Sistem Kendali Steering Gear pada Kapal
Oleh : Agung Bimo Wicaksono 4212 100 101
1
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
3
1.1
Latar Belakang
3
1.2
Permasalahan
3
1.3
Tujuan
3
1.4
Manfaat
4
1.5
Sistematika Penulisan
4
BAB II TEORI SISTEM PENGENDALIAN
5
2.1
Pengertian Sistem Kendali
5
2.2
Komponen Sistem Kendali
5
2.3
Sistem Kendali Open Loop
5
2.4
Sistem Kendali Close Loop
6
2.5
Sistem Close Loop vs Sistem Open Loop
7
BAB III METODOLOGI PENULISAN MAKALAH
8
BAB IV PEMBAHASAN
9
4.1
Pengertian dan Fungsi Steering Gear
9
4.2
Telemotor Steering Gear
9
4.2.1
Komponen
9
4.2.2
Skema dan Cara Kerja
10
4.2.3
Listing of Process
11
Electric-Hydarulic Steering Gear
12
4.3.1
Komponen
12
4.3.2
Skema dan Cara Kerja
12
4.3.3
Listing of Process
13
4.3
BAB V
PENUTUP
16
DAFTAR PUSTAKA
17
2
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Teknologi diciptakan untuk mempermudah segala aktivitas atau kegiatan manusia. Namun masalah yang harus dihadapi semakin hari semakin rumit dikarenakan perkembangan ilmu dan teknologi itu sendiri. Perkembangan ilmu dan teknologi inilah yang menjadi dorongan pula untuk manusia agar dapat menciptakan teknologi yang lebih baru untuk memecahkan permasalahan tertentu. Salah satunya adalah sistem kendali. Di dunia ini, terdapat banyak sekali macam macam sistem kendali, terutama yang ada di dalam kapal, mulai dari yang manual hingga otomatis. Salah satu contoh dari sistem kendali di dalam kapal yakni steering gear. Steering gear pun ada bermacam jenis, namun yang akan dijelaskan dalam laporan ini adalah steering gear dengan sistem telemotor dan electrichydraulic
1.2 Permasalahan Permasalahan yang penulis angkat dalam laporan ini adalah : a. Apa pengertian dan teori dasar dari sistem kendali ? b. Apa perbedaan dari steering gear dengan sistem telemotor dan electric-hydraulic ? c. Bagaimana skema serta listing of process dari 2 jenis steering gear tersebut ?
1.3 Tujuan Tujuan penyusun mengangkat topik mengenai steering gear ini adalah : a. Mengetahui teori dasar sistem kendali b. Mengetahui perbedaan alat maupun alur sistem kendali dari sistem telemotor dan electric-hydraulic
3
1.4 Manfaat Manfaat yang didapatkan adalah kita dapat mengetahui dasar dasar sistem kendali serta memahami sistem kendali dalam keadaan real-nya
1.5 Sistematika penulisan Laporan ini ditulis dan dibagi menjadi 5 bab utama yakni : a. BAB I
: Pendahuluan
b. BAB II
: Teori Sistem Pengendalian
c. BAB III
: Metodologi Penulisan Makalah
d. BAB IV
: Pembahasan
e. BAB V
: Kesimpulan
4
BAB II TEORI SISTEM PENGENDALIAN
2.1 Pengertian Sistem Kendali Sistem kendali merupakan sekumpulan alat atau komponen yang terdiri dari kontrol, sensor, aktuator, transmitter, dan plant yang bertujuan untuk mengendalikan, memerintah dan mengatur keadaan suatu sistem. Ada 2 jenis sistem kendali, yakni open loop dan close loop.
2.2 Komponen Sistem Kendali Di dalam sistem kendali, terdapat komponen-komponen penting yang digunakan untuk menyusun sistem tersebut agar dapat bekerja dengan baik. Komponen-komponen tersebut adalah : a. Kontrol Alat pengendali atau pengatur. Berfungsi untuk membandingkan, menghitung banyaknya error, dan menghitung banyaknya koreksi yang perlu dilakukan. b. Sensor Pendeteksi adanya perubahan nilai pada suatu sistem. c. Aktuator Sebagai pelaku kerja atas output yang dihasilkan oleh sistem. d. Transmitter Membaca sinyal yang di-input-kan dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dibaca oleh kontroler. e. Plant Perangkat yang variabel prosesnya akan dikendalikan oleh control.
2.3 Sistem Kendali Open Loop Sistem kendali open loop adalah suatu sistem yang output-nya tidak akan memiliki pengaruh terhadap input-nya kembali sehingga hasil pada output tidak dapat digunakan sebagai umpan balik (feedback) dalam input. 5
Dalam sistem ini, hasil keluaran tidak dapat dibandingkan dengan input-nya. Dengan adanya gangguan, sistem ini tidak akan bekerja sesuai dengan hasil yang semestinya. Agar bekerja sesuai dengan keinginan, sistem ini
Gambar 2.1 : Skema Sistem Open Loop
2.4 Sistem Kendali Close Loop Sistem kendali close loop adalah suatu sistem yang output-nya mempunyai pengaruh langsung pada input sehingga menimbulkan sebuah feedback. Sinyal feedback ini berasal dari sebagian hasil yang dikeluarkan pada output dan digunakan untuk memperkecil kesalahan sistem agar output-nya dapat mendekati hasil yang diinginkan. Cara kerja sistem ini adalah sinyal output yang ada, sebagian diumpanbalik (feedback) ke kontroler, untuk dibandingkan hasilnya dengan input maupun keadaan yang diinginkan. Hasil dari perbandingan tersebut membentuk sinyal error, yang nantinya digunakan sebagai acuan sistem tersebut untuk menghasilkan sinyal output yang baru agar kesalahan yang dilakukan berkurang.
Gambar 2.2 : Skema Sistem Close Loop
6
2.5 Sistem Close Loop vs Sistem Open Loop Kelebihan dari close loop sendiri adalah sistem ini menggunakan sinyal feedback yang membuat sistem ini tidak sensitif terhadap gangguan dari luar dan perubahan variasi di dalam parameter yang dipakai dalam sistem itu sendiri. Dari kemudahan pembuatan, open loop lebih mudah untuk dibuat karena stabilitas sistem bukan masalah yang berarti. Berbanding dengan close loop yang sangat rentan dengan stabilitas sistem yang dapat diakibatkan oleh koreksi error yang berlebihan dan berdampak berubahnya nilai hasil. Dari segi biaya dan ukuran, close loop lebih mahal karena komponen yang digunakan lebih banyak daripada open loop. Oleh karena itu, tak jarang open loop dikombinasikan dengan close loop untuk menghasilkan sistem yang murah namun performanya bagus.
7
BAB III METODOLOGI PENULISAN MAKALAH
Untuk memahami bagaimana proses makalah ini ditulis, berikut ini adalah ilustrasi, yang digambarkan dengan flowchart :
• Apa itu sistem pengendalian? • Apa saja jenis dari steering gear? Perumusan • Bagaimana skema dan listing of process dari jenis jenis tersebut? Masalah
Mencari Referensi
Penulisan Makalah
• e-book "Modern Control Engineering" • Beberapa halaman web/blog
• Penulisan makalah sesuai dengan sistematika penulisan
8
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pengertian dan Fungsi Steering Gear Steering gear merupakan salah satu peralatan penting yang ada di dalam kapal. Berfungsi untuk membantu kapal berbelok ke arah kiri (Port side) dan kanan (Starboard side). Steering gear sendiri dapat berfungsi ketika kapal sedang bergerak. Dalam pembahasan pada bab ini, akan dijelaskan 2 tipe steering gear yakni Telemotor Steering Gear dan Electric-Hydraulic Steering Gear.
4.2 Telemotor Steering Gear 4.2.1 Komponen Telemotor Steering Gear memiliki komponen utama yakni telemotor, control unit, dan power unit. a. Telemotor, terbagi menjadi 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, memiliki fungsi menyalurkan sinyal yang dikirimkan dari steering wheel ke control unit yang ada di dalam steering gear compartment. b. Control Unit berfungsi menghubungkan sinyal dari telemotor ke power unit. c. Power unit berfungsi sebagai penggerak utama (prime mover). Disamping itu terdapat komponen pendukung seperti steering wheel sebagai control, receiver pada telemotor sebagai sensor serta relief & by-pass valve yang berfungsi sebagai komponen safety function.
9
4.2.2 Skema dan Cara Kerja
Gambar 4.1 : Skema Telemotor Steering Gear Sinyal dari wheelhouse diterima oleh transmitter lalu dikirim ke receiver untuk diteruskan ke floating lever yang akan memompa fluida dari bi-directional pump ke arah double acting ram yang nantinya menggerakan aktuator pada ram tersebut sehingga rudder bergerak sesuai arah yang di-sinyalkan sebelumnya. Pada receiver terdapat pegas untuk mempermudah steering wheel kembali ke posisi midship. 10
4.2.3 Listing of Process Dari skema di atas dapat dijabarkan proses yang terjadi dalam sistem Telemotor Steering Gear sebagai berikut (dengan asumsi kapal berbelok ke arah Port side) : a. Telemotor Pegas receiver on
Putaran wheelhouse ke portside
Hidrolik on
Input
TELEMOTOR
Aktuator on
: Putaran wheelhouse ke arah Port side (sinyal masuk) Hidrolik pada transmitter masuk (posisi on)
Output : Pegas receiver tertekan (posisi on) Aktuator tertekan (posisi on)
b. Bi-directional Pump Fluida keluar
Lengan floating lever on
Pompa on
Input
BI-DIRECTIONAL PUMP
: Lengan floating lever tertekan aktuator receiver (posisi on) Pump control menyala
Output : Fluida dari pump terpompa ke luar
11
c. Control Unit Fluida masuk Lengan aktuator on
Input
Aktuator on CONTROL UNIT
Rudder Bergerak
: Fluida dari Bi-directional Pump masuk ke control unit (dalam gambar di atas hidrolik) Fluida menekan lengan aktuator
Output : Lengan aktuator keluar Rudder bergerak ke arah kiri
4.3 Electric-Hydraulic Steering Gear 4.3.1 Komponen Komponen yang ada pada electric-hydraulic steering gear sama dengan yang digunakan pada telemotor namun perbedaannya ada pada control valve yang dipasang sebagai pengganti floating lever pada telemotor. Valve ini berfungsi untuk menyalurkan oli yang ada di dalam tangki oli.
4.3.2 Skema dan Cara Kerja Electric-Hydraulic Steering Gear memliki skema yang hampir sama dengan telemotor hanya saja sinyal wheelhouse yang ada di terima oleh control box lalu diterjemahkan dan di salurkan ke control valve. Sinyal yang diterima oleh control valve akan diteruskan dalam bentuk gerak mekanik valve tersebut.
12
Gambar 4.2 : Skema Electric-Hydraulic Steering Gear 4.3.3 Listing of Process Dari skema di atas dapat dijabarkan proses yang terjadi dalam sistem ElectricHydraulic Steering Gear sebagai berikut (dengan asumsi kapal bergerak ke arah Port side, control valve dengan straight line adalah katup A, crossed line adalah katup B,
13
blocked line adalah katup C, Port side menggunakan straight line, dan Starboard side menggunakan crossed line) : a. Control Box
Sinyal A on
Putaran wheelhouse ke portside
CONTROL BOX
Input
Katup A terbuka
: Putaran wheelhouse ke arah Port side (sinyal masuk)
Output : Sinyal tipe A on katup A terbuka
b. Control Valve Control Valve Bergerak ke kanan
Sinyal A on
CONTROL VALVE
Katup C tertutup
Katup A terbuka
Input
Katup B tertutup
Oli terpompa
: Sinyal tipe A dari control box (sinyal masuk) Katup A terbuka
Output : Katup B dan C tertutup Control valve bergerak ke arah kanan Oli yang ada di dalam tangki di pompa menuju ram
14
c. Control Unit
Oli Masuk
Aktuator on CONTROL UNIT Rudder bergerak
Input
: Oli dari tangki masuk ke ram
Output : Lengan aktuator keluar Rudder bergerak ke arah kiri
15
BAB V KESIMPULAN
Dari beberapa penjelasan di bab sebelumnya, penulis dapat menarik beberapa kesimpulan, yaitu : a. Sistem kendali merupakan sekumpulan alat yang berhubungan dengan fungsi untuk melakukan perintah agar dapat menghasilkan hasil yang diinginkan b. Sistem kendali dapat ditemukan di dalam kapal, salah satunya sistem penggerak utama kapal, yaitu steering gear c. Steering gear terdiri dari 2 jenis, yaitu telemotor dan electric-hydraulic d. Kedua jenis steering gear menggunakan konsep sistem kendali close loop e. Yang membedakan dari kedua jenis tersebut adalah jenis pompa serta fitting yang digunakan pada pompa tersebut f. Telemotor dapat digunakan dengan Bi-directional pump karena dapat dihubungkan secara langsung melalui bantuan floating lever dan control pump. g. Electric-hydraulic menggunakan bantuan control valve untuk mengatur aliran oli dari tangki ke ram
16
DAFTAR PUSTAKA
Referensi Buku Ogata, Katsuhiko. Modern Control Engineering Fifth Edition. Upper Saddle River, NJ : Prentince Hall, 2010. Referensi Internet http://en.wikipedia.org/wiki/Control_system http://wisnukusbandono.blogspot.com/2013/03/pengertian-open-loop-dan-close-loop.html http://www.electronics-tutorials.ws/systems/closed-loop-system.html http://affinh.blogspot.com/2012/10/mengenal-sistem-kontrol-atau-sistem.html http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/05/pengertian-sistem-kendali.html
17
