktu-waktu dapat digunakan dari reservoir.

4.

Suhu Suhu udara mampat tidak begitu peka ( sensitive) terhadap perubahan suhu. Hal ini akan menjamin dalam proses pengoperasian, walaupun di bawah kondisi perbedaan suhu yang  besar.

5.

Tahan Ledakan

Udara mampat tidak terlalu memberikan risiko terhadap letusan maupun api, oleh karena itu murah terhadap biaya perlindungan melawan bahaya letusan jika diperlukan. 6.

Kebersihan Udara mampat selalu bersih, maka dari itu udara yang keluar karena kebocoran pipa atau  bidang lain tidak menimbulkan kontaminasi atau pengotoran terhadap lingkungan. Kebersihan sangat diperlukan terutama dalam industri makanan, pengerjaan kayu, tekstil, industri-industri kulit, dan lain-lain.

7.

Kontruksi Pengoperasian bagian-bagiannya ada dalam kontruksi yang sederhana, oleh karena itu, lebih murah biaya pengoperasiannya.

8.

Kecepatan Dengan udara mampat merupakan media kerja yang sangat cepat. Ini memungkinkan kecepatan kerja tinggi dapat dicapai.

9.

Dapat Disesuaikan Dengan komponen-komponen udara mampat, kecepatan dan daya mampu diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan.

10.

Aman Alat-alat pneumatik dan bagian-bagian yang mengoperasikannya dapat dipasang suatu  pengaman pada batas kemampuan maksimum. Oleh karena itu, walaupun terjadi beban lebih akan selalu tetap aman.

Tetapi selain sifat-sifat yang menguntungkan tersebut, ada juga kekurangan-kekurangan yang dimiliki oleh udara mampat, yaitu: 1.

Persiapan Perangkat udara mampat memerlukan persiapan yang baik dan teliti. Kotoran dan kelembaban udara tidak boleh masuk, terutama pada pemakaian komponen-komponen  pneumatik.

2.

Gaya Udara mampat hanya ekonomis sampai pada persyaratan gaya tertentu dibawah tekanan kerja normal 700 kpa / 7bar / 101,5 psi, dan tergantung pada gerakan serta kecepatan, batasnya adalah dibawah 45.000 N selebihnya beban itu harus menggunakan hydroulik system. (Festo;Katalog Technical Information;22)

3.

Pembuangan Udara

Pada saluran pembuangan ke atmosphere menimbulkan suasana yang bising dan keras. Meskipun demikian, masalah itu dapat dipecahkan sebagian oleh perkembangan teknik bahan  peredam suara. 4.

Biaya Teknik udara mampat relative memerlukan alat-alat mahal untuk dapat menimbulkan suatu tenaga. Komponen-komponen mahal agar dapat menghasilkan energi yang tinggi sebagian dapat diganti oleh komponen-komponen yang murah dengan hasil guna yang lebih tinggi (jumlah langka).

II.1.3 Prinsip-Prinsip Dasar Secara Fisika

Seluruh permukaan bumi ditutupi oleh lapisan udara, dengan komposisi campuran gas sebagai berikut: a.

 Nitrogen 78% dari volume.

 b.

Oksigen 21% dari volume. Selain itu juga berisi karbon dioksida, argon, hidrogen, neon, helium, cripton, dan xenon. Untuk membantu dan mempermudah mengetahui hukum alam dan juga sifat-sifat dari udara, besaran-besaran fisika yang digunakan diklasifikasikan dalam sistem satuan. Dengan maksud memberikan kejelasan dan menghilangkan definisi-definisi yang membingungkan. Ilmuan-ilmuan dalam bidang teknik dan fisika dari hampir seluruh dunia sepakat menyeragamkan

sistem

satuan

tersebut

dalam

sistem

internasional

yang disebut

“ International System of Unit ” dan disingkat “SI ”. Berikut di bawah ini adalah istilah-istilah dan satuan-satuan yang sering digunakan dalam pneumatik: a.

Besaran Pokok  Tabel 2.1.1 Besaran Pokok (K.Gieck; 2005; XI)

Satuan

Satuan dan Simbol Satuan

Simbol/ Singkatan

Sistem Teknik

Sistem SI

Panjang

ℓ

meter (m)

meter (m)

Massa

m

kp.s2

Kilogram (kg)

Waktu

t

m

second (s)

Suhu

T

second (s)

Kelvin (K)

Arus listrik 

I

derajat C (0C)

Ampere (A)

Intensitas Cahaya

Iv

Jumlah Zat

n

Ampere (A)

candela (cd) mole (mol)

 b. Besaran Turunan Tabel 2.1.2 Besaran Turunan (Drs.Budi purwanto,Msi; 2003; 7) Satuan

Simbol/

Satuan dan Simbol Satuan Sistem Teknik Sistem SI

Singkatan

Gaya

F

Kilopound (kp)

Luas

A

meter bujur Sangkar (m2)

1kg .m s2

1N = Isi

V

meter kubik (m3)

 Newton (N)

3

Debit

Q

(m / s)

Tekanan

P

atmosphere (at) 2

(kgf/ cm )

meter bujur sangkar (m2)

meter kubik (m3) (m3/ s) Pascal (pa) 1 pa = 1 N/ m 2(bar) 1 bar = 10 5 pa = 100kPa = 14,5  psi II.1.3.1 Analisa Aliran Fluida

Udara yang melewati saluran dengan luas penampang A (m 2) dengan kecepatan udara mengalir V (m/s), maka akan memiliki debit aliran Q (m3/s) sebesar A (m2) x V (m/s).

Gambar 2.1.1. Analisa Debit Udara (Andrew parr,Msc; 2003; 20) Debit Aliran Udara (Q)

Q (m3 /s) = A (m2 ) . V (m/s)…… (1) (Andrew parr,Msc; 2003; 20)

Bila udara melalui saluran yang memiliki perbedaan luas penampang A, maka debit udara akan tetap, namun kecepatannya akan berubah, sebanding dengan perubahan luas  penampangnya Q1 = Q2 , sehingga

.

II.1.3.2 Gaya Torak 

Besarnya gaya suatu silinder ditentukan oleh besarnya tekanan yang diberikan terhadap silinder tersebut dan juga luas penampang dari piston torak itu sendiri.

Gambar 2.1.2 Analisa gaya torak (Andrew parr,Msc; 2003; 11)

… (2) (Andrew parr,Msc; 2003; 11)

Dimana,

F

= Gaya ……( N )

P

= Tekanan …..( N/m2)

A = Luas penampang tekanan ……( m2)

II.1.3.3 Udara yang diperlukan Silinder

Suatu silinder memerlukan jumlah debit udara tertentu untuk melakukan kerja sesuai dengan yang diharapkan.

……(3)

(Drs.Wirawan,MT;2004;494)

Q = Debit aliran (m3/menit)

Dimana,

A = Luas penampang silinder ( m2) S

= Panjang langkah torak ( m )

Pe = Tekanan operasional ( N/m2) Patm = Tekanan atmosfer (101325 N/m2) n

= Banyaknya langkah ( kali/menit)

Udara tidak  mempunyai bentuk yang khusus, ia berubah-ubah bentuk dengan sedikit hambatan yakni mengambil bentuk yang sesuai dengan sekelilingnya. Udara dapat dimampatkan berbeda dengan media fluida atau cairan yang tidak dapat dimampatkan. Perbedaan utama system pneumatic dengan system hidroulik adalah media yang digunakan, system pneumatic menggunakan udara dan system hidroulik menggunakan media fluida ( air, oli dll). Secara prinsip kerja, system pneumatic dan system hidroulik tidak jauh berbeda.

II.1.3.4 Energi Fluida yang mengalir

Cairan atau fluida yang mengalir mempunyai energy yang dapat dibedakan menjadi 3 yaitu : 1.Energi potensial Karena letaknya diatas permukaan air laut dan karena percepatan grafitasi, maka cairan mempunyai energi potensial. 2.Energi tekan Karena cairan yang mengalir dengan terkanan dapat melakukan suatu pekerjaan 3.Energi kinetic Energi yang timbul karena geraknya cairan yang mempunyai berat

Jadi jumlah energi cairan tiap satuan berat adalah

…………….(4) ( LLK-BS;Modul Oil-Pressure;48)

Dimana

h

= Tinggi potensial cairan ( m )

P

= Tekanan cairan ( N/m2)

ω = Berat jenis cairan ( N/m3) v

= Kecepatan alir cairan ( m/s )

g

= Grafitasi (m/s2)

Jenis aliran fluida dapat diklasifkasikan berdasarkan nilai harga angka reynold. Aliran fluida pada pipa-pipa bulat harga angka reynoldnya adalah: ……(5) ( K.Gieck;2005;164)

Dimana

v = kecepatan fluida (m/s) d  = Diameter dalam pipa (m) Q = Debit fluida (m 3/s) = Viskositas dinamis

Catatan : Jikalau Re < 2000 Maka aliran adalah laminer  Jikalau Re > 3000 Maka aliran adalah turbulen Jikalau Re = 2000… 3000 Maka aliran adalah laminer ataupun turbulen

II.1.4 Pompa dan Kompresor

Secara prinsip kerja, antara kompresor dan pompa adalah sama. Yang membedakan dari kedua komponen tersebut adalah jenis zat yang ditransmisikan, pompa mentransmisikan fluida sementara kompresor menstransmisikan udara yang compresible. Perhitungan velocity head (hc) pompa dengan rumus:

hc =

……( 6 )

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana

hc = velocity head ( m ) = kecepatan aliran air rata-rata ( m3/s) = grafitasi bumi ( 9,81 m/s 2 )

Kerugian head yang terjadi pada pipa isap (∆hs)

 ∆hs =

…..(7)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana

 ∆hs

= Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m ) = Besar fungsi kekasaran relatif pipa = Panjang pipa isap (m) = diameter pipa isap (m)

Kerugian yang terjadi pada pipa tekan (∆hd)

 ∆hd =

…..(8)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana

 ∆hd

= Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m ) = Besar fungsi kekasaran relatif pipa = Panjang pipa tekan (m) = diameter pipa tekan (m)

Kerugian head totalnya ( ∑∆h ) menjadi :

∑∆h = ∆hs + ∆hd ……(9) (Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

Dimana

 ∆hs = Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m )  ∆hd = Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m )

Tinggi kenaikan geometris total pompa (Hz) adalah:

 Hz = Hd – Hs……(10) (Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

Dimana

 Hd = Tinggi kenaikan tekanan air dari pompa ( m )  Hs = tinggi kenaikan isap air sebelum pompa ( m )

Ketika merencanakan pemasangan suatu kompresor dan kelengkapannya, seharusnya direncanakan pula untuk pengembangannya, apabila kemudian hari masih perlu untuk  membeli perlengkapan pneumatik yang baru. Kebersihan dari udara sekeliling juga merupakan hal yang penting untuk direncanakan sebelumnya. Udara yang bersih, jauh dari lingkungan debu dan kelembaban akan menjamin umur pesawat pembangkit (kompresor) akan lebih lama. Maka dari itu macam dan jenis kompresor yang dipakai harus sesuai dengan keadaan lingkungan.

II.1.4.1 Jenis-jenis Kompresor

Jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi yang berkenaan dengan tekanan kerja dan volume yang akan didistribusikan ke  pemakai. Dalam hal ini yang termasuk pemakai adalah silinder dan katup-katup pengontrol lainnya. Jenis kompresor terdiri dari dua kelompok, yaitu: 1.

Kelompok pertama, adalah yang bekerja pada prinsip pemindahan dimana udara dikompresikan dengan mengisikannya ke dalam suatu ruangan, kemudian mengurangi dan memperkecil isi dari ruangan tersebut. Jenis ini disebut kompresor torak ( Reciprocating   Piston Compressor , Rotari Piston Kompresor). (Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

2.

Kelompok kedua, adalah yang bekerja pada prinsip aliran udara yaitu dengan menyedot udara masuk ke dalam satu sisi dan memampatkannya dengan percepatan massa (turbin). (Drs. Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1 Kompresor Torak  II.1.4.1.1.1 Kompresor Torak Resiprok 

Jenis kompresor torak resiprok sering dan banyak digunakan akhir-akhir ini, karena dapat digunakan pada tekanan rendah dan menengah, tetapi juga mampu untuk tekanan tinggi. Batas tekanannya kira-kira diantara 100 kpa / 1bar / 14,5 psi sampai beberapa ribu

kpa. Prinsip kerja daripada kompresor torak hampir sama dengan prinsip kerja motor bakar, tetapi ada perbedaan yaitu pada zat yang diprosesnya. Pemasukan udara diatur oleh katup dan diisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup kemudian didesak dan didorong kembali oleh torak. Saat terjadi penghisapan, katup masih terbuka dan katup buang tertutup sedangkan  pada waktu penekanan terjadi sebaliknya. Demikian proses ini berlangsung sampai mencapai tekanan yang diinginkan pada tabung penampungan. Selama ini terjadi, yaitu proses kompresi panas akan naik, maka hal semacam ini harus dihilangkan dengn proses  pendinginan. Pendinginannya dapat menggunakan pendinginan udara ataupun air. Di bawah ini adalah merupakan gambar dari kompresor torak resiprok 

Gambar 2.1.3 Kompresor Torak Resiprok (Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.2 Kompresor Diafragma

Jenis kompresor ini penempatan toraknya dipisahkan dengan ruangan penyedotan oleh sebuah diafragma. Udara tidak masuk dan berhubungan langsung dengan bagian-bagian yang  bergerak. Oleh karena itu, udara selalu terjaga dan bebas dari oli. Kompresor jenis ini banyak  digunakan dalam industri bahan makanan, farmasi dan kimia.

Gambar 2.1.4 Kompresor Diafragma(Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.3 Kompresor Torak Rotari

Kompresor torak sistem putar (rotary) adalah kompresor dengan torak yang berputar. Udara masuk ke dalam suatu ruangan, dan kemudian pada saat yang sama volume ruangan dipadatkan atau dikompresikan. Sehingga akan diperoleh udara bertekanan pada alat tersebut.

II.1.4.1.1.4 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur

Kompresor Rotari Baling-baling Luncur merupakan suatu kompresor dengan gerakan  baling-baling yang dipasang secara eksentrik  dalam rumah berbentuk   silindris, yang mempunyai lubang masuk dan lubang keluaran. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah karena mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, juga menghemat ruangan dan tidak berisik  tetapi halus dalam putarannya. Baling-baling luncur dimasukan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk dinding silindris atau tabung. Ketika berputar, energi gaya sentrifugal  baling-baling melawan dinding dan karena bentuk dari rumah baling-baling, ukuran ruangan diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya udara.

Gambar 2.1.5 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur (Drs . Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1.5 Kompresor Sekerup

Kompresor Sekerup terdiri dari dua buah sekerup yang saling berpasangan, yaitu satu mempunyai bentuk cekung dan yang lain mempunyai bentuk cembung, dengan prinsip kerja memindahkan pemasukan udara secara aksial ke sisi yang lainnya. Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang alat tersebut, coba perhatikan gambar berikut.

Gambar 2.1.6 Kompresor Sekerup.(Sri utami H,ST,MT;Modul;2)

II.1.4.1.1.6 Root Blower

Pada kompresor jenis ini, udara dibawa dari satu sisi ruang menuju sisi ruang yang lainnya tanpa ada perubahan volume. Tetapi torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan.

Gambar 2.1.7 Root Blower(Andrew Parr,Msc;2003;40)

II.1.4.1.2 Kompresor Aliran (Turbo-Compressor )

Pada prinsipnya kompresor ini sama seperti pada kompresor jenis rotari. Jenis kompresor ini cocok untuk penghantaran volume yang besar. Kompresor aliran ada yang dibuat arah masuknya udara secara aksial dan ada juga yang radial. Keadaan udara diubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk mengalirkan kecepatan udara. Disini energi kinetik  diubah menjadi energi bentuk tekanan.

Gambar 2.1.8 Kompresor Aliran Aksial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4) Pada kompresor aliran aksial, udara memperoleh percepatan oleh sudu-sudu yang terdapat pada rotor yang alirannya kearah aksial. Sedagkan percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama, udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu dan oleh dinding ruangan dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dan tingkat pertama masuk lagi ke tingkat  berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai dengan kebutuhan.

Gambar 2.1.9 Kompresor Aliran Radial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4)

II.1.4.2 Kriteria Pemilihan Kompresor

Suatu kompresor dalam pemilihannya harus memperhatikan hal-hal penting berikut ini: II.1.4.2.1 Penghantaran Volume

Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui jumlah atau volume yang dapat dihantarkan atau dibangkitkan oleh kompresor pada volume persatuan waktu tertentu dan pada tekanan tertentu juga. Penghanaran volume ditentukan dalam dua cara, yaitu: 1.

Penghantaran volume secara teoritis,

2.

Penghantaran volume secara efektif.

Penghantaran volume secara teoritis untuk torak resiprok adalah sama dengan hasil  perkalian volume udara yang ditiup atau disedot pada satu langkah torak dikalikan jumlah  putaran dari poros engkol. Penghantaran volume efektif, tergantung dari jenis kompresor dan tekanan yang ditimbulkannya. Hal ini sangat dipengaruhi oleh efisiensi volumetric. Penghantaran volume efektif kumparan adalah kesesuaian antara putaran engkol dengan tekanan yang dihasilkan. Volume isi hanya tersedia untuk menggerakan dan mengontrol peralatan pneumatik.

II.1.4.2.2 Tekanan

Tekanan yang ada dalam suatu perangkat pneumatik dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1.

Tekanan Kerja

Tekanan kerja adalah tekanan yang keluar dari kompresor, atau tekanan yang keluar  dari penampung dan tekanan dalam pipa-pipa saluran ke seluruh pemakai (silinder, kontrol, katup, dan sebagainya). 2.

Tekanan Operasi (Operational Pressure) Tekanan operasional adalah tekanan yang dibutuhkan pada saat posisi operasi atau  peralatan pneumatik itu pada saat berjalan. Pada umumnya tekanan operasi sebesar 600 kpa (6 bar). (Festo;Katalog Technical Information;3) Perlu diperhatikan bahwa tekanan yang konstan adalah suatu hal yang pokok untuk  menjamin ketelitian atau akurasi operasional. Hal-hal yang berhubungan dengan tekanan konstan adalah: 1.

Tekanan

2.

Gaya

3.

Waktu urutan dari bagian kerja.

Gambar 2.1.10 Pesawat Kompresor Torak (Dokumentasi)

II.1.4.2.3 Penggerak 

Penggerak kompresor tergantung pada syarat-syarat cara kerja. Kompresor digerakkan oleh motor listrik, selain itu ada juga yang digerakkan oleh motor bakar baik diesel maupan  bensin. Kompresor yang terdapat di pabrik-pabrik kebanyakan menggunakan motor listrik. Tetapi untuk kompresor  non stasioner  lebih baik dan lebih menguntungkan jika menggunakan motor bakar.

Gambar 2.1.11 Penggerak Kompresor (Siemens;KatalogueM17/50Hz;2003) Penghitungan daya motor penggerak yang berhubungan dengan pompa fluida ataupun kompresor adalah ……(11) (LLK-BS;Modul Oil-Pressure;37)

Dimana  P  = Daya motor (watt)  p = Tekanan (N/m2) Q = Debit (m3/s) Perhitungan daya poros suatu pompa adalah

 P  sh =

……..(12)

( Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 1; Maret 2004;23)

Dimana

 P  sh = Daya poros pompa (watt) = Massa jenis fluida (kg/m3) Q

= Debit (m3/s) = Efisiensi pompa

Perhitungan daya tiga fase suatu motor listrik adalah

Daya total

………….(13)

Gambar 2.1.12 Rangkaian tiga-fase (K.Gieck;2005;280)

Dimana

 I   L1 , L2 , L3

= Arus saluran = Pengantar luar 

 N 

= Pengantar netral

V 

= Tegangan saluran

II.1.5 Konveyor

Fugsi utama dari sebuah konveyor adalah untuk memindahkan barang atau benda dari satu tempat ke tempat yang lain. Macam dan jenis konveyor sangat banyak tergantung dari tujuan,fungsi dan tempat penggunaannya. Konveyor disini yang akan dipakai adalah jenis konveyor flat belt, yang berfungsi untuk menghantarkan botol atau galon kosong ketempat  pengisian. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada konveyor jenis flat belt adalah

Gambar 2.1.13 Gaya pada belt ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;673) Gaya yang terdapat pada belt:

............(14) ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;699)

dimana

= Gaya yang terdapat pada belt (N) = Tegangan tarik maximum yang diizinkan pada belt (N/m 2) = luas penampang belt ( m 2)

Masa konveyor yang digunakan (

) ............(15)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675) dimana

= Massa konveyor ( N/m ) = massa jenis belt ( N/m3 ) = luas penampang belt ( m 2)

Tegangan akibat gaya centrifugal yang terjadi (

.............(16) ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675)

dimana

= Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N) = Massa konveyor ( N/m ) = kecepatan keliling sabuk (m2/s2) = Percepatan grafitasi (m/s2)

Tegangan belt pada sisi kencang

............(17) ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675)

dimana

= Tegangan pada sisi kencang belt (N) = Gaya yang terdapat pada belt (N) = Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N)

Rumus umum untuk ketetapan flat belt konveyor yaitu:

..........(18)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;678)

dimana

= Tegangan pada sisi kencang belt (N) = Tegangan pada sisi kendor belt (N) = Koefisien gesek belt = sudut kontak belt

Daya motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

..........(19) ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;678)

dimana  P  = Daya ( Kw) = Tegangan konveyor pada sisi kencang belt (N) = Tegangan konveyor pada sisi kendor belt (N) = kecepatan keliling sabuk (m 2/s2) Torsi motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

................(20) ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;410)

dimana

= Torsi (Nm)  P  = Daya ( Kw)

II.2 KOMPONEN DASAR PNEUMATIK  II.2.1 Air Service Unit

Udara yang dihasilkan oleh kompresor umumnya bukan udara yang bersih. dikarenakan mengandung uap air, kotoran, debu dan lain sebagainya, sehingga harus dibersihkan sebersih mungkin. Alat-alat pneumatik juga mempunyai batas-batas tekanan yang diizinkan, sehingga memungkinkan umur pemakaian menjadi tahan lama. Sedangkan pada bagian-bagian yang  bergerak

dan

bagian-bagian

komponen

penggerak

akan

terjadi

gesekan

diantara

 permukaannya. Akibat dari gesekan tersebut akan timbul panas dan juga akan dapat menyebabkan kerusakan serta keausan pada komponen tersebut. Oleh karena itu, pelumasan  pada komponen-komponen tersebut sangat diperlukan untuk memperpanjang umur dari alatalat tersebut.Untuk mengatasi hal-hal tersebut di atas, maka sebelum udara mampat disalurkan kebagian-bagian penggerak ataupun yang digerakkan, dipasang suatu alat rangkaian yang diberi nama Air Service Unit . Bagian-bagian ini saling bekerja sama antara yang satu dengan yang lainnya.

Gambar 2.2.1 Air Service Unit (Norgren;Katalog2001;Air Line) Komponen-komponen air service unit diantaranya adalah: 1.

Saringan Udara

2.

Air Regulator 

3.

Pressure Gauge

4.

Oiler/ Lubricator 

II.2.1.1 Saringan Udara

Sudah kita ketahui bahwa udara dari kompresor mengandung benda-benda luar seperti uap basah, debu dan oil residu yang dapat menyebabkan gangguan kontrol seperti pneumatik. Hampir seluruh benda-benda asing yang tidak diinginkan tersebut dibersihkan oleh saringan udara. Saringan udara dapat membersihkan udara dengan bersih dan kering. Saringan udara dapat dipasang sebagai perlengkapan tunggal atau sebagai unit gabungan dengan pelumasan dan pengatur tekanan. Efisiensi dari saringan tergantung pada konstruksi, tekanan dan diameter lubang saringannya. Prinsip kerja dari saringan udara adalah ketika udara masuk saringan, udara mampat tersebut harus mengalir melalui lubang putaran angin. Ini menyebabkan udara yang masuk  harus berputar terlebih dahulu, karena gerakkan sentrifugal akibat putaran tersebut dapat menyebabkan butiran-butiran air dan benda-benda padat yang ikut terbawa terlempar  melawan dinding dalam mangkuk saringan. Kotoran-kotoran mengalir dan akibatnya mengumpul dibagian bawah mangkuk. Udara mampat mengalir melalui dinding-dinding saringan ( filter cartride) ke saluran luar. Ukuran daripada butiran-butiran kotoran yang masih terbawa udara tergantung pada besarnya celah-celah dinding saringan. Mangkuk saringan harus sering dibersihkan dari butiran-butiran debu dan karat yang sudah terperangkap di dalamnya, karena apabila tidak dibersihkan maka lubang akan tersumbat dan diameter lubang saluran terkurangi. Hal yang perlu untuk diperhatikan bahwa apabila cairan dan kotoran yang terkumpul pada bagian bawah sudah mencapai ketinggian maksimum dari yang ditentukan,

maka cairan tersebut harus

dikeluarkan. Cara

mengeluarkannya yaitu dengan cara menekan tombol drain. Syarat-syarat saringan udara: 1.

Mempunyai tempat penampungan cairan yang besar.

2.

Tembus pandang dan tahan pecah, mangkuk saringan dengan kran pembuangan.

3.

Dapat dicuci dan bagian-bagian saringan dapat diganti-ganti.

4.

Dapat membuat putaran angin dengan baik.

5.

Memungkinkan untuk pemasangan pengeluaran otomatis.

6.

Memungkinkan untuk dibersihkan tanpa penggantian saringan.

Gambar 2.2.2 Saringan Udara(LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.2 Air Regulator

Tekanan udara yang keluar dari kompresor masih mempunyai tekanan yang tinggi dan ini lebih tinggi dari tekanan yang diizinkan pada bagian kontrol atau bagian kerjanya, oleh karena itu digunakanlah air regulator . Tujuan dari penggunaan air regulator  adalah untuk  menjaga tekanan operasional agar tetap konstan tanpa melihat perubahan tekanan dalam saluran dan pemakaian udara. Prinsip kerja dari air regulator  adalah udara mampat mengalir ke dalam pengatur  tekanan yang diatur oleh diafragma dan pegas. Pegas yang diberikan gaya tekan dapat diatur  diperbesar atau diperkecil dengan menggunakan baut penyetel yang bekerja pada sisi lain  permukaan diafragma. Apabila udara bertekanan dipakai pada saluran keluar, gaya tekan bekerja menurut diafragma yaitu mengecil. Dengan demikian pegas tekan dapat mendorong tangkai katup ke atas. Jika tekanan kerja naik sampai di atas harga yang diseting, misalnya akibat gaya luar   pada perlengkapan atau penyetelan yang rendah pada pegas penekan, pembebanan yang lebih  besar pada diafragma menyebabkan pegas terdorong ke bawah. Oleh karena itu batang katup melepas dudukan katup dan udara bertekanan dapat keluar bebas melalui lubang saluran. Udara bertekanan akan terus menerus keluar sampai tekanan yang diset. Sebelum tercapai

kembali, lubang saluran tidak boleh tertutup karena akan mengakibatkan perlengkapan di dalamnya tidak berfungsi.

Gambar 2.2.3 Air Regulator (LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.3 Pressure Gauge

Untuk mengetahui besarnya tekanan yang kita atur pada air regulation, maka kita dapat melihatnya pada  pressure gauge. Pada  pressure gauge ini juga kita dapat mengetahui  besarnya tekanan udara yang kita atur untuk menggerakkan silinder yang akan dikontrol tersebut. Prinsip kerja dari pressure gauge adalah udara masuk ke dalam pipa bourdon melewati saluran P dan udara bertekanan tersebut menyebabkan pipa bourdon mengemabang. Jika udara bertekanan tersebut semakin besar, maka radius dari pipa bourdon tersebut juga semakin besar dan jarum penunjuk akan berputar menunjukan suatu besaran tertentu, yang dikarenakan pertambahan radius dari pipa bourdon yang dihubungkan oleh tuas penghubung ke tembereng roda gigi penggerak dan roda gigi tersebut menggerakkan jarum penunjuk.

Gambar 2.2.4 Pressure Gauge(Andrew Parr,Msc;2003;21)

II.2.1.4 Oiler

Bagian yang bergerak dan bergesek pasti memerlukan pelumasan. Untuk menjamin supaya bagian-bagian yang bergerak pada perlengkapan pneumatik dapat bekerja dan dipakai terus menerus, maka harus diberi pelumasan yang cukup. Untuk melakukan hal itu maka diperlukan suatu perlengkapan pneumatik yaitu oiler  (lubricator ) . Keuntungan dari  pelumasan adalah terjadinya penurunan angka gesekan, perlindungan dari korosi dan umur   pemakaian lebih awet.

Suatu oiler harus mempunyai syarat-syarat yang harus dipenuhi, antara lain yaitu: 1.

Pengoperasian, pemeliharaan dan perlengkapannya sederhana.

2.

Kerja oiler  dengan cara otomatis, pada waktu dimulai kerja, oiler  pun harus mulai kerja, demikian juga waktu berakhir.

3.

Banyaknya oli untuk kontrol pneumatik harus dapat diset/ disesuaikan ukurannya.

4.

Mampu membuat campuran udara dan oli dengan halus.

5.

Oiler  harus dapat berfungsi sekalipun udara bertekanan yang diperlukan hanya dengan sebentar.

Gambar 2.2.5 Oiler (LLK-BS;Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;22)

Cara kerja dari oiler adalah udara mampat mengalir melalui perangkat lumas dari air in ke air out  dan mendorong katup cek lintasan udara ketika tidak ada udara yang sedang mengalir. Sewaktu udara mengalir, katup pengecek membuka dan udara mampat dapat mengalir dengan bebas ke air out . Pembatas dalam lintasan aliran menimbulkan penurunan tekanan. Hampa udara ditentukan dalam puncak lengkungan penetes dan oli terisap ke atas melalui pipa oli yang menaik. Tetesan-tetesan oli terbawa dalam aliran udara melalui pipa  berbentuk kabut yang diteruskan menuju berbagai macam bagian-bagian pneumatik.  Bushing  dengan bentuk katup pengecek memberikan kemungkinan untuk menambah volume oli dalam gelas, sementara oiler sedang dalam keadaan bekerja.

II.2.2 Pengontrolan Arah Gerak Silinder

Peralatan pneumatik mempunyai sebuah mekanisme yang dapat digerakkan yaitu dapat membuka dan menutup. Sebuah bagian yang berfungsi untuk menghentikan atau mengontrol  fluida (dalam hal ini udara) dinamakan katup pengontrol arah. Sebuah katup pengontrol arah dipasang di samping jalur pipa sirkuit pneumatik. Ini akan mengoperasikan sebuah actuator  seperti sebuah silinder pneumatik, untuk merubah arah aliran udara sesuai dengan tujuannya.

Ketika sebuah katup pengontrol digunakan sebagai peralatan pneumatik, maka dinamakan sebuah katup udara atau sebuah katup sederhana. Saat ini ada banyak macam tipetipe katup kontrol, tetapi secara garis besar diklasifikasikan ke dalam 2 (dua) tipe, yaitu:

II.2.2.1 Solenoid Valve

Fungsi utama dari sebuah  solenoid adalah untuk mengatur arah udara bertekanan yang  bekerja pada solenoid. Selonoid digerakkan oleh 2 (dua) penggerak, yaitu udara dan elektrik. Pergerakan kontrol udara biasanya digunakan untuk pengontrol dengan jarak yang dekat. Pergerakkan elektrik biasanya dipilih untuk mengontrol dengan jarak yang jauh dan untuk   perubahan dengan waktu yang singkat. Cara kerja solenoid valve: Ketika  solenoid  diposisi On,  plunyer  tertarik ke atas melawan gaya pegas, yang menyebabkan sambungan P dan A berhubung bersama. Cakra punggung dari pada  plunyer  menutup saluran R. Untuk mengembalikan  spoolnya ada yang menggunakan satu  solenoid , ada juga yang menggunakan dua  solenoid . Untuk yang menggunakan satu  solenoid valve sebelahnya diganti dengan menggunakan pegas. Cara kerja untuk yang menggunakan satu  solenoid  adalah jika ada masukan arus pada kumparan  solenoid , maka lubang P akan dihubungkan dengan lubang A. Jika arus tersebut terputus maka kumparan  solenoid  akan kembali ke posisi semula karena adanya dorongan pegas. Fungsi dari pegas di sini adalah sebagai pengganti dari kumparan  solenoid  dan syarat kekuatan pegas harus di bawah kekuatan solenoid . Solenoid valve yang umumnya dipakai antara lain 2/2 way valve, 3/2 way valve, 4/2 way valve, 5/2 way valve, 4/3 way valve, 5/3 way valve Sebagai contoh, katup 3/2 way valve mempunyai 3 (tiga) lubang masuk dan keluar yaitu masukan P, keluaran A, dan udara bebas R. Dari lubang tersebut mempunyai 2 (dua) posisi pengontrolan yaitu saat posisi udara dari masukan masuk ke A dan posisi udara keluaran dari A ke R, sehingga mempunyai 3 (tiga) lubang dan 2 (dua) posisi pengontrolan dan disebut katup 3/2 way valve.

Gambar 2.2.6 Solenoid 3/2 Way Valve (Wirawan S,MT;2004;33)

II.2.2.2 Sistem Pengontrol

Selain menggunakan  solenoid valve, pengontrolan arah gerak silinder mempunyai sistem lain. Ada yang menggunakan tangan ataupun dengan mekanik. Mekanismemekanisme yang sering digunakan antara lain: hand valve, dengan tuas, dengan tombol, dengan roda, dengan pluyer . Sebagai contoh yaitu katup 5/2 way valve. Cara kerjanya adalah apabila tuas dalam posisi Off , maka udara bertekanan akan masuk  melalui lubang A, dan akan meninggalkan katup dari lubang B menuju ke silinder. Sedangkan udara buangan dari silinder akan keluar melalui lubang R 1 dan dibuang ke udara  bebas. Ketika tuas dioperasikan maka udara masuk dari lubang P menuju lubang B dan meninggalkan lubang A kemudian masuk ke dalam silinder. Sementara udara yang ada di dalam silinder keluar melalui lubang R 2.

Gambar 2.2.7 Mekanisme Pengontrol (Norgren;Katalog 2001;Valves)

Secara garis besar sistem kontrol dibagi menjadi 4 (empat) macam sistem atau alat kontrol, yaitu: kontrol mekanik, kontrol secara manual, kontrol elektrik dan kontrol tekanan. Berikut ini diuraikan tentang macam-macam sistem kontrol tersebut.

II.2.2.2.1 Kontrol Mekanik 

Alat dengan control mekanik yang sering digunakan dalam pneumatik biasanya adalah katup 3/2 way valve, dengan bagian depan terdapat alat atau komponen berupa roll  atau  plunger , sedangkan bagian belakang terdapat pegas pembalik. Alat ini biasanya menggunakan katup 3/2 normally close. Cara kerja dari sistem kontrol mekanik adalah apabila  plunger  atau roll  (mekanisme lainnya) tertekan oleh penggerak mesin, maka katup 3/2 tersebut akan terbuka dan udara masukan siap mengalir melalui katup 3/2 tersebut dan akan memberikan sinyal ke kontrol tekanan. Jadi kontrol mekanik ini berfungsi untuk  melanjutkan proses kerja mesin dan memberikan sinyal selama tertekan saja. Apabila sudah dalam keadaan bebas maka sinyal yang diberikan ke kontrol tekanan akan terputus. Alat ini sering digunakan untuk membatasi langkah torak dari sebuah silinder. Di bawah ini digambarkan macam-macam mekanik kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.1 Mekanik Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Mekanik Kontrol dengan Plunger 

Mekanik Kontrol dengan Pegas

Mekanik Kontrol dengan Roll

Mekanik Kontrol dengan Tuas  pengunci

Mekanik Kontrol dengan Tuas Kembali Bebas

II.2.2.2.2 Manual Kontrol

Tujuan rangkaian pneumatik menggunakan manual kontrol adalah untuk mengawali  proses atau langkah kerja dan juga berfungsi untuk mengambil alih langkah kerja sehingga dapat bekerja secara manual, apabila suatu saat terjadi kesalahan langkah kerja atau kerusakan alat pengontrol yang lain sehingga mesin dapat dioperasikan walaupun tidak  secara otomatis lagi. Pengontrolan dari manual kontrol sederhana sekali karena dalam  pengoperasiannya kita hanya menekan tombol, menginjak pedal atau menekan tuas. Prinsip kerja dari manual kontrol hampir sama dengan mekanik kontrol, prinsip kerjanya adalah apabila mekanismenya ditekan (pedal, tombol, ataupun tuas) maka udara dari masukan akan mengalir ke kontrol tekanan yang akan mengontrol gerakan silinder. Apabila mekanismenya dilepas maka dikembalikan ke posisi semula oleh pegas pembalik sehingga

sinyal yang dikirim ke kontrol tekanan akan terputus. Berikut ini lambang-lambang dari manual kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.2 Manual Kontrol (Festo;Katalog Technical Information;12) Manual Kontrol Umum

Kontrol Manual dengan Tombol Tekan

Kontrol Manual dengan Tuas

Kontrol Manual dengan Pedal

II.2.2.2.3 Kontrol Elektrik 

Kontrol elektrik bekerja berdasarkan elektromagnetik  yang dihasilkan oleh suatu kumparan yang dialiri arus listrik. Bekerjanya kontrol ini karena mendapat sinyal dari limit   switch elektrik yang telah dipasang pada mesin, sehingga gerakannya akan terkontrol. Kontrol ini akan bekerja apabila  solenoid mendapatkan arus listrik sehingga kumparan akan menjadi magnet dan menarik  plunger , sehingga udara akan mengalir dan mendorong piston valve. Solenoid  ini ada yang satu kumparan ada juga yang dua kumparan. Untuk yang satu kumparan, pengembalian piston valve ke posisi semula dengan menggunakan pegas. Berikut ini gambaran mengenai macam-macam elektrik kontrol.

Tabel 2.2.3 Kontrol Elektrik (Festo;Katalog Technical Information;12) Solenoid dengan Satu Kumparan Aktif 

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif  Berlawanan

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif  Searah Motor Listrik dengan Gerak Putaran Terus Menerus

Motor Listrik Bertingkat

II.2.2.2.4 Kontrol Tekanan

Sistem ini hampir sama dengan sistem control elektrik, hanya saja pemberi sinyal adalah katup 3/2 yang sinyalnya berupa sinyal udara. Udara akan menekan piston valve sehingga bergeser dan terbuka, menghubungkan lubang P dengan lubang A / B sehingga mengalir ke bagian penggerak. Bagian yang mendapat sinyal biasanya digambarkan dengan segitiga. Berikut digambarkan masing-masing tekanan pengontrol.

Tabel 2.2.4 Tekanan Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Langsung dengan Memakai Tekanan

Langsung dengan Tekanan Bantu

Gerakan Tekanan Differensial 

Tekanan Terpusat

Dengan Kontrol Pemandu

Dengan Tekanan Bantu Tak Langsung

II.2.2.2.5 Pengontrol Kecepatan

Pengontrolan kecepatan silinder pneumatik seringkali diterapkan dalam berbagaai  penerapan. Pengontrolan mungkin diperlukan hanya untuk satu arah gerak saja. Namun kadang-kadang kecepatan gerak torak perlu dikontrol baik ketika melakukan instroke maupun outstroke. Pengontrolan dilakukan dengan cara mengatur laju kecepatan udara yang mengalir  meninggalkan tabung. Alat yang digunakan untuk mengatur hal ini adalah katup pengontrol aliran searah.

Gambar 2.2.8 Pengontrol Kecepatan (Norgren;Catalog2001;Valves)

Udara dapat mengalir kearah manapun bila melalui sebuah pengatur aliran. Bila udara mengalir ke dalam alat tersebut melalui lubang B dan kelur melalui lubang A, laju aliran dapat ditambah atau dikurangi dengan memutar baut pengaturannya. Bila udara mengalir dari arah sebaliknya yaitu dari lubang A dan keluar melalui lubang B, baut pengaturnya tidak  dapat berfungsi dan udara dapat mengalir dengan bebas.

Gambar 2.2.9 Penampang Sebuah Pengaturan Aliran (Peter P,Dkk;1985;43)

Prinsip kerja dari pengaturan kecepatan (untuk lebih jelas lihat gambar 2.9) adalah udara mengalir dari lubang A ke lubang B, tekanan udara mampu menekan sebuah pegas yang menahan penyekat dalam katup searah. Akibatnya udara dapat mengalir dengan bebas. Dalam gambar 2.9, berikutnya udara mengalir dari lubang B ke lubang A, karena arah kerjanya pegas sama dengan arah tekanan udara, maka katup searah menutup, akibatnya

udara hanya dapat mengalir melalui sebuah jarum pengatur yang laju alirannya tergantung  pada posisi jarum tersebut.

II.2.3 Silinder

Tenaga dari udara yang bertekanan atau sering juga disebut tenaga pneumatik diubah menjadi gerakan garis lurus atau translasi oleh silinder pneumatik. Besarnya tenaga yang ditimbulkan tergantung dari besarnya tekanan, luas penampang silinder, serta gesekan yang timbul antara dinding dalam silinder dengan kulit luar piston. Alat-alat pneumatik yang digabungkan dengan kontrol elektrik bahkan elektronik akan menjadikan jaringan tersebut kompleks dan solid. Tetapi mempunyai kelebihan yaitu jaringan semakin membutuhkan sedikit ruangan, mempunyai ketelitian yang tinggi dan menjadikan jaringan rangkaian tersebut semakin sempurna. Dalam prakteknya silinder pneumatik yang sering digunakan ada dua macam, yaitu silinder kerja tunggal dan silinder kerja ganda. Tetapi sebenarnya tidak  hanya itu, masih ada silinder dengan penggerak ganda khusus yang dipakai untuk hal-hal yang khusus.

II.2.3.1 Silinder Penggerak Tunggal

Pada silinder penggerak tunggal, udara bertekanan diberikan hanya pada satu sisi saja. Silinder jenis ini dapat menghasilkan kerja dalam satu arah gerakan. Pegas di dalam silinder  terpasang tetap atau sebagai gaya luar yang menggerakan torak dalam arah berlawanan. Gaya  pegas yang terpasang tetap direncanakan untuk mengembalikan torak ke posisi awal dengan kecepatan cukup tinggi. Pada silinder tunggal yang dilengkapi pegas yang terpasang tetap, langkahnya dibatasi oleh panjang dasar dari pegas. Oleh karena itu, silinder gerak tunggal dipasang dengan panjang langkah kurang dari 100 mm. Silinder gerak tunggal mempunyai  beberapa macam jenis, antara lain: silinder torak, silinder diafragma, dan silinder roll diafragma.

Gambar 2.2.10 Silinder Penggerak tunggal (Norgren;Katalog2006;7)

II.2.3.2 Silinder Penggerak Ganda

Gaya dorong yang ditimbulkan oleh udara bertekanan, menggerakan torak pada silinder   penggerak ganda dalam dua arah. Gaya dorong yang besarnya tertentu digunakan pada dua arah gerakan maju dan mundur. Silinder penggerak ganda digunakan terutama apabila torak  diperlukan untuk melakukan kerja bukan hanya pada gerakan maju tetapi juga pada gerakan mundur. Pada prinsipnya panjang langkah silinder tidak terbatas, walaupun demikian tekukan dan bengkokan dari perpanjangan batang torak harus diperhitungkan pada silinder penggerak  ganda. Penahan kebocoran pada silinder penggerak ganda adalah dengan memakai  seal, Guide ring dan torak atau diafragma.

Gambar 2.2.11 Silinder Penggerak Ganda (Norgren;Katalog2006;10)

II.2.4 Peralatan Lain Dalam Pneumatik  II.2.4.1 Katup Aliran Searah

Katup non balik terdapat komponen yang mempunyai kelebihan dalam menghambat udara dalam satu aliran. Adapun yang termasuk dalam katup aliran searah ini adalah: 1.

Katup satu arah

2.

Katup bola

3.

Katup pembuangan cepat

4.

Katup dua tekanan II.2.4.1.1 Katup Satu Arah

Katup ini dapat manghambat aliran udara secara menyeluruh pada satu aliran dan mengalirkan pada arah yang sebaliknya. Hal ini dapat dilaksanakan dengan media kerucut,  bola atau diafragma dengan bantuan pegas.

Gambar 2.2.12 katup satu arah (Andrew Parr,Msc;2003;38)

II.2.4.1.2 Katup Bola

Katup ini sering juga disebut dengan katup “atau”. Katup ini memisahkan sinyal yang diterima dari katup sinyal dalam posisi yang berbeda dan akan mencegah udara yang dibalikan melalui sinyal katup kedua. Jadi katup bola ini dapat dioperasikan dari dua arah  pengoperasian.

Gambar 2.2.13 Katup Bola (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.1.3 Katup Buangan Cepat

Katup ini digunakan untuk menambah kecepatan torak pada silinder, terutama pada saat langkah mundur. Kerena pada saat langkah mundur ini, biasanya tidak dipergunakan untuk  langkah kerja. Ini memungkinkan waktu yang diperlukan pada saat langkah mundur dapat dipercepat terutama pada silinder gerak ganda. Katup ini mempunyai sambungan tekanan P yang dapat diblokir, satu pembuangan R yang dapat diblokir, dan satu keluaran A.

Gambar 2.2.14 Katup Pembuangan Cepat (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.2 Katup Dua Tekanan

Katup ini mempunyai dua saluran masuk, yaitu saluran X dan Y serta satu aliran keluaran A. Katup ini harus dioperasikan dari dua tempat. Apabila mendapat satu sinyal saja maka katup ini tidak akan mengalirkan udara, oleh karena itu katup ini disebut katup “DAN”.

Gambar 2.2.15 Katup Dua Tekanan (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3 Katup Kontrol Tekanan

Katup penggontrol tekanan ini bekerja berdasarkan tekanan udara yang digunakan untuk menggerakan silinder. Dan jenisnya antara lain:

II.2.4.3.1 Reducing Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan keluar maksimal pada sebuah rangkaian yang digunakan untuk menggerakan silinder dan apabila katup ini diset dengan tekanan tertentu maka tekanan maksimum dari udara yang menggerakan silinder sesuai dengan yang disetting.

Gambar2.2.16 LambangReducingValve(Festo; Katalog Technical Information;11) II.2.4.3.2 Pressuare Valve

Katup ini bekerja berdasarkan tekanan, tetapi sinyal yang diambil adalah sinyal yang  berasal dari saluran masuk. Alat ini berfungsi membatasi tekanan minimal yang digunakan untuk menggerakan silinder. Apabila tekanan yang ada pada saluran yang masuk belum terpenuhi atau belum sesuai dengan yang disetting maka udara tidak akan bisa mengalir.

Gambar2.2.17 LambangPressuareValve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.3 Safety Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan kerja masuk maksimal dalam jaringan. Jadi apabila tekanan yang masuk terlalu besar maka aliran udara putus dan terbuang.

Gambar 2.2.18 Lambang Safety Valve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.4 Time Delay

Alat ini digunakan untuk memberi jangka waktu aliran udara, biasanya digunakan pada saat memberikan sinyal untuk menggerakan katup pengarah. Cara kerja dari alat ini adalah mengisi tangki reservoir terlebih dahulu. Setelah tangki penuh maka udara baru mengalir ke alat kontrol yang lain. Adapun untuk mengatur lamanya waktu adalah dengan cara memperbesar atau memperkecil saluran udara yang masuk.

Gambar 2.2.19 Time Delay(Festo;Katalog Technical Information;23) II.2.5 Simbol-simbol Pneumatik 

Seperti halnya apabila membaca gambar dalam diagram hidrolik, elektrik, elektronik  maupun gabungan ketiganya. Didalam pneumatikpun tidak jauh berbeda, apabila ingin mengetahui maksud daripada diagram pneumatik ini secara keseluruhan, maka harus mengetahui terlebih dahulu maksud daripada simbol-simbol yang terdapat dalam setiap diagram tersebut. Simbol-simbol yang terdapat pada tebel ini berdasarkan ISO 1219 (August, 1978) DIN 24300 “Oil Hydraulics and Pneumatics, Names and Simbols”.

II.2.5.1 Kontrol Katup Pengarah

Tabel 2.2.5 Katup Pengarah (Festo;Katalog Technical Information;11)

Katup 2/2- way posisi normal menutup

Katup 2/2- way posisi normal membuka

Katup 3/2- way posisi normal menutup

Katup 3/2- way posisi normal membuka

Katup 3/3- way posisi normal menutup

Katup 4/2- way

Katup 4/3- way posisi tengah menutup

Katup 4/3- way posisi tengah mengembang

Katup 5/3- way posisi tengah menutup

Katup 5/2- way

II.2.5.2 Katup Non-Balik 

Tabel 2.2.6 Katup Non-Balik(Festo;Katalog Technical I nformation;11)

Katup Pengecek Tanpa Pegas

Katup Pengecek Dengan Pegas

Katup Bola

Katup Buangan Cepat

Katup Dua Tekanan

II.3

DASAR-DASAR OTOMATISASI

II. 3.1 Pengertian Otomatisasi

Otomatisasi adalah suatu pengubahan input menjadi output yang lebih baik. Proses  pengubahan input  menjadi output  ini menggunakan teknik kontrol, sehingga untuk  mendapatkan suatu sistem yang otomatis maka digunakan kontrol yang otomatis juga. Definisi Kontrol menurut Deutsches Institut fur Normung (DIN) 19226 : “Kontrol berarti proses dalam suatu sistem yang di dalamnya terdapat beberapa input variabel mempengaruhi variabel output  yang lain sebagai akibat hukum-hukum yang mengenai sistem. Pengontrolan dikarakteristikkan dengan  squence rangkaian terbuka dari gerakangerakan melalui elemen pemindah tunggal atau rangkaian kontrol” (Sugihartono,1992 : 4). Definisi Kontrol Otomatis menurut DIN 19226 : “Kontrol otomatis adalah proses dimana suatu variabel yang akan dikontrol, adalah diukur  secara terus-menerus dan dibandingkan dengan variabel yang lain, yaitu variabel perintah dan  proses yang dipengaruhi menurut hasil perbandingan tersebut dengan memodifikasi untuk  menyesuaikan variabel perintah. Squence gerakan yang dihasilkan dari hal tersebut terjadi dalam suatu rangkaian tertutup, rangkaian kontrol. Tujuan control rangkaian untuk  menyesuaikan harga variabel yang dikontrol terhadap harga yang ditentukan oleh variabel  perintah sekalipun ekualisasi tidak dicapai, berlaku dalam keadaan ini (Sugihartono, 1992 : 4). Sequence dapat diartikan suatu peralatan dan rangkaian pengendalian untuk mencapai tujuan tertentu dan mempertahankan keadaan. Maka rangkaian  sequence dapat diartikan pula seperangkat peralatan yang bekerja secara berkesinambungan dan satu sama lain saling  berhubungan membentuk suatu sistem yang  solid . (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;1) Oleh karena itu diperlukan suatu sarana yang dapat digunakan sebagai informasi tentang urutan dan susunan rangkaian tersebut sehingga orang lain dapat memahami prinsip kerjanya dan mudah dalam pengamatan suatu rangkaian. Maka kita gunakan gambar kerja atau gambar rangkaian yang di dalamnya terdapat informasi tentang hubungan peralatan  sequence  pada suatu rangkaian, sehingga akan memudahkan kita dalam mencari kerusakan apabila dalam suatu rangkaian tersebut tidak bekerja sebagaimana mestinya. Dalam penggambaran diagram sequence perlu diperhatikan hal-hal di bawah ini: 1.

Dibuat menjadi mengembang menyamping sehingga menjadi bentuk yang mudah dilihat walaupun sangat rumit sekali.

2.

Hubungan dibuat secara structural , artinya alat-alat pengendali dinyatakan dengan huruf dan kode yang menerangkan hubungan antara satu dengan yang lain.

3.

Penggambaran instalasi pengendali dinyatakan dengan penggembaran secara garis vertikal supaya dapat dimengerti dengan mudah.

4.

Penyajian gambar instalasi harus ringkas, sehingga memudahkan dalam pemeriksaannya.

II.3.2 Komponen-Komponen Dasar Sequence

Dengan majunya zaman disertai kemajuan tekhnologi, khususnya dalam bidang elektronik maka sistem pengendalipun tak luput dari kemajuan bidang tersebut, sehingga hampir semua peralatan dalam industri telah terkontrol secara elektris. Pada dasarnya rangkaian tersusun atas beberapa unsur sehingga rangkaian tersebut dapat berjalan sebagaimana fungsinya, yaitu: 1.

Bagian Pengendali Dalam bagian ini digolongkan sebagai tempat awal energi listrik yang masuk, selanjutnya akan dialirkan ke bagian-bagian yang lain menurut urutan yang akan digerakan langsung atau menunggu komando dari komponen lainnya ataupun dari operator secara manual seperti sumber dari  push bottom, stop kontak, saklar dan sebagainya. Secara umum alat pengendali dapat dibagi menurut fungsi dan cara kerjanya, yaitu:

a.

Peralatan masukan (input ), merupakan peralatan yang berfungsi sebagai input  atau sinyal kontrol terhadap peralatan lain yang memerlukan masukan tenaga listrik dengan secara  berkala atau pada saat-saat tertentu. Sebagai contoh: tombol atau saklar, selector switch, limit   switch dan lain-lain.

 b.

Peralatan proses, merupakan peralatan yang berfungsi untuk memproses sistem yang dibuat sehingga menghasilkan keluaran atau output sesuai dengan yang diharapkan. Sebagai contoh: relay, timer dan lain-lain.

c.

Peralatan keluaran (output ) , merupakan peralatan yang langsung digerakan atau dioperasikan oleh peralatan proses. Sebagai contoh: relay beban, contractor , lampu, solenoid  dan lain-lain.

Dalam pengendalian berlaku kontak-kontak singgung sebagai berikut: a.

Titik-titik sambung A “ Normally Open (NO)” adalah titik sambungan dengan posisi awal membuka sehingga tidak ada hubungan antara titik kontaknya sebelum mendapat pengaruh dari luar atau dari sistem lain. Titik sambung ini akan menutup setelah ada pengaruh dari luar  yaitu dengan cara mengaktifkannya.

 b.

Titik sambung B “ Normally Close (NC)” adalah kebalikan dari titik sambungan normally open (NO). apabila dalam keadaan normal menutup (artinya arus dapat mengalir), tetapi apabila mendapat pengaruh dari luar maka titik kontaknya akan membuka sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Gambar 2.3.1 Titik Kontak(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

2.

Bagian Penghubung Didalam suatu instalasi pengendalian pada bagian yang dikendalikan masing-masing memiliki bagian penghubung penggerak agar dapat berhubungan dengan yang lain. Dan dalam gerak suatu alat disesuaikan dengan komando dari lingkungan instalasi pengendali melewati bagian penghubung. Karena bagian seluruh konstruksi masing-masing merupakan  penghubung yang bergerak, maka gerakan strukturnya disesuaikan dengan kondisi dan keperluan yang dibutuhkan. Penghubung yang sering digunakan dan merupakan penghubung tetap adalah sebuah kabel.

3.

Bagian yang Dikendalikan Bagian ini merupakan bagian yang dikendalikan gerakannya, pengendalian tersebut dilakukan oleh bagian pengendali dengan melewati bagian penghubung. Bagian ini dikendalikan dengan menggunakan alat perantara seperti  solenoid , contractor  dan lain-lain. Sebagai contoh bagian ini yaitu: motor, silinder dan lain-lain.

4.

Bagian Penjagaan dan Pertahanan Dalam bagian ini disesuaikan dengan fungsinya yaitu sebagai penjagaan yang dapat mempertahankan setiap bagian masing-masing pengendalian dalam melakukan hubungannya,  pada saat menerima sinyal sehingga dapat bertahan. Dengan demikian pula bagian penjagaan ini akan saling memberikan sinyal sebagai energi gerak dan gaya yang saling berhubungan dengan kontak-kontaknya. Sebagai contoh:  fuse, thermis dan lain-lain.

II.3.2.1 Alat Perintah

Alat perintah ini meliputi peralatan yang dioperasikan secara manual atau dengan menggunakan tenaga manusia. II.3.2.1.1 Sakelar ( Switch)

Adalah suatu alat yang berfungsi memutus dan menghubungkan arus listrik dalam suatu rangkaian yang umumnya dioperasikan secara manual, yang mempunyai titik kontak dapat diatur untuk posisi membuka dan menutup secara konstan. Sedangkan jumlah titik  sambungnya tergantung dari kebutuhan, ada yang tunggal dan adapula yang ganda. Selain itu adapun sakelar yang memberikan alternatif kepada kita untuk suatu pengoperasian disebut “ selector switch” atau sakelar pilihan yang memungkinkan kita memilih apabila suatu rangkaian manual atau otomatis dan juga menggerakan suatu mesin yang harus bekerja secara tunggal, sehingga hanya salah satu mesin yang boleh bekerja. Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar di bawah ini:

Gambar2.3.2 Titik kontak Switch. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;9)

II.3.2.1.2 Sakelar Tombol ( Push Bottom Switch)

Sakelar tombol adalah suatu alat yang paling sederhana dalam peralatan pengendali, yang pengoperasiannya secara manual atau dengan menggunakan tenaga manusia. Fungsi utama dari alat ini adalah menghubungkan dan memutuskan suatu sistem dengan cara menekan tombolnya. Sakelar tombol akan aktif pada saat tombol ditekan dan akan kembali keposisi semula atau normal apabila tekanan pada tombol dilepaskan. Alat ini mempunyai dua titik sambungan yang dapat digunakan dimana sambungan terbuka atau normally open (NO) dan titik sambungan yang lain tertutup atau normally close

(NC). Titik sambungan normally close artinya dalam keadaan normal atau belum aktif titik  sambungan ini menutup (dapat mengalirkan arus), dan pada saat  push bottom ditekan maka titik tersebut terbuka. Sebaliknya utuk titik sambungan normally open pada saat push bottom  belum ditekan titik sambungan akan terbuka, sedangkan pada saat aktif akan tertutup.  Push bottom umumnya digunakan sebagai awal suatu rangkaian bekerja, juga untuk mengakhiri  proses kerja dari suatu alat.

Gambar 2.3.3 Titik Kontak  Push Bottom Switch. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

II.3.2.2 Alat Pengecek / Pendeteksi

Alat yang termasuk kelompok ini sebagian besar adalah sebagai sensor, baik sensor  cahaya, frekuensi maupun dengan sentuhan langsung. Dari banyaknya alat sensor yang ada, disini hanya akan dibahas lebih lanjut mengenai limit switch, dan  photo switch. Dikarenkan kedua alat sensor tersebut berkenaan langsung dengan perancangan sistem pada alat yang  penulis rencanakan. II.3.2.2.1 Limit Switch

 Limit switch adalah alat penghubung dan pemutus arus yang bekerja berdasarkan sentuhan langsung yang digerakan oleh peralatan mekanik sehingga merubah posisi titik  sambungnya. Alat ini banyak sekali jenisnya namun fungsi dan prinsip kerjanya sama. Adapun yang membedakan adalah aktuatornya atau luas sensor penghubung mikro switch.  Limit switch terdiri dari tiga komponen utama, yaitu: 1.

Rumah limit switch, tempat dudukan kontak dan mikro switch.

2.

 Mikro switch, alat penghubung dan pemutus arus.

3.

 Actuator , merupakan sensor yang mengaktifkan mikro switch. Seperti halnya pada push buttom switch, limit switch pun terdapat dua titik sambungan yaitu NO dan NC yang bekerjanya saling bertolak belakang. Dalam penggambarannya limit   switch dilukiskan seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.4 Titik Kontak  Limit Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;16D)

II.3.2.2.2 Photo Switch

 Photo switch adalah pemutus dan penghubung arus yang bekerja berdasarkan sinyal sinar yang dipancarkan dengan frekuensi tertentu pada alat penerima sinar. Alat ini akan aktif  apabila pancaran sinar tersebut terhalangi atau tidak dapat diterima oleh sensor penerima sinar.  Photo switch terdiri dari dua komponen utama, yaitu: 1.

Transceiver  Sebagaimana namanya alat ini berfungsi untuk memancarkan sinar pada frekuensi tertentu. Adapun pembangkitnya dapat berupa lensa atau LED khusus, namun ada pula yang menggunakan lampu pijar.

2.

Receiver  Alat ini berfungsi untuk menerima pancaran sinar dari transceiver . Setelah gelombang diterima, gelombang tersebut dibangkitkan lagi sesuai dengan frekuensi yang dipancarkan oleh transceiver . Besarnya gelombang yang dipancarkan dan yang diterima harus sama,

dengan demikian apabila pancaran gelombang terhalang atau tidak dapat diterima oleh receiver mengakibatkan terjadinya perbedaan gelombang antara keduanya. Sehingga receiver  memberikan sinyal kepada amplifier  yang menghasilkan output berupa kode yang merubah  posisi kontak sambungannya. Menurut letaknya photo switch terbagi atas: terpisah bersatu Perbedaan dari kedua jenis di atas adalah letak antara transceiver dan receiver . Untuk   jenis terpisah, transceiver diposisikan terpisah dengna receiver .

Gambar 2.3.5 Wiring Diagram Photo Switch Terpisah.(Omron;Katalog Vol.4;80)

Gambar 2.3.6 Wiring Diagram Photo switch Bersatu. .(Omron;Katalog Vol.4;80)

Gabar 2.3.7 Photo Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;5)

II.3.2.3 Alat Logika

Peralatan ini berfungsi sebagai penyimpan informasi atau mempertahankan keadaan sesuai dengan sinyal yang diterimanya. Sehingga akan didapat suatu output on atau off sesuai dengan yang diharapkan.

II.3.2.3.1 Relay Auxiliary

 Relay yaitu suatu alat yang bekerja berdasarkan kemagnetan akibat adanya arus pada inti besi (coil ) sehingga akan memutuskan titik kontaknya. Pada relay terdapat dua macam titik sambungan yaitu normally close (NC) dan normally open (NO). Normally close adalah titik sambungan pada saat belum ada kemagnetan atau relay dalam keadaan normal posisinya menutup dan pada saat relay aktif titik sambungan tersebut akan membuka. Titik sambungan ini biasanya digunakan sebagai pemutus arus. Sedangkan kebalikannya.

normally open adalah

Gambar 2.3.8 Wiring Diagram Relay Auxiliary. .(Omron;Katalog Vol.4;385)

Keterangan: 1.

Sumber Listrik

6.

Titik NC

2.

Sakelar Pemberi Sinyal

7.

Titik Hubung Gerak  

3.

Inti Besi (core)

8.

Plat Pembawa

4.

Kumparan (coil )

9.

Pegas Pembalik  

5.

Titik NO

10.

Titik Engsel

Prinsip kerja relay: Pada saat sakelar (2) dalam posisi on, maka akan timbul kemagnetan pada inti besi (core) karena arus mengalir pada lilitan (coil ) disekelilingnya. Sehingga Plat pembawa akan tertarik oleh gaya magnet, akibatnya akan merubah titik sambungan yaitu kontak B akan  behubungan dengan kontak C sebagai titik sambungan terbuka, sehingga hubungan arus antara A dan B terputus dan arus dari B akan mengalir ke C. kemudian pada saat  switch di off  kan, kemagnetan pada inti besi hilang Karena hilangnya tegangan pada lilitan sehingga gaya magnet yang menarik Plat pembawa terputus. Dengan cepat kontak A dan B akan terhubung kembali akibat adanya gaya tarik pegas.

Gambar 2.3.9 Relay 2.3.9 Relay Auxiliary.(Anly;Katalog Auxiliary.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;10)

II.3.2.3.2 Magnet Contactor

Pada dasarnya prinsip kerja daripada magnet magnet contactor  contactor  adalah sama dengan relay auxiliary. auxiliary. Hanya saj saja magne magnett contac contactor  tor  umum umumny nyaa digu diguna naka kan n untu untuk k memu memutu tuss dan dan menghubungkan arus tegangan yang besar. Oleh karenanya banyak digunakan sebagai relay daya untuk motor-motor induksi.  Magnet contactor  memiliki titik kontak utama yang disebut relay daya dan beberapa  buah kontak bantu atau auxiliary. auxiliary.  Relay daya hanya hanya terdiri terdiri dari dari titik sambun sambungan gan normally open (NO), sedangkan kontak bantu terdiri dari dua titik sambungan yaitu normally open (NO) dan normally close (NC) yang bekerja saling bertolak belakang. Contactor ini banyak digunakan karena berbagai pertimbangan seperti: 1.

Pemasangan sangat sederhana,

2.

Dapat digunakan sebagai control beban yang besar,

3.

Dapat bekerja dengan arus yang baik.

Gambar 2.3.10 Wiring Diagram Magnet Diagram  Magnet Contactor. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;10)

Keterangan: 1. Tuas Penekan manual

5. Inti Gerak  

2. Kontak Tetap

6. Inti Tetap

3. Kontak Gerak

7. Coil

4. Spring Pembalik  Perhitungan kapasitas maint NFB maint NFB didasarkan pada rumus : = 2,5 x In…….(21) In …….(21) (LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24) Dimana In Dimana In adalah arus nominal yang mengalir pada rangkaian Perhitungan setting thermisnya adalah : = 1,1 x In……..(22) In ……..(22) (LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24) Dalam penggambarann penggambarannya ya tidak terlalu rumit yaitu coil  digambarkan dengan lingkaran  beridentitas, sedangkan titik kontak  auxiliarlyny auxiliarlynyaa dibe diberi ri iden identi tita tass dari dari coil  yang mengubahnya. Untuk lebih jelas dapat dilihat gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.11 Simbol Penggambaran Magnetic Penggambaran  Magnetic Contractor . (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;30)

II.3.2.3.3 Time Relay

Time Time

rela relayy

adal adalah ah

pera perala lata tan n

logi logika ka

yang yang

beke bekerj rjaa

seca secara ra

elek elektr tron onik ik,,

yang yang

menghu menghubun bungka gkan n dan memutu memutuska skan n arus arus secara secara otomat otomatis is sesuai sesuai dengan dengan masuka masukan n yang yang diteri diteriman manya. ya. Kemudi Kemudian an mengol mengolah ah masuka masukan n terseb tersebut ut dan mengha menghasilk silkan an keluar keluaran an berupa berupa  perubahan titik sambungan. Time relay terdiri dari dua komponen, yaitu: 1. 2.

 Relay,  Relay, berfungsi sebagai titik sambungan yang dioperasikan, Timer , berfungsi sebagai pengatur jarak waktu bekerjanya relay dengan mengatur tegangan yang masuk dalam lilitan relay. relay. Dengan demikian titik sambungan bekerja sesuai waktu yang telah disetting. Umumnya time relay digunakan sebagai pengontrol rangkaian tegangan rendah untuk  melaksanakan buka dan tutup titik sambungan. Pada time relay terdapat tiga terminal utama, yaitu:

1.

Terminal kontak NO yang dibatasi waktunya,

2.

Terminal kontak NC yang dibatasi waktunya,

3.

Terminal kontak yang tidak dipengaruhi waktu.

Untuk menentukan titik sambungnya dapat dilihat pada wiring  diagram yang dicantumkan pada rumah timer  atau buku petunjuk penggunaanya. Sedangkan untuk   penggambarannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.12 Simbol Penggambaran Timer . (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;38)

Gambar 2.3.13 Timer (Anly;Katalog Ver.9.0;2002;8)

II.3.2.4 Alat Pengaman

Peralatan ini sangat penting peranannya untuk rangkaian sendiri maupun bagi yang mengoperasikannya. Adapun tujuan dipasang alat pengaman adalah: 1.

Mengalirkan arus normal dan digunakan untuk menutup rangkaian apabila diperlukan,

2.

Digunakan untuk membuka rangkaian atau untuk menghentikan suatu aliran listrik yang tidak normal atau hubungan singkat,

3.

Untuk memberikan perlindungan terhadap hubungan singkat rangkaian sehingga peralatan tidak mudah rusak,

4.

Untuk mengatasi lonjakan tegangan yang terjadi secara tiba-tiba akibat hubungan singkat. Peralatan pengaman ini banyak sekali macamnya, namun di sini akan dibahas jenis yang sering digunakan dalam rangkaian. II.3.2.4.1 Fuse

 Fuse (pengaman lebur) terbuat dari kawat perak, timah, tembaga dengan bermacammacam bentuk yang tertutup oleh isolasi seperti keramik, plastik dan sebagainya.  Fuse ini  biasanya digunakan untuk elektronik atau komponen-komponen yang mempunyai tegangan rendah. Tipe dan jenis dari  fuse banyak sekali macamnya, dilihat dari bentuknya  fuse terdiri dari: 5.

 Fuse tipe ulir,

6.

 Fuse tipe pisau,

7.

 Fuse tipe tabung. II.3.2.4.2 Thermal Over Load

Pengaman jenis

ini

memberikan pengamanan secara thermis,

yaitu dengan

menggunakan bimetal  (dua logam yang mempunyai muai jenis berbeda) sebagai pemutus arusnya. Peralatan in biasanya digunakan untuk membatasi jumlah arus nominal pada motor  induksi baik untuk satu pasha ataupun lebih. Dilihat dari konstruksinya alat ini bekerja berdasarkan panas yang diterima oleh bimetal , dimana bila panas yang diterima bimetal  besar maka akan membengkok dan dimanfaatkan untuk memutuskan arus atau titik kontaknya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.14 Prinsip Kerja Thermal Over Load . (Andrew Parr,Msc;2003;28)

II.3.3 Simbol-simbol Squence

Tabel 2.3 Simbol-simbol Squence.(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol listrik;2002;10) No

1

2

Nama

Simbol

Miniatur Circuit Breaker

MCB

Fungsi Pengaman aliran arus listrik.

NFB

Pengaman aliran arus listrik.

No Fuse Breaker

Kontak

3

Fuse Open Type

FS

Pengaman Rangkaian.

Pengaman Rangkaian. 4

5

6

Thermal Over Load

Time Relay

Magnet Contactor

7

Th

TR  

Penghubung dan  pemutus arus secara otomatis sesuai dengan setting waktu.

MC

Menghubungkan dan memutuskan arus.

RA

Menghubungkan dan memutuskan arus.

Auxiliary Relay

Photo Switch

Penghubung dan  pemutus arus secara otomatis  berdasarkan sinyal sinar.

Proximity Switch

Penghubung dan  pemutus arus secara otomatis  bedasarkan sensor  logam.

8

PH

9 TL

10 Limit Switch

LS

Penghubung dan  pemutus arus secara otomatis  berdasarkan kontak  langsung.

Merubah energi listrik menjadi energi mekanik.

11 Motor

M Merubah energi listrik menjadi energi cahaya.

12 Pilot Lamp

PL Merubah energi listrik menjadi energi bunyi.

13 Buzer

BZ Penghubung dan  pemutus aliran udara melalui sinyal listrik.

14 Solenoid Valve

SV

BAB III PERENCANAAN SISTEM PNEUMATIK 

III.1 Prinsip Kerja M/c Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan.

Prinsip kerja dari mesin ini pada dasarnya adalah kombinasi dari sistem pneumatik dan sisitem kontrol listrik. Karena dengan sistem kombinasi tersebut akan menghasilkan efisiensi kerja yang tinggi dengan hasil sesuai yang diharapkan. Kedua sistem tersebut mempunyai fungsi yang saling mendukung dan berhubungan, yaitu kontrol listrik akan memberikan

sinyal ke kontrol pneumatik untuk bergerak dan kontrol pneumatik akan memberikan sinyal ke sensor kontrol listrik sehingga memutuskan atau menghubungkan rangkaian listrik. Secara singkatnya prinsip kerja dari alat otomatisasi pengisian air dalam kemasan ini adalah menggunakan 2 (dua) sistem kerja yaitu secara manual dan otomatis.

III.1.1 Prinsip Kerja Secara Manual

Pada saat panel utama (NFB) dionkan maka arus akan mengalir ke kontak MC1 dan MC2. Dan ketika panel rangkaian (NFB) di onkan maka arus juga masuk ke dalam rangkaian ditandai dengan  pilot lamp kuning (PLk) nyala. Setelah posisi  selector switch dipilih ke “manual” maka rangkaian manual yang bekerja dan apabila dipilih ke “auto” maka rangkaian otomatis yang bekerja. Ketika selector switch pada posisi “manual” (M) di tandai dengan pilot lamp biru (PLb) nyala, maka: 1.

PB2 ditekan motor konveyor berputar dan konveyor berjalan ditandai dengan  pilot lamp merah (PLm) nyala, PB1 ditekan motor konveyor berhenti ditandai dengan  pilot lamp hijau (PLh) nyala.

2.

PB4 ditekan silinder clamp maju, PB3 ditekan silinder clamp mundur.

3.

PB6 ditekan silinder chuck maju, PB5 ditekan silinder chuck mundur.

III.1.2 Sistem Kerja Otomatis

Setelah semua panel (NFB) dionkan dan selector switch dipilih pada posisi “auto” (A) maka rangkaian otomatis bekerja, ditandai dengan  pilot lamp biru (PLb) mati. Untuk lebih  jelasnya, prinsip kerja secara otomatis akan digambarkan dalam Flow Chart diagram kerja di  bawah ini:

Time (s)

10"

20"

30"

40"

50"

60"

PB off  PB on Motor Konveyor 

PH1

LS2.0 LS1.0

70"

 Brake Motor  SvXa (Silinder  Chuck Forward )

LS1.1

SvXb (Silinder  Chuck Revert ) SvYa (Silinder  Clamp Forward ) SvYb (Silinder  Clamp Revert ) SvQ (Pompa  Inflation)

LS2.1

TR 

PLm ( Pilot Lamp Merah) PLh ( Pilot Lamp Hijau)

Gambar 3.1 Flow chart Digram Kerja Cara membacanya adalah: 1.

Setelah  Auto Start  bekerja atau PBon ditekan, maka motor konveyor berputar dan lampu  pilot lamp merah (PLm) hidup. Ketika PBoff  ditekan, maka rangkaian otomatis berhenti ditandai dengan pilot lamp hijau (PLh) nyala.

2.

Beberapa saat setelah motor konveor bekerja dan memutarkan konveyor yang membawa  botol-botol, ketika botol-botol tersebut memotong sinyal PH1 maka motor konveyor berhenti, brake motor hidup (pengeriman On), diikuti silinder clamp maju mencekam botol.

3.

Setelah silinder clamp maju dan menyentuh LS 1.1 maka silinder chuck turun.

4.

Setelah silinder chuck turun dan menyentuh LS 2.1 maka pengisian bekerja (SVQ on) pompa  pengisian nyala.

5.

Setelah settingan timer terpenuhi waktunya, maka pompa pengisian mati, silinder  clamp dan silinder chuck mundur bersamaan.

6.

Setelah silinder chuck naik menyentuh LS 2.0 dan silinder  clamp mundur menyentuh LS 1.0 maka brake motor mati (pengeriman Off ) dan motor konveyor berputar kembali.

7.

Setelah botol dibawa konveyor memotong sinyal PH 2 maka reset sistem terpenuhi.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram kelistrikan dan rangkaian konstruksinya (pada halaman lampiran).

Diposkan oleh riyo ganteng di 23.49 Kirimkan Ini lewat EmailBlogThis!Berbagi ke Twitter Berbagi ke Facebook  Reaksi: Tidak ada komentar: Poskan Komentar

Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda Langganan: Poskan Komentar (Atom)

Arsip Blog •

► 2012 (5)

•

▼ 2011 (10) o

►  November (2)

o

► Oktober (1)

o

▼ Mei (7) 

Construction of tire



Multi strada tire manufacturing



Cara kerja Mesin



Kapasitas oli Motor 



Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses otomatisa...



Perancangan Sistem



 jurnal

Translate Diberdayakan oleh

Tampilan slide

Terjemahan

Responding fun