BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejalan dengan perkembangan teknologi di era globalisasi dewasa ini yang semakin canggih, pemerintah mencanangkan pembangunan dibidang industri dan teknologi sehingga kita dituntut untuk menyumbangkan kreatifitas dan daya pikir serta memberikan sesuatu yang berguna untuk memajukan dunia perindustrian. Pada aplikasi suatu industri tidak akan lepas dari peranan
motor (dalam
hal
ini
motor
induksi
3
phasa p hasa
/
motor
AC
3
phasa). phasa) .
Dikarenakan bentuknya yang sederhana, harganya yang murah, perawatannya mudah & sangat cocok dipergunakan untuk proses di industri. Namun yang terjadi kendala / persoalan disini adalahsaat start awal motor induksi 3 phasa itu sendiri, karena saat start awal motor induksi 3 phasa tersebut akan mengalami overshoot yang tinggi. Hal ini menyebabkan arus yang diserap saat itu sangatlah besar yangtentu saja memerlukan pemakaian daya / energi yang besar, sehingga kurang efektif dan disamping itu apabila proses produksi di industry tersebut memerlukan kondisi yang stabil dari awal sampai akhir produksi. Maka hal tersebut sangat tidak menguntungkan. Oleh Ol eh karenaitu dibuat dib uat sistem kontrol ko ntrol yang bisa membuat start pada motor tidak mengalami overshoot yang tinggi dengan cara memberi hubungan star-delta pada sistem motor tersebut.
1.2 Tujuan
• Pembuatan sistem start stop motor AC 3phasa dengan menggunakan PLC. • Memperhalus start awal pada motor induksi dengan hubungan Bintang ( Y ) Segitiga (∆). • Pembuatan Modul Praktikum Kontrol Otomatis. 1.3 Permasalahan
Permasalahan pada makalah ini menitikberatkan pada sistem kontrol dimana sistem kontrol tersebut digunakan untuk menjalankan motor AC 3 phasa dengan hubungan star-delta. Disini menggunakan dua motor, dimana jika 1 motor mati, maka secara otomatis motor 2 akan 1
menyala. Dan dalam dal am makalah ini dirancang dalam dua sistem. Sistem Si stem yang pertama yaitu menyalakan motor secara manual dengan menggunakan tombol ON / OFF pada box panel. Sistem yang kedua yaitu menyalakan motor secara otomatis dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Control).
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dari makalah ini, lebih menfokuskan pada sistem kontrolnya saja. Dan untuk mengganti system dari manual ke otomatis menggunakan saklar putar, PLC akan menyala jika posisi saklar putar di posisi otomatis dan untuk mengoperasikan motor dengan menggunakan PLC harus menonaktifkan timer pada box panel. Selain itu motor diatur untuk berputar pada satu arah saja, dan jika motor 1 mati motor mot or 2 tidak langsung berputar, berput ar, tetapi mempunyai delay 5 detik. Karena outputan dari PLC hanya ada 8 output, maka ada beberapa perbedaan antara sistem kontrol yang menggunakan PLCdengan sistem kontrol yang manual.
1.5 Sistematika Pembahasan
Makalah ini mempunyai sistematika pembahasan sebagai berikut : 1. BAB I : PENDAHULUAN.
Pada bab ini berisi uraian singkat mengenai pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang
pembuatan
alat,
tujuanyang
ingin
dicapai,
permasalahan,
serta
sistematika pembahasan. 2. BAB II : TEORI PENUNJANG. Pada bab ini berisi ulasan literatur literatur, teori dasar serta referensi yang digunakan sebagai acuan dalam perencanaan dan pembuatan. 3. BAB III : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN HARDWARE
Pada bab ini berisi tentang perencanaan serta realisasi rangkaian yang mencakup blok diagram rangkaian, menguraikan tentang pembuatan hardware / program padaPLC. 4. BAB IV : PENUTUP.
Pada bab ini berisi kesimpulan dari data yang telah ada dan juga tentang saran.
2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Motor Induksi
Penemuan motor induksi pada tahun 1880 melengkapi produksi, transisi dan penggunaan sistem tenaga listrik AC, dimana pada saat itu terjadi kompetisi antara sistem DC dan AC untuk penggunaan umum. Semua konsep sistem AC 3phasa, termasuk motor induksi merupakan pengembangan dari seorang insinyur Yugoslavia bernama Nikola Tesla. Sistem beliau dipatenkan pada tahun 1888.Aplikasi terbesar pertama dari sistem AC 3phasa Tesla adalah NiagaraFalls Hydroplant . Saat ini hampir setiap motor yang digunakan di industri adalah motor induksi 3phasa. Motor induksi tidak membutuhkan hubungan elektrik (berupa konduktor) terhadap kumparan rotor yang terhubungs ingkat (short circuit) Magnetic Flux berputar melintasi celah udara menghubungkan rangkaian tertutup rotor. Pada saat rotor berputar tidak serempak dengan Magnetic Flux, maka tegangan dikalkulasikan kepadarotor tersebut. Hal ini sesuai dengan hukum faraday. Fakta yang membuktikan bahwa arus rotor timbul dari induksi, maka motor listrik ini dinamakan motor induksi. Motor induksi juga disebut juga sebagaimotor tidak sinkron karena rotor berputar tidak serempak dengan putaran Magnetic Flux. Motor induksi mempunyai kelebihan diantaranya harganya murah dan pemeliharaannya mudah. Kecepatan motor
induksi
hampir dapat
dikatakan
konstan,
apabila
terjadi
penurunan
kecepatan
hanya berkisar beberapa persen saja. Hal ini terjadi pada saat motor berbeban.Motor induksi merupakan salah satu jenis yang paling banyak digunakan dalam industri. Oleh karena itu di dalam motor induksi terdapat kelebihan – kelebihan dibandingkan dengan motor yang lainnya. Kontruksinya lebih sederhana, jumlah pada motor induksi tidak terdapat komutator.
2.1.1 Konstruksi Motor Induksi
Konstruksi motor ini seperti halnya motor lisrik yang sering kita jumpai. Rotor motor induksi terdiri dari dua tipe yaitu : 1. Tipe Would (belitan) 2. Tipe Square cage(sangkar bajing)
3
2.1.2 Rotor Tipe Would (Belitan)
Motor induksi tipe rotor would mempunyai rotor dengan belitan kumparan 3phasa sama dengan kumparanstator . Dari rotor jugamempunyai kutub yang sama. Karakteristik motor induksi ini adalahsebagai berikut :Jika didalam rangkaian rotor dipasangkan tahanan luar yang besarnya berbeda-beda, maka akan didapatkan kopel maksimum yang berbeda pula. Sehingga dengan kata lain, kopel maksimum motor dapat dicapaidengan besarnya tahanan luar yang dipasang ke rotor.Penambahan tahanan luar sampai dengan harga tertentu dapatmembuat kopel mula mencapai harga maksimumnya. Pada umumnyauntuk mendapatkan kopel mula yang besar dari motor induksi rotor tipe wound adalah dengan memperbesar tahanan rotor. Cara menambah besarnya tahanan seri luar tersebut melalui cincin. Selain untuk menghasilkan kopel mula yang besar, tahanan luar diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start . Disamping itu, denganmengubah besarnya tahanan luar, maka kecepatan motor dapat diatur pula.
2.1.3 Rotor Tipe Squirrel Cage (Sangkar Bajing)
Motor induksi rotor sangkar adalah jenis motor induksi yang paling sederhana dan paling umum digunakan daripada motor listrik jenis lainnya. Konstruksi rotor motor induksi rotor sangkar terdiri dari sejumlah batangan – batangan tembaga yang diletakkan dalam alur – alur rotor dengan ujung – ujungnya dihubungkan singkat dengan menggunakan cincin. Sehingga dengan demikian motor induksi rotor sangkar tidak dapat dihubungkan dengan tahanan seri pada rotornya,karena rotor selalu terhubung singkat. Karakteristik kopel putaran dari motor induksi sangat dipengaruhi oleh besar / kecilnya tahanan rangkaian sekunder (R 2). Halini akan berpengaruh pada putaran, kopel maksimum dan kopel start. Oleh karena itu rangkaian rotor motor induksi ini terhubung singkat, maka kopel putarannya realtif sesuai dengan besar tahanan sekunder. Agar diperoleh kurva kopel putaran yang sesuai dengan beban, maka hal ini sapat dicapai disaat pembuatannya. Biasanya hal ini dilakukan dengan membuat bentuk dari alur tempat batangan tembaga sedemikian rupa sehingga diperoleh suatu rotor yang mempunyai tahanan sesuaidengan desain.
4
2.2 Starting Motor Induksi
Pada motor induksi dapat secara langsung dihubungkan dengan tahanan pada kumparan rotor. Kebanyakan pada motor dapat distart secara langsung. Secara umum, untuk mesin-mesin besar, untuk lebih berhati-hati yaitu dengan mengurangi arus start , biasanya dengan jalan mengurangi tegangan, tegangan yang digunakan pada terminal motor dikurangi juga dengan supply pada motor melalui transformator 3 phasaatau dengan menggunakan hubungan bintang dari belitan untuk starting dan merubah menjadi hubungan delta setelah rotor mempunyai percepatan.
Gambar 2.1 Hub Bintang
Gambar 2.2
Hub Segitiga
5
Gambar 2.3 Diagram fasor 3fase hubungan bintang
Hubungan bintang akan mengurangi arus line dan torsi starting sekitar 3 kali dibandingkan dengan hubungan delta. Ketika motor telah berjalan kurang lebih 80% dari normal maka spesial kontaktor akanmenghubungkan kembali belitan-belitan tersebut menjadi hubungan delta untuk operasi normal. Hubungan ini harus dibawa keluar dengancepat dan selanjutnya untuk menghilangkan arus start yang tinggi.Hubungan star-delta tidak digunakan bila tegangan supply melampaui 3kv, motor – motor besar menggunakan autotransformer untuk mengurangi arus start. Hubungan bintang kadang-kadang dikenal sebagai sistemhubungan
Ỳ. Cara penyambungan yang
mengaliri suatu bebansetimbang resistif diberikan pada gambar 2.1.Untuk jelasnya notasi pada jala-jala ( L L I V ,) dan fase ( p p I V ,) hanyadiperlihatkan untuk satu fase. Jelas L I =P I , yakni pada hubungan bintang arus jala-jala sama dengan arus fase. Diagram fasor (gambar 2.3) berfungsi sebagai pembantu untuk menentukan hubungan antara jala-jala dan tegangan fase. Tegangan antara dua jala-jala adalah bedafasor dari dua tegangan. Dengan demikian salah satu fasor tegangan fasedibalik agar menghasilkan minus (PV yakni -PV ). Dari geometrigambar.
Tegangan jala-jala adalah
kali tegangan fase (
= 1,73) Pada sebuah beban setimbang,
rumus umum untuk daya tiga fase menjadi : P=
V I cos ф, dimana nilai V dan I adalah nilai jala-jala. 6
Hubungan delta juga disebut hubungan mesh. Skema umum dapat dilihat pada gambar 2.2. juga untuk penyederhanaan, yang ditandai hanya satu pasang nilai fase dan jala-jala. Disini , yakni untuk hubungan delta tegangan, jaringan sama dengan tegangan fase. Dari diagram fasor (gambar 2.4),arus jala-jala sama dengan selisih faktor dari dua arus fase.
Jadi Maka Arus jala-jala adalah menjadi: P =
kali arus fase. Seperti sebelumnya rumus umum untuk daya 3 fase
V I cos ф, dimana V dan I adalah nilai jala-jala.
Gambar 2.4 Diagram Fasor 3fase Hubungan Delta 2.3 Kontaktor Magnetis
Kontaktor magnetis sama dalam operasinya dengan relayel ektromekanis (EMR). Keduanya mempunyai keistimewaan pentingyang umum yaitu kontaktor bekerja apabila kumparan diberi energi. The National Electrical Manufacture Assosiation (NEMA) mendefinisikan kontaktor magnetis sebagai alat yang digerakkan secara magnetis untuk menyambung atau membuka berulang-ulang rangkaian daya listrik. Tidak seperti relay kontaktor untuk menyambung dan
7
membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Beban-beban tesebut meliputi lampu, pemanas, transformator, kapasitor dan motor listrik. 2.4 Pengenalan PLC
Pada saat PLC belum ditemukan, manusia telah mengenal berbagai macam sistem kontrol, tapi masih konvensional, artinya sistemyang dikenal tersebut masih berdiri sendirisendiri, seperti relay elektromagnetik. Dari beberap kontrol tersebut, seperti relay yang sudah berintegrasi menjadi sebuah panel. Adanya panel kontrol ini yang mengilhami terciptanya Programmable Logic Control (PLC), karena pada prinsipnya PLC terdiri dari himpunan beberapa model kontrol yang bergabung dalam suatu alat. Seiring itu juga dikembangkan relay yangdapat beroperasi pada kecepatan yang tinggi yang disebut relaytransistor, karena itu PLC memiliki Output Relay Elektromagnetic dan Output Relay Transistor dimana relay transistor berfungsi untuk control kecepatan tinggi seperti High Speed Counter , Pulsa, PWM, dll.
Sistem kontrol PLC akan sangat berguna bila dipergunakan pada operasi yang berulangulang dalam proses industri secara sequensial. Sistem sequensial akan sangat sulit diprogam kembali untuk proses produksi yang berubah dan sering dibongkar, yang kemudian didesain kembali secara lengkap. Saat ini telah banyak industri yang melakukan pengambilan keputusan logic, timing, counter (up/down),rekaman proses sekuensial, operasi aritmatik, laporan pengembangan, penanganan informasi, debugging, visualisasi, dan throubleshooting. Selanjutnya pada dekade 60-an atau tepatnya pada tahun 1969,sebuah perusahaan perangkat elektronik, yaitu madicon (sekarang sebagian dari Gold Electronics) mulai memperkenalkan PLC melalui salah satu divisi perusahaan tersebut (Generals Motors Hydramatic Division) khususnya untuk pengembangan motor hidrolik. Kemudian beberapa perusahaan seperti : Allen Bradly, General Elektric, GEC, Siemens, dan Westinghouse yang memproduksinya dengan harga standart dan dengan kemampuan tinggi. Pemasaran PLC dengan harga rendah didominasi oleh perusahaanperusahaan dari jepang seperti :Mitshubishi, Omron, Toshiba.Sekarang sistem kontrol sudah meluas
sampai
ke seluruh pabrik
dan sistem
kontrol
total
dikombinasikan
dengan
kontrol feedback , pemrosesan data dan sistem monitor terpusat. Sistem kontrol logika konvensional tidak dapat melakukan hal
– hal tersebut dan PLC diperlukan untuk itu.Berikut
adalah perbedaan sistem kontrol konvensional dengan sistem kontrol PLC.
8
2.4.1 Programmable Logic Control (PLC)
Programmable Logic Control (PLC) adalah suatu peralatan elektronika digital yang dapat memprogram memori untuk menyimpan instruksi – instruksi dan melaksanakan fungsi khusus seperti logika, sekuensial, timer, counter dan aritmatika untuk kontrol mesin dan proses. Programmable Logic Control (PLC) adalah tipe system kontrol yang memiliki input device yang disebut sensor, kontroller serta output device. Peralatan yang dihubungkan pada PLC yang berfungsi mengirim sebuah sinyal ke PLC disebut Input devic . Sinyal inputmasuk ke Programmable Logic Control(PLC) disebut input point Input point ini ditempatkan dalam lokasi memori sesuai dengan statusnya o dan off . Lokasi memori ini disebut lokasi bit. CPU dalam suatu siklus prosees yang normal memantau keadaan dari input point danmenjalankan on dan off sesuai dengan input bitnya.Demikian juga dengan output bit dalam memori dimana output poin pada unit ditempatkan, mengirimkan sinyal output ke output device . Output bit akan on untuk mengirimkan sebuah sinyal ke peralatan output melalui output point CPU secara periodik menjalankan output point on atau off sesuai dengan status dari output bit .Sistem kontrol adalah Programmable Logic Control (PLC) danseluruh peralatan I/O device yang digunakan untuk mengontrol sistemeksternal. Sebuah sensor yang mengirim informasi adalah input device yang merupakan bagian dari system ontrol. Tabel dari peralatan input(sensor), controller dan output dapat dilihat pada tabel 2.2
9
Tabel 2.2: Peralatan input, output serta controller dari PLC
Selintas Selintas PLC hanya berfungsi sebagai control ON dan
OFF saja (komentar
banyak orang yang belum mengetahui fungsi PLC lebih dalam). Sebenarnya banyak hal yang dapat dilakukan olehPLC,
Programmable Logic Control
(PLC) dapat melakukan tiga
macamtipe kontrol yaitu : 1. Kontrol Sekuensial Pengganti relay kontrol logic konvensional. Pewaktu / pencacah. Pengganti Pengontrol Card ( PCB ). Mesin kontrol Auto / Semi – Auto / Manual dari berbagai proses di industry
2. Kontrol Canggih Operasi Aritmatik. Penanganan Informasi. Kontrol Analog ( suhu, tekanan, dan lain – lain ). PID (Propotional Integrator Differensiator ). Fuzzy Logic Kontrol motor servo.
3. Kontrol Pengawasan Proses monitor dan alarm. Monitor dan diagnose kesalahan.
10
Antar muka dengan komputer ( RS-232C/RS-442). Antar muka dengan printer /ASCII Jaringan kerja otomatisasi pabrik. Local Area Network. Wide Area Network
2.4.2 Perbedaan PLC dengan Komputer
Perbedaan utama antara Programmable Logic Control (PLC)dengan komputer adalah kemampuan Programmable Logic Control (PLC) beroperasi dalam lingkungan yang keras (hard environment), perbedaaan dalam hal pemrograman serta kemudahan dalam menyelesaikan masalah dan pemeliharaannya. Programmable Logic Control (PLC) dirancang untuk dapat beroperasi dalam lingkungan industri yang kotor (berdebu), tingkat kebisingan yang tinggi, fluktuasi temperatur yang besar (0° - 60°) dan kelembaban relatif antara 0% - 95%. Air Conditioning yang biasanya diperlukan untuk komputer, dalam pemakaian Programmable LogicControl (PLC) tidak diperlukan. Pada Programmable Logic Control(PLC), untuk pemrograman ladder diagram dengan standart simbol relay yang telah digunakan sebelumnya dalam kontrol sekuensial. Ladder diagram ini kemudian diubah menjadi kode mnemonic code yang dapat langsung dimasukkan ke programming console. Perbedaan yang lain antara keduanya yaitu dalam hal penyelesaian masalah dan pemeliharaannya.
Pemeliharaan
Programmable
Logic
Control
(PLC)
dapat dilakukan oleh seorang teknisi dengan minimal training. Sebagian besar pemeliharaannya dilakukan dengan memindahkan modul-modulnya.
Programmable Logic Control
(PLC)
memiliki program diagnose yang dapat digunakan oleh seorang teknisi untuk mengetahui lokasi dari modul yang rusak, sedang untuk sebuah komputer, perawatannya mambutuhkan seorangahli elektronika untuk pemeliharaannya.
2.5 Bagian-bagian PLC
Ada tiga komponen utama yang menyusun PLC yaitu : CentralProcessing Unit (CPU), input / output , dan programming device. Sepertidigambarkan pada blok diagram 2.5. Sedangkan komponen lainnyaadalah seperti : power supply, recorder 11
player / tape atau disk, optionalremote interconnection, dan optional remote master computer. CPU bekerja berdasarkan mikroprosesor yang bekerja menggantikan fungsirelay, counter, timer, dan sequences. Karenanya programmer bisamembuat rangkaian yang menggunakan fungsi
–
fungsi relay diatas.
.
Gambar 2.5: Bagian-bagian PLC 2.5.1 Unit Input / Output
Berfungsi untuk mendeteksi kondisi on-off sinyal yang diterima dari peralatan luar yang dihubungkan ke bagian input/output , juga menyesuaikan sinyal tegangan kedalam arus level / tingkat konstanserta menghilangkan sinyal yang tidak terpakai, kemudian diimplementasikan ke peralatan yang akan dikontrol. Terdapat modul input analog pada beberapa PLC, seperti CQM1-AD041 dari sebuah SYSMAC CQM1 yang mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal digital. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi nomor-nomor dari word input yang input unit analognya tergantung oleh pembatasan angka dari point input dari unit-unit inputanalog ke maksimum 2 unit input analog. Pengubahan data ditempatkan pada word input yang dialokasikan ke unit input analog. Pengubahan data dilakukan hanya jika membaca isi word input. Unit input analog memiliki batasan tegangan sinyal input dari (-10 s/d +10) V, (0 s/d 10)V, dan (1 s/d 5) V. Beberapa dari batasan tersebut dapat dikombinasikan secara bebas dengan CQM-AD041 yang mempunyai batasan arus sinyalinput dari 4 sampai 20 mA. Unit input analog diakui sebagai nilai rata-rata fungsi pemrosesan sehingga output stabil dalam mengkonversikan data. Unit ini juga diakui mendeteksi kabel yang putus, mendeteksi tidak terhubungnya beberapa kawat input yang
12
sebelumnya telah terhubung ke unit input analog yang memberikan batasan input dari (4 s/d 20) mAatau (1 s/d 5) V. Unit display digunakan untuk input program atau untuk memeriksa apa yang terdapat didalam memori. Dari unit ini dapatdiketahui bentuk kode mnemoniknya atau ladder diagram yang telah kitamasukkan, serta keadaannya saat dilakukan running program. Sehingga memudahkan untuk mengetahui benar atau salah program ladder ataukode mnemonik yang kita masukkan.Jika hardware yang dikontrol PLC memerlukan input externalyang lebih dari 16 jalur, maka pada PLC tipe CQM1 ini dapat ditambahkan/diekspand inputnya dengan cara menyeri panel input yang telah disediakan.
2.5.2 Control Prosessing Unit (CPU)
Unit ini berfungsi untuk memanggil, menterjemahkan, dan mengeksekusi program yang tersimpan dalam memori yang berasal dariunit input. Selain itu CPU juga menerima data yang berupa digit biner,aritmatik, dan operasi logika yang datanya disesuaikan dengan instruksiyang disimpan dalam memori. CPU dari sebuah PLC dibangun dari sebuah mikroprosessor sebagai rangkaian pemroses sata yang bentuknya kecil dan terdapat dalam sebuah chip silicon tunggal.Struktur internal dari sebuah PLC membandingkan hubungan input dengan output, menyimpan dalam bentuk register dan mengontrol elemen yang disebut arithmatik dan logic unit (ALU). Interface darisebuah I/O pada CPU digunakan untuk membaca data dari memori danmenulis data ke memori lewat jalur bus. CPU terdiri dari beberapa hal,antara lain: 1. Register
Register digunakan dalam kebanyakan Central ProcessingUnit, dimana elemen memori digunakan untuk menyimpan sejumlah bit untuk sementar waktu. Register tersebut terdapat dalam mikroprocessor. Sedangkan data register berada dalamRAM yang digunakan untuk menyimpan flag, counter, timer,dan beberapa tipe data yang lain. Setiap lokasi dari bit dapat menyimpan biner 1 atau 0. empat bit register dalam sebuah nible, berupa data 4 bit. Untuk register 8 bit tersimpan dalam sebuah byte, berupa data 8 bit. Sedangkan untuk register 16 bit tersimpan daslam sebuah word, berupa data 16 bit.
13
2. Flag register
Keadaan sebuah bit (logika 1 atau 0) digunakan untuk menunjukkan beberapa kondisi kejadian/peristiwa yang disebut flag. Register yang menyimpan beberapa bit flag disebut Flag Register . 3. Auxilary Relay
Auxilary relay adalah elemen memori bit tunggal yang berlokasi di RAM yang bisa dimanipulasi oleh programmer. Disebut auxilary karena dapat dimanipulasi sebagai internal relay bayangan. Auxilary relay dapat juga disebut holding relay yang dapat digunakan untuk menyimpan data saat catudaya mati.
4. Shift Register
Beberapa bit yang tersusun didalam register dapat dipindahkan dalam satu posisi yaitu ke kiri atau ke kanandengan aplikasi pada shift command atau pulsa. Oleh sebabitu register tersebut dinamakan shift register dan dapat digunakan untuk aplikasi kontrol sekuensial. 5. Binery Counter
Fungsi dari binary counter untuk menambah (ditambah satu)atau mengurangi satu data biner yang tersimpan didalamregister dan membandingkannya dengan dua register yang berbeda, counter digunakan untuk mencacah, misalnya untuk menghasilkan pulsa digital dari peralatan switching yangdihubungkan ke input port. Output biasanya dihasilkansetelah pulsa input dihitung / dicacah. Harga pengitunganyang dikehendaki disimpan dalam data register.
6. Timer
CPU dibangun dari
clock isolator
yang mengontrol
kecepatanoperasinya. CPU
menggunakan sinyal clock untuk menghasilkan delay time. Delay time digunakan untuk menjaga output relay agar periodenya tetap.
14
7. Memory
Karakteristik memory ini mudah dihapus. Data memorimudah terhapus ketika terjadi keadaan mati oleh catu daya, begitu pula sebaliknya. Tipe umum memory meliputi semikonduktor memory dan magnetik disk. . 2.5.3 Unit Programming Device
Berfungsi untuk memasukkan bahasa pemrograman, dalam halini ladder diagram, ke dalam EPROM PLC, ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain melalui Console Device, Komputer AT, dsb.
2.6 Hal Penting Dalam Menggunakan PLC
Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam memilih Programmable Logic Controller (PLC) adalah sebagai berikut : Input
: a. Jumlah Input b. Type Input.
Output
: a. Jumlah Output. b. Type Output.
Memory
: a. RAM (Random Access Memory). b. EPROM (Electrical Erasable Programmable Read Memory). Memungkinkan penyimpanan yang permanen sekaligus dapatdiubah dengan mudah.
Peripherial
: a. Handheld Programming Console. b. SS – Ladder Support Software SS – SYSMAC
Support Software :
PROM Writer
15
2.7 Keuntungan PLC
PLC merupakan sistem kontrol yang kompatibel dengan desain sistem kontrol yang banyak di industri-industri dewasa ini, yang bukan merupakan model output-output saja, akan tetapi dapat mengakomodir sistem kontrol yang lebih komplek. PLC adalah komponen solid-state yang didesain untuk keperluan menggantikan fungsi-fungsi relay konvensional dan memiliki prinsip mikrokontroller sehingga bisa diisi program. PLC digunakan untuk kontrol dan operasidari mesin-mesin pada proses manufaktur. Penggunaan PLC memiliki beberapa keuntungan antara lain : a. Flexibel
Kontrol panel konvensional menggunakan relay – relay dan timer – timer tambahan atau pengubahan sistem hubungan untuk menanggapi dan memodifikasi atau spesifikasi tambahan, pengubahan jalur, pengalihan produk dan lain – lain. Sedangkan pada PLC hanya menggunakan pengubahan program yang telah ditulis pada memori. b. Peralatan dengan standart yang tinggi
Kontrol panel konvensional telah diproduksi dengan cara bahwa setiap unit mempunyai spesifikasi tersendiri. Hal ini memerlukan waktu pembuatan yang lama dan kesulitan dalam pemeliharaan. Tapi dengan menggunakan PLC standarisasi panel kotrol dapat diperoleh. c. Kemudahan peralatan
PLC menyediakan
fungsi
yang
dapat
fasilitasdan program, sehingga apabila ada masalah atau kesalahan
memeriksa memungkinkan
keadaan untuk
melakukan perbaikan dengan cepat dibandingkan dengan unit kontrol lain. Indikator input dan output dengan cepat danmudah diketahui pada sebuah sistem. Konfigurasi output yang menggunakan tipe relay plug – in. d. Rendahnya disipasi daya dan ringkas
Sebagian besar komponen mengandung IC yang memiliki kemampuan tinggi dalam bentuk yang ringan dan ringkas. Oleh sebab itu dimungkinkan untuk membuat panel kontrol yang ringkas, sehingga mempunyai desipasi daya yang relatif rendah.
16
Selain dari keuntungan diatas, juga terdapat beberapakeuntungan lain dari PLC yang dapat diuraikan sebagai berikut : Waktu implementasi proyek yang singkat. Modifikasi lebih mudah tanpa biaya tambahan. Biaya proyek dapat dikalkulasi dengan akurat. Training penguasaan teknik lebih cepat. Aplikasi kontrol yang luas. Berbagai macam jenis kontrol dapat diterapkan. Kontrol hardwarenya standard. Dapat menerima kondisi lingkungan industri yang berat.Beroperasi secara normal dalam kondisi temperatur, humidity,fluktuasi tegangan dan noise yang berat.
17
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN HARDWARE
3.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas tentang perencanaan sistem yang terdiri dari sistem blok diagram, perancangan program pada PLC, dan perencanaan pembuatan hardware. Pada perancangan sistem ini PLC dihubungkan dengan rangkaian utama yang berada pada box panel. Dimana padabox panel terdapat kontaktor magnetik, timer, MCB, Push button, lampu indikator,dan lain-lain. Setelah perancangan sistem selesai, berikutnya melakukan perancangan pada perangkat lunak (software). Pada perancangan software, setelah dibuat, dipelajari dan dimengerti betul urutan kerja(sequence) sistem tersebut, dibuat daftar semua input dan output terhadap I/O point dari PLC. Setelah itu dibuat rangkaian kontrol,diagram ladder, dan disesuaikan dengan I/O yang telah dibuat.Kemudian membuat mnemonic code, dan memeriksa program jika ada kesalahan. Jika program sudah benar lalu disimulasikan, apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan. Jika simulasi sudah benar barulah semua peralatan I/O dihubungkan ke terminal PLC. Kemudian memeriksa kembali hubungan kabel dari peralatan I/O ke PLC, setelah sudah benar barulah melakukan testing program lagi. Dari hasil perencanaan dan perancangan dilakukan realisasi/pembuatan perangkat keras. Pembuatan perangkat keras diawali dari pembuatan box panel, selanjutnya merakit semua peralatan yang tersedia ke dalam box panel. Setelah semua peralatan dirakit, dan dicoba bagian per bagian dan diyakini tidak ada kesalahan barulah menggabungkan antara PLC dengan I/O dari peralatan.
18
3.2 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Sistem Blok Diagram
Keterangan : 1. Sumber AC 3phasa sumber listrik dari PLN 380V yang digunakan untuk mensupply motor induksi 3phasa. 2. Kontaktor.Kontaktor berfungsi sebagai kontrol on/off. Kontaktor akan bekerja bila mendapat supply tegangan yang dihubungkan dengan kontak-kontak output dari PLC. Kontaktor yang digunakan adalah Fuji Electrik, Magnetic Contactor . Dengan Type : SC – 1H (26)
19
Gambar 3.2 Magnetic kontaktor
3. Motor.Motor yang digunakan pada makalah ini adalah motor 3phase dengan type MEA ASMOT
3 4A P80-4
No 4504707
IP 54B3
0.7 Kw / 1.0 HP
SI 50 Hz
Ỳ/380 / 220 V
1380 / min
ISOL. F COS ф 0.79 2.0 / 3.45 A IEC 4-1 000000 x O321836046 – 96 / 03
Gambar 3.3 konstruksi Motor
20
4. Timer Disini timer yang digunakan adalah Timing – Relay. Dimana fungsi dari timer pada tugas akhir ini adalah sebagai penunda waktu pada putaran star ke putaran delta, dan penunda waktudari motor 1 ke
motor 2 atau sebaliknya.
5. Programabble Logic Control (PLC) PLC yang digunakan adalah PLC Mitsubishi Model
F2 – 20 MR
SER. No
D4 30 84
AC
100V /110V - 200V/ 220V
50 / 60 Hz 20 VA1 H DC 24V, 7 mA OUT DC 30V / AC 250V 2A max (cos
ф= 1)
Pada PLC ini mempunyai 10 input dan 8 output. a. InputPeralatan input meliputi input dari luar PLC yang pada umumnya dialamatkan pada alamat X 400 sampai X 410.Tapi pada tugas akhir ini inputan yang digunakan hanya 10inputa b. n saja. Input 1 – 10 digunakan sebagai saklar saja. c. OutputPeralatan output meliputi hasil output dialamatkan padaM 100 – M 107. semua output digunakan sebagai kontrolon/off pada motor.Sesuai dengan program yang dibuat maka fungsi darioutput akan menggerakkan peralatan sebagai berikut : Output 1 untuk mengontrol kontaktor 1 dan timer 2.. Output 2 untuk mengontrol kontaktor 2
21
Output 3 untuk mengontrol kontaktor 3. Output 4 untuk mengontrol kontaktor 4 dan timer 1. Output 5 untuk mengontrol kontaktor 5 dan timer 4. Output 6 untuk mengontrol kontaktor 6. Output 7 untuk mengontrol kontaktor 7. Output 8 untuk mengontrol kontaktor 8 dan timer 3.
Gambar 3.5 PLC 3.3 Rangkaian Kontrol
Pertama kali yang harus dilakukan adalah mendesain rangkaian kontrol. Rangkaian ini digunakan untuk merakit ataumelakukan instalasi pada box panel yang disediakan.
Gambar 3.6 Rangkaian Kontrol
22
3.4 Rangkaian Daya
Setelah melakukan proses instalasi rangkaian kontrol pada box panel, selanjutnya kita mendesain untuk rangkaian daya. Dimana rangkaian daya ini digunakan untuk menentukan hubungan bintang atau hubungan segitiga. Setelah digambar dan diperiksa kebenarannya makadapat langsung dirakit pada box panel.
Gambar 3.7 Rangkaian Daya 3.5 Rangkaian Sekuensial.
Rangkaian sekuensial atau biasa di sebut diagram ladder digunakan untuk memudahkan dalam menulis dan memasukkan program pada PLC. Ladder diagram terdiri dari suatu garis memanjangke bawah dari kiri dengan cabang-cabangnya menuju arah kanan.
Gambar 3.8 Rangkaian Sekuensial
23
3.6 Mnemonic Code
Setelah membuat rangkaian sekuensial atau diagram ladder dari suatu program selanjutnya yaitu menyusun mnemonic code.Mnemonic code adalah program yang dapat dibaca oleh PLC.Mnemonic code pada tugas akhir ini dapat dilihat pada tabel 3.1
Tabel 3.1 Program Kode Mnemonik
24
3.7 Rangkaian Pembalik Putaran.
Pada rangkaian ini digunakan untuk membalik putaran motor. Dalam hal ini untuk membalik putaran motor kita membuat simulasinya dengan menggunakan motor DC. Untuk membalik
putaran
motor
kita
hanya
membalik
polaritasnya
gambar rangkaian kontrol untuk membalik putaran.
Gambar 3.9 rangkaian kontrol pembalik motor 25
saja.
Berikut
adalah
Gambar 3.9 rangkaian kontrol pembalik motor Tabel 3.2 Program Kode Mnemonik
3.8 Hasil Rancangan dan Pembuatan Hardware
Gambar 3.10 Tampilan Box Panel
Gambar 3.11 PLC yang telah di pasang inputan
26
BAB IV PENUTUP
4.1 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan, pengujian dan analisa yang telahdilakukan pada makalah ini dapat disimpulkan bahwa : 1. Setelah dilakukan pengujian dan pengukuran pada hubungan bintang
– segitiga dapat
diketahui bahwa arus start dari hubungan bintang lebih rendah daripada hubungan segitiga, yaitu 1.5A pada hubungan bintang dan 6.5A pada hubungan segitiga. 2. Pada makalah ini, dibuat modul kontrol otomatis antara lain-Praktikum kontrol otomatis start / stop motor AC dengan hubungan Star Delta secara manual.-Praktikum kontrol otomatis start / stop motor AC dengan hubungan Star Delta menggunakan PLC.Praktikum kontrol otomatis start / stop 2 motor AC secara bergantian dengan hubungan Star Delta secara manual.-Praktikum kontrol otomatis start / stop motor AC secara bergantian dengan hubungan Star Delta menggunakan PLC
4.2 SARAN
Dalam pembuatan makalh ini tentunya tidak lepas dari berbagai macam kekurangan dan kelemahan, baik pada system dan peralatan yang kami buat, untuk itu demi kesempurnaan tugas akhir ini, kami dapat memberikan beberapa catatan. 1. Untuk perancangan sistem kontrol yang lebih maksimal harus memperhatikan input dan output dari PLC. Diutamakan mempunyai input dan output yang banyak. 2. Diharapkan Makalah ini disempurnakan lagi, karena masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna.
27
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hisashi Shibata, Era Purwanto, Joke Prastilastiarso.
“ElectricalPower System ”PENS-ITS, 1988
[2] Ir. Sutedjo. ”Mesin Listrik II”PENS-ITS. [3]
“Instalasi Listrik Industri” Balai Latihan Pendidikan Teknik (BLPT)
[4] Yoshiaki maeda, Son Kuswandi, Sulistyo Buwano [5] Michael Neidle.
“AutomaticControl” PENS-ITS
“Teknologi Instalasi Listrik”
[6] Drs. Bambang Suprianto, MT, Puput Wanarti Rusimamto,ST.,MT.
anak medoan ayuSurabaya (KAMUS).”UNESA Surabaya, 2005
28
“Pelatihan PLC bagi kelompok
