Sistem Proteksi Kebakaran pada ruang server

LEMBAR PENGESAHAN I ”PERANCANGAN SIMULASI SISTEM PROTEKSI KEBAKARAN PADA RUANG SERVER DENGAN MENGGUNAKAN

PROGRAMMABLE PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ZELIO DENGAN MEDIA PEMADAMAN GAS FM 200”

TUGAS AKHIR

Disusun sebagai salah satu syarat kurikulum untuk menyelesaikan Program Pendidikan Strata 1 pada program Studi Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Energi Listrik Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan

Oleh

AGUS SAPUTRA NIM : 06331022 Disetujui Dosen pembimbing

(Ir. A. Rachman Hasibuan)

Disyahkan oleh : Ketua Jurusan Teknik Elektro

(Ir. A. Rachman Hasibuan)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN MEDAN 2011 i

LEMBAR PENGESAHAN II

”PERANCANGAN SIMULASI SISTEM PROTEKSI KEBAKARAN PADA RUANG SERVER DENGAN MENGGUNAKAN

PROGRAMMABLE PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ZELIO DENGAN MEDIA PEMADAMAN GAS FM 200”

Disusun sebagai salah satu syarat kurikulum untuk menyelesaikan Program Pendidikan Strata 1 pada program Studi Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Energi Listrik Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan

Oleh

AGUS SAPUTRA NIM : 06331022 Telah diuji dalam sidang Tugas Akhir pada : Hari / Tanggal

: Sabtu 19 Februari 2011

Tempat

: Ruang Sidang STT-Harapan

Disetujui oleh : Penguji I

Penguji II

Penguji III

(Ir. Eddy Warman)

(Ir. Masykur SJ)

(Ir. Erwin)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN MEDAN 2011

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan kasih dan perlindugan-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk penyelesaian pendidikan Strata 1 (S1)

pada Jurusan Teknik Elektro Konsentrasi

Teknik Energi Listrik, Sekolah Tinggi Teknik Harapan. Judul Skripsi ini adalah ”Perancangan Simulasi Sistem Proteksi Kebakaran Pada Ruang Server Dengan Menggunakan Programmable Logic Controller Zelio Dengan Media Pemadaman Gas FM 200” .

Dalam

tugas

akhir

ini

penulis

membahas

hal-hal

yang

berhubungan dengan perencanaan alarm kebakaran pada ruang server, cara pemograman PLC (Programmable Logic Controller) dengan menggunakan diagram Ladder. Dalam Penyusunan laporan ini, penulis banyak menemukan kesulitan namun berkat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai pihak akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak

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

Harapan Medan. 2. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, sebagai pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis. 4. Bapak Ir. Eddy Warman, Bapak Ir. Masykur SJ, dan Bapak Ir. Erwin, sebagai dosen pembanding dan dosen penguji yang banyak memberikan kritik dan saran. iii

5. Seluruh Dosen Teknik Elektro, Staff dan Pegawai Sekolah Tinggi Teknik Harapan. 6. Yang teristimewa buat ibunda dan ayahanda penulis, yang telah banyak memberikan dukungan dan doa. 7. Yang teristimewa buat Istri penulis, yang selalu memberikan dukungan, waktu dan doa. 8. Seluruh karyawan dan karyawati PT. Fadira Prima Semesta, yang turut memberikan dukungan kepada penulis. 9. Bapak M. Syahdat Arrahman, ST, yang turut memberikan dukungan kepada penulis. 10. Bapak Arsat Thaib, ST, yang turut memberikan dukungan kepada penulis. 11. Seluruh teman-teman di kampus Sekolah Tinggi Teknik Harapan (STTH) Medan, segenap pihak yang juga telah turut membantu, mendukung dan memberikan ide dalam Tugas Akhir ini.

Dalam hal ini penulis berusaha semaksimal mungkin dalam menyelesaikan tulisan ini, semoga bermanfaat bagi kita semua. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun sehingga dapat menambah wawasan dan pengetahuan khususnya di bidang Energi Listrik.

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan yang berupa isi dan teknik penulisan. Oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan saran-saran maupun kritik yang konstruktif dan pengembangan dari segenap pembaca demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Medan,

Februari 2011

Penulis

Agus Saputra NPM : 06331022 iv

DAFTAR ISI

Hal LEMBAR PENGESAHAN -1........................................ -1.............................................................. ........................................... ............................... .......... i LEMBAR PENGESAHAN -2........................................ -2.............................................................. ........................................... ............................... .......... ii KATA PENGHANTAR........................... PENGHANTAR................................................ ........................................... ........................................... ............................... .......... iii DAFTAR ISI..................... I SI............................................ ............................................. ............................................ ............................................. .............................. ....... v DAFTAR GAMBAR.................................... GAMBAR.......................................................... ........................................... ........................................... ........................... ..... vii DAFTAR TABEL..................................... TABEL............................................................ ............................................. ............................................ ............................. ....... x ABSTRAK.................................. ABSTRAK........................................................ ............................................ ............................................ ............................................ ...................... xi BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang.............................. Belakang.................................................... ............................................. ..........................……….. ...……….. 1 1.2 Rumusan masalah................................. masalah........................................................ ............................................. .................................2 ...........2 1.3 Tujuan Penulisan….......................... Penulisan…................................................ ............................................ ...................................... ................2 1.4 Batasan Masalah................................ Masalah....................................................... ............................................. ....................................2 ..............2 1.5 Metodologi Penulisan................................ Penulisan........................................................ ............................................... ...........................3 ....3 1.6 Sistematika Penulisan.................................. Penulisan......................................................... .............................................. ..........................3 ...3

BAB II

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) 2.1. Programmable Logic Controller (PLC)........................................ (PLC)........................................................5 ................5 2.1.1. Pengertian PLC…................................. PLC…....................................................... ............................................ ........................ 5 2.1.2 Sistem PLC ………………………………………………........... ………………………………………………............... .... 5 2.1.3 Sesifikasi Sesifik asi dan karakteristik PLC…………………………………… 7 2.1.4 Pemrograman………………………………………………………. Pemrogra man………………………………………………………. 8 2.2. Komponen Pendukung............................ Pendukung................................................... .............................................. .............................. ....... 11 2.2.1. Resistor………….................... Resistor………….......................................... ............................................ .....................................11 ...............11 2.2.2 Relay……………………………………………………………….. 12 2.2.3 Pengaman Lebur (fuse)…………………………………………….. 13 2.2.4 Saklar tombol tekan………………………………………………… 14 2.3. Catu daya………..................... daya………........................................... ............................................. ............................................. ........................ 14 2.3.1. Transformator .............................................. ..................................................................... ......................................15 ...............15 2.3.1.1 Prinsip kerja …………………………………………………. 15 2.3.1.2 Jenis-jenis transformator …………………………………… …………………………………….. 15 2.3.2 Penyearah………………………………………………….... Penyearah…………………………………………………............ ........... ... 17

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

v

2.3.2.1 Jenis-jenis penyearah (rectifier)……………… (rectifier)……………………………. ……………. 15 2.3.3 Penyaring (filter)……..…………………………………………….. (filter )……..…………………………………………….. 24 2.3.4 IC Catu daya……………………………………………………….. 25 2.3.5 Light Emiting Dioda (LED)……………………… (LED)………………………………......... ……….............. ..... 25 2.4. Fire detector……............................. detector……................................................... ............................................ ...................................... ................ 26 2.4.1. Sistem deteksi kebakaran………............. kebakaran……….................................... .......................................... ...................26

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1. Perancangan Alat Simulasi.................................... Simulasi.......................................................... ...................................... ................ 31 3.2. Pembuatan Alat Simulasi.................................... Simulasi.......................................................... ......................................... ................... 37 3.2.1. Alat Dan Bahan............................................... Bahan................................................................…… .................…………. ……. 37 3.2.2. Proses Pembuatan Alat Simulasi.................................... Simulasi........................................................ ....................39 3.3. Pemasukan Program Ladder Ke Dalam PLC (Alat Simulasi)..................... Simulasi)..................... 41

BAB IV PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL SIMULASI SISTEM FIRE ALARM 4.1. Penjelasan Umum................................... Umum........................................................... ................................................ ..............................43 ......43 4.2. Sistem Kerja Pendeteksi kebakaran terhubung ke system pemadaman Gas FM 200……………………………………………………………………………. 43 4.3. Rangkaian Pengkabelan PLC........................................... PLC................................................................. ........................... ..... 49 4.4. Pengkabelan (wiring) Diagram Rangkaian PLC dan system alarm kebakaran ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................ ..................................... ...............50 4.5. Diagram Tangga (ladder ( ladder diagram)................................. diagram)........................................................ .............................. ....... 52 4.6 Parameter input & output ………………………………………………… 53 4.7 Analisa kerja control……………………………………………………… control ……………………………………………………… 55

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan.............................. Kesimpulan.................................................... ............................................ ............................................. ......................... 56 5.2 Saran……………………………………………………………………… 56

BAB VI DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………. 57 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN - MEDAN

vi

DAFTAR GAMBAR

hal Gambar 2.1 Fisik PLC Zelio........................................... Zelio.................................................................. ............................................. ............................ ...... 6 Gambar 2.2 Komponen-komponen Komponen-komponen PLC Zelio......................................... Zelio................................................................ .......................... ... 6 Gambar 2.3 Jenis PLC yang di gunakan…………………………………………...... gunakan…………………………………………............ ...... 8 Gambar 2.4 Membaca sebuah program diagram tangga………………………… tangga…………………………............ ............ 9 Gambar 2.5 Jendela zeliosoft2……………………………………………………............ 10 Gambar 2.6 Menu file pada zeliosoft2…………………………………………………….10 Gambar 2.7 Took bar zeliosoft2……..……………………………………………............ 10 Gambar 2.8 Jumlah baris dan pilihan modul zeliosoft2……………………… zeliosoft2…………………………………. …………. 10 Gambar 2.9 Tipe blok zeliosoft2……………………..…………………………………. zeliosof t2……………………..…………………………………. 11 Gambar 2.10 Cara penentuan nilai resistor………………………………………………. 12 Gambar 2.11 Kondisi awal relay…………………………………………………………. 12 Gambar 2.12 Kondisi relay yang di beri tegangan……………………………………….. 13 Gambar 2.13 Wujud relay DPDT …………………………………………………………13 Gambar 2.14 Fuse (sekring)……………………………………………………………… 14 Gambar 2.15 Simbol saklar tekan NO dan NC………………………………………….. 14 Gambar 2.16 Hubungan lilitan primer sekunder……………………………………….… 15 Gambar 2.17 Simbol Transformator step-up………………………………………………16 Gambar 2.18 Simbol Transformator step-down…….…………………………… step-down…….…………………………………….16 ……….16 Gambar 2.19 (a) Transformator Transfor mator tanpa CT……………………………………………….. 16 (b) Transformator dengan CT …………………………………………….. 16 Gambar 2.20 Simbol Autotransformator …….……………………………………………17 Gambar 2.21 Penyearah gelombang penuh dengan CT………………………….............. 18 Gambar 2.22 Rangkaian Penyearah setengah gelombang ..……………………………… 18 Gambar 2.23 Bentuk Bentuk keluaran gelombang gelombang penyearah penyearah setengah gelombang…… gelombang……………. ………. 19 Gambar 2.24 Rangkaian Penyearah gelombang penuh.. ………………………………… 20 Gambar 2.25 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh pada saat bagian atas bernilai positif …………………………………………………………………………… 21


vii

Gambar 2.26 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh pada saat bagian atas bernilai negative………………………………………………………………………….. 21 Gambar 2.27 Rangkaian Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT………………… 22 Gambar 2.28 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh trafo CT pada saat bagian atas bernilai positif…………………………………………………………………23 Gambar 2.29 Bentuk keluaran gelombang penyearah gelombang penuh trafo CT pada saat bagian atas bernilai negative……….………..……………………………………………. 23 Gambar 2.30 Bentuk keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh yang di plot berdasarkan berdasark an nilai C-Filter ……………………………………………………………….. ……………………………………………………………….. 24 Gambar 2.31 Gambar IC LM 7812………………………………………………………. 25 Gambar 2.32 Simbol dan wujud dari LED………………….......... LED…………………................................. .................................... ............. 25 Gambar 2.33 Fisik Detektor Nyala api (flame detector)....................................... detector)..................................................... .............. 27 Gambar 2.34 Fisik Detektor Panas (heat detector)........................................................ detector).............................................................. ...... 28 Gambar 2.35 Fisik Detektor Asap (smoke detector)…………………........................... detector)………………….............................. ... 29 Gambar 2.36 Pola radiasi partikel………………….......... partikel…………………................................. ............................................. ...........................30 .....30 Gambar 2.37 & 2.38 Proses asap menghalangi molekul ionization pada smoke................ 31 Gambar 2.39 Cahaya dipancarkan ke penerima sensor cahaya........................................... cahaya........................................... 32 Gambar 2.40 Cahaya dihalangi oleh asap ke penerima sensor cahaya............................. cahaya............................... .. 33 Gambar 3.1 Kotak dialog welcome………………………………………………………. 34 Gambar 3.2 Jendela pilihan PLC…………………………………………………………. 35 Gambar 3.3 Pemilihan Pemilih an module………………………………………………………….. 35 Gambar 3.4 Pilihan pembentukkan program dengan ladder…………………………….. 36 Gambar 3.5 Jendela zeliosoft2…………………………………………………………… 36 Gambar 3.6 Contoh cara pemasukkan input pada ladder line……………………………. 37 Gambar 3.7 Contoh cara pemasukkan output pada ladder line…………… l ine…………………………. ……………... .. 37 Gambar 3.8 Schematic catu daya 12 Vdc…………………………………………………40 Gambar 3.9 Schematic catu daya 24 Vdc ……………………………………………….. 40 Gambar 3.10 3.10 Rangkaian Rangkaian kontrol tambahan alarm alarm kebakaran…………… kebakaran………………………… ……………... ... 40 Gambar 3.11 Rangkaian kontrol tambahan alarm kebakaran …………………………….4 …………………………….41 1 Gambar 3.12 Kotak dialog untuk membuka program……… …………………………….41 Gambar 3.13 Tampilan diagram ladder l adder keseluruhan………. …………………………….42 …………………………….42 Gambar 4.1 Layout fire alarm system & fm 200…………………………………………. 46 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN - MEDAN

viii

Gambar 4.2 Single line diagram fire alarm system……………………………… system……………………………………… ……… 46 Gambar 4.3 Miniatur perancangan fire f ire alarm……………………………………… alarm……………………………………………. ……. 47 Gambar 4.4 Tata letak PLC & catu daya………………………………………………… 48 Gambar 4.5 Rangkaian pengkabelan Input dan output………………………………….. 49 Gambar 4.6 Pengkabelan (wiring) diagram PLC…………………………………. PLC…………………………………............ ........... 50 Gambar 4.7 Diagram Tangga (ladder diagram)…………………………………………. 52


ix

DAFTAR TABEL

hal Tabel 3.1 Daftar alamat masukkan PLC......................................... PLC................................................................. .................................... ............ 33 Tabel 3.2 Daftar alamat keluaran PLC....................................... PLC.............................................................. ......................................... .................. 34 Tabel 3.3 Daftar peralatan dan bahan............................................ bahan................................................................... ..................................... .............. 37 Tabel 3.4 Sistem kerja alarm kebakaran............................. kebakaran.................................................... ............................................... .......................... .. 43


x

ABSTRAK

Kita mengetahui bahwa Dunia telah berubah dalam era digital, perubahan besar dapat dilihat pada bidang perekonomian. Transaksi ekonomi yang dilakukan saat ini telah berubah dari transaksi fisik menjadi transaksi elektronik. Perubahan ke era digital mengubah bentuk data dan media penyimpanan selama ini, data-data yang tersimpan tidak lagi dalam bentuk kertas. Data-data elektronik tersimpan dalam media seperti harddisk, cd, dvd, flash memori dan lainnya. Data-data yang tersimpan sangatlah penting, sekarang ini sering terjadinya kebakaran baik yang di sebabkan oleh manusia maupun perangkat elektronik itu sendiri. Simulasi ini di buat sebagai gambaran antisipasi untuk mencegah terjadinya kebakaran pada ruang server. Melihat permasalahan tersebut, maka penulis membuat simulasi dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio sebagai kontrol sistem di hubungkan dengan sensor pendeteksi asap, panas dan pengeras suara sebagai pendeteksi apabila terjadi indikasi kebakaran. Jika terjadi indikasi kebakaran maka sistem akan berfungsi untuk menginformasikan kepada kita dalam bentuk suara sebelum ruang server terbakar. Dan apabila indikasi kebakaran benar terjadi maka sistem akan melakukan perintah kepada tabung Gas FM 200 agar memadamkan api. Dapat di simpulkan bahwa sistem ini berfungsi untuk mencegah terjadinya kebakaran pada ruang server, sehingga aset dan data-data dapat tersimpan dengan baik.


xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seringnya terjadi kebakaran pada gedung-gedung di Indonesia khususnya Sumatera Utara telah menjadi permasalahan besar bagi pemilik gedung. Aset-aset berharga serta data-data penting perusahaan hilang di telan si jago merah, sehingga hal ini dapat menyebabkan kerugian yang sangat besar baik kerugian materil maupun kerugian moril. Fasilitas yang di buat perusahaan terhadap keamanan ruang server belum maksimal dan kurang aman untuk menjaga aset-aset berharga serta data-data penting perusahaan. Perusahaan hanya menyediakan alat pemadam api ringan ( Fire Extinguisher ) sebagai alat untuk pemadaman api, cara ini sangat konvensional karena

di gunakan apabila kita sudah mengetahui terjadinya kebakaran. Seringnya terjadi kebakaran pada gedung-gedung khususnya pada ruang server mengakibatkan terjadinya kerugian yang sangat besar bagi suatu perusahaan ataupun instansi pemerintah. Sehingga perusahaan ataupun instansi pemerintah akan kewalahan menghadapi musibah yang terjadi pada gedung yang mereka tempati. Kebakaran ini bisa di atasi dengan membuat sistem proteksi kebakaran dini pada ruang server dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio di hubungkan dengan alat-alat sensor yaitu sensor asap, sensor panas dan pengeras suara yang kemudian terkoneksi dengan media pemadaman berupa Gas FM 200. Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu dalam sebuah jaringan komputer. Server didukung dengan prosesor yang bersifat scalable dan RAM yang besar, juga dilengkapi dengan sistem operasi khusus, yang disebut sebagai sistem operasi jaringan atau network operating system . Server juga menjalankan perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan dan sumber daya yang terdapat di dalamnya, seperti halnya berkas atau alat pencetak ( printer ), dan memberikan akses kepada workstation anggota jaringan. printer ),

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

1

Gas FM 200 adalah Carbon,flour dan Hydrogen ( CF3CHFCF3 ), FM-200 Tidak berwarna, tidak berbau dan tidak membahayakan terhadap Manusia, gas yang bersih dan ramah lingkugan, tidak mempengaruhi kerja perangkat, tidak merusak perangkat. Gas FM 200 di simpan didalam sebuah tabung dengan tekanan kerja tertentu dan di keluarkan dalam bentuk uap. 1.2. Rumusan Masalah

Pada tugas akhir ini penulis akan merancang suatu simulasi sistem proteksi kebakaran dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Zelio di integrasi dengan sensor asap, panas, pengeras suara dan terkoneksi dengan alat pemadaman berupa Gas FM 200. Sistem ini berfungsi agar dapat memberikan informasi kepada penghuni gedung melalui pengeras suara bahwasannya ada terjadi indikasi kebakaran, dan apabila indikasi kebakaran benar terjadi maka sistem akan melakukan perintah kepada tabung Gas FM 200 agar memadamkan api. Sehingga dapat mencegah terjadi kebakaran sebenarnya. 1.3. Tujuan Penulisan

Laporan tugas akhir ini merupakan sarana untuk menjelaskan keseluruhan materi yang ada pada tugas akhir, baik praktek kerja lapangan di industri maupun pembuatan proyek, dalam bentuk penulisan secara terstruktur dan sistematis. Tujuan dilakukan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mengaplikasikan ilmu terapan yang telah di dapat selama perkuliahan. 2. Menciptakan suatu sistem yang dapat mendeteksi indikasi kebakaran pada ruang server. 3. Menerapkan penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) zelio sebagai kontrol pendeteksi indikasi kebakaran pada ruang server. 4. Sebagai kepedulian penulis terhadap penting nya aset berharga serta data penting pada suatu perusahaan atau instansi pemerintah yang mengakibatkan kerugian yang sangat besar apabila terjadi kebakaran. 1.4. Batasan Masalah

Sehubungan dengan keterbatasan penulis, maka penulis memberikan batasan masalah dari perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan


2

menggunakan programmable logic controller zelio sebagai kontrol sistem. Penulis membatasi masalah yang di bahas : 1. Cara kerja PLC ( programmable logic controller ) zelio, sensor asap, sensor panas dan pengeras suara. 2. Pengontrolan PLC Zelio pada sensor – sensor pendeteksi dari sistem proteksi kebakaran pada ruang server. 3. Penggunaan catu daya pada PLC zelio adalah arus searah (DC). 4. Ruangan server yang dibuat adalah sebuah rancangan teori simulasi terbuat dari bahan akrilik di lengkapi dengan sensor-sensor, karena jika dalam bentuk nyata seperti di lapangan makan akan memerlukan tempat yang luas, akrilik yang banyak, sensor yang banyak. Dengan demikian akan di butuhkan biaya yang lebih besar. 5. Integrasi ke media pemadaman berupa Gas FM 200, hanya berupa lampu indikasi yang bekerja pada tegangan 24 VDC. Lampu ini adalah bukti bahwasannya sistem integrasi ke media pemadaman sudah bekerja, karena media pemadaman berupa gas FM 200 dalam sebuah tabung bekerja apabila solenoid pada tabung mendapat tegangan 24VDC sehingga akan membuka katub pada tabung Gas FM 200. 1.5. Metodologi Penulisan

Untuk melaksanakan proyek ini terlebih dahulu penulis melakukan studi pendahuluan dengan berkonsultasi terhadap pembimbing jurusan. Selain itu juga penulis melakukan studi kepustakaan untuk mengetahui teori-teori yang mendukung dalam pembuatan proyek ini. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, metode pengumpulan data yang penulis lakukan adalah : 1. Konsultasi dengan dosen pembimbing. 2. Studi literatur, berupa tinjauan pustaka dari buku, jurnal dan sebagainya. 1.6. Sistematika Penulisan

Penulisan ini di tujukan untuk memaparkan perancangan sistem yang di buat. Untuk mempermudah pemahaman,maka penulis menyusun dalam beberapa bab yang masing-masing bab mempunyai hubungan yang saling terkait dengan bab lain. Bab yang terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut :


3

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang,rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penulisan, sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung yang dapat menunjang pembuatan ”perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan menggunakan programmable logic controller zelio dengan media pemadaman berupa Gas FM 200”. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Dalam bab ini berisi tentang perancangan rangkaian, tata cara dan tata letak komponen dalam pembuatan ”Perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan menggunakan programmable logic controller zelio dengan media pemadaman berupa Gas FM 200”.

BAB IV PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL PENGONTROL SISTEM FIRE ALARM

Gambaran umum tentang pengontrol sistem alarm kebakaran ( fire alarm) dengan kabel kontrol ( wiring control), diagram satu garis (single line diagram ) dengan menggunakan PLC.

BAB V PENUTUP

Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari keseluruhan pembahasan perancangan simulasi proteksi kebakaran pada ruang server dengan menggunakan programmable logic controller zelio sebagai kontrol sistem.


4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Programmable Logic Controller (PLC) 2.1.1. Pengertian PLC

Suatu industri akan membutuhkan hasil produksi yang semaksimal dan seefisien mungkin, sehingga untuk memenuhinya diperlukan peralatan kendali yang menunjang proses produksi maupun pendistribusiannya. PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya ( logic, 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder program atau diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrument keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. PLC terdiri dari piranti yang memiliki saluran masukan (input), saluran keluaran ( output ). ). Output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan ke dalamnya. input dapat berupa relay, limit switch, photo switch maupun proximity switch. Input dimasukkan kedalam program PLC kemudian akan memberikan output

berupa switch contact NO (normally open). PLC berisi rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti Normally Open ( NO NO) dan bentuk kontak Normally Close (NC) . Perbedaan PLC dengan relay yaitu nomor kontak relay (NC atau NO)

pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi output . Jadi dengan kata lain, bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak diijinkan

menggunakan output dengan nomor kontak yang sama. 2.1.2. Sistem PLC

Sistem PLC memiliki lima komponen dasar yaitu: unit pengolahan pusat atau central processing unit (CPU), Unit catu daya , perangkat pemrograman, unit memory, Input dan output . Kelima komponen tersebut digambar secara fisik pada Gambar 2.1

dan 2.2 berikut ini :


5

Gambar 2.1 Fisik PLC Fisik PLC Zelio

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

K o n t ro l P L C Catu Daya Komu nikasi

Pengatur Masukan

M e m o ri

Jalur Tamb ahan

CPU

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

T e r m i n a l S k r u p U n t u k J a lu r K e l u a r a n

Gambar 2.2 Komponen-komponen Komponen-komponen PLC PLC Zelio

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

Adalah unit yang berisi mikroprossesor yang menginterprestasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan, sesuai dengan program yang tersimpan di dalam memori, lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal-sinyal kontrol ke output. 2. Unit catu daya .

Diperlukan untuk mengkonversikan tegangan ac menjadi tegangan dc yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul antara input dan output.


6

3. Perangkat pemrograman.

Dipergunakan utnuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat ini dan kemudian dipindahkan ke dalam unit memori PLC. 4. Unit memori.

Adalah tempat dimana program yang digunkan untuk melaksanakan tindakantindakan pengontrolan oleh mikroprosesor disimpan. 5. Input dan output.

Adalah

antarmuka

dimana

prosesor

menerima

informasi

dari

dan

mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal. 2.1.3. Spesifikasi dan Karakteristik PLC

PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic , 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder program atau diagram tangga yang dalam aplikasinya di komputer menggunakan program Zeliosoft2 Versi 4.3) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. Spesifikasi karakteristik

PLC yang akan digunakan dalam pembuatan system proteksi kebakaran ini menggunakan PLC merk ZELIO produk dari Schneider Telemecanique. Adapun spesifikasi dan karakteristik PLC tersebut adalah sebagai berikut (serta bentuk fisik dapat di lihat pada Gambar 2.3) :

a. Spesifikasi. Merek

: Zelio – Smart Relay

Model

: Compact , SR2 B201 JD

Tegangan Supplay

: 12 VDC

b. Karakteristik. Metode control

: Metode penyimpan program dan Monitoring

Bahasa pemrograman

: Ladder Diagram menggunakan program Zeliosoft2 4.3

Panjang Instruksi

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

Max I/O point

: 20

Output

: 8 buah

Input

: 12 buah


7

Gambar 2.3. Jenis PLC yang digunakan 2.1.4. Pemrograman A. Diagram Tangga

Perhatikan diagram rangkaian sederhana yang digambarkan kembali diagram ini dalam bentuk yang berbeda, menggunakan dua garis vertical untuk merepresentasikan jalur-jalur (rel) sumber daya dan menempatkan bagian rangkaian selebihnya di antara kedua garis ini. Kedua rangkaian memiliki saklar yang disambungkan secara seri ke beban yang akan dicatu oleh daya listrik ketika saklar menutup.

Dengan diagram semacam ini, sumber daya untuk rangkaian-rangkaian listrik selalu diperlihatkan sebagai dua garis vertikal dan bagian rangkaian selebihnya ditempatkan pada garis-garis horizontal . Jalur-jalur daya, atau rel sebagaimana umumnya berperan sebagaimana layaknya sisi-sisi vertical sebuah tangga, sementara garis-garis rangkaian yang horizontal berperan sebagai anak tangga.

B. Pemrograman Tangga untuk PLC

Salah satu metode pemrograman PLC yang sangat umum digunakan adalah yang didasarkan

pada penggunaan penggunaan diagram-diagram tangga. Menuliskan sebuah

program, dengan demikian menjadi sama halnya dengan menggambarkan sebuah rangkaian pensaklaran. Diagram-diagram tangga terdiri dari dua garis vertikal yang merepresentasikan rel-rel daya. Komponen-komponen rangkaian disambungkan sebagai garis-garis horizontal , yaitu anak-anak tangga diantara kedua garis vertikal ini. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

8

Dalam menggambarkan sebuah diagram tangga diterapkan konvensi-konvensi tertentu : 1. Garis-garis vertikal diagram merepresentasikan rel-rel daya, dimana diantara keduanya komponen-komponen rangkaian tersambung. 2. Tiap-tiap anak tangga mendefenisikan sebuah operasi di dalam proses kontrol. 3. Sebuah diagram tangga dibaca dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Gambar 2.4 memperlihatkan alur pembacaan yang dilakukan oleh PLC. 4. Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan sebuah input atau sejumlah input dan harus berakhir dengan setidaknya sebuah output. 5. Perangkat-perangkat sensor ditampilkan dalam kondisi normalnya. Dengan demikian, sebuah saklar yang dalam keadaan normal terbuka hingga suatu objek menutupnya diperlihatkan sebagai terbuka pada diagram tangga. Sebuah saklar yang dalam keadaan normalnya tertutup diperlihatkan sebagai tertutup. 6. Sebuah perangkat tertentu dapat digambarkan pada lebih dari satu anak tangga. 7. Input-input dan output-output seluruhnya didefenisikan melalui alamat-alamatnya, notasi yang dipergunakan bergantung pada pabrik PLC yang bersangkutan. Alamat-alamat ini mengindikasikan lokasi input atau output di dalam memori PLC.

Gambar 2.4. Membaca sebuah program diagram tangga C. Diagram Tangga Zeliosoft2 ZelioSoft2 merupakan software yang akan digunakan baik untuk pengisian

program kedalam PLC maupun untuk memonitoring kinerja dari PLC. Dalam software Zeliosoft2 terdapat 2 jenis bahasa pemrograman yang bisa digunakan yaitu Ladder Diagram dan Functional Block Diagram (FBD). Dalam pembuatan alat

simulasi ini kita hanya menggunakan pemrograman dengan ladder diagram . Adapun contoh tampilan jendela dari Zeliosof2t dapat dilihat pada Gambar 2.5 berikut: JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

9

Gambar 2.5. Jendela ZelioSoft2

Jendela ZelioSoft2 terdiri dari : 1. Menu File, seperti Gambar 2.6 berikut ini.

Gambar 2.6 Menu File pada ZelioSoft2 2. Toolbar , seperti ditunjukan Gambar 2.7

Gambar 2.7 Toolbar ZelioSoft2 3. Jumlah baris yang digunakan dan modul yang dipilih, seperti Gambar 2.8


10

Gambar 2.8 Jumlah baris dan pilihan modul ZelioSoft2 4. Tipe blok, seperti Gambar 2.9

Gambar 2.9 Tipe blok ZelioSoft2 ZelioSoft2 2.2. Komponen Pendukung 2.2.1. Resistor

Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi konduktor yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang mengalir. Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya dilakukan

dengan

cara

mengamati mengamati gelang warna yang terdapat terdapat pada resistor. resistor. G a m ba r 2. 1 0 d ibawah ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan resistor.


11

Gambar 2.10 Cara penentuan nilai resistor

2.2.2. Relay

Relay adalah suatu komponen listrik yang berfungsi ber fungsi untuk memutus atau menghubungkan arus listrik dalam rangkaian – rangkaian listrik juga sebagai rangkaian / peralatan kontrol yang menghubungkan supply ke bebannya. Relay bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik menjadi suatu proses mekanis. Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu lilitan elektromagnetik ( coil) dan contact point. Contact point ini terdiri dari contact NO ( Normally Normally Open = normal

terbuka) dan contact NC ( Normally Normally Close = normal tertutup). Pada keadaan awal, yaitu pada saat coil relay tidak diberi tegangan, maka yang terhubung-singkat adalah contact Normally Close (NC). Sedangkan contact Normally Open (NO) mengalami hubung-terbuka atau dapat dilihat pada Gambar 2.11 berikut:

Gambar 2.11 Kondisi awal relay JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

12

Jika relay diatas tersebut diberi tegangan pada coil-nya, maka relay tersebut akan mengalami switching seperti Gambar 2.12 berikut :

Gambar 2.12 Kondisi relay yang diberi tegangan Pada keadaan ini, yang terhubung-singkat adalah contact Normally Open (NO), sementara contact Normally Close (NC) mengalami hubung-terbuka. Pada alat simulasi tugas akhir ini ada 2 jenis relay yang dipergunakan yaitu : 1. Relay DPDT ( Double Pole Double Throw)

Relay DPDT adalah jenis relay yang memiliki 2 kutub contact dan 2 posisi kedudukan contact ,relay ,relay ini biasanya memiliki 8 kaki contact,yaitu 2 NO,2 NC,2 input dan 2 lagi untuk sumber tegangan,atau dapat dilihat pada Gambar 2.13 dibawah ini:

Gambar 2.13 Wujud relay DPDT

2.2.3.Pengaman Lebur ( Fuse)

Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian listrik bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai elemen lebur yang ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan kedua unjungnya ditutup dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung elemen leburnya disambungkan kepada kedua kontak cincin perunggu tersebut. Sehingga apabila diantara kedua ujung cincin perunggu diukur dengan Ohmmeter akan menunjukkan adanya hubungan keduanya. Bentuk fisik dan symbol fuse lebur dapat di lihat pada Gambar 2.14 berikut :


13

simbol

wujud

Gambar 2.14 Fuse (sekering)

2.2.4.Sakelar Tombol Tekan (Push Botton)

Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya. Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua yaitu, Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan atau ditekan. Apabila kontak NO tersebut ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali keposisi semula. Gambar 2.15 di bawah ini adalah simbol sakelar tekan NO dan NC.

Gambar 2.15 Simbol sakelar tekan NO dan NC

2.3. Catu Daya

Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk bekerja. Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau piranti berdaya rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya yang mudah dapat dibuat dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Sebuah power supply dapat dibuat dengan tiga buah komponen utama, yaitu transformator, dioda penyearah, dan kapasitor filter. filter.


14

2.3.1. Trasformator

Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. 2.3.1.1 Prinsip kerja Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan arus I1 fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder. Gambar 2.16 menunjukkan hubungan lilitan primer-sekunder suatu trafo.

V2 = dΦ dt

Fluks pada transformator transformator

Gambar 2.16 Hubungan lilitan Primer-sekunder 2.3.1.2 Jenis-jenis transformator 1. Transformator Penaik Tegangan (step-up) Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder

lebih banyak dari pada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh. Gambar 2.17 menunjukkan Simbol transformator step-up :


15

V1

V2

N2 > N1

N2 N1 Gambar 2.17 Simbol transformator step-up

2. Transformator Penurun Tegangan (step-down)

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. Transformator penurun tegangan adalah transformator yang diperlukan untuk menurunkan tegangan primer yang tinggi misalnya sebesar 220 Volt atau 380 Volt, menjadi tegangan yang lebih rendah pada bagian sekundernya, 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis transformator penurun tegangan yaitu transformator penurun tegangan dengan CT (Center Tap) dan transformator penurun tegangan tanpa CT. Gambar 2.18

menunjukkan Simbol transformator step-down , dan Gambar 2.19 menunjukkan Simbol transformator step-down tanpa CT dan transformator step-down dengan CT. Transformator yang di gunakan pada alat simulasi ini adalah yang t ransformator stepdown dengan CT.

V1

V2

N2 < N1

N2 N1 Gambar 2.18 Simbol transformator step-down

12 VAC

12 VAC

220 VAC

CT

220 VAC

12 VAC

(a)

(b)

Gambar 2.19 (a) Transformator tanpa CT (b) Transformator dengan CT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

16

3. Transformator Automatis (Autotransformator)

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah dari pada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali). Gambar 2.20 menunjukkan Simbol Autotransformator.

V1

V2

Gambar 2.20 Simbol Autotransformator. 2.3.2. Penyearah

Penyearah (rectifier) merupakan bagian dari catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi tegangan searah atau DC. Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda. Dalam pembuatan catu daya alat ini menggunakan menggunakan Rangkaian penyearah gelombang gelombang penuh dengan CT. Catu daya Penyearah gelombang penuh dengan CT dapat di lihat pada Gambar 2.21 berikut :


17

Gambar 2.21 Penyearah gelombang penuh dengan CT

Rangkaian penyearah gelombang merupakan rangkaian yang berfungsi untuk merubah arus bolak-balik ( Alternating Current / AC ) menjadi arus searah ( Direct ). Komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah adalah Current / DC ). dioda, karena dioda memiliki sifat hanya memperbolehkan arus listrik melewati-nya dalam satu arah saja. 2.3.2.1 Jenis-jenis Penyerah (rectifier) 1. Penyearah Setengah Gelombang

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah sederhana yang hanya dibangun menggunakan satu dioda saja, seperti di ilustrasikan pada Gambar 2.22 berikut ini :

Gambar 2.22 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang ini adalah pada saat setengah gelombang pertama (puncak) melewati dioda yang bernilai positif menyebabkan dioda dalam keadaan ‘forward bias’ sehingga arus dari setengah gelombang pertama ini bisa melewati dioda. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

18

Pada setengah gelombang kedua (lembah) yang bernilai negatif menyebabkan dioda dalam keadaan ‘reverse bias’ sehingga arus dan setengah gelombang kedua yang bernilai negatif ini tidak bisa melewati dioda. Keadaan ini terus berlanjut dan berulang sehingga menghasilkan bentuk keluaran gelombang seperti diperlihatkan pada Gambar 2.23 berikut ini :

I max I av

Gambar 2.23 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Setengah Gelombang

Dari gambar di atas, gambar kurva ‘D1-anoda’ (biru) merupakan bentuk arus AC sebelum melewati dioda dan kurva ‘D1-katoda’ (merah) merupakan bentuk arus AC yang telah dirubah menjadi arus searah ketika melewati sebuah dioda. Pada gambar tersebut terlihat bahwa ketika gelombang masukan bernilai positif, arus dapat melewati dioda tetapi ketika gelombang masukan bernilai negatif, arus tidak dapat melewati dioda. Karena hanya setengah gelombang saja yang bisa di searahkan, itu sebabnya mengapa disebut sebagai Penyearah Setengah Gelombang .


19

Rangkaian penyearah setengah gelombang ini memiliki kelemahan pada kualitas arus DC yang dihasilkan. Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian ini hanya 0,318 dari arus maksimum-nya, jika dituliskan dalam persamaan matematika adalah sebagai berikut; IAV = 0,318 · I MAX

Oleh sebab itu rangkaian penyearah setengah gelombang lebih sering digunakan sebagai rangkaian yang berfungsi untuk menurunkan daya pada suatu rangkaian elektronika sederhana dan digunakan juga sebagai demodulator pada radio penerima AM. 2. Penyearah Gelombang Penuh

Ada beberapa jenis rangkaian penyearah gelombang penuh dimana rangkaian penyearah ini dapat menyearahkan satu gelombang penuh (puncak dan lembah). Dua rangkaian penyearah gelombang penuh yang sering digunakan dalam dunia elektronika adalah penyearah gelombang penuh menggunakan rangkaian dioda jembatan dan yang kedua adalah penyearah gelombang penuh menggunakan ‘center tap design’. Rangkaian dioda jembatan adalah rangkaian penyearah gelombang penuh yang paling populer dan paling banyak digunakan dalam rangkaian elektronika. Rangkaian dioda jembatan menggunakan empat dioda sebagai penyearah-nya seperti diperlihatkan pada Gambar 2.24 berikut.

Gambar 2.24 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Prinsip kerja dari rangkaian dioda jembatan ini adalah ketika arus setengah gelombang pertama terminal AC-Source bagian atas bernilai positif, sehingga arus JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

20

akan mengalir ke beban (R-Load) akan melalui D2 (forward bias) dan dari R-Load akan dikembalikan ke AC-Source melalui D3. Hal ini diperlihatkan pada ilustrasi Gambar 2.25 di bawah ini, dimana jalur arus yang di searah-kan diberi warna merah.

Gambar 2.25 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh pada saat bagian atas bernilai positif

Sedangkan pada setengah gelombang kedua, terminal AC-Source bagian bawah yang kini bernilai positif sehingga arus yang mengalir ke beban (R-Load) akan melalui D4 (forward bias) dan dari R-Load akan dikembalikan ke AC-Source melalui D1. Hal ini

diperlihatkan pada ilustrasi Gambar 2.26 di bawah ini, dimana jalur arus yang di searah-kan diberi warna merah.

Gambar 2.26 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh pada saat bagian atas bernilai Negatif

Sehingga setengah gelombang pertama dan kedua dapat di searah-kan dan inilah mengapa rangkaian dioda jembatan ini disebut sebagai rangkaian Penyearah Gelombang Penuh .


21

Sedangkan rangkaian penyearah gelombang penuh yang menggunakan ‘center tap design’ digunakan pada sumber arus bolak-balik (AC) yang memiliki ‘Center Tap (CT)’ contohnya pada transformator CT.

Pada rangkaian penyearah gelombang penuh ‘center tap design’ hanya menggunakan dua dioda sebagai penyearah-nya. Contoh penyearah ‘center tap design’ diperlihatkan pada Gambar 2.27 berikut ini.

Gambar 2.27 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan trafo CT

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah “center tap design’ ini adalah pada saat arus setengah gelombang pertama pada AC-Source1 bernilai positif, maka arus akan mengalir ke beban (R-Load) melalui D1 (forward bias). Sedangkan pada arus setengah gelombang pertama pada AC-Source 2 bernilai negatif akan ditahan (blocking) oleh D2 (reverse bias) sehingga tidak dapat mengalir ke beban, hal ini

diilustrasikan pada Gambar 2.28 berikut.


22

Gambar 2.28 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh Trafo CT pada saat bagian atas bernilai Positif

Pada arus setengah gelombang kedua pada AC-Source 1 bernilai negatif sehingga arus ditahan (blocking) oleh D1 (reverse bias) dan tidak dapat mengalir ke beban, tetapi sebaliknya pada saat arus setengah gelombang kedua pada 2 bernilai positif, maka arus akan mengalir ke beban (R-Load) melalui D2 (forward bias) . Sehingga menghasilkan penyearah gelombang penuh dari AC ke DC, seperti diilustrasikan pada Gambar 2.29 berikut.

I max I av = 0.637 I max

Gambar 2.29 Bentuk keluaran gelombang Penyearah Gelombang Penuh Trafo CT pada saat bagian atas bernilai Negatif

Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian penyearah gelombang penuh ini adalah dua kali dari arus rata-rata yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang yakni ; I AV = 0,637 · I MAX


23

2.3.3. Penyaring ( Filter)

Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring. Rangkaian filter ini menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi terminal keluaran. Kapasitor ini meratakan denyutan-denyutan tersebut dan memberikan suatu tegangan yang hampir DC murni, biasanya kapasitor filter itu adalah sebuah kapasitor elektrolit dengan harga yang besar. Gambar 2.30 berikut ini merupakan bentuk keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh yang di plot berdasarkan nilai C-Filter yang digunakan.

Gambar 2.30 Bentuk keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh yang di plot berdasarkan nilai C- Filter JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

24

Dari perbandingan kurva di atas terlihat bahwa semakin besar nilai C-Filter yang gunakan maka keluaran tegangan DC dari penyearah gelombang penuh semakin halus dan linear. 2.3.4. IC Catu Daya

Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari rangkaian itu tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang diperlukan . untuk mengatasi masalah tersebut biasanya dipasang IC catu daya. IC ini digunakan untuk lebih mengakuratkan

nilai

tegangan keluaran. Dalam rangkaian ini menggunakan IC

LM7805 dengan tegangan keluran sebesar 5 volt. Gambar 2.31 berikut menunjukkan wujud dari IC LM7812 :

Gambar 2.31 IC LM7812 2.3.5. Light Emiting Dioda (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang

berbeda pula. Gambar 2.32 berikut menunjukkan wujud dari LED :

Gambar 2.32 Simbol dan Wujud dari LED


25

Pada saat ini warna-warna cahaya LED bermacam-macam bukan hanya kuning, merah atau hijau seperti yang biasa kita jumpai tetapi telah terdapat warna biru, ungu dan putih bahkan LED tidak hanya digunakan sebagai lampu indicator saja tetapi telah digunakan sebagai lampu penerangan menggantikan lampu-lampu konvensional pada umumnya.

2.4. Detektor Kebakaran (Fire Detector) Kebakaran adalah suatu fenomena yang terjadi ketika suatu bahan mencapai temperatur kritis dan bereaksi secara kimia dengan oksigen (sebagai contoh) yang menghasilkan panas, nyala api, cahaya, asap, uap air, karbon monoksida, karbon dioksida, atau produk dan efek lainnya.

Sistem alarm kebakaran (Fire Alarm System) adalah suatu sistem yang memberikan isyarat/tanda saat terjadi indikasi adanya kebakaran yang terdiri dari komponen-komponen pendeteksi/sensor sebagai input dan Suara/lampu (horn/strobe) sebagai peringatan keluaran (output warning), yang semuanya di kontrol oleh sebuah PLC ( Programmable Logic Controller ) Zelio.

Berikut ini adalah Gambar Diagram Blok Fire Alarm :

INPUT EQUIPMENT -

Smoke Detector Heat Detector Flame detector Manual call point

CONTROL PANEL - PLC Zelio

OUTPUT EQUIPMENT -

Bell Sirine Strobe Lamp

Gambar. Diagram Blok Fire Alarm 2.4.1. Sistem deteksi kebakaran (fire detector) :

Terdiri dari beberapa macam yaitu : 1. Detektor nyala api (Flame Detector) 2. Detektor Panas (Heat Detector)

3. Detektor asap (Smoke Detector) 4. Dll. Mana yang sesuai untuk diaplikasikan, tergantung pada kebutuhan dan kondisi di lapangan. Ketiganya termasuk alat untuk mendeteksi kebakaran secara dini. Kejadian kebakaran karena terpenuhinya 3 unsur ( fire chain): fuel (hidrokarbon), JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

26

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

satu dari ketiga unsur. 1. Detektor Nyala Api ( Flame Detector )

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

Gambar 2.33 Fisik Detektor Nyala Api ( Flame Detector) Deteksi nyala api adalah teknologi untuk mendeteksi api, menggunakan detektor

nyala Detektor . Detektor Flame adalah peralatan optik untuk mendeteksi fenomena nyala api. Ada dua kategori deteksi api: •

•

Nyala detektor untuk mendeteksi api dalam sistem alarm kebakaran Flame scanner untuk memantau kondisi api di burner

2. Detektor Panas ( Heat Detector)

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


27

Gambar 2.34. Fisik Heat detector Detektor panas ( Heat detector ) ada dua macam yaitu ROR Detector dan Fixed Heat Detector.

ROR (rate of rise) akan bekerja berdasarkan suatu kontak mekanik ( switch), yang dikontrol oleh dua jenis logam ( bimetal) yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal. Apabila detektor menerima panas sampai titik yang telah ditentukan maka bimetal akan memuai, sehingga switch akan ON dan ini berarti detektor sedang mendeteksi panas. Selain cara kerja seperti diatas detektor ini juga akan langsung aktif ON bila kenaikan lebih dari 10 derajat celsius per menit tanpa menunggu temperatur mencapai titik yang telah ditentukan (rate of rise). Untuk ruangan yang sudah cukup panas ROR tidak cocok digunakan karena mudah terjadi false alarm.

Detektor panas tetap (fixed Heat detector) bekerja berdasarkan kontak mekanik (switch), dimana suatu penahan yang diletakkan dengan bahan perekat khusus, akan membuat switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal. Apabila detektor menerima panas pada titik yang telah ditentukan maka bahan perekat tersebut akan mencair yang mengakibatkan penahan otomatis lepas sehingga membuat switch berubah ke posisi ON , dan ini berarti detektor mendeteksi panas. Perubahan switch dari posisi OFF ke posisi ON akan segera diteruskan ke panel sebagai indikasi fire. Jenis bahan perekat yang dipakai akan menentukan pada temperatur/suhu berapa detektor akan mulai aktif, jadi titik temperatur kerjanya, selalu tetapi tidak dipengaruhi oleh kecepatan kenaikan temperatur/suhu.


28

3 . Detektor Asap (Smoke ( Smoke Detector) Detector)

Bentuk fisik detektor asap ( smoke detector ) dapat di lihat pada Gambar 2.35 di bawah ini :

Gambar 2.35. Gambar Fisik Detektor Asap ( Smoke detector )

Detektor Asap (Smoke detector ) adalah alat untuk mendeteksi asap yang timbul dari sumber kebakaran. Terdapat beberapa jenis smoke detector antara lain : a. Ionization smoke detector Sensor (Chamber) pada detektor ion terdiri dari dua buah Plat yang bermuatan listrik dan bahan radioactive diantara plat positive dan negative . Tumbukan antar molekul menyebabkan terjadinya ion positif dan negative . Ion tersebut akan tertarik kearah kedua plat dan menyebabkan arus dengan suatu nilai tertentu. Apabila chamber terkena asap maka partikel ion akan berubah sesuai asap yang masuk, dan mempengaruhi arus yang ada sampai pada suatu nilai tertentu dan kemudian detektor akan bekerja.

Ionization Smoke Detector dapat bereaksi cepat pada ruangan yang terdapat bahan

yang mudah terbakar, misalnya ruangan bahan kimia, dengan partikel 0,01 sampai dengan 0,3 micron. Tapi tipe ion tidak terlalu cocok untuk tempat yang tinggi, pergerakan udara yang cepat dan dekat dapur.


29

b. Photo electric smoke detector Photoelectric sensor secara terus menerus memancarkan cahaya ke sebuah

diode penerima, apabila kekuatan cahaya berkurang sampai nilai tertentu karena terhalang oleh banyaknya asap yang masuk kedalam detector maka kemudian akan terjadi alarm.

Selain cara tersebut ada photo smoke yang memakai system pemantulan, apabila ada asap yang masuk maka asap tersebut akan memantulkan cahaya ke penerima. Apabila cahaya yang diterima mencapai nilai tertentu maka akan terjadi Alarm. Photo electric sangat cepat bekerja pada partikel smoke antara 0,3 sampai dengan 10 micron. Pada modul ini yang digunakan adalah smoke detector “ Photoelectric Smoke Detector”.

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

sumber radiokatif untuk mengionisasi udara diantara kedua pelat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.36

Gambar 2.36. Pola Radiasi partikel Ion positif akan disalurkan dari terminal positif menuju terminal negatif, dan sebaliknya ion electron akan disalurkan dari terminal negatif ke terminal positif. Seperti gambar 2.37. Jika suatu partikel asap mempunyai kadar yang cukup untuk JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

30

menghalangi proses penyaluran molekul-molekul tersebut, seperti pada Gambar 2.38. Maka arus yang dimonitor oleh alat ini akan bertambah, ketika arus mencapai titik tertentu maka alarm akan berbunyi.

Gambar 2.37

Gambar 2.38.

Dimana asap akan masuk melalui celah-celah bagian ujung smoke detector yang nantinya akan menghalangi proses pergerakan ion-ion dari electroda negatif ke positif atau sebaliknya Smoke detector Photoelectric Type Smoke detector type ini bekerja berdasarkan dari suatu sinar yang dipancarkan

dari sebuah light-emiting dioda (LED) dan diterima oleh suatu sensor penerima cahaya. Type ini bekerja dengan memberi penyinaran langsung ke arah penerima sensor cahaya . System akan alarm jika asap menghalangi sinar yang mecapai pada sensor penerima cahaya. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.39 dan Gambar 2.40 berikut: ~ Light Source adalah Pemberi cahaya dapat berupa LED. ~ Light Sensitive Device adalah Alat yang peka terhadap cahaya dapat berupa Photo resistors, Photocells, Photomultiplicators


31

Gambar 2.39. Cahaya dipancarkan ke penerima sensor cahaya

Sensor

Gambar 2.40. Cahaya dihalangi oleh asap ke penerima sensor cahaya


32

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1. Perancangan Alat Simulasi

Alat simulasi digunakan untuk mendiskripsikan cara kerja sistem fire alarm menggunakan programmable logic controller (PLC). (PLC). Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan program kendali fire alarm pada PLC adalah sebagai berikut : 1. Memahami Memahami urutan urutan kerja si st em kendali kendali fire alarm. 2. Membuat Daftar Input Input dan Output Berikut ini merupakan daftar alamat input dan output PLC yang ditunjukkan pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Daftar alamat masukan PLC Alamat

Keterangan

IB

Sensor Zone-1

IC

Sensor Zone-2

ID

Manual Call Point

I1

Abort Swicth

I2

Silence

Z2

Reset


33

Tabel 3.2 Daftar alamat keluaran PLC Alamat

Keterangan

Q1

Lampu LED Trouble Zone-1

Q2

Lampu LED Trouble Zone-2

Q3

Lampu LED Alarm Zone-1

Q4

Lampu LED Alarm Zone-2

Q6

Alarm Bell (Alarm Pertama)

Q7

Indicator Lamp (On Actuator 24 V)

Q8

Sirine (Alarm Kedua)

3. Pembuatan Ladder Diagram. Berikut ini merupakan cara pembuatan ladder diagram pada software zeliosoft 2 Untuk memulai program zeliosoft2 dapat dilakukan sebagai berikut: a. Buka program ZelioSoft2 maka akan muncul kotak dialog Welcome seperti Gambar 3.1 berikut:

Gambar 3.1 kotak dialog Welcome b. Klik create new program , akan muncul jendela pilihan PLC seperti Gambar 3.2 dibawah ini:


34

Gambar 3.2 Jendela pilihan PLC c. Klik pada kategori (1) 10/12 I/O WITHOUT EXTENSION . Akan muncul jendela pilihan PLC seperti Gambar 3.3 dibawah ini, Kategori yang dipilih lebih terang berwarna kuning dan diikuti daftar modul yang direkomendasikan.

Gambar 3.3 Pemilihan modul d. Pilih jenis modul zelio ke program , dalam hal ini tipe SR2B201JD. Kemudian klik Next , maka akan terbuka pilihan modul, dalam hal ini pilih pembentukan program dengan bahasa Ladder seperti ditunjukan Gambar 3.4


35

Gambar 3.4 Pilihan pembentukan program dengan dengan Leadder e. Kemudian klik Next , maka akan terbuka jendela ZelioSoft2 seperti Gambar 3.5. berikut:

Gambar 3.5 Jendela ZelioSoft2 f.

Tempatkan input dan instruksi-instruksi pada Row (ladder line) contact dan tempatkan output ( Q ) pada Row coil. seperti Gambar 3.6 dan 3.7 berikut ini :


36

Gambar : 3.6 Contoh cara pemasukan input pada ladder line

Gambar :3.7 Contoh cara pemasukan output pada pada ladder line

3.2. Pembuatan Alat Simulasi 3.2.1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan pesawat simulasi dapat dilihat dalam Tabel berikut: Tabel 3.3 Daftar peralatan dan bahan

No

Nama Alat dan Bahan

Spesifikasi

Jumlah

1. Gergaji kayu

-

1 buah

2. Gergaji besi

-

1 buah

3. Obeng ( - )

-

1 buah

4. Obeng ( + )

-

1 buah

5. Bor kayu

-

1 buah


37

6. Mata bor

Ф

1 mm

1 buah

7. Bor PCB

-

1 buah

8. Tang Kombinasi

-

1 buah

9. Kikir bulat

-

1 buah

10. 10. Palu Palu

-

1 buah buah

SANWA

1 buah

5 A, 250 Volt

1 buah

¾”, ½”

1 gros

1½” 1½”

¼ kg

11. Multimeter Multimeter Analog 12. Sakelar Sakelar ON/OFF ON/OFF 13. Paku skrup 14. 14. Paku Paku 15. Amplas Amplas 16. 16. PCB PCB 17. Lampu Lampu LED

No. 600 1

2 lembar lembar lot lot

5 mm

4 buah buah

12 VDC, 5 A

1buah

19. Transform Transformator ator

3 A,CT

1 buah

20. Kapasitor Kapasitor C1

2200 µf,50 Volt

1 buah

21. Kapasitor Kapasitor C2

1000 µf, 25 Volt

1 buah

3A

2 buah buah

23. IC Regulator Regulator

LM 7812

1 buah

24. 24. Resi Resist stor or

Toleransi 5%

1 lot

18. Relai 8 Pin

22. Dioda Dioda

25. PLC

Zelio SR2-121BD SR2-121BD

1 buah

26. Solder Solder

40 Watt Watt

1 buah buah

27. Spidol Spidol Permanen Permanen

1,5 mm

1 buah

28. Acryli Acrylicc

1

1 lot

Photoelectric

2 bh

30. Alarm Alarm Bell

24 VDC

1 bh

31. Sirine Sirine

24 VDC

1bh

32. Indicator Indicator Lamp

24 VDC

1bh

33. Manual Manual Call Point Point

24 VDC

1bh

29.

Detektor asap (Smoke Detector)

34. Abort Abort Switch Switch


1bh

38

3.2.2. Proses pembuatan pembuatan alat simulasi

Pembuatan alat simulasi fire alarm dengan menggunakan PLC ini dirancang untuk medeteksi asap secara otomatis. Proses pembuatan alat simulasi dimulai dilakukan dengan urutan sebagai berikut : 1.

Membuat bentuk ruangan dari akrilik sebagai tempat tempat untuk simulasi fire alarm

2.

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

3.

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

4.

Membuat rangkaian elektronik sesuai gambar rangkaian yang terdiri dari Rangkaian Catu Daya dan Rangakain Kontrol Fire Alarm diats papan PCB dan melarutkan PCB tersebut kedalam larutan Ferri Clorid sehingga didapatkan suatu jalur rangkaian diatas PCB tersebut.

5.

Memasang komponen-komponen komponen-komponen rangkaian pada papan PCB PCB dengan menggunakan Solder.

6.

Melakukan pengawatan/instalasi pada alat simulasi tersebut berikut dengan pemasangan PLC dan lampu indicator.

7.

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

8.

Memasukkan program ladder yang telah dibuat ke dalam PLC

9.

Mencoba kerja alat simulasi dengan menggunakan PLC.


39

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

Gambar : 3.8 Schematic Catu Daya 12Vdc

Gambar : 3.9 Schematic Catu Daya 24Vdc

Gambar 3.10 dan 3.11 di bawah ini adalah rangkaian bantu alarm kebakaran (fire alarm sistem):

IB IC

Gambar : 3.10 Rangkain Kontrol Tambahan Fire Alarm Sistem


40

Gambar : 3.11 Rangkain Kontrol Tambahan Fire Alarm Sistem

3.3. Pemasukan Program Ladder Kedalam PLC (Alat Simulasi)

Berikut merupakan langkah-langkah dalam memasukkan program ke dalam alat simulasi. 1.

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

2.

Menghubungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel port peripheral RS 232C. Hidupkan PLC dan komputer, dan lakukan konektifitas diantara keduanya.

3.

Aktifkan ZelioSoft2 dan lakukan pengaturan seperti Gambar 3.12 berikut:

Gambar : 3.12 Kotak dialog untuk membuka program

Klik Open an existing program dan cari file diagram ladder yang telah kita buat untuk sistem kontrol alat simulasi, lalu buka file tersebut sehingga menampilkan Gambar 3.13 berikut :


41

Gambar : 3.13 Tampilan diagram ladder keseluruhan 4. Klik pada toolbar Transfer toolbar Transfer lalu pilih Transfer program dari PC ke module. 5. Setelah selesai melakukan transfer program, maka program ladder telah tersimpan kedalam unit memory PLC yang selanjutnya akan diproses oleh PLC dalam mengontrol alat simulasi.


42

BAB IV PENGGUNAAN PLC SEBAGAI PENGONTROL SIMULASI SISTEM ALARM KEBAKARAN (FIRE ALARM)

4.1. Penjelasan Umum

Sistem Alarm kebakaran (Fire Alarm System ) adalah suatu sistem yang memberikan isyarat/tanda saat terjadi indikasi adanya kebakaran yang terdiri dari komponen-komponen pendeteksi/sensor sebagai masukkan ( input ) dan Suara/lampu (horn/strobe ) sebagai Keluaran peringatan (output warning), yang semuanya di kontrol oleh sebuah PLC (Programmable Logic Controller).

4.2 Sistem Kerja Pendeteksi Kebakaran Terhubung Terhubung ke Sistem Pemadaman Gas Gas FM 200.

Pada prinsipnya sistem ini hampir sama dengan sistem pendeteksi kebakaran umumnya, tetapi pada system ini ada sedikit perbedaan pada tipe panel utama serta pemasangan instalasinya. Pada sistem ini instalasi yang di pasang adalah terbagi atas dua area (zone) yang terpasang secara silang (cross), hal ini berfungsi agar area yang terdeteksi oleh sensor bisa secara bergantian mendeteksi. Tabel 3.4 Berikut ini adalah sistem kerja dari alat simulasi yang di rancang : Tabel 3.4 Sistem kerja Alarm Kebakaran

smoke

smoke

Manual

Abort

Tombol

Tombol

Timer

Alarm

detector

detector

Call

swicth

Silence

reset

(40 detik)

bell

Zone-1

Zone-2

Point

Kondisi masukkan alarm kebakaran 1

ON

2 3

Keluaran (Output) alarm kebakaran

Masukkan ( Input ) alarm kebakaran

No

ON

Sirine

lampu

Kondisi eluaran alarm kebakaran OFF

ON

OFF

OFF

ON

OFF

ON

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

ON (setelah 40 Detik)


43

4

ON

ON

ON

ON


5

ON

6 7

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

OFF

OFF


8

ON

ON

ON

OFF

OFF


9

ON

ON

10 11

OFF

OFF

ON

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

Penjelasan Tabel 3.4 : 1. Pada saat smoke detektor zone pertama mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan). 2. Pada saat smoke detektor zone kedua mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan). 3. Pada saat smoke detektor zone pertama dan kedua mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi gas FM 200 keluar). 4. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan), maka secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi gas FM 200 keluar). 5. Pada saat smoke detektor zone pertama mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell akan berhenti. 6. Pada saat smoke detektor zone kedua mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell akan berbunyi (sampai batas waktu yang


44

tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell akan berhenti. 7. Pada saat smoke detektor zone pertama dan kedua mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell dan sirine akan berhenti. Tetapi pada kondisi ini timer tetap bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi gas FM 200 keluar). 8. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan),

maka

secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), pada saat tombol silence di tekan maka suara bell dan sirine akan berhenti. Tetapi pada kondisi ini timer tetap bekerja sampai pada waktu 40 detik maka lampu akan hidup (kondisi gas FM 200 keluar). 9. Pada saat smoke detektor zone pertama dan kedua mendeteksi adanya asap, maka secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai pada waktu 40 detik. Tetapi sebelum waktu 40 detik tombol abort switch di tekan maka secara automatis hitungan timer akan berhenti. 10. Pada saat manual call point di tarik kebawah (di ON kan),

maka

secara automatis alarm bell dan sirine akan berbunyi (sampai batas waktu yang tidak di tentukan), begitu juga timer ikut bekerja sampai pada waktu 40 detik. Tetapi sebelum waktu 40 detik tombol abort switch di tekan maka secara automatis hitungan timer akan berhenti.

11. Pada saat semua sistem bekerja kemudian tombol reset di tekan maka sistem akan kembali normal. (NB : semua peralatan input alarm harus diposisikan ke keadaan awal).


45

Gambar 4.1 dan 4.2 adalah layout & Single line diagram pemasangan fire alarm yang terintegrasi ke system FM 200 yang sering terpasang pada suatu gedung.

Gambar. 4.1 Layout Fire Alarm & FM 200

Gambar. 4.2 Single line Diagram Alarm Kebakaran JURUSAN TEKNIK ELEKTRO – KONSENTRASI ENERGI LISTRIK SEKOLAH TINGGI TINGGI TEKNIK HARAP AN - M EDAN

46

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

Photoelectric smoke detector

Alarm Bell Sirine

Abort Switch

Manual Call Point

Indicator Lamp

Gbr. 4.3 Miniatur Perancangan Alarm kebakaran


47

PLC Zelio SR2 B201 JD Input PLC Output PLC

Rangkaian Catu daya & Rangkaian bantu Fire alarm

Transformator 3A

Gbr. 4.4 Tata letak PLC & Catu Daya


48

4.3 Rangkaian Pengkabelan PLC

Secara umum rangkaian pengkabelan input – output yang terhubung pada PLC dapat dilihat dari Gambar 4.5 berikut : INPUT

OUTPUT Gbr. 4.5 Rangkaian Pengkabelan Input/Output


49

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

Wiring

diagram

yang

berfungsi

untuk

menjalankan

sistem

yang

menghubungkan antara PLC dengan instalasi Fire Alarm Sistem dapat dilihat pada Gambar 4.6 berikut ini :

TERMINAL - 2

TERMINAL - 3

TERMINAL -

Gbr. 4.6 Wiring diagram PLC

Keterangan Wiring Diagram : Input PLC : •

12 Vdc

: PLC PLC dihubungan dihubungan ke catu daya dengan tegangan kerja 12 Vdc Pada Terminal 2

•

I1

: I1 dihubungkan dengan (-) Abort switch

•

I2

: I2 dihubungkan dengan tombol silence


50

•

IB

: IB dihubungkan dengan (-) Zone 2, IE, dan (-) 12Vdc dengan sebuah capsitor 35V 10uf pada PLC

•

IC

: IC dihubungkan dengan (-) Zone 1, IF, dan (-) 12Vdc dengan sebuah capsitor 35V 10uf pada PLC

•

ID

: ID di hubungkan ke (-) Manual Call Point

Output PLC : •

Q1

: Q1 Common & NO, common dihubungkan ke (+) 12 Vdc Terminal 2 dan di paralel ke common pada Q2, Q3, dan Q4. kemudian NO di hubungkan ke LED Zone 1

•

Q2

: NO dihubungkan ke LED Zone 2

•

Q3

: NO dihubungkan ke LED Alarm 1

•

Q4

: NO dihubungkan ke LED Alarm 2

•

Q6

: Q6 Common & NO, common dihubungkan ke (-) 12 Vdc Terminal 2 dan di paralel ke common pada Q7, dan Q8. kemudian NO di hubungkan ke (-) Bell pada terminal 1

•

Q7

: NO dihubungkan ke (-) Lampu pada terminal 1

•

Q8

: NO dihubungkan ke (-) Sirine pada terminal 1

Terminal 1 : •

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

•

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

•

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

•

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

•

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

•

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


51

4.5 Diagram Tangga ( Ladder Diagram )

Pada gambar dibawah ini diperlihatkan diagram tangga atau Ladder Diagram yang di gunakan sistem yang di control dalam hal ini cara kerja fire alarm sistem yang terintegrasi dengan FM 200. Penggambaran ladder diagram ini adalah menggunakan format Zelio, karena PLC yang di gunakan dalam mengontrolnya adalah PLC Zelio Compact , SR2 B201 JD. Gambar 4.7 menunjukkan program ladder diagra m :


52

Gbr. 4.7 Ladder Diagram

4.6 Parameter Input & Output

Adapun keterangan dan parameter dari ladder diagram diatas adalah:


53


54

4.7 Analisa Kerja Kontrol

1. Analog –IN comparator A1 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone-1 yang akan mengeset output alarm Zone-1 (setting tegangan alarm > 6.0 V) 2. Analog –IN comparator A2 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone-2 yang akan mengeset output alarm Zone-2 (setting tegangan alarm > 6.0 V) 3. Analog –IN comparator A3 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone Trouble-1 yang akan mengeset output alarm Zone Trouble-1 (setting tegangan alarm < 4.7 V) 4. Analog –IN comparator A4 sebagai masukan jika terjadi alarm di Zone Trouble-2 yang akan mengeset output alarm Zone Trouble-2 (setting tegangan alarm <= 5.2 V) 5. Pada saat alarm (tegangan pada Zone 1 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) akan hidup begitu juga dengan LED A1 (Q1). Tapi actuator belum bekerja jika hanya salah salah satu zone saja yang alarm. 6. Pada saat alarm (tegangan pada Zone 2 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) akan hidup begitu juga dengan LED A2 (Q2). Tapi actuator belum bekerja jika hanya salah salah satu zone saja yang alarm. 7. Pada saat trouble => kondisi kabel zone terlepas atau terputus (tegangan pad padaa Zone 1 < 4.7 V) maka LED A3 (Q3) akan hidup . 8. Pada saat trouble => kondisi kabel zone terlepas atau terputus (tegangan pad padaa Zone 2 <= 5.2 V) maka LED A4 (Q4) akan hidup . 9. Pada saat alarm zone 1 dan zone 2 (tegangan pada Zone 1 dan 2 > 6.0 V) maka Alarm Bell (Q6) dan dan Sirine (Q8) akan hidup begitu juga dengan dengan LED A1 (Q1) dan LED A2 (Q2). Kemudian T4 (timer actuator akan bekerja = 40 detik) untuk menghidupkan lampu. 10. Pada saat manual call point di di tekan (ID) maka Alarm Bell (Q6) dan Sirine (Q8) akan hidup. Kemudian T4 (timer actuator akan bekerja = 40 detik) untuk menghidupkan lampu. 11. Untuk menghentikan T4 (timer actuator=Q7) maka tekan tombol Abort switch (I1) 12. Untuk menghentikan menghentikan suara bell (Q6) dan Sirine (Q8) maka tekan tombol Silence (I2) 13. Z2 (tombol reset) untuk mengembalikan sistem kembali normal (NB : semua peralatan input di posisikan seperti keadaan semula.


55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

Setelah melaksanakan Perancangan dan mempelajari pembuatan sistem proteksi kebakaran pada ruang server ( fire alarm system) dengan menggunakan PLC sebagai pengontrol maka penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan : 1. Penggunaan PLC ( Programmable logic controller) sebagai pengontrol alarm kebakaran pada ruang server mengontrol sensor berdasarkan kenaikkan parameter tegangan pada detector asap. 2. Tegangan keluaran pada catu daya tidak stabil tergantung besar tegangan yang masuk pada transformator transformator input. 3. Sumber tegangan pada PLC hanya hanya bergantung dari PLN (tidak ada cadangan catu daya). 4. Tampilan pada LCD PLC (Programmable logic controller) berupa angkaangka yang meindikasikan terjadinya alarm, bukan berupa tulisan. 5.2. Saran

Dengan membuat secara langsung program PLC untuk mengontrol proteksi kebakaran pada ruang server, maka beberapa saran antara lain : 1. Dalam hal pembuatan catu daya harus benar-benar di perhatikan karena akan mempengaruhi system kerja dari PLC (Programmable logic controller) dalam hal mengontrol alarm kebakaran, karena tegangan yang keluar dari catu daya harus benar-benar stabil . 2. Pemasangan catu daya ke tegangan 220 220 Vac ada baiknya

menggunakan

stabilizer untuk menstabilkan tegangan input yang masuk dari catu daya. 3. Diharapkan untuk penelitian berikutnya penulis agar lebih memperhatikan pada penggunaan catu daya yang di lengkapi dengan baterai agar dapat menjadikan sumber tegangan cadangan

apabila sumber PLN mengalami

gangguan sehingga sistem alarm kebakaran tetap bisa bekerja.


56

DAFTAR PUSTAKA

1. Setiawan, Iwan, 2006 “PLC (Programmable Logic Controller) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol”,Andi, Yogyakarta. 2. Wijaya, Irwan 2006 “Teknik Digital”,Erlangga, Jakarta 3. Interindo Wiradinamika,PT, 1997 ”Training Manual Smallest PLC”, Bandung. 4. Standar Nasional Indonesia 03 – 3985 ”Tata cara perencanaan, pemasangan dan pengujian sistem deteksi dan alarm kebakaran untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung”, SNI 2000. 5. “Buku Panduan Smart Rellay Zelio”, Schneider Electric


57

Sistem Proteksi Kebakaran pada ruang server

Recommend Documents