1
SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK “RELAY”
Asrul Pawiloi E1D1 10 085
PROGRAM STUDI S1 ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2014
2
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wata΄ala, karena rahmat -Nya Saya dapat menyelesaikan makalah ini guna memenuhi tugas mata kuliah Sistem Proteksi Tenaga Listrik. Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu Saya dalam menyelesaikan makalah ini sehingga dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat Saya harapkan demi sempurnanya makalah ini. Semoga makalah ini memberikan informasi bagi masyarakat dan bermanfaat untuk pengembangan wawasan dan peningkatan peningkatan ilmu pengetahuan bagi kita semua.
Kendari, 10 Juni 2014
Penyusun
3
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................. ................................................................... ............................................ .................................. ............ 1 KATA PENGANTAR ........................................... ................................................................. ............................................ .................................. ............ 2 DAFTAR ISI ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ........................... ..... 3 BAB I
PENDAHULUAN 1.1 1.2 1.3
BAB II
Latar Belakang ........................................... .................................................................. .......................................... ................... 4 Rumusan Masalah .......................................... ................................................................ ...................................... ................ 4 Tujuan dan Manfaat ........................................... ................................................................. .................................. ............ 4
PEMBAHASAN 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
Pengertian Relay ................................. ....................................................... ............................................ ........................... ..... 5 Prinsip Kerja dan Simbol ....................................... ............................................................. .............................. ........ 6 Jenis-Jenis Relay ............................................ .................................................................. ...................................... ................ 8 Fungsi Relay .............................................. ..................................................................... .......................................... ................... 9 Relay Sebagai Pengendali ......................................... ............................................................... ........................... ..... 10 Dari Relay ke PLC (Programmable Logic Controller) ........................ 11 Contoh Aplikasi Pengendalian Sistem Dengan Dengan Relay dan PLC .......... 12 Keuntungan PLC Dibanding Relay ............................................. ..................................................... ........ 14 Faktor Pemilihan Relay yang Tepat .............................. .................................................... ........................ 15
BAB III PENUTUP 3.1 3.2
Kesimpulan ......................................... ............................................................... ............................................ ........................... ..... 16 Saran ................................. ....................................................... ............................................ ............................................. ....................... 16
DAFTAR PUSTAKA ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 17
4
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching logika switching . Sebelum tahun 70an, relay merupakan “otak” dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relay. relay. Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut : • Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.
• Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik. 1.2
Rumusan Masalah
1. Apa itu pengertian relay? 2. Bagaimana cara kerja relay? 3. Apa saja jenis-jenis relay? 4. Apa saja kegunaan relay? 5. Bagaimana pengaplikasian pengendalian sistem dengan relay dan PLC? 6. Apa saja keuntungan PLC dibanding relay? 1.3
Tujuan dan Manfaat
1. Dapat menjelaskan pengertian relay. 2. Mengetahui bagaimana cara kerja dari relay. 3. Mengetahui apa saja dari jenis-jenis relay. 4. Mengetahui kegunaan dari relay. 5. Mengetahui bagaiman cara mengaplikasikan pengendalian sistem dengan relay dan PLC. 6. Mengetahui keuntungan penggunaan PLC dibanding dengan relay.
5
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Pengertian Relay
Relay adalah suatu komponen (rangkaian) elektronika yang yang bersifat elektronis dan sederhana serta tersusun oleh saklar, lilitan, dan poros besi. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat
arus
dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnya (misaln ya peralatan listrik 4 A / AC 220 V) dengan memakai arus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC). Relay yang
paling
memberikan pergerakan
mekanis
sederhana saat
ialah relay elektromekanis mendapatkan
energi
listrik.
yang Secara
sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai ber ikut : •
Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.
•
Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya / energi listrik.
Di bawah ini contoh relay yang beredar di pasaran
Gambar 2.1 Relay 2.1 Relay yang tersedia di pasaran
6 Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsi – fungsi – fungsi fungsi berikut : Remote
control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh
Penguatan daya : menguatkan arus atau tegangan o Contoh : starting : starting relay pada relay pada mesin mobil
Pengatur logika kontrol suatu sistem
2.2
Prinsip Kerja dan Simbol
Relay terdiri dari coil dan contact . Perhatikan gambar 2.2, coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil . Contact ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), open), dan Normally dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat energi listrik (energized (energized ), ), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup.
Gambar 2.2 Skema relay elektromekanik Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai fungsi sebagai pengendali sistem. Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada : o Rangkaian listrik (hardware (hardware)) o Program ( software) software)
7 Berikut ini simbol yang digunakan :
Gambar 2.3 Rangkaian dan simbol logika relay Simbol selalu mewakili kondisi relay tidak dienergized dienergized . Dalam data sheet, penjelasan untuk coil dan contact terpisah. Hal ini menyebabkan masing – masing mempunyai spesifikasi yang berbeda – beda juga. Perhatikan tabel berikut. Tabel 2.1 Contoh datasheet relay G2RS Omron
8
2.3
Jenis-Jenis Relay
Seperti saklar, relay juga relay juga dibedakan berdasar pole dan throw yang dimilikinya. Berikut definisi pole definisi pole dan throw: throw: • Pole : banyaknya contact yang dimiliki oleh relay • Throw : banyaknya kondisi ( state) state) yang mungkin dimiliki contact Berikut ini penggolongan relay berdasar relay berdasar jumlah pole jumlah pole dan throw : • SPST (Single (Single Pole Single Throw) Throw ) • DPST ( Double Pole Single Throw) Throw) • SPDT (Single (Single Pole Double Throw) Throw ) • DPDT ( Double Pole Double Throw) Throw) • 3PDT (Three ( Three Pole Double Throw) Throw ) • 4PDT ( Four Pole Double Throw) Throw) Berikut ini rangkaian dan simbol macam-macam relay tersebut.
Gambar 2.4 Relay 2.4 Relay jenis jenis Single Pole Double Throw (SPDT)
9
Gambar 2.5 Relay dengan contact lebih dari satu 2.4
Fungsi Relay
- Kontrol tegangan tinggi rangkaian dengan sinyal bertegangan rendah, seperti dalam beberapa jenis modem atau audio amplifier. - Kontrol sebuah rangkaian arus tinggi dengan sinyal arus rendah, seperti pada solenoid starter dari sebuah mobil. - Mendeteksi dan mengisolasi kesalahan pada jalur transmisi dan distribusi dengan membuka dan menutup pemutus rangkaian (perlindungan relay), Sebuah kumparan relay DPDT AC dengan kemasan “ice cube”. cube” . - Isolasi mengendalikan rangkaian dari rangkaian yang dikontrol ketika kedua berada pada potensi yang berbeda, misalnya ketika mengendalikan sebuah perangkat bertenaga utama dari tegangan rendah switch. Yang terakhir ini sering digunakan untuk mengontrol pencahayaan kantor sebagai kawat tegangan rendah dapat dengan mudah diinstal di partisi, yang dapat dipindahkan sesuai kebutuhan sering berubah. Mereka mungkin juga akan dikendalikan oleh hunian kamar detektor dalam upaya untuk menghemat energi. - Logika fungsi. Sebagai contoh, DAN fungsi boolean direalisasikan dengan menghubungkan relay normal kontak terbuka secara seri, maka fungsi ATAU dengan menghubungkan normal kontak terbuka secara paralel. Perubahan-atas atau Formulir C kontak melakukan XOR (eksklusif atau) fungsi. Fungsi yang sama untuk NAND dan NOR yang dicapai dengan menggunakan kontak normal tertutup. Tangga bahasa pemrograman yang sering digunakan untuk merancang jaringan logika relay.
10 - Awal komputasi. Sebelum tabung vakum dan transistor, relay digunakan sebagai unsur-unsur logis dalam komputer digital. Lihat ARRA komputer, Harvard Mark II, Zuse Z2, dan Zuse Z3. - Safety-logika kritis. Karena relay jauh lebih tahan daripada semikonduktor radiasi nuklir, mereka banyak digunakan dalam keselamatan-logika kritis, seperti panel kontrol penanganan limbah radioaktif mesin. - Waktu tunda fungsi. Relay dapat dimodifikasi untuk menunda pembukaan atau penutupan menunda satu set kontak. Yang sangat singkat (sepersekian detik) penundaan ini akan menggunakan tembaga disk antara angker dan bergerak blade perakitan. Arus yang mengalir dalam disk mempertahankan medan magnet untuk waktu yang singkat, memperpanjang waktu rilis. Untuk sedikit lebih lama (sampai satu menit) keterlambatan, sebuah dashpot digunakan. Sebuah dashpot adalah sebuah piston diisi dengan cairan yang diperbolehkan untuk melarikan diri perlahanlahan. Jangka waktu dapat divariasikan dengan meningkatkan atau menurunkan laju aliran. Untuk jangka waktu lebih lama, mesin jam mekanik timer diinstal. 2.5
Relay Sebagai Pengendali
Salah satu kegunaan utama relay dalam dunia industri ialah untuk implementasi logika kontrol dalam suatu sistem. Sebagai “bahasa pemrograman” digunakan konfigurasi yang disebut ladder diagram atau relay ladder logic. logic. Berikut ini beberapa petunjuk tentang relay ladder logic (ladder diagram) diagram):
Diagram wiring yang khusus digunakan sebagai bahasa pemrograman untuk rangkaian kontrol relay dan switching dan switching .
LD Tidak menunjukkan rangkaian hardware, tapi alur berpikir.
LD Bekerja berdasar aliran logika, bukan aliran tegangan/arus.
Relay Ladder Logic terbagi menjadi 3 komponen : 1. Input Input → pemberi → pemberi informasi 2. Logic → pengambil keputusan 3. Output → usaha yang dilakukan Diagram sederhana dari sistem kontrol berbasis relay yang menggambarkan penjelasan di atas dapat dilihat pada gambar 2.6.
11 Dari gambar di atas nampak bahwa sistem kendali dengan relay ini mempunyai inputvdevice (misalnya: berbagai macam sensor, switch) dan output device (misalnya : motor, pompa, lampu). Dalam rangkaian logikanya, masing-masing input, output, dan semua komponen yang dipakai mengikuti standard khusus yang unik dan telah ditetapkan secara internasional. Input device
Relay
(Logic) Output Device
Gambar 2.6 Sistem kontrol berbasis relay Sebagai awal, pada gambar di bawah dapat dilihat aplikasi relay untuk membentuk gerbang – gerbang – gerbang gerbang logika sederhana (AND, OR, NOT, dan latching ). ).
Gambar 2.7 Relay 2.7 Relay untuk membentuk gerbang logika 2.6
Dari Relay ke PLC (Programmable Logic Controller)
Seiring dengan berkembangnya teknologi mikroprosesor, maka penggunaan rangkaian analog mulai bergeser pada sistem bermikroprosesor. Salah satunya ialah dengan penggunaan relay yang semakin berkurang dan digantikan oleh peralatan baru yang disebut Programmable disebut Programmable Logic Controller (PLC).
12 PLC diciptakan untuk menggantikan relay kontrol konvensional dengan peralatan solid state. Supaya perpindahan dari relay ke PLC menjadi lebih mudah, banyak simbol dan istilah yang digunakan pada relay ladder logic juga logic juga digunakan pada PLC. PLC. Berikut ini simbol komponen – komponen – komponen komponen kontrol elektris yang konvensional.
Gambar 2.8 Komponen – Komponen – komponen komponen kontrol elektris konvensional 2.7
Contoh Aplikasi Pengendalian Sistem Dengan Relay dan PLC
Berikut ini adalah contoh aplikasi menggunakan relay sebagai pengendali yang kemudian digantikan dengan menggunakan PLC. Aplikasi berikut digunakan untuk mengendalikan motor, rangkaian kontrol elektris berbasis relay berikut biasa digunakan.
Gambar 2.9 Rangkaian kontrol motor secara umum Rangkaian di atas menggunakan relay sebagai pengendali, berikutnya relay akan digantikan dengan PLC sebagai pengendali. Langkah pertama ialah merangkai input device pada device pada modul input PLC.
13
Gambar 2.10 Pengkabelan komponen input pada modul input PLC Kemudian dilanjutkan dengan merangkai output device pada device pada modul output PLC. PLC.
Gambar 2.11 Pengkabelan komponen output pada modul output PLC Buat logika sistem dengan ladder diagram PLC.
Gambar 2.12 Ladder 2.12 Ladder diagram PLC untuk menjalankan sistem Jika disatukan, berikut ini diagram hubungan keseluruhan dari modul input – program program CPU – CPU – modul modul output PLC.
14
Gambar 2.13 Diagram hubungan keseluruhan pada PLC 2.8
Keuntungan PLC Dibanding Relay
Dari contoh di atas, tampak bahwa PLC control mempunyai banyak keuntungan dibandingkan relay control . Berikut keuntungan – keuntungan lain dari PLC (” Beginner’s Guide to PLC Omron”, Omron”, 1-9): 1-9): •
Pengkabelan pada sistem berkurang sampai 80%.
•
Konsumsi daya jauh lebih hemat.
•
PLC mempunyai self diagnostic function yang memudahkan troubleshooting pada PLC.
•
Perubahan logika kontrol sangat mudah, cukup dengan melakukan pemrograman ulang (secara software).
•
Komponen sistem seperti relay dan timer berkurang cukup banyak pada sistem dengan PLC.
•
Jauh lebih cepat karena PLC berbasis mikroprosesor (dalam kisaran miliseconds).
•
Pada sistem dengan I/O yang banyak dan kompleks, penggunaan PLC lebih hemat dibanding penggunaan relay. relay.
•
Keandalan PLC lebih tinggi dari pada relay mekanis dan timer.
•
Dokumentasi sistem dengan PLC jauh lebih mudah, karena ladder diagram dapat dicetak dengan mudah.
15 2.9
Faktor Pemilihan Relay Yang Tepat
Pemilihan relay yang tepat untuk aplikasi tertentu memerlukan evaluasi dari berbagai faktor: · Jumlah dan jenis kontak - biasanya terbuka, biasanya tertutup, (double-lemparan) · Hubungi urutan - "Membuat sebelum Break" atau "Break sebelum Membuat". Sebagai contoh, gaya lama diperlukan pertukaran telepon Make-sebelum- putus sehingga sambungan tidak berkurang sementara panggilan melalui nomor tersebut. · Penilaian kontak - saklar relay kecil beberapa ampere, besar dinilai untuk kontaktor hingga 3000 ampere, bolak-balik atau arus searah · Voltage rating kontak - relay kontrol tipikal diberi nilai 300 VAC atau 600 VAC, otomotif jenis sampai 50 VDC, khusus relay tegangan tinggi sekitar 15 000 V · Coil tegangan - mesin-alat biasanya relay 24 VAC, 120 atau 250 VAC, relay untuk saklar mungkin 125 V atau 250 VDC gulungan, "sensitif" relay beroperasi pada beberapa milliamperes · Coil saat ini - Biasanya di kisaran kis aran 40-200 mA untuk 0-24 VDC kumparan. · Paket / kandang - terbuka, sentuhan-aman, tegangan ganda untuk isolasi antara rangkaian, ledakan bukti, outdoor, minyak dan tahan splash, dicuci untuk perakitan papan sirkuit cetak . · Majelis - Beberapa fitur relay stiker yang menjaga kandang tertutup untuk membolehkan posting solder PCB agen pembersih. Yang dihapus setelah pemasangan selesai.
16
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Dari pembahasan diatas dapat diketahui bahwa relay digunakan sebagai otak dari berbagai pengendalian/kontrol rangkaian tegangan tinggi sampai PLC ditemukan menggantikan posisi relay. 3.2
Saran
Makalah ini hanya menjelaskan relay secara umum, dan untuk relay-relay yang beredar di pasaran (secara spesifik, seperti relay dari berbagai merek dan fungsi) tidak dijelaskan dalam makalah ini.
17
DAFTAR PUSTAKA
Wicaksono, Handy. 2010. Catatan Kuliah “Automasi 1” . Teknik Elektro. Universitas Kristen Petra. Sutiawan, Iwan. 2011. Relay. Relay. Prodi Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Galuh Ciamis.
Diakses
pada
tanggal
8
Juni
2014,
dari
http://ebel3-
Juni
2014,
ebel3.blogspot.com/2011/05/relay.html ebel3.blogspot.com/2011/05 /relay.html 1/ Heiwa.
2009.
Pengertian
Relay. Relay.
Diakses
pada
tanggal
http://josuru.blogspot.com/2009/06/pengertian-relay.html.
8
dari
