KOMPETENSI KEAHLIAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

MODUL HASIL PENYELARASAN

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

SESUAI KEBUTUHAN INDUSTRI

KOMPETENSI KEAHLIAN

TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN INDUSTRI

2017

Foto Cover : adecelectrical.ca/new/wp-content/uploads/2015/11/image.jpg

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan

hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan modul hasil penyelarasan Kurikulum

Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sesuai kebutuhan kompetensi di industri Kegiatan

penyelarasan kurikulum dan silabi ini dilakukan sebagai tindak lanjut atas Instruksi

Presiden No. 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah Kejuruan dalam

rangka Peningkatan Kualitas dan Daya Saing Sumber Daya Manusia Indonesia.

Modul ini berisi materi kompetensi sisipan yang dibutuhkan oleh industri sebagai

pelengkap atas materi pembelajaran yang telah diberikan selama ini kepada peserta didik

di SMK. Untuk mencapai kompetensi yang sesuai kebutuhan industri tersebut,

pembelajaran dengan modul ini dilaksanakan dengan sistem modular, yaitu pembelajaran

diselesaikan untuk satu materi pembelajaran sebelum dilanjutkaan pada materi

pembelajaran berikutnya.

Penyusunan modul ini melibatkan berbagai pihak yang terkait, mulai dari praktisi

pada sektor industri; guru SMK di lingkungan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan;

serta guru dan dosen unit pendidikan di lingkungan Kementerian Perindustrian. Modul ini

merupakan pelengkap bahan ajar pada SMK-SMK yang terkait sehingga kemampuan

peserta didik dapat sesuai dengan kebutuhan di sektor industri,

Akhir kata, semoga modul ini dapat meringankan tugas guru dalam mengajar serta

mempermudah peserta didik untuk menguasai kompetensi yang diharapkan oleh industri.

Kami menyadari bahwa modul ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu kami mengharapkan

masukan dari para pemangku kepentingan, khususnya para praktisi di sektor industri.

Juni 2017

Tim Penyusun Modul

Penyelarasan Kurikulum dan Silabi

Pusdiklat Industri

MODUL

SISTEM KETENAGALISTRIKAN

ii

iii

DAFTAR ISI

Daftar Isi ................................................................................................................ iii

Glosarium .............................................................................................................. v

Peta Kedudukan Modul .......................................................................................... viii

Pembelajaran 1 ...................................................................................................... 1

Sistem Pemasangan Dan Pengujian ...................................................................... 1

Tujuan ................................................................................................................... 1

1.1 Instalasi Kabel Berisolasi Dan Berselubung PVC.......................................... 1

1.2 Instalasi Pipa ................................................................................................ 4

1.3 Pipa Baja ...................................................................................................... 5

1.4 Pipa PVC ...................................................................................................... 6

1.5 Pipa Fleksibel ............................................................................................... 8

1.6 Kapasitas pipa ............................................................................................. 8

1.7 Instalasi Trunking .......................................................................................... 10

1.8 Trunking Logam ............................................................................................ 11

1.9 Trungking PVC ............................................................................................. 11

1.10 Trunking Mini .............................................................................................. 12

1.11 Skirting trunking logam ............................................................................... 12

1.12 Kapasitas trunking ...................................................................................... 14

1.13 Pemisahan Jaringan ................................................................................... 14

1.14 Instalasi Kabel tray .................................................................................... 15

1.15 Instalasi Kabel PVC / SWA ......................................................................... 16

Instalasi Kabel MI ( Mineral Insulated ) .................................................................. 17

Metode Pemasangan Perlengkapan Listrik ............................................................ 18

Teknik Sambungan Bahan ..................................................................................... 21

Metode Pemasangan Klem Kabel .......................................................................... 22

Fisher ( Plug Plastic ) ............................................................................................. 24

Baut Perisai Jangkar .............................................................................................. 24

Latihan Soal ........................................................................................................... 27

Tugas .................................................................................................................... 27

iv

Pembelajaran 2 ..................................................................................................... 28

2.1 Penangkal Petir Dan Elektrode Kapal .......................................................... 28

2.2 Ringkasan .................................................................................................... 28

2.3 Penangkal Petir Eksternal Dan Sistem Penangkal Petir Internal .................. 28

a) Pendahuluan ................................................................................................ 29

b) Ruang Lingkup ............................................................................................. 31

Masalah ................................................................................................................ 33

Solusi .................................................................................................................... 33

Mengidentifikasi Bahaya Sambaran ...................................................................... 34

Jenis Sambaran .................................................................................................. 34

Pengikatan & Resiko ............................................................................................. 35

Resiko Sambaran Tergantung Pada ................................................................... 35

Menempatkan Terminal Grounding ....................................................................... 37

Jenis-Jenis Terminal Grounding .......................................................................... 37

Konsep .................................................................................................................. 37

Penghantar Saluran .............................................................................................. 38

Jenis-Jenis Konduktor ......................................................................................... 38

Integrasi ................................................................................................................ 39

Dimensi ................................................................................................................. 41

Instalasi ................................................................................................................. 42

Peringatan ............................................................................................................. 44

Pemberitahuan Hukum .......................................................................................... 44

Contoh Permasalahan ........................................................................................... 45

Cek Pemahaman Knowledge ................................................................................ 47

Tugas .................................................................................................................... 48

Kunci Jawaban ...................................................................................................... 49

Daftar Referensi .................................................................................................... 50

v

Glosarium :

A

arus beban lebih (suatu sirkit)

Arus lebih yang terjadi pada sirkit sewaktu tidak ada gangguan listrik. (overload current)

arus bocor a) (pada suatu instalasi)– arus yang dalam keadaan tidak ada gangguan mengalir ke bumi atau ke bagian konduktif lain pada sirkit tersebut; Catatan: Arus ini dapat disebabkan adanya komponen kapasitif termasuk yang dihasilkan dari penggunaan kapasitor yang disengaja.(leakage current). b)arus pada lintas lain yang tidak diinginkan akibat isolasi yang tidak sempurna. (leakage current).

arus bocor bumi Semua arus yang bocor dan arus kapasitif antara suatu penghantar dan bumi.

arus hubung pendek a) arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif (fase) yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya. (short-circuit current). b) arus lebih karena hubung pendek yang disebabkan oleh gangguan atau hubungan yang salah pada sirkit listrik. (short-circuit current). c) arus yang mengalir pada titik jaringan listrik tertentu akibat hubung pendek dengan titik lain pada jaringan tersebut.

arus lebih a) arus dengan nilai melebihi nilai pengenal tertinggi; (overcurrent). b)setiap arus yang melebihi nilai pengenalnya; pada penghantar nilai pengenalnya adalah Kemampuan Hantar Arus (KHA) penghantar yang bersangkutan

B

beban lebih a)Kelebihan beban aktual melebihi beban penuh. Catatan: Istilah "beban lebih" (overload) tidak digunakan sebagai sinonim arus lebih. b)Keadaan operasi pada sirkit yang menimbulkan arus lebih, meskipun sirkit itu secara listrik tidak rusak.

bumi Massa konduktif bumi, yang potensial listriknya di setiap titik manapun menurut konvensi sama dengan nol (earth).

vi

E

elektrode batang elektrode dari pipa logam, baja profil, atau batang logam lainnya yang dipancangkan (ditanam) ke bumi.

elektrode bumi bagian konduktif atau kelompok bagian konduktif yang membuat kontak langsung dan memberikan hubungan listrik dengan bumi.

elektrode gradien potensial

elektrode sistem pembumian, yang dipasang khusus untuk menurunkan tegangan langkah.

elektrode pelat elektrode dari bahan logam pejal atau berlubang, pada umumnya ditanam dalam-dalam.

elektrode pita elektrode yang dibuat dari penghantar berbentuk pipih, bun dar, atau pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal.

elemen lebur bagian dari pengaman lebur yang dirancang agar lebur bila pengaman lebur bekerja (fuse-element).

G

gangguan a)segala perubahan yang tidak dikehendaki, yang dapat melemahkan kerja normal; b)kejadian yang tidak direncanakan atau kerusakan pada barang, yang dapat mengakibatkan satu atau beberapa kegagalan, baik pada barang itu sendiri, ataupun pada perlengkapan yang berhubungan dengan barang itu.

gangguan bumi a)kegagalan isolasi antara penghantar dan bumi atau kerangka. b)gangguan yang disebabkan oleh penghantar yang terhubung

hubung pendek hubungan antara dua titik atau lebih dalam suatu sirkit melalui impedans yang sangat kecil mendekati nol (short-circuit).

K

kabel berisolasi atau disingkat kabel– rakitan

kabel yang terdiri atas : a)satu inti atau lebih b)selubung individual (jika ada) c)pelindung rakitan (jika ada) d)selubung kabel (jika ada). Penghantar yang tidak berisolasi tambahan dapat digolongkan sebagai kabel (insulated cable).

kabel fleksibel

kabel yang disyaratkan untuk mampu melentur pada waktu digunakan, struktur dan bahannya memenuhi persyaratan.

kontak tusuk (kotak kontak dan tusuk kontak)

susunan gawai pemberi dan penerima arus yang dapat dipindah-pindahkan, untuk menghubungkan dan memutuskan saluran ke dan dari bagian instalasi. Kontak tusuk meliputi : a)kotak kontak – bagian kontak tusuk yang merupakan gawai pemberi arus; b)tusuk kontak – bagian kontak tusuk yang merupakan gawai penerima arus.

Kotak Kontak Biasa (KKB)

(tidak secara tetap) bagi peranti listrik jenis apa pun yang memerlukannya, tetapi penggunaannya tidak boleh melebihi batas kemampuannya.

Kotak Kontak Khusus (KKK)

kotak kontak yang dipasang khusus untuk digunakan secara tetap bagi suatu jenis peranti listrik tertentu yang diketahui

vii

daya mau pun tegangannya.

kotak sambung

kotak pada sambungan kabel yang melindungi isolasi kabel terhadap udara dan air.

P

penghantar bumi

penghantar dengan impedans rendah, yang secara listrik menghubungkan titik yang tertentu pada suatu perlengkapan (instalasi atau sistem) dengan elektrode bumi (earth conductor) .

penghantar netral (N)

penghantar (berwarna biru) yang dihubungkan pada titik netral sistem dan mampu membantu mengalirkan energi listrik (neutral conductor).

penghantar PEN (nol)

penghantar netral yang dibumikan dengan menggabungkan fungsi sebagai penghantar proteksi dan penghantar netral. Catatan: singkatan PEN dihasilkan dari penggabungan lambang PE untuk penghantar proteksi dan N untuk penghantar netral (PEN conductor.

penghantar pembumian

a)penghantar berimpedans rendah yang dihubungkan ke bumi; b)penghantar proteksi yang menghubungkan terminal pembumi utama atau batang ke elektrode bumi (earthing conductor).

penghantar proteksi (PE)

penghantar untuk proteksi dari arus kejut listrik yang menghubungkan bagian berikut : bagian konduktif terbuka, bagian konduktif ekstra, terminal pembumian utama, elektrode bumi, titik sumber yang dibumikan atau netral buatan (protective conductor).

rel pembumi

batang penghantar tempat menghubungkan beberapa penghantar pembumi.

sentuh langsung

persentuhan manusia atau ternak dengan bagian aktif (direct contact).

sentuh tak langsung

persentuhan manusia atau ternak dengan bagian konduktif terbuka yang bertegangan jika terjadi gangguan (indirect contact).

viii

Peta Kedudukan Modul

Kelistrikan Kapal termasuk di dalam bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa di

program keahlian Teknik Perkapalan. Teknik Perkapalan mempunyai paket keahlian sebagai

berikut:

sedangkan peta kompetensi paket keahlian kelistrikan kapal ditunjukkan oleh diagram

gambar berikut.

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

KELOMPOK

A

KELOMPOK

C

KELOMPOK

B

C1 C2 C3

GAMBAR

TEKNIK

PENGETAHUAN DASAR PERKAPAL

AN

PEKERJAAN DASAR TEKNIK

SISTEM KETENAGA LISTRIKAN KAPAL

TEKNIK PENDINGIN DAN ELEKTRONIKA KAPAL

PERAWATAN DAN PERBAIKAN PERALATAN KELISTRIKAN KAPAL

SISTEM KONTROL KELISTRIKAN KAPAL

KIM

IA

SIM

UL

AS

I

DIG

ITA

L

FIS

IKA

1

PEMBELAJARAN 1

Sistem pemasangan dan pengujian

Kegiatan 1

Teknik pemasangan saluran kabel Tujuan :

Tugas pemahaman pengetahuan : setelah menyelesaikan tugas ini, peserta didik dapat:

1) sistem pemasangan kabel

2) menyatakan jenis instalasi listrik, komponen dan fungsi

3) menyatakan jenis selungkup dan faktor-faktor penentu sistem

pengawatan.

4) Teknik pemasangan saluran kabel

Sistem pengawatan dan perlengkapanya

Pilihan akhir dari sistem pengkabelan tergantung pada orang yang merancang

instalasi dan pemberi pekerjaan, tetapi sistem apapun yang digunakan akan

berkualitas baik apabila dilakukan oleh orang yang kompeten serta menggunakan

bahan yang tepat dan memenuhi standar. Keterampilan yang diperlukan untuk

mengerjakan listrik dapat diperoleh melalui pelatihan kelistrikan pada lembaga yang

telah terakreditasi sehingga diharapkan akan memiliki sikap profesional dan

dedikasi sesuai keahliannya.

1.1. Instalasi kabel berisolasi dan berselubung PVC

Sistem kabel berisolasi dan berselubung PVC digunakan secara luas untuk intalasi

penerangan terutama instalasi soket kotak kontak di tempat tinggal atau rumah

tangga. Kerusakan mekanis kabel yang disebabkan adanya abrasi, penetrasi,

kompresi atau ketegangan harus diminimalkan. Pemasangan kabel umumnya

menggunakan klip plastik yang dilengkapi dengan paku beton. Artinya, kabel dapat

dipasang pada papan kayu, plester atau batu bata dengan mudah. Kabel harus

dipasang secara horisontal atau vertikal dan tidak secara diagonal.

2

.

Gambar 1.1.: Pemasangan kabel lurus horisontal

Semua kekusutan kabel harus diluruskan dahulu sehingga kabel dapat

dipasang lurus dan rapi antara klem satu dengan lainnya berjarak sama untuk

memberikan ikatan kabel yang memadai.

Terminasi sambungan kabel dapat dibuat roset pada langit-langit, kotak persilangan

atau pada soket atau switch asalkan tertutup sehingga bahan yang

berbahaya tidak mudah disentuh. Semua terminal harus dapat diakses saat

pengujian, inspeksi dan pemeliharaan instalasi.

Tabel 1.1.: Jarak ikatan kabel (antar klem)

3

Gambar 1.2.: Sistem pemasangan kabel berselubung PVC didalam plesteran

Kabel PVC tidak akan bereaksi secara kimia dengan plester, seperti yang

sudah dilakukan beberapa teknisi listrik kabel ini ditanam langsung pada

plester.

Perlindungan selanjutnya dilakukan oleh kanal atau saluran tetapi hanya bila

diperlukan perlindungan terhadap gangguan mekanis dengan adanya paku atau

sekrup memungkinan dapat mengganggu. Namun, sekarang kita disarankan bahwa

bila kabel PVC harus tertanam dalam dinding atau partisi pada kedalaman kurang

dari 50 mm mereka harus dipasang sepanjang salah satu rute yang diizinkan

ditunjukkan pada Gambar 1.2. dan Gambar 1.3. Untuk mengidentifikasi rute

kabel yang paling memungkinkan kita aman yaitu diluar zona dibentuk oleh 150 mm

perbatasan di sekitar tepi dinding, kabel hanya dapat dipasang secara horizontal

atau vertikal ke titik atau komponen kecuali ia masuk ke area dalam kandang

(rumah atau selungkup) yang dilengkapi dengan pembumian, seperti saluran yang

dapat menahan penetrasi paku, sekerup, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.2.

Dimana aksesori atau kabel dipasang tetap pada dinding dengan ukuran tebal

kurang dari 100 mm, perlindungan juga harus dilakukan pada sisi dinding,

sebaliknya jika posisi dapat ditentukan.

4

Gambar 1.3.: Model dos sambung dan klem

Bila tidak ada perlindungan yang memungkinkan memenuhi syarat dan instalasi akan

digunakan oleh orang-orang biasa, maka jaringan harus diberi tambahan perlindungan

dengan RCD dengan arus bocor nominal IΔ N = 30 mA. Dimana kabel menembus dinding,

lantai dan langit-langit lubang harus dibuat dengan bahan tahan api yang baik seperti

semen atau plester untuk menahan penyebaran api. Kabel yang melalui kotak logam

harus dicegah tergores. Karet sebagai pengisolir logam dipasang untuk mencegah abrasi

kabel. Lubang dibor didalam balok lantai dimana kabel ditanam 50 mm di bawah bagian

atas atau 50 mm diatas bagian bawah anak balok dengan tujuan untuk mencegah

kerusakan kabel dengan adanya paku atau benda runcing lainnya. Seperti ditunjukkan

pada Gambar 1.3. Kabel PVC tidak boleh dipasang ketika suhu sekitar berada dibawah

0°C atau ketika suhu kabel telah mencapai dibawah 0°C yang berlangsung selama 24 jam

sebelumnya. Hal ini karena isolasi akan menjadi rapuh pada suhu rendah dan dapat rusak

selama pemasangan.

1.2. Instalasi pipa

Pipa adalah tabung, saluran atau pipa yang digunakan untuk mengisolasi konduktor

didalamnya. Saluran ini, pada dasarnya menggantikan selubung luar kabel PVC untuk

memberikan perlindungan mekanis pada kabel didalamnya. Sebuah instalasi dapat

dikawati ulang dengan mudah atau dapat diubah setiap saat. Dengan fleksibilitas seperti

ini ditambah adanya perlindungan mekanis membuat instalasi pipa populer digunakan

pada bangunan komersial dan industri. Ada tiga jenis pipa yang digunakan dalam

pekerjaan instalasi listrik: pipa baja, PVC dan pipa fleksibel.

5

1.3. Pipa Baja

Pipa baja yang dibuat dengan spesifikasi yang didefinisikan oleh BS 4568 ukura,

berat dan dapat dilas.

Pipa terbuat dari lembaran baja dilas sepanjang jahitan untuk membentuk tabung

selanjutnya digunakan untuk sebagian besar pekerjaan instalasi listrik. Ukuran, berat,

permukaannya halus mulus harganya jauh lebih mahal dan hanya digunakan khusus

untuk area gas, tahan ledakan atau instalasi tahan api. Conduit tersedia ukuran panjang

3,75 m dan ukuran spesifik adalah 16 , 20 , 25 dan 32 mm. Sedangkan sistem American

Standard Association (ASA) ukurannya mulai 16 ft sampai 22 ft, dengan diameter pipa

menurut Nominal Pipe Size (NPS) ukurannya adalah 1/8 sampai 30 inchi.

Gambar 1.4.: Pipa baja Galvanis

Diameter pipa dan fitting dinyatakan dalam bentuk diameter nominal . Diameter nominal

tidak merupakan diameter dalam atau diameter luar, untuk pipa baja diameter nominal

mempunyai pipa dan perlengkapan disediakan dalam lapisan hitam untuk penggunaan

didalam dan finishing galvanis digunakan pada permukaan luarnya supaya tahan lembab.

Berbagai perlengkapan tersedia misalnya pelana atau kait pipa, seperti ditunjukkan pada

Gambar 14.24. Pipa logam dapat dibuat ulir dengan menggunakan mesin bending

khusus. Saluran logam juga digunakan sebagai penghantar pembumian, karena itu

semua koneksi harus kuat dan semua ujung bagian dalam dan luarnya harus digerinda

dihaluskan sehingga kabel tidak akan rusak jika ditarik. Pipa logam yang dimasuki kabel

sirkit a.c. seyogyanya terdiri hantaran fase dan netral dalam saluran yang sama hal ini

mencegah arus eddy, yang akan mengakibatkan saluran logam menjadi panas.

6

1.4. Pipa PVC

Saluran pipa PVC yang digunakan pada instalasi listrik yang khas adalah standar ukuran, berat pipa. Ukuran dan jarak berbagai peralatan pemasangannya sama dengan pipa logam. Pipa PVC ujungnya paling sering disambungkan pada dos atau badan komponen listrik dan dengan larutan perekat PVC atau lem. Pipa PVC ini bisa langsung ditekuk menggunakan per pipa dengan diameter yang sama dimasukan kedalam pipa tersebut.

Gambar 1.5.: Pemasangan pipa pada dinding dan komponen atau dos listrik Pipa yang didalamnya ada per pembengkoknya diletakan pada lutut kemudian didorong

ke titik bengkokan yang diinginkan. Pastikan bahwa pipa tersebut telah membentuk radius

bengkokan.

Jika diinginkan hasil bengkokannya meyakinkan dapat dipakai alat bantu mal. Jika sifat

atau karakteristik pipa tidak mudah dibentuk, maka dapat menggunakan banturan

pemanas (blower).

Sebelum dibengkok hangatkan pipa yang didalamnya sudah dimasuki per pembengkok,

pela-pelan. Setelah cukup, cari kain basah untuk mengusap pipa yang telah bengkok

tetapi masih hangat. Hasilnya akan relative lebih sempurna. Keuntungan dari sistem pipa

PVC adalah bahwa pemasangannya lebih cepat dari

7

Gambar 1.6. : Per pembengkok pipa PVC pada pipa baja dan anti korosi, tetapi tidak memiliki kekuatan mekanik sekuat pipa baja.

Pipa PVC ini tidak cocok untuk instalasi dengan suhu di bawah 25°C atau diatas 60°C.

Bilamana pada suhu sekitar ruang atau perlengkapan listrik melebihi batas kemapuan

PVC maka PVC akan lumer. Oleh karena itu keadaan ini harus dicegah jangan sampai

menjalar kemana-mana. Semua komponen instalasi dan pipa harus dibangun terlebih

dahulu sebelum kabel dimasukan dan disambungkan pada perlengkapan listrik. Jari-jari

tikungan disemua saluran tidak boleh menyebabkan kabel mengalami kerusakan akibat

adanya tarikan dan gesekan dengan pipa atau lainnya. Semua pipa ujung akhirnya harus

dimasukan kotak atau alat kelengkapan listrik jika menggunakan kabel tanpa selubung,

seperti ditunjukkan pada Gambar 14.25. Setiap pipa masuk kotak yang tidak terpakai

harus dalam kondisi kosong dan semua kotak ditutupi dengan tutup atau aksesorinya.

Gambar 1.7.: Cara menarik kabel dengan tarikan atau dipegang mengikuti spiral

Kabel harus dimasukkan ke dalam pipa dengan cara dijaga kabel tidak melilit dan

menjadi bengkok di dalam pipa tersebut . Isolasi kabel tidak boleh rusak oleh tepian kotak

8

logam saat ditarik. Kabel dapat ditarik dengan kawat atau seutas tali nylon khusus jika

tarikan kabelnya panjang .

1.5. Pipa fleksibel

Saluran pipa fleksibel terbuat dari spiral logam dengan ditutupi sleeving PVC. Pipa

ini tidak dapat diandalkan untuk menyediakan jalur pembumian secara terus menerus dan

akibatnya harus disiapkan hantaran pembumian secara terpisah, harus dipasang baik

didalam atau diluar pipa fleksibel. Saluran fleksibel digunakan untuk rangkaian akhir

motor sehingga getaran motor tidak menjalar di seluruh instalasi listrik dan untuk

memungkinkan modifikasi posisi motor dan pengaturan pengikatanpipa.

1.6. Kapasitas pipa

Kabel tunggal berisolasi PVC biasanya ditarik kedalam pipa dipasang untuk usaha

melindungi kabel saat menyelesaikan instalasi. Setelah memutuskan jenis, ukuran dan

jumlah kabel yang dibutuhkan untuk rangkaian akhir, maka perlu dipilih ukuran pipanya

untuk menampung kabel tersebut. Gambaran “faktor sistem” dalam menentukan ukuran

pipa yang dibutuhkan untuk dimasuki sejumlah hantaran kabel tersebut. Table 1.1 dan

Table 1.2 dengan method berikut:

faktor pipa yang diberikan sepanjang saluran

dan jumlah bengkokan, lihat Tabel 1.2

sama atau lebih besar dari jumlah faktor kabel.

9

Table 1.2: Faktor kabel

contoh 1 Enam kabel berisolasi PVC mempunyai penampang 10 m2. Tentukan ukuran

minimum pipa untuk kabel ini.

Dari Tabel 1.2 :

Faktor untuk satu kabel 2,5 mm2 = 30

contoh 1 Enam kabel berisolasi PVC mempunyai penampang 10 m2. Tentukan ukuran

minimum pipa untuk kabel ini.

Dari Tabel 1.2 :

Faktor untuk satu kabel 2,5 mm2 = 30

Jumlah faktor kabel = 6 x 30 = 180

Dari Tabel 1.2, pipa 25 mm, panjang 10 m dan mengandung dua bengkokan, memiliki

faktor 260 . Pipa dengan 20 mm yang mengandung dua bengkokan hanya memiliki faktor

141 yang kurang dari 180 , jumlah dari faktor kabel dan oleh karena itu, pipa 25 mm

adalah ukuran minimum untuk dimasuki enam kabel ini.

10

Contoh 2

Sebanyak sepuluh kabel isolasi PVC dengan penampang 1,0 mm2. Harus ditarik

ke dalam pipa plastik yang panjangnya 6 m antara kotak dan satu tikungan. Dilengkapi

penghantar pengaman 4,0 mm berisolasi PVC. Tentukan ukuran minimum pipa kabel

tersebut. Dari Tabel 14.6 :

Faktor kabel untuk satu kabel 1,0 mm = 16

Faktor kabel untuk satu kabel 4,0 mm = 43. Jumlah faktor kabel = (10z16) + (1x43) = 203

Dari Tabel 1.2,Pipa dengan diameter 20 mm, dengan panjang 6 m berisi satu bengkokan

memiliki faktor 233. Untuk pipa diameter 16 mm mengandung satu bengkokan hanya

memiliki faktor 143 yang kurang dari 203. Jumlah dari faktor kabel dan oleh karena itu

pipa dengan diameter 20 mm adalah ukuran minimum kabel ini.

Table 1.3: Faktor pipa kabel

1.7. Instalasi trunking

Instalasi trunking adalah saluran yang disediakan untuk perlindungan kabel,

biasanya penampang bentuk persegi atau persegi panjang dan memiliki satu sisi terbuka.

Trunking dapat dianggap sebagai sistem saluran kabel yang lebih mudah diakses, dipakai

untuk instalasi industri dan komersial. Sebuah sistem trunking memiliki fleksibilitas tinggi

bila digunakan untuk penyambungan dengan

11

Gambar 1.8.: Rakitan kanal logam, belok 900 1.8. Trunking logam

Trunking logam terbentuk dari lembaran baja ringan, dilapisi dengan cat abu-abu

atau silver untuk bagian dalamnya atau dilapisi galvanis dengan proses kimia listrik.

Tujuannya untuk menahan kondisi lembab disekitar ruangan yang mungkin dihadapi

trunking. Berbagai macam aksesoris tersedia seperti bengkokan 45°, 90°, tees,

persilangan dan lainnya. Atau, bends, reducer dapat dipasang sepanjang trunking, seperti

ditunjukkan pada Gambar 1.27. Asesoris trunking logam sangat tepat dibuat standar

misalnya bends, tees, reducer dan crosser. Saat pemasangan sangat efisien jika

menggunakan asesoris yang ada daripada membuat model sendiri dengan resiko

membutuhkan energy dan waktu yang tidak sedikit.

1.9. Trunking PVC

Trunking dan aksesorisnya PVC juga cocok untuk menghindari pesatnya pengarauh

bahan. Aksesori biasanya dipasang kuat dan aman dengan larutan perekat sepanjang

trunking, seperti pada pemasangan pipa PVC akan mudah diinstal dan non-korosif.

Sebuah penghantar pengaman PE yang diperlukan dapat dipasangkan secara terpisah.

Trunking PVC mungkin memerlukan lebih banyak bahan asesoris karena PVC kurang

kaku dibandingkan trunking logam. Semua bahan-bahan yang dipakai asesoris harus

12

menggunakan sekrup berkepala bundar untuk mencegah kerusakan pada kabel.

Sepanjang kita menggunakan lembaran PVC tipis tidak mungkin akan menggunakan

kepala sekrup countersink, akan mengganggu kabel.

1.10. Trunking mini

Adalah trunking PVC dimensi kecil, cocok untuk jaringan kabel pada permukaan

dinding pada instalasi rumah tangga dan komersial seperti kantor. Trunking memiliki

penampang 16x16 mm; 25x16 mm; 38x16 mm atau 38x25 mm dan oleh karenanya

sangat ideal untuk pemasangan sebuah sakelar pada dinding atau pada perumahan

sebagai sirkit tambahan seperti telepon atau kabel peralatan audio. Sakelar kotak dan

soket dilengkapi dengan trunking mini akan sangat mudah untuk menginstal kabel pada

komponen listrik ( lihat Gambar 1,28 ).

1.11. Skirting Trunking Logam

Skirting trunking adalah trunking dibuat dari PVC atau baja dan dalam bentuk

papan, skirting sering digunakan pada bangunan komersial seperti rumah sakit, kantor

laboratorium dan keperluan lain. Trunking ini dipasang di sekitar dinding kamar, baik

setingkat dengan papan skirting atau setinggi meja kerja dan berisi kabel untuk soket dan

titik telepon yang terpasang pada tutupnya seperti ditunjukkan pada Gambar 1.28.

Gambar 1.9.: Skirting trunking dan sakelar

13

Dimana trunking melewati dinding, partisi, langit-langit atau lantai baik panjang maupun

pendek tutupnya tetap harus dipasang pada setiap ujung sampai ke ujung lainnya.

Setiap kerusakan atau pembongkaran struktur bangunan harus dibuat baik kembali

dengan adukan semen, plester atau beton untuk mencegah penyebaran bahaya api jika

terjadi lubang yang menganga. Rintangan kebakaran harus dipasang didalam trunking

tersebut setiap 5 meter atau pada setiap tingkat lantai atau dinding pemisah ruang, jika

jarak ini adalah lebih pendek seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.29 (a). Dimana

trunking dipasang secara vertikal, kabel harus disediakan topangan sehingga panjang

maksimum kabel tanpa selubung kabel tidak melebihi 5 m. Gambar 1.29 (b) menunjukkan

kabel ditopang bersilang oleh pin yang berisolasi sebagai salah satu metode penopang

kabel vertikal.

Kabel berisolasi PVC biasanya dipasang pada pipa vertikal atau diletakkan pada trunking

vertikal. Petunjuk dilapangan hanya memberikan faktor saluran hingga 32 mm2, bahwa

saluran yang lebih besar dari ukuran 32 mm2 jarang atau tidak umum digunakan. Tetapi

kabel dengan ukuran lebih besar dari 32 mm2 banyak diperlukan karena sejumlah besar

ukuran konduktor umumnya lebih ekonomis dan nyaman bila digunakan trunking.

Gambar 1.10.: Pemasangan kanal (a) dan penopang kabel pada kanal (b)

14

1.12. Kapasitas trunking

Rasio ruang yang ditempati oleh semua kabel pada trunking lengkap dengan tutup

dikenal sebagai faktor ruang. Dimana ukuran dan jenis kabel serta trunking tidak

dilampirkan pada tabel petunjuk dilapangan. Bahwa faktor ruang 45% tidak boleh

dilampaui. Ini berarti bahwa kabel pada trunking tidak lebih dari 45%. Tabel sudah

memperhitungkan faktor ruang. Untuk menghitung ukuran trunking yang dibutuhkan untuk

mewadahi sejumlah kabel:

o Identifikasi faktor kabel sesuai ukuran hanataran, lihat Tabel 1.8.

o Kalikan faktor kabel dengan jumlah konduktor untuk memberikan jumlah dari

faktor kabel

Pertimbangkan faktor-faktor trunking yang ditunjukkan pada Tabel 14.9. Ukuran

trunking yang nyata untuk mewadahi kabel adalah bahwa trunking memiliki faktor

persamaan atau lebih besar dari jumlah faktor kabel.

Contoh: Hitung ukuran minimum saluran kabel yang dibutuhkan untuk mengakomodasi

kabel PVC single-core berikut :

20x1,5 mm konduktor padat

20x2,5 mm konduktor padat

21x4,0 mm stranded

16x6,0 mm stranded

Dari Tabel 14.8, faktor kabel adalah:

1,5 mm solid 8.0 2,5 mm solid 11,9 4,0 mm stranded 16,6 6,0 mm stranded 21.2

Jumlah ketentuan kabel adalah:

( 20x8.0 )+( 20x11,9 )+( 21x16,6 )+( 16x21,2 ) = 1.085,8.

Dari tabel 14. 9,75 x 38 mm trunking memiliki faktor 11.46 dan karena itu ukuran

trunking minimum dapat menampung seluruh kabel ini adalah 75 x 38 mm, meskipun

ukurannya lebih besar, katakanlah 75 x 50 mm, akan tetapi jika ukuran ini tersedia

diperdagangan dapat dipilih sebagai ukuran yang dipakai.

1.13. Pemisahan jaringan

Dimana instalasi terdiri dari sistem tegangan rendah dan tegangan ekstra rendah

seperti sirkit listrik penerangan dan listrik alarm kebakaran maupun sirkit telekomunikasi

maka ketiganya harus dipisah atau memisahkan untuk mencegah terjadinya kontak listrik.

15

Untuk tujuan itu peraturan ini mengidentifikasi berbagai sirkit salah satu dari dua

band sebagai berikut: Band I atau saluran 1: telepon, radio, bel panggilan dan alarm

pencuri, sirkit darurat untuk alarm kebakaran dan pencahayaan darurat. Band II atau

saluran 2 adalah untuk rangkaian instalasi daya atau utama.

Gambar 1.11..: Pemisahan saluran kabel pada trunking. Ketika sirkit saluran 1 terisolasi dengan tegangan yang sama dengan sirkit saluran 2,

keduanya dapat ditarik ke dalam satu kompartemen (saluran) yang sama. Ketika trunking

terdapat rintangan logam kaku sepanjang tray, maka trunking yang sama dapat

digunakan untuk menjepit kabel dari saluran terpisah tanpa tindakan pencegahan lebih

lanjut dengan ketentuan bahwa setiap band dipisahkan oleh penghalang seperti

ditunjukkan pada Gambar 3.11. Untuk tray bahan PVC multi kompartemen tidak dapat

diberikan perlakuan seperti tray bahan galvanis.

1.14. Instalasi kabel tray

Kabel tray adalah saluran lembaran baja dengan beberapa lubang. Yang paling

umum tray juga tersedia dengan finishing dilapisi galvanis. Tetapi tray bahan PVC

sekarang digunakan secara luas pada instalasi industri dan komersial besar untuk

mendukung kabel MI dan SWA yang diletakkan di atas tray kabel dan dijamin kabel terikat

kuat melalui lubang-lubang tray.

Kabel tray harus cukup kuat ditopang oleh ikatan yang sesuai untuk instalasi

tertentu. Kabel tray harus kuat diikat dengan baut dan mur berkepala bundar, dengan

putaran kepala didalam tray sehingga kabel saat ditarik sepanjang tray tidak rusak atau

lecet.

16

Tray dalam perdagangan tersedia dalam ukuran lebar standar 50-900 mm dan

berbagai sudut bengkokan horizontal bends, bengkokan vertical tee dan pengecil tersedia

reducer.

Gambar 1.12.: Asesori trunking: Bends, Tees, Cross dan Reducers. Tray juga bisa dibuat belokan dengan menggunakan mesin lentur kabel tray, pada saat

membuat lengkungan dengan menggunakan detail sambungan seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 3.12. Tray harus dipasang aman, lurus dibaut berkepala bundar untuk

sepanjang tray dan dipasang aksesoris jalur pembumian sehingga secara terus menerus

tersambung dengan hantaran pengaman pentanahan.

1.15. Instalasi kabel PVC / SWA

Kabel berisolasi PVC berselubung kawat baja sekarang banyak digunakan pada

instalasi industri dan sering diletakkan di atas kabel tray. Jenis instalasi ini memiliki

keuntungan dari segi fleksibilitas yang memungkinkan dimodifikasi dengan cepat sesuai

dengan kebutuhan dilapangan. Kabel memiliki kawat baja armour yang akan memberikan

perlindungan mekanik dengan baik. Harus diingat bahwa, ketika terjadi beberapa kabel

dikelompokkan dalam satu selubung

nilai kapasitas arus kabel akan berkurang sesuai dengan faktor koreksi yang diberikan

pada tabel masing-masing produk.

Penanganan kabel mudah selama pemasangan instalasi, lentur dan dapat diatur dan

dibengkok hingga radius delapan kali diameter kabel. Isolasi PVC akan menjadi rusak jika

dipasang pada suhu kamar lebih dari 70°C atau dibawah 0°C, tetapi setelah kabel diinstal

dapat beroperasi pada suhu rendah. Ujung-unjung kabel dapat dipasang terminal biasa

dengan mengpresnya, kompresi pada kawat baja armour memberikan sambungan bumi

antara switchgear dan kabel.

17

Instalasi kabel MI (mineral insulated)

Kabel berisolasi mineral disediakan untuk jaringan umum sebagai:

-10 mm2.

MI berat untuk tegangan diatas 1000 V dan ukuran dari 1,0 - 150 mm2.

Kabel yang disediakan berselubung telanjang atau dengan selubung PVC, selubung

memberi perlindungan mekanis pada semua situasi terjadinya gangguan. Perlindungan

tersebut memungkinkan kabel diletakkan langsung didalam tanah atau dalam saluran

atau mungkin dipasang langsung diatas kanal kabel, dipipa atau pada struktur bangunan.

Hal ini dapat dilakukan karena bebas pengaruh air, minyak atau cairan yang digunakan

pada perlengkapan kelistrikan serta dapat menahan suhu yang sangat tinggi atau bahkan

api.

Ukuran diameter kabelnya kecil, jika dibandingkan dengan kapasitas arus yang

melewatinya serta mampu bertahan lama jika dipasang dengan prosedur yang tepat dan

benar sesuai aturan. Karena bahannya terbuat dari bahan anorganik makanya

karakteristik kabel ini menjadi ideal untuk jaringan sementara, boiler, tungku, pompa

bensin dan instalasi pabrik kimia. Kabel tersedia dalam gulungan dan harus ditarik secara

manual selama pengerjaan instalasi listrik dan saat menarik kabel harus dijaga agar tidak

lepas seperti gulungan spiral.

Pekerjaan dengan kabel ini tergolong ekstra berat dalam proses penyambungannya. Hal

ini dikarenakan selubung tembaga luarnya kaku dan keras sehingga dapat menyebabkan

goresan. Selubung luar kabel tidak boleh ditembus atau tergores, jika udara lembab

memasuki isolasi magnesium oksida akan menyebabkan penurunan kemampuan isolasi.

Untuk mengurangi risiko tersebut selubung luar kabel harus diluruskan dan dibentuk

dengan memukuli menggunakan palu atau balok kayu atau palu baja selama

mengerjakan instalasi. Ketika membengkok kabel MI radius tikungan seharusnya tidak

menyebabkan kabel menjadi rusak strukturnya dan pengikatan dengan klem harus cukup

mampu menyangga beban berat kabel. Kabel harus disiapkan untuk terminasi dengan

menggosok lapisan selubung tembaga luarnya.

18

Untuk mengupas inti hantaran tembaga dapat dicapai menggunakan alat yaitu pisau

pengupas atau jika hanya beberapa kabel yang harus dikupas bagian terluar selubungnya

dapat dihilangkan dengan sisi balik pada pisau pemotong. Ketika inti hantaran telah

terkupas maka selubung bagian luar harus dipotong persegi (siku) untuk persiapan

pemasangan terminasinya.

Semua bekas magnesium oksida bubuk harus dibersihkan dari konduktor dengan kain

bersih. Hal ini untuk mencegah lembab akibat penetrasi udara melalui tutup (seal) yang

berongga kapiler. Ujung kabel harus diberi terminal khusus untuk mencegah masuknya

udara lembab. Untuk menutup bagian sambungannya harus diisi dengan bahan senyawa

yang ditekan kedalam pada satu sisi saja untuk mencegah terbentuknya kantong udara.

Perakitan ini cocok untuk suhu kerja sampai 105° C. Senyawa lain sebagai penutup

sambungan adalah bubuk kaca, sehingga suhu kerja mampu hingga 250° C. Konduktor

tidak bisa dikenali selama proses pembuatan, baru kemudian perlu diidentifikasi setelah

ujungnya ditutup dengan terminasi. Sederhananya, kontinuitas dengan uji polaritas akan

dijelaskan nanti dalam bab ini. Dengan mengidentifikasi lengan hantaran dapat

diidentifikasi dengan spidol berwarna.

Koneksi kabel MI dapat dilakukan langsung ke motor, tetapi untuk mengurangi

getaran seputar lingkaran yaitu 360° ujung sambungannya harus dibuat terminasi. Jika

ternyata getaran berlebih dari yang diharapkan, kabel MI dapat dilakukan

penyambungannya pada kotak terminal dan dari kotak pada rangkaian akhir dibuat

dengan saluran fleksibel. Kabel tembaga MI dapat menimbulkan

pengerakan warna hijau pada permukaan tembaga, bahkan ketika terkena

atmosfer. Kejadian ini tidak membahayakan dan tidak harus dibersihkan. Namun, jika

kabel terkena pengaruh kondisi lingkungan yang memungkinkan mendorong korosi, maka

keseluruhan kabel MI harus dipilih menggunakan selubung PVC.

Metode pemasangan perlengkapan listrik

Sebuah hantaran dapat dipasang pada trunking atau pipa. Kabel dapat dipasang

langsung pada permukaan atau diletakkan menggunakan kanal kabel. Sistem ini paling

sesuai pada instalasi tertentu. Pemasangan yang dipilih akan tergantung pada spesifikasi

yang diinginkan, apakah bangunan pabrik, bagaimana jenis instalasinya, domestik,

komersial atau tergolong untuk industri.

19

Adalah penting bahwa sistem pengkabelan dan metode pemasangan yang

dipersiapkan untuk jenis instalasi tertentu dan kompatibel dengan struktur bahan

bangunan yang digunakan. Instalasi listrik harus disesuaikan dengan kondisi

pemasangannya, tidak boleh merusak struktur bangunan atau melemahkan balok

bantalan pembebanan atau tiangnya.

Perancang instalasi harus bertanya pada diri sendiri pertanyaan-pertanyaan berikut:

(rumah pembibitan), kolam renang atau instalasi tahan api?

bahan struktur lainnya?

Teknisi listrikpun harus bertanya pada diri sendiri pertanyaan-pertanyaan berikut:

1) Apakah saya menggunakan bahan dan peralatan memenuhi peraturan yang

telah distandarkan dan sesuai spesifikasi kontrak?

2) Apakah saya menggunakan metode pemasangan sesuai dengan sistem

pengkabelan dan komponennya?

3) Akankah bahan struktur akan menambahi beban jika kanal dan kabel akan

ditempatkan di atasnya?

4) Apakah bahan-bahan pemasangan dan alat kelengkapan melemahkan struktur

bangunan?

5) Akankah instalasi listrik dapat mengganggu pasokan dan jasa lainnya?

6) Akankah semua pemasangan terminal dan perlengkapan penyambungan

setelah selesai pemasangannya dapat diakses.

7) Apakah bahan yang digunakan untuk instalasi listrik cocok dan satu tujuan

dengan fungsi bangunan?

8) Apakah saya bekerja dengan aman dan efisien ?

20

Sebuah instalasi domestik biasanya disebut sistem instalasi berisolasi dan

berselubung PVC. Kabel ini umumnya dipasang menggunakan klem kabel plastik

gabungan dengan paku beton yang berarti bahwa kabel bisa dipasang pada kayu, plester

atau dinding beton. Kabel harus dipasang lurus dan rapi antar klip jaraknya sama dan

dapat memberikan ikatan kabel kuat serta memadai, sehingga tidak mudah rusak atau

lepas. Sebuah instalasi komersial atau industri mungkin disebut sistem kabel dengan pipa

atau trunking. Sebuah saluran adalah trunking, kanal atau pipa tetapi semua hantarannya

harus berisolasi. Saluran ini, pada dasarnya menggantikan selubung kabel PVC dengan

cara memberikan perlindungan mekanis pada inti kabel berisolasi. Sebuah instalasi pipa

dapat dengan mudah proses pengkabelan instalasi dan fleksibel dapat dengan mudah

diubah setiap saat. Dengan sebuah tambahan perlindungan mekanis, membuat instalasi

pipa populer untuk aplikasi komersial dan industri. Pipa baja dan trunking baja

bagaimanapun jauh lebih berat dari kabel tunggal dan oleh karena itu perlu adanya

bahan-bahan pemegang yang kuat dan kokoh. Berbagai macam ukuran klem yang

tersedia mampu menopang instalasi listrik dengan pipa, trunking dan kanal untuk instalasi

komersial atau industri. Beberapa diantaranya ditunjukkan pada Gambar 1.13.

Gambar 1.13.: Profil baja penopang kabel atau pipa listrik Mari kita lihat sedikit lebih detail pada bagian sambungan, penopang dan metode pengikatan sambungannya.

21

Teknik sambungan bahan

Plastik dapat disambung dengan lem yang sesuai. Logam dapat dilas, dibrazing atau

disolder, tetapi metode yang paling populer pada penyambungan logam khusus pada

instalasi listrik adalah dengan mur dan baut atau paku keling.

Gambar 1.14.: Penyambungan dengan baut dan mur

Sebuah mur dan baut dapat dipakai sebagai pengikat sambungan sementara karena

bagian perbagian dapat dengan mudah dipisahkan kembali jika diperlukan dengan cara

membuka mur dan baut. Sedangkan sebuah paku keling adalah dipakai sebagai pengikat

logam secara permanen karena bagian yang terpaku bersama-sama tidak dapat dengan

mudah dipisahkan lagi. Gambar 1.15.:

Gambar 1.15.: Penyambungan dengan rivet (keling)

Dua potong logam yang diikat atau disambung dengan baut dan mur atau dengan

sekrup ditunjukkan pada Gambar 3.14. Sewaktu pemasangan kanal, pipa atau kabel

listrik dapat diikat atau ditopang dengan klem logam atau non logam (PVC). Tentu

diperlukan pengikatnya yaitu baut dan mur. Kepala sekrup atau baut diputar dengan alat

yang sesuai misalnya kunci pas atau obeng.

22

Penggunaan kedua alat dimaksudkan untuk mengurangi resiko kerusakan kepala

baut atau mur. Sedangkan saat menyambung atau mengikat lembaran logam tipis dapat

digunakan rivet. Paku keling khusus digunakan pada alat tangan, seperti ditunjukkan

pada Gambar 3.15.

Bila memungkinkan bagian yang akan dikeling harus dijepit dan dibor bersama-sama

dengan lubang sesuai dengan diameter paku kelingnya. Batang keling didorong ke dalam

lubang yang disiapkan untuk memasukan paku keling sampai rata dengan hidung bush

(a). Keling tersebut kemudian ditempatkan didalam lubang dan dilakukan penarikan paku

(b). Lengan paku ditekan dan batang paku keling akan patah dengan sendirinya (c).

Untuk melepaskan patahan paku rivet dibalik kepalanya ke atas dan pegangan dibuka

tajam. Batang akan rontok dan lepas (d).

Methode pemasangan klem kabel. Kabel berisolasi dan berselubung PVC biasanya dapat langsung dipasang pada dinding

dengan menggunakan paku klip atau klem PVC. Klip disediakan dalam berbagai ukuran

untuk memegang kabel sesuai dengan dimensi kabel. Gambar 3.16. menunjukkan klip

kabel PVC dan metode penopangan pada profil besi

Tabel 1.4. : Ukuran paku klem kabel

23

Gambar 1.16.: Klem kabel dan klem pipa PVC

Penggunaan paku beton diharapkan dapat menembus bahan kayu, plester, batu

bata dengan mudah. Jika pemasangan saluran kabel atau pipa terpaksa menempel

batang profil besi maka dapat dibuat bentuk klem baru sesuai dengan permukaan profil

besinya. Ukuran lebar dalam klem: 4, 5, 6, 7, 8, 9 ... 40 mm.

Gambar 1.17.: Profil penopang saluran pipa atau kanal dan paku klem kabel PVC

24

Ketika kabelnya panjang dan berat, pemasangan trunking, pemasangan pipa dan

perlengkapanya harus disekrup atau dengan baut. Tidak masalah bila sekrup ditancapkan

pada kayu. Tetapi ketika pemasangan klem pada batu bata, plester atau beton perlu

mengebor terlebih dahulu. Klem pipa sesuai dengan ukuran pipa yaitu: 1/2; ¾; 1; 1-1/4 ;

1-1/2; 2; 2-1/2; 3; 4 dan 6 inchi.

Fischer (Plug plastic)

Sebuah plug plastik terbuat dari plastik terbelah setengah panjang, berongga

untuk memungkinkan dapat mengembang atau ekspansi bila ditekan oleh sekerupnya.

Setiap ukuran plug plastik dengan kode warna untuk mencocokkan ukuran sekrup kayu.

Sebuah lubang batu dibor menggunakan mata bor beton dengan diameter yang sama

dengan panjang fischer (lihat Gambar 3.18). Plug plastik dimasukkan ke dalam lubang

didnding beton hingga ujungnya rata dengan dinding bata. Akhirnya, sekrup didorong

masuk plug plastik sampai menjadi kuat dan akhirnya perlengkapan ditahan dengan

aman.

Gambar 1.18.: Penggunaan fisher

Baut perisai jangkar

Yang paling terkenal baut mekar dibuat oleh Rawlbolt dan terdiri dari tempurung

besi dibuat terbelah menjadi dua disalah satu ujungnya dan ujung lain dipasang ferrule

baja dan klip pegas kawat. Pengetatan baut dengan cara menariknya,

mengeraskan kepala baut dengan kunci sok atau lainnya. Akhirnya ujung

tempurung akan mekar (mengembang) sehingga semakin memperkuat pegangan pada

batu tersebut.

Rawlbolts mempunyai tugas berat menahan beban (lihat Gambar 1.19) .

25

Gambar 1.19.: Baut perisai jangkar

Sebuah baut dengan mur sayap berpegas memberikan alternatif metode lain

pemasangan partisi pada dinding yang biasanya dipakai saat memasang eternit dengan

pasangan profil peluncur. Eternit dan plester dinding pada langit-langit permukaan tidak

cukup kuat untuk menahan beban tetap eternit jika langsung dipasang dengan fisher, tapi

dengan memasang mur sayap pegas kekuatan menahan beban akan lebih besar

sehingga dapat menambah kekuatan beban atau luasan eternit (lihat Gambar 1.20).

26

Gambar 1.20.: Penguncian dengan sayap pegas

Sebuah lubang yang telah dibor kemudian baut dimasukan, mur sayap pegas

dipasangkan ke dalam baut. Kemudian ujung baut dengan pegas tersebut dimasukan

melewati lubang dinding sampai muncul dibalik dinding kemudian sayap akan

mengembang dan ujung sayap bertumpu pada didinding dengan kuat. Baut dikencangkan

sampai kuat sehingga baut tidak dapat diputar-kencangkan lagi.

27

Latihan :

Ketika Anda telah menyelesaikan pertanyaan-pertanyaan ini , memeriksa jawaban di

bagian belakang buku ini . Catatan : lebih dari satu pilihan ganda jawaban yang benar.

1. Sebuah instalasi saluran baja akan cocok untuk jenis instalasi berikut:

a . komersial b . domestik

c . hortikultura d . industri.

2. Sebuah instalasi trunking baja cocok untuk jenis instalasi berikut :

a . komersial b . domestic

c . hortikultura d . industri.

3. Manakah dari metode pemegangan (pengikat) yang cocok untuk memegang

beban ringan pada partisi eternit :

a . klip kabel b . Rawlbolt

c . sekrup pengunci untuk steker plastik d . Pegas peubah .

4. Manakah metode pemegangan (pengikat) yang cocok untuk memegang beban

berat pada dinding bata :



5. Manakah dari metode pemegangan (pengikat) berikut yang cocok untuk

memegang kabel berisolasi PVC dan kabel berselubung pada permukaan kayu

seperti kayu palang langit-langit :



6. Manakah dari metode pemasangan beban berikut yang cocok untuk ebuah motor

listrik berat pada dinding beton :


c . sekrup pengunci untuk steker plastik d . Pegas peubah.

Tugas:

1. Amati pasangan pipa, komponen listrik dan PHB, apakah lurus, tegak

lurus atau ada sedikit miring.

2. Amati bagaimana atau dengan bahan apa komponen listrik tersebut

dipasang atau ditempelkan.

3. Jika ada disekitarmu, ukurlah diameter pipa dan ukuran kanal kabel

28

PEMBELAJARAN 2 2.1. Penangkal petir dan elektrode kapal

Tugas pemahaman pengetahuan: setelah menyelesaikan tugas ini,peserta didik dapat:

1) Pengertian Penangkal petir dan elektroda kapal

2) Komponen penangkal

3) Treminasi sambungan

4) Sistem hantaran

5) Elektrode

2.2. Ringkasan

Langkah awal perencanaan penangkal petir adalah diketahuinya besaran

parameter arus petir penyebab kerusakan. Dengan data-data parameter arus petir, tingkat

perlindungan sistem penangkal petir ditentukan oleh sifat, fungsi, kondisi bangunan yang

dilindungi dengan resiko dampak yang dapat ditimbulkannya. Perencanaan sistem

penangkal petir meliputi system

Gambar 2.1 Petir

2.3. penangkal petir eksternal dan sistem penangkal petir internal.

Sistem penangkal petir eksternal melindungi bangunan dari bahaya sambaran

langsung petir dengan pengadaan finial (penangkap petir), penyalur arus petir dan

pentanahan, harus juga mampu mengurangi sekecil mungkin propagasi tegangan dan

arus petir yang memasuki bangunan, yang dapat dimungkinkan melalui kabel antene,

saluran telepon, listrik, pentanahan dll. Sedang sistem penangkal petir internal

29

dengan didasarkan pada konsepsi Dynamic Zoning menyamakan potensial di setiap

titik peralatan yang dilindunginya.

Secara efektif batang elektroda penangkal petir dekat air dan memiliki spesifikasi

yang sama sebagai terminal udara . Perlengkapan elektroda dilengkapi persyaratan

grounding standar umum perahu dengan piringan tunggal 1 ft2 . Disana disediakan

beberapa jalur saluran arus ke dalam air untuk mengatasi masalah tunggal utama

yang melekat pada terpusat pada terminal grounding .

Dengan terminasi elektroda dekat permukaan air, kawat penangkal petir dapat

dialihkan di luar daerah sensitif dari pada melalui tengah kapal . Dengan cara ini

sistem proteksi petir laut dapat dirancang dengan penghantar system geometri mirip

dengan sistem darat . Dengan meminimalkan resiko sambaran petir pada air, sistem

ikatan yang luas memungkinkan melakukan pemasangan perlengkapannya. Tata

letak penangkal petir direkomendasikan sebagai bagian dalam sistem grounding

terdiri dari:

a. jaringan penghantar penangkal di sekeliling tingkat dek perahu.

b. jaringan ikatan penghantar penangkal di tingkat dek terhubung ke loop

Penghantar penangkal.

c. beberapa penangkal utama eksternal.

d. penghantar penangkal utama internal saja jika diperlukan.

e. terminal grounding pada akhir setiap penghantar penangkal utama

a) Pendahuluan

Komponen dari sistem proteksi petir Sebuah sistem proteksi petir pada perahu biasanya

memiliki empat komponen utama:

a. Perangkat penangkal atau terminal udara ,disediakan terminal penangkal petir

perahu tersebut.

b. Hantaran penangkal utama menyalurkan arus petir ke air.

c. Terminal Grounding memungkinkan arus petir keluar ke dalam air.

d. Sebuah jaringan ikatan hantaran penangkal penyama tegangan antara

30

Sistem proteksi petir dengan pengikat hantaran. Penjelasan teknis teminal udara

(Air Termination) meliputi peralatan-peralatan sebagai berikut :

a. Lighting Control Terminal Kepala penangkal petir menggunakan type

konvensional.

b. Batang Peninggi Batang peninggi terbuat dari metal. Konstruksi batang peninggi

tersebut harus kuat dan diperhitungkan terhadap hembusan angin yang kuat.

Fungsi sistem grounding Sistem grounding menyediakan jalur yang

menghubungkan antara sistem proteksi petir dan air. Ini memiliki fungsi sebagai berikut :

a. untuk menyalurkan aliran arus ke dalam air ;

b. untuk membuat impedansi jaringan rendah sehingga arus petir optimal

melewatinya;

c. untuk mencegah sambaran pada pengikat penghantar, dan

d. untuk meminimalkan bahaya kejutan bagi anak buah kapal atau crew.

Manfaat elektroda Siedarc

Keberadaanya adalah standar pada sistem menentukan landasan (1 ft2 )

efektif jika beberapa terminal grounding didistribusikan melalui lambung. Juga, karena

arus listrik cenderung mengalir ke dalam air melalui percikan kontak saluran sehingga

saluran ini dapat ditambah melalui inisiasi spark.

Gambar 2.2 Sambunagan loop elektroda Siedarc

31

Gambar 2.3. Sambungan hambatan pada tiang

Menggunakan elektroda sebagai terminal tambahan , daripada ground piringan

rendam (tenggelam) memiliki beberapa keuntungan:

a. muatan petir dibuang di permukaan air .

b. Elektroda dirancang untuk memenuhi standar NFPA (National Fire Protection

Association).

c. Setiap elektroda hanya membutuhkan satu lubang pemasangan .

d. Elektroda dapat dipasang pada lambung, sehingga mengurangi hambatan dan

menghindari korosi galvanik.

e. Elektroda dipasang istimewa diatas permukaan air .

f. Hantaran penangkal petir disekitar daerah sensitif dapat mengurangi

electromagnet interference (emi) dan bahaya sengatan listrik .

g. Elektroda buat untuk menyalurkan aliran arus.

b) Ruang Lingkup

Peran dan pelaksanaan elektroda grounding dalam sistem grounding laut. Ruang

lingkup adalah untuk :

a. menggambarkan keterbatasan standar proteksi petir;

b. mengidentifikasi resiko sambaran ;

c. menunjukkan tata letak untuk konduktor petir dan elektroda ground. Konfigurasi

Yacht yang sesuai untuk penggunaan jenis grounding adalah mereka dengan :

1) lambung fiberglass, dan

2) tiang aluminium

32

Spesifikasi:

Total luas permukaan = 1.220,65 cm2 Material Silicon / Perunggu RF Impedansi =

2,7-12,0 ohm untuk air asin dari 2,2 MHz sampai 22,7 MHz. Berat = 5,8 pound. Pelat

landasan ini unik pada setiap pelat landasan hanya ada dua batang 3/8” (includded).

Karena teknik desain, piring dapat dihapus dari perahu tanpa mengeluarkan batang

selama mengangkut keluar diperlukan untuk membuang di bawah air.

Gambar 2.4.: Tiang penangkal petir

Konfigurasi Yacht yang memerlukan pertimbangan khusus adalah mereka dengan

: • serat karbon hull, atau • serat karbon memperkuat struktur dalam lambung , atau • SSB

strip tanah tertanam ke lambung , atau • tiang serat karbon . 2,5 tujuan Summary

Gambar 2.5.: Elektrode model Siedarc plat tunggal

33

Tujuan utama untuk menggabungkan elektroda dalam desain sistem grounding adalah :

a. untuk menempatkan elektroda di dekat peralatan yang resiko sambaran;

b. untuk menyebarkan seluas elektroda istimewanya tepat diatas permukaan air ;

c. rute yang menghubungkan penghantar eksternal dengan mensimulasikan sangkar

Faraday (perlindungan penangkal sekeliling lambung).

a) Grounding tradisional dengan plat tunggal

Standar yang ada Rekomendasi untuk sistem proteksi petir yang diterbitkan oleh

beberapa pihak yang berwenang termasuk ABYC , NFPA , ISO ABS , dan Lloyds.

Umumnya hal ini menentukan:

a. piring tanah direndam atau strip dengan luas minimal 1ft2

b. sebuah konduktor tembaga turun dengan luas penampang dalam berbagai ukuran

21-58 mm2

c. ikatan semua pengikat logam yang dekat dengan penghantar petir .

Masalah

Ada beberapa masalah dengan skema ini:

a. data sambaran petir telah mengungkapkan bahwa seluas 1ft2 untuk grounding

bentuk piringan benar-benar tidak memadai diair tawar dan bahkan pada

sambaran di air garam dapat terjadi melalui alat perlengkapan dekat dengan air.

b. prinsip-prinsip fisika yang digunakan untuk menghitung, misalnya resistansi

pentanahan pada piringan yang terendam memiliki relevansi untuk selalu

dipertanyakan.

c. Sebuah hantaran kebawah merupakan lokasi pusat yang menghasilkan resiko

maksimal sambaran alat kelengkapan lain dan bahaya sengatan listrik.

d. Pengikat hantaran sistem proteksi petir meningkatkan resiko sambaran ke air

:

Solusi

Masalah-masalah ini dapat diatasi dengan :

a. melengkapi grounding seluas 1ft2 dengan beberapa terminal grounding tambahan.

b. menggunakan elektroda dengan tips diudara diatas permukaan garis air dapat

mencerminkan pengaman mekanisme sambaran.

c. menambahkan hantaran penangkal petir tambahan diluar daerah sensitif.

d. menempatkan ikatan hantaran penangkal sejauh mungkin dari air.

34

b) Merancang sistem grounding

Konsep Fitur utama dari sistem grounding adalah sebagai berikut :

a. Satu atau lebih konduktor utama dibagi menjadi beberapa cabang landasan.

b. konduktor utama diarahkan khusus eksternal pada ruang interior.

c. Setiap cabang landasan berujung di terminal grounding .

d. Beberapa jalur landasan dapat memaksimalkan area sekitar saluran petir pada

lambung.

e. Resiko sambaran pengikat hantaran ke air disekitar terminal grounding akan

berkurang.

f. Resiko sambaran diantara alat kelengkapan dikurangi melalui ikatan.

Sumber: :http://lifeonthebluehighways.com

Gambar 2.6.: Ampuhnya sangkar Faraday

Langkah-langkah dalam prosedur untuk merancang sistem grounding adalah untuk:

a. mengidentifikasi daerah resiko sambaran tinggi,

b. terminal tempat grounding,

c. konduktor rute penyaluran petir

Mengidentifikasi bahaya sambaran

Jenis sambaran

Berdasarkan kasus yang telah dibahas, kita dapat membedakan dua jenis

sambaran:

a. internal menghubungkan dari pengikat hantaran ke yang lain didalam perahu.

b. eksternal terhubung ke air.

35

Pengikatan & resiko

Resiko sambaran tergantung pada:

a. bentuk pemasangan pengikat;

b. untuk bagian pengikat pusat kapal, seberapa dekat dengan air;

c. untuk pengikat dekat balok, seberapa dekat balok pada permukaan air.

Tabel 21.1: Resiko relatif sambaran pada peralatan.

36

Daerah dimana resiko sambarannya tinggi diilustrasikan dalam Gambar 4 1. Ini

adalah kapal pesiar sedrhana dengan tiang, tempat duduk didepan, satu set tempat

duduk, baut keel penyambung ke ballast (pemberat) dan pendorong tangki maju. Pada

kapal pesiar umumnya daerah berresiko sambarannya akan lebih tinggi memungkinkan

mencakup volume total lambung yang berada dibawah permukaan air.

Gambar 2.7.: Daerah resiko tinggi sambaran petir Lambung serat karbon dan alat kelengkapan Komposit serat karbon ( CFC ) ada

beberapa masalah desain untuk proteksi petir. Secara khusus:

a. Serat karbon adalah konduktor tetapi komposit mengandung bukan penghantar.

b. Hal ini tidak mungkin untuk ikatan setiap serat untuk sistem proteksi petir.

c. Isolasi sulit.

d. Sebuah komponen serat karbon tertanam dalam lambung fiberglass sangat

mungkin terlibat dalam sebuah sambaran.

e. Sebuah lambung serat karbon dapat melemah setelah sambaran petir akibat

penghancuran serat lokal pada kedua titik pintu masuk dan keluarnya melalui

saluran sempit di antara keduanya.

37

Pedoman umum tidak mungkin bagi lambung CFC atau lambung fiberglass yang

mengandung komponen CFC. Namun, saat ini sedang dikembangkan produk proprietary

(hak paten) untuk mengatasi masalah dengan CFC.

Menempatkan terminal grounding

Jenis-jenis terminal grounding

Setiap terminal grounding menyediakan jalur keluar dimana arus petir dapat

mengalir ke dalam air. Ada dua model utama untuk aliran arus:

a. Sebuah terminal terbenam bersentuhan dengan air saat melakukan kontak

langsung ke dalam air. Maka arus mengalir di dalam air melalui kontak langsung

dengan air . Mekanisme yang sebenarnya tidak bisa dipahami dengan baik.

Karena energy petir akan hilang di permukaan air, terminal rendam harus

ditempatkan sedekat mungkin dengan garis air, sementara mungkin masih

tenggelam.

b. Sebuah elektroda SiedarcTM memancing petir untuk membentuk jalan saluran

arus ke air. Saluran petir biasanya bercabang dan menyebar di udara tepat diatas

permukaan air dan menetralkan muatan energy pada permukaan air. SiedarcTM

elektroda harus ditempatkan sedekat mungkin dengan garis air tetapi posisi tetap

berada di udara.

Karena sambaran petir paling banyak terjadi saat perahu adalah baik di jangkar

atau di dermaga, garis air bagian tumit dapat digunakan. Fungsi Fungsi yang diinginkan

untuk terminal grounding adalah :

a. Untuk memicu arus mengalir kelaut melalui hantaran yang diinginkan seperti pada

tiang aluminium .

b. Untuk menurunkan resistans total antara sistem proteksi petir dan air.

c. Untuk memotong ikatan hantaran seperti penghantar pada ballast air.

d. Untuk memperluas jangkauan ekipotensial sistem proteksi petir ke dalam air .

Konsep

Resiko sambaran diarea yang ditunjukkan pada Gambar 4 1 dapat dikurangi

dengan terminal grounding. Beberapa faktor penting dalam menentukan jenis dan lokasi

terminal grounding yang akan digunakan:

a. Penyama tegangan kedudukan dekat elektronik dan kabelnya.

38

b. Resiko sambaran petir juga harus diminimalkan didaerah yang mengandung

bahan yang mudah terbakar .

c. melakukan pemasangan bypass elektrode (sambungan) pada boks.

d. standar mrnyatakan setidaknya satu 1 ft2 diperlukan direndam sebagai terminal

grounding .

Beberapa lokasi harus dihindari untuk alasan keamanan , seperti :

a. Beban menjulang seperti benda plat berenang ;

b. dekat benda rapuh;

c. dekat bahan bakar;

d. dekat sambungan pembangkit listrik pelabuhan;

Konduktivitas air sangat penting dalam perencanaan, seberapa luas jaringan

grounding yang seharusnya. Sambaran petir area air tawar sangat mungkin terjadi pada

setiap alat dengan kelengkapan penangkal di bawah garis air dan semua rangkaian plat

piringan. Desain harus menggunakan banyak elektroda untuk daerah dekat bahaya

sambaran , dan didistribusikan melalui permukaan lambung. Dalam air garam sambaran

sangat kecil kemungkinannya , dengan melakukan pemasangan ikatan penangkal paling

dekat dengan lambung dan rangkaian plat piringan yang paling berisiko. Elektroda

tambahan yang direkomendasikan di bawah ini semua rangkaian plat piringan dan dekat

sejumlah pengikat lambung di bawah permukaan air. Selama air tawar mengapung di

atas air asin, lapisan atas air di sungai pasang surut dan di muara sungai adalah segar,

terutama saat hujan .

Penghantar saluran

Jenis-jenis konduktor:

a. Tembaga tipis dengan isolasi tegangan 600V adalah komposisi yang

direkomendasikan sebagian besar sebagai penyambung hantaran . Namun, untuk

koneksi aluminium strip dengan aluminium dan aluminium dengan kabel dapat

digunakan. Luas penampang yang disarankan tergantung pada aplikasi beban

atau arus prospektif.

b. Sebuah konduktor utama dimaksudkan untuk melakukan fraksi arus petir yang

cukup besar, beberapa puluhan kiloamps. Luas penampang untuk tembaga harus

setidaknya 21 mm2 (setara dengan kabel 4 AWG). Sebaiknya 2 AWG.

39

c. Sebuah ikatan konduktor menghubungkan alat kelengkapan untuk konduktor atau

alat kelengkapan lainnya , terutama di bidang horisontal, untuk potensi

pemerataan. Luas penampang tembaga harus setidaknya 16 mm2 ( 6AWG ).

d. Rangkaian hantaran mencakup ukuran konduktor utama.

e. Logam lain dan alat kelengkapan logam dapat digunakan sebagai konduktor petir

jika setara.

Koneksi harus memiliki minimal bidang kontak dari konduktor petir yang sesuai .

Kami menyediakan garis konektor untuk semua jenis koneksi .

Konsep, tata letak dan jenis konduktor yang akan digunakan dan lokasi untuk titik

koneksi harus mempertimbangkan hal-hal berikut :

a. Loop konduktor harus sejauh mungkin dan diatas permukaan air.

b. Semua peralatan logam besar di semua tingkat dek harus dimasukkan ke dalam

jaringan yang terikat pada loop konduktor .

c. Konduktor Bonding harus berorientasi sejajar dengan permukaan air .

d. Konduktor utama harus berorientasi tegak lurus terhadap permukaan air .

e. Seperti banyak cabang landasan mungkin harus didistribusikan secara merata di

sekeliling lambung , di mana masing-masing cabang terdiri dari konduktor utama

dihentikan di terminal grounding .

f. Koneksi harus ditempatkan untuk meminimalkan membungkuk dalam konduktor

utama.

g. Fitting dicelupkan Substansial seperti unencapsulated ballast dan baling-baling

struts dapat digunakan sebagai terminal grounding tenggelam .

Integrasi

Ballast timbal digunakan sebagai terminal grounding terendam dan elektroda yang

digunakan untuk menyediakan beberapa terminal . Perhatikan hal berikut :

a. Elektroda dipasang di lambung :

Memicu sistem aliran arus melalui konduktor ;

Menyuntikkan arus ke dalam air untuk menyamakan potensi di dalam air ;

Konduktor eksternal beresiko memotong sambaran ;

Membangun beberapa jalur landasan untuk memaksimalkan luas saluran dan

meminimalkan impedansi secara keseluruhan .

40

b. Cabang grounding memberi alternative saluran arus petir ke cabang paralel

sekitar awak kapal untuk meminimalkan emi.

c. Koneksi antar landasan cabang yang dibuat jauh di atas permukaan air pada

bidang horizontal .

d. Koneksi Bonding untuk melakukan ikatan dapat menghilangkan resiko sambaran

intern .

Secara keseluruhan , sistem grounding menyerupai tulang rusuk pada daerah yang

dilindungi dengan baik di dalam daerah yang dibatasi oleh tulang rusuk. Arus ke dalam air

di dasar setiap tulang rusuk cenderung membentuk daerah ekipotensial dalam air,

mendekati efek sangkar Faraday .

Gambar 2.8.: Menggambarkan tata letak

41

Jumlah elektroda Siedarc Konsep, setiap elektroda Siedarc tertanam dalam Forespar Marelon dipasang pada

lambung. Marelon adalah fiberglass yang diperkuat nilon. Kadar Forespar ini cocok

digunakan baik di atas atau di bawah permukaan air. Dua jenis koneksi yang tersedia,

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 1:

a. koneksi paralel untuk ruang sempit di atas permukaan air;

b. koneksi tegak lurus pada posisi diatas atau dibawah permukaan air di mana ruang

memungkinkan.

Kedua elektroda sogokan menggunakan AWG 2 kabel baterai tembaga kecil.

Gambar 2.9.: Pemasangan elektrode paralel dan tegak lurus pada lambung

Dimensi

Model koneksi tegak lurus (perpendicular), dalam konfigurasi pemasangan

elektrode ditunjukkan pada Gambar 2.8, dimana:

a. Sambungan tegak lurus terhadap permukaan lambung.

b. Jarak sekitar 13 " (diukur dari kepala) diperlukan untuk memasukkan elektroda (~

5" panjang) jika radius minimum kelengkungan 8 " yang diinginkan dalam kabel

penghubung.

Geometri ideal untuk kabel penghubung adalah lurus, tegak lurus dengan

lambung, yang berada di sepanjang radius lambung. Model koneksi paralel, dalam

konfigurasi ditunjukkan pada Gambar 2.8:

42

a. Sambungan dibuat sejajar dengan lambung untuk memungkinkan kabel yang

akan sejajar dengan lambung.

b. Sekitar diperlukan jarak 3 "

Karena perahu layar bertumit dapat menempatkan koneksi paralel bertumit di

bawah permukaan air, praktek terbaik adalah dengan busur kabel dari permukaan

lambung sedekat mungkin dengan elektroda. Dalam hal ini jari-jari lengkungan tidak boleh

kurang dari 8 ".

Instalasi

Dimensi Through-hull, pada Gambar 11.9. untuk tiga jenis yang dipasang pada

lambung masing-masing digunakan elektroda Siedarc TM – mempunyai dimensi panjang

50 mm dan lebar badan 26 mm untuk flush head, panjang 40 mm dan lebar badan 26 mm

untuk mushroom head dan panjang 53 mm dan lebar badan 26 mm untuk stainless.

Gambar 2.10.

Sambungan Elektrode Siedarc: 1. tegak lurus,2. parallel 3.stainless

Persiapan melubangi lambung

Ketika berfungsi sebagaimana yang dimaksud , masing-masing elektroda akan menjadi

panas, terutama pada ujungnya dan juga akan mengalami kekuatan impulsif . Persiapan

membuat lubang harus sangat berhati-hati karena sangat penting . Secara khusus :

43

Gambar 2.11.Melubangi Lambung Cored

a. Lambung Cored harus dilubangi untuk jarak minimal 1 " dan diisi dengan epoxy

atau bahan yang cocok lainnya .

b. Fiberglass yang baru terkena harus dikerjakan permukaannya harus dibuat kedap

air .

c. Sebuah pelat pelengkap sangat dianjurkan .

d. Perawatan ekstrim harus dilakukan untuk memastikan tidak ada rembesan air .

e. Jika kelembaban apapun yang ditemukan dalam lambung , seluruh lambung harus

dikeringkan .

f. Pada lapisan yang lecet harus ditangani dengan menggosok permukaan , dan

lambung benar-benar kering sebelum elektroda dipasang .

Gambar 2.12.: Pengikatan model mold insert Setiap kelembaban yang tersisa di lambung kemungkinan akan meledak selama

sambaran petir, keluarkan elektroda dan biarkan sebuah lubang di lambung .

Pemasangan benam, menggunakan elektroda Siedarc TM kepala rata bila dipasang

permukaan luarnya akan menjadi rata dengan lambung setelah lubang dibuat yang sesuai

dengan profil tersebut .

44

Peringatan

Karena dimungkinkan akan membahayakan dan memngganggu operasi kapal

maka hindari kondisi berikut ini:

a. Inti terendam air

b. lambung CFC atau struktur

c. di sekitar perahu kecil

d. berenang dekat panggung

e. di mana saja kilat bisa menyambar pada perahu lain , dermaga , atau orang-

orang di pantai atau di dalam air.

Tindakan pencegahan lainnya adalah elektroda yang dirancang untuk dapat

menangkap arus petir yang sangat tinggi ( sekitar 200kA) saat menyambar dan harus

digunakan perlrngkapan yang sesuai. Elektroda dirancang untuk dapat mengalihkan arus

petir pada perlengkapan yang lebih sensitif dan terbuka kemungkinan adanya timbul

korban. Petir berbahaya karena gejala seperti tegangan dan arusnya sangat tinggi

sehingga dapat mematikan , bahkan dari sambaran akan membawa arus kemana-mana.

Tidak ada sistem proteksi petir 100 % efektif sehingga kerusakan tidak dapat hindari.

Sistem grounding tidak bisa diharapkan untuk mencegah semua sambaran sepanjang

waktu. Tidak ada peningkatan pengamanan yang dilakukan oleh sistem elektronik, tiang,

tetap, perlengkapan kepala tiang. Perlindungan awak kapal tergantung lebih pada ikatan

antara perlengkapan penghantar daripada sistem groundingnya .

Pemberitahuan hukum

Dokumen ini adalah milik Marine Lightning Protection Inc, Ini berisi informasi yang

khusus dan eksklusif dan tidak akan dirilis secara keseluruhan atau sebagian kepada

pihak ketiga tanpa persetujuan tertulis dari Marine Lightning Protection Inc. Ide dan

konsep yang disajikan di sini dapat dilindungi oleh US Patent Nomor 6708638 di Amerika

dan dunia internasional lainnya dan tidak dapat digunakan dalam praktek tanpa perjanjian

Lisensi.

Spesifikasi teknis dalam dokumen ini didasarkan pada informasi yang terkandung dalam

dokumen ilmiah , standar yang diterbitkan oleh NFPA , ABYC dan ISO dan perhitungan

asli . Interpretasi yang dibuat dalam dokumen ini dibatasi oleh keadaan saat ini

pengetahuan tentang proses alami destruktif petir , yang perilakunya tidak sepenuhnya

bisa dipahami.

45

Marine Lightning Protection (MLP) tidak bertanggung jawab terhadap setiap cedera

pribadi , atau kerusakan harta benda lain dalam bentuk apapun , baik khusus , tidak

langsung , konsekuensial atau kompensasi , langsung atau tidak langsung yang

dihasilkan dari publikasi, penggunaan atau ketergantungan pada dokumen ini . MLP tidak

membuat jaminan atau garansi untuk kelengkapan informasi yang dipublikasikan di sini .

Siapa saja yang menggunakan dokumen ini harus bergantung pada penilaian independen

-nya atau , jika perlu, mencari nasihat dari seorang profesional yang kompeten dalam

menentukan pelaksanaan sewajarnya dalam situasi tertentu . Spark mempromosikan

elektroda yang dirancang untuk menyalurkan arus sebesar-besarnya untuk dapat

melokalisasi pemanasan, daya ledak dan tegangan yang membahayakan . Oleh karena

itu sewajarnya harus dilakukan dalam penggunaannya. Tidak ada jaminan yang diberikan

atau tersirat sehubungan dengan penggunaan elektroda ini .

Contoh permasalahan

Dua studi kasus berikut ini menunjukkan:

a. Ketidakefektifan permukaan landasan tunggal.

b. Dalam kasus kedua: • Kerangka baja itu sebagai landasan ballast kapal ; • area

landasan adalah jauh melebihi dari 1ft2 ; • terjadi sambaran; • para sambaran

meniup lubang di lambung kapal di permukaan air .

Aliran arus melalui landasan kapal

Pengamatan, pemilik perahu layar ini membuat pengamatan pada Gambar 11.12. Bagian

bawah tiang terhubung ke baut kapal. Fitur menarik dalam hal ini adalah :

a. Lubang-lubang di ballast menunjukkan bahwa arus mengalir keluar dari kapal.

b. Dua sambaran menyebabkan lubang yang terbentuk melalui lambung depan dan

belakang .

c. Asal-usul masing-masing sambaran adalah membekas.

d. Kedua sambaran terhubung melalui penghantar pusat.

Kasus ini menunjukkan faktor resiko yang terkait dengan : ujung berbekas, biasanya

bentuk rangkaian plat, penghantar elektrik yang terisolasi dan permukaan air.

46

Gambar 2.13.: Petir merusak landasan perahu di air tawar Kemungkinan solusinya adalah: landasan elektroda tambahan dekat permukaan air di

sekitar umum backstay atau organizer dan forestay atau tangki air. Koneksi ikatan antara

buritan memanjang dan Al organizer. Potensi pemerataan (penyama) antara forestays

dan tangki air.

Namun perlu dicatat bahwa pemerataan oleh pengikatan tidak mungkin untuk tangki air.

Aliran arus menghindari dengan landasan perangkat pemberat. Pengamatan, timah

pemberat dalam kasus ini terhubung melilit konduktor saluran kebawah di samping

rangkaian palt .

Pemilik melaporkan gejala yang sama lubang di permukaan air .

Gambar 2.14.: Petir merusak landasan perahu pada air tawar

Dari catatan khusus pengamatan sesuai dengan gambar 11.13 yaitu:

a. Tidak ada indikasi bahwa arus mengalir dari keel.

b. Konduktor bawah memicu sambaran.

c. Lubang-lubang berada di permukaan air.

47

Cek pemahaman knowledge

Ketika telah menjawab pertanyaan, bandingkan dengan jawaban dibagian belakang buku

ini. Catatan :

Lebih dari satu jawaban pilihan ganda kemungkinan benar.

1. Yang menjadi pertimbangan pemasangan penangkal petir adalah ….

a. Sifat, fungsi dan kondisi bangunan.

b. Sifat, fungsi dan sistem bangunan.

c. Sifat, system dan kondisi bangunan.

d. Sifat, fungsi dan kondisi bangunan.

e. Sifat, fungsi dan kondisi bangunan.

2. Penangkal petir mempunyai beberapa bagian penting yaitu ….

a. Kabel, terminal ikatan pengaman dan terminal grounding

b. Kabel, kawat, dan terminal grounding

c. Kabel, kawat, terminal ikatan pengaman dan elektrode

d. Kabel, kawat, terminal ikatan pengaman dan terminal grounding

e. Terminal udara (spit), kawat, terminal ikatan pengaman dan terminal grounding.

3. Apakah gunanya penangkal petir ….

a. Memenuhi persyaratan kapal

b. Mengamankan sambaran petir

c. Menyalurkan aliran arus kedalam air

d. Memperbesar impedansi jaringan

e. Penyama tegangan.

4. Apakah gunanya electrode yang dipasang pada kapal ….

a. Sebagai pengontak ke air sehingga energy akan hilang di air

b. Dipasang pada lambung kapal

c. Memperkecil impedansi jaringan

d. Menyalurkan arus ke lambung

e. Mengurangi gangguan lain.

5. Apa yang saudara ketahui tentang macam sambungan elektrode….

a. Siedarc, parallel dan stainless

b. Siedarc, tegak lurus dan stainless

c. tegak lurus, parallel dan stainless

48

d. tegak lurus, parallel dan Siedarc

e. tegak lurus, parallel dan faradays

Tugas:

1. Ceritakan kembali peristiwa sambaran petir yang pernah anda saksikan atau bekas sambaran petir disekitar tempat tinggal atau ditempat lainnya.

2. Amati penangkal petir yang anda lihat di sekolah atau tempat lain dengan menggambar sket sederhana.

3. Pernahkan anda lihat penangkal petir yang dipasang dikapal laut? Dimanakah posisinya?.

49

Kunci Jawaban :

Kegiatan 3. Teknik pemasangan saluran kabel

1. c

2. d

3. b

4. c

5. d

6. b

Kegiatan 11. Penangkal petir dan elektrode kapal

1. a

2. e

3. c

4. a

5. c.

50

Daftar Referensi:

1. Willem Maes, Marine Electrical Knowledge, Antwerp Maritim Academy, Belgia

2013.

2. Trevor Linsley, Basic Electrical Installation Work, Fifth Edition, Elsevier Ltd. 2008.

3. Brian Scaddan, Electrical Installation Work,6th ed. Elsevier Ltd.,Italy, 2008.

4. Kimberly Keller, Electrical Safety Code Manual, Elsevier Inc.,USA,2010.

5. Trevor Linsley, Advance Electrical Installation Work, Sixth Edition, Elsevier,

Ltd.Italy, 2008.

6. John Wiley, Handbook of International Electrical Safety Practices, Scriverner

Publishing LLC, Canada, 2010.

7. Mukund R. Patel, Shipboard Electrical Power System, Taylor & Francis Group,

America, 2012.

8. Chris Ludlow, Trade of Electrician, Revision 7, Solas, Irlandia, 2013

9. Dennis T Hall, Practical Marine Electrical Knowledge, Witherby

10. Transport Canada, Ships Electrical Standards, Ottawa, 2008

11. Badan Standarisasi Nasional, PUIL 2000, Yayasan PUIL, 2002

MODUL

SENSOR DAN AKTUATOR

ii

iii

DAFTAR ISI

Daftar Isi ................................................................................................................ iii

Peta Kedudukan Modul .......................................................................................... vi

Glosarium .............................................................................................................. vii

Pendahuluan ......................................................................................................... 1

A. Diskripsi .......................................................................................................... 1

B. Tujuan Pembelajaran ..................................................................................... 1

C. Ruang Lingkup ................................................................................................ 2

D. Penggunaan Modul ......................................................................................... 2

1. Petunjuk Bagi Siswa ................................................................................... 2

2. Peran Guru ................................................................................................. 3

E. Tujuan Akhir .................................................................................................... 4

Kegiatan Pembelajaran 1 : Sakelar Pengendali dan Sensor ................................. 5

A. Tujuan ............................................................................................................. 5

B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................................... 5

C. Uraian Materi .................................................................................................. 5

D. Aktivitas Pembelajaran .................................................................................... 24

E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 26

F. Rangkuman ..................................................................................................... 28

G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 29

H. Kunci Jawaban ................................................................................................ 30

Kegiatan Pembelajaran 2 : Sensor Proksimiti ....................................................... 31

A. Tujuan ............................................................................................................. 31

B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................................... 31

C. Uraian Materi .................................................................................................. 31

D. Aktivitas Pembelajaran .................................................................................... 54


F. Rangkuman ..................................................................................................... 57


H. Kunci Jawaban ................................................................................................ 57

iv

Kegiatan Pembelajaran 3 :Sensor Tekanan .......................................................... 60

A. Tujuan ............................................................................................................ 60

B. Indikator Pencapaian Kompetensi .................................................................. 60

C. Uraian Materi .................................................................................................. 60

D. Aktivitas Pembelajaran ................................................................................... 68


F. Rangkuman .................................................................................................... 69


H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 69

Kegiatan Pembelajaran 4 : Sensor Ultrasonik ....................................................... 70

A. Tujuan ............................................................................................................ 70


C. Uraian Materi .................................................................................................. 70



F. Rangkuman .................................................................................................... 83


H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 85

Kegiatan Pembelajaran 5 : Sensor Suhu dan Flow ................................................ 86

A. Tujuan ............................................................................................................ 86


C. Uraian Materi .................................................................................................. 86



F. Rangkuman .................................................................................................... 105


H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 107

Kegiatan Pembelajaran 6 : Aktuator Putar Pada Kapal Laut ................................. 109

A. Tujuan ............................................................................................................ 109


C. Uraian Materi .................................................................................................. 109



v

F. Rangkuman ..................................................................................................... 125


H. Kunci Jawaban ................................................................................................ 126

Penutup ................................................................................................................. 127

A. Kesimpulan ..................................................................................................... 127

B. Tindak Lanjut................................................................................................... 127

C. Evaluasi .......................................................................................................... 128

D. Kunci Jawaban ................................................................................................ 131

Daftar Pustaka ....................................................................................................... 132

vi

PETA KEDUDUKAN MODUL Kelistrikan Kapal termasuk di dalam bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa di

program keahlian Teknik Perkapalan. Teknik Perkapalan mempunyai paket keahlian sebagai berikut: sedangkan peta kompetensi paket keahlian kelistrikan kapal ditunjukkan oleh diagram gambar berikut.


KELOMPOK

A

KELOMPOK

C

KELOMPOK

B

C1 C2 C3

GAMBAR TEKNIK

PENGETAHUAN DASAR

PERKAPALAN

PEKERJAAN DASAR TEKNIK





KIM

IA

SIM

ULA

SI

DIG

ITA

L

FIS

IKA

vii

GLOSARIUM

Sensor : Suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala- gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya.

Transduser : : Suatu piranti yang dapat mengubah suatu energi ke energi yang lain

Sensor biner/digital

: Sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal biner, sebagian besar sinyal listrik dengan status "ON" atau "OFF".

Sensor analog

: Sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal analog, sebagian besar sinyal analog listrik seperti tegangan atau arus.

Sensor proksimiti

: Switch/kontak listrik yang bekerja tanpa sentuhan melainkan dengan rangkaian elektronik.

Sensor magnetik

: Sensor proximiti yang dioperasikan secara magnetik.

Sensor kapasitif

: Sensor proksimiti yang dirancang untuk mendeteksi baik logam dan non logam dari suatu obyek benda.

Sensor induktif

: Sensor proksimiti yang mendeteksi keberadaan benda-benda logam

Sensor optik : Sensor proksimiti yang mendeteksi ada atau tidaknya hampir semua jenis objek tanpa kontak fisik. Sensor optik terdiri dari pemancar cahaya (transmiter) dan penerima cahaya (receiver).

Through beam sensor

: Sensor optik yang transmitter dan receivernya dipisah.

Reflective light barrier sensor

: Sensor optik yang transmitter dan receivernya dipasang dalam satu rumah serta masih memerlukan reflektor untuk memantulkan cahaya dari pemancarnya.

Diffuse reflective optical sensor

: Sensor optik yang transmitter dan receivernya dipasang dalam satu rumah, tidak memerlukan reflektor untuk memantulkannya. Pantulan cahaya berasal dari benda yang dideteksinya.

Termokopel : Jenis sensor yang dapat mengubah besaran panas menjadi tegangan listrik dengan memanfaatkan efek Seebeck.

RTD (Resistant Temperature Detector)

: Jenis sensor suhu yang mengubah besaran temperatur menjadi perubahan tahanan listrik

Termistor : Jenis sensor suhu yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefisien negatif terhadap temperature.

Strain Gage: : Transduser yang mengubah besaran tekanan menjadi perubahan tahanan listrik, tekanan yang diberikan pada

viii

bahan mengakibatkan perubahan panjang sehingga menyebabkan perubahan tahanan listrik

Aktuator : Suatu peralatan yang mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir.

Aktuator pneumatik

: Aktuator yang menggunakan media udara bertekanan untuk diubah menjadi energi gerak (putar atau linier)

Aktuator linier

: Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan linier.

Aktuator putar

: Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan putar (berayun).

Vacuum suction cup

: Aktuator yang menghasilkan udara vakum yang dipakai untuk mengangkat suatu benda.

Aktuator Elektrik

: Aktuator yang menggunakan sumber listrik untuk diubah menjadi energi gerak (putar atau linier)

1

PENDAHULUAN

A. Diskripsi

Modul merupakan bahan ajar yang dirancang untuk dapat dipelajari secara mandiri

oleh peserta didik berisi materi, metode, batasan-batasan, dan cara mengevaluasi yang

disajikan secara sistematis dan menarik untuk mencapai tingkatan kompetensi yang

diharapkan sesuai dengan tingkat kompleksitasnya.

Mata rantai sistem kontrol terdiri dari input element, process element dan working

element. Sensor termasuk bagian dari elemen masukan dan aktuator termasuk dalam

elemen kerja. Oleh karena itu keduanya merupakan komponen penting dalam sistem

kontrol.

Modul Sensor dan Aktuator adalah modul sisipan paket keahlian system control

kelistrikan kapal. Modul ini digunakan sebagai dasar dalam mempelajari modul-modul

kontrol lainnya.Modul bahan ini mempelajari tentang macam-macam sensor dan aktuator.

Peserta didik dapat mempelajari dengan atau tanpa pembimbing. Modul sudah dilengkapi

dengan gambar-gambar untuk kegiatan-kegiatan pembelajaran.

B. Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diharapkan dapat :

1. Membedakan macam-macam sakelar yang bekerjanya melalui sentuhan dan tanpa

sentuhan.

2. Menentukan prosedur penyambungan sensor dengan benar.

3. Memilih sensor yang tepat untuk pemakaian tertentu.

4. Membedakan macam-macam aktuator.

5. Memilih aktuator yang tepat untuk pemakaian tertentu.

6. Menghitung kebutuhan udara setiap silinder.

7. Menemukan kesalahan secara sistematis prosedur penyambungan komponen dan

sistem Kelistrikan Kapal

2

C. Ruang Lingkup

Sensor dan Aktuator adalah salah satu kompetensi yang harus dikuasai oleh

peserta didik, paket keahlian system control Kelistrikan Kapal.. Ruang lingkup materi

modul ini adalah sebagai berikut.

1. Sensor

Mempelajari Sakelar Pengendali dan Sensor.

Macam-macam Sensor Proksimiti

Sensor Tekanan.

Sensor Suhu

Sensor Aliran

2. Aktuator

Mempelajari aktuator pneumatik dan aktuator elektrik.

Mempelajari aktuator pneumatik (silinder linier, putar dan vakum)

Mempelajari aktuator elektrik (motor DC , motor sinkron, dan motor arus putar)

D. Penggunaan Modul

Untuk memperoleh hasil belajar yang maksimal dalam menggunakan modul ini,

maka langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain :

1. Petunjuk Bagi Siswa

a. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada

masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, peserta

didik dapat bertanya pada instruktur pengampu kegiatan belajar.

b. Kerjakan setiap latihan/tugas untuk mengetahui seberapa besar pemahaman

yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatan

belajar.

c. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal

berikut:

1) Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku.

2) Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik.

3) Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan dan

bahan yang diperlukan dengan cermat.

4) Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.

3

5) Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin

widyaiswara atau instruktur terlebih dahulu.

6) Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula

7) Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada

kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang

mengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.

2. Peran Guru

a. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar, menyiapkan lembar

kerja siswa, Alat dan Bahan sesuai kebutuhan.

b. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam

tahap belajar, membuat tugas terstruktur, membimbing pembuatan laporan

hasil praktik siswa.

c. Membantu siswa dalam memahami Smart Relay Zelio Logic dan komponen

komponennya serta menjawab pertanyaan siswa mengenai proses belajar

siswa sehingga pencapaian kompetensi siswa dapat tercapai dengan optimal

dan maksimal.

d. Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain

yang diperlukan untuk belajar, apabila perangkat yang tersedia masih dirasa

kurang berkaitan dengan diklat yang sedang dilakukan.

e. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan, terutama

apabila jumlah sarana pendukung tidak memenuhi jumlah siswa.

f. Merencanakan seorang ahli/pendamping guru dari tempat kerja atau guru

tamu dari Dunia Usaha dan Industri untuk membantu jika diperlukan,

g. Merencanakan proses penilaian dan menyiapkan perangkatnya, untuk

menginventaris kemajuan hasil belajar siswa.

h. Melaksanakan penilaian dan menyampaikan hasil penilaian siswa secara

transparan serta mengentri data penilaian ke database yang sewaktu-waktu

dapat di print out bila diperlukan.

i. Menjelaskan kepada siswa tentang sikap pengetahuan dan keterampilan dari

suatu kompetensi, yang perlu untuk dibenahi dan merundingkan rencana

pemelajaran selanjutnya, agar ada kesinambungan.

j. Mencatat pencapaian kemajuan siswa.

4

Tujuan Akhir

Setelah selesai mempelajari dan melakukan praktik berdasarkan kegiatan

belajar dan mengerjakan lembar kerja yang ada pada modul Sensor dan

aktuator diharapkan peserta didik/siswa mampu Menyebutkan macam macam

Sensor dan aktuator serta keguanaanya.

Siswa diharapkan mampu mengaplikasikan macam macam sensor dalam

rangkaian system control kelistrikan kapal.

5

Kegiatan Pembelajaran 1

Sensor dan Sakelar Pengendali A. TUJUAN

Setelah selesai mempelajari modul sensor dan sakelar pengendali peserta didik

dapat:

1. Membedakan macam-macam kontak listrik.

2. Membedakan macam-macam sakelar yang bekerjanya melalui sentuhan dan

tanpa sentuhan.

3. Menunjukkan sakelar pengendali dan sensor proksimiti dengan melihat

simbolnya.

4. Menentukan prosedur penyambungan sensor dengan benar.

B. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

1. Menentukan komponen rangkaian kontrol dengan sensor dan aktuator pada

kelistrikan kapal.

2. Menerapkan standar operasional prosedur rangkaian kontrol dengan sensor dan

aktuator pada kelistrikan kapal.

3. Mendiagnosis trouble shooting sistem kontrol kelistrikan kapal pada komponen

sensor dan aktuator.

C. URAIAN MATERI

1. SENSOR

1.1. Pengertian Sensor

Sebuah sensor adalah suatu peralatan yang mengubah variabel fisik (misalnya

suhu, jarak, tekanan) menjadi variabel lain yang lebih mudah dievaluasi(biasanya sinyal

listrik). Sensor tidak selalu harus menghasilkan sinyal listrik. Sebagai contoh katup

pembatas pneumatik menghasilkan sinyal output pneumatik (dalam bentukperubahan

tekanan).

Sensor akan memberitahukan kepada sistem kontrol tentang apa yang sebenarnya

terjadi. Sebagai contoh tubuh manusia adalah sensor. Tubuh kitaakan memberitahukan

kepada otak kita secara terus menerus dengan gambar–gambar yang layak dan lengkap

di sekitar lingkungan. Untuk sistem kontrol yang akan kita buat, si pembuat harus

memastikan parameter apa yang dibutuhkan untuk dimonitor sebagai contoh: posisi,

temperatur, dan tekanan, kemudian tentukan sensor dan rangkaian data interface untuk

6

melakukan perkerjaan ini. Jika kita ingin mengukur aliran cairan dalam suatu pipa dengan

menggunakan flowmeter, atau kita ingin mengukur aliran secara tidak langsung dengan

melihat seberapa lama cairan mengisi suatu tangki dengan ukuran tertentu.

Sensor dapat beroperasi dengan cara:

sentuhan (kontak) langsung, misalnya limit switch, sensor gaya,

tanpa sentuhan (kontak), misalnya hambatan cahaya, hambatan udara, detektor

inframerah, sensor ultrasonik reflektif, sensor magnetik dll.

Limit switch sederhana dapat diartikan sebagai sensor.

1..2 Macam-macam Sensor

Menurut jenis sinyal yang dikeluarkan oleh sensor, ada 5 macam jenis sensor, yaitu

sensor tipe A, B, C, D dan E.

1) Sensor tipe A, yaitu sensor dengan sinyal output biner/digital, seperti:

Proximity sensors

Pressure sensors

Filling level sensor

Bimetal sensor

Sensor ini dapat dihubungkan langsung dengan peralatan kontrol Programmable Logic

Controller (PLC).

2) Sensor tipe B, yaitu sensor dengan output denyut nadi (pulsa).

Contoh:panjang Incremental dan sensor sudut putar.

3) Sensor tipe C, yaitu sensor dengan output analog dan tanpa amplifier ter-integrasi dan

konversi elektronik, yang memberikan sinyal keluaran analog sangat kecil, tidak untuk

evaluasi langsung (keluarannya berkisar beberapa millivolt).Sinyal yang akan

dievaluasi membutuhkan sirkuit tambahan.

Contoh sensor ini adalah:

Piezoresistiveatau piezoelectricsensor,

Pt-100- atau sel thermoelectric

MagnetoresistordanHallsensor

pH- danconductivity measuring probes

Linear potentiometer

Aplikasi ini ada di mana-mana, dalam kasus produksi yang besar, pengguna dapat

memilih solusi elektronik sendiri.

4) Sensor tipe D, yaitu sensor dengan output analog dan amplifier terintegrasi dan

konversi elektronik memberikan sinyal keluaran yang dapat segera dievaluasi.

Contoh:

7

0 - 10 V

1 - 5 V

-5 - +5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

-10 - +10 mA

5) Sensor tipe E, yaitu sensor dan sistem sensor dengan output sinyal standar, misalnya

RS-232-C, RS-422-A, RS-485 atau dengan antarmuka bus data seperti field bus

(profibus, sensor – aktuator-bus).

1..3 Sensor Binary dan Analog

1) Sensor Binary

Sensor biner adalah sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal biner,

sebagian besar sinyal listrik dengan status "ON" atau "OFF".

Contoh dari sensor binary adalah:

katup dengan rol

sensor proksimiti

sensor tekanan

sensor level,

sensor temperatur

2) Sensor Analog

Sensor analog adalah sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal analog,

sebagian besar sinyal analog listrik seperti tegangan atau arus.

Contoh sensor analog:

Sensors for length, distance, displacement

Sensors for linear and rotational movement

Sensors for surface, form, geometry

Sensor gaya

Sensor berat

Sensor tekanan

Sensor untuk torsi

Sensor aliran (untuk gas dan cairan)

Throughput sensors (for solid materials)

Filling level sensors

8

Sensors for temperature/other thermal values

Sensors for optical values

Sensors for acoustic values

Sensors for electromagnetic values

Sensors for physical radiation

Sensors for chemical substances

Sensors for physical matter characteristics

1.2 Sakelar Pengendali dan Tombol Tekan

1.2.1 Pengertian

Sakelar adalah komponen listrik yang dipasang pada suatu rangkaian yang

berfungsi untuk mengalirkan atau memutuskan arus listrik dari sumber listrik ke beban.

Jadi pada dasarnya sakelar adalah alat untuk menghubungkan atau memutuskan aliran

listrik. Selain untuk jaringan listrik arus besar, sakelar berbentuk kecil juga dipakai untuk

alat komponen elektronika arus kecil. Sakelar digolongkan dalam bentuk sakelar

pengendali dan tombol tekan.

Sakelar pengendali secara mekanik terkunci di posisi yang dipilihnya. Posisi sakelar

tidak berubah sampai posisi sakelar baru dipilihnya. Contoh: sakelar lampu di rumah.

Tombol tekan hanya mempertahankan posisi yang dipilih selama tombol ditekan.

Contoh: tombol tekan bel rumah.

Sakelar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa

terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (ON) atau putus (OFF) dalam

rangkaian itu. Material kontak sambung dipilih yang tahan terhadap korosi. Kalau logam

yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka sakelar akan sering tidak bekerja.

Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan

logam anti korosi dan anti karat.

Dalam mempelajari kontrol listrik yang sangat perlu diperhatikan adalah terminologi

posisi komponen awal dan posisi komponen saat kerja. Dua istilah yang dipakai adalah

normal terbuka dan normal tertutup.

Pengertian normal terbuka pada kontak sakelar adalah secara fisik posisi kontak

terbuka dalam keadaan tidak aktif.

Pengertian normal tertutup pada kontak sakelar adalah secara fisik posisi kontak

terhubung dalam keadaan tidak aktif.

Dalam rangkaian listrik sakelar digunakan untuk menghubungkan dan

9

1.2.2 Macam-Macam Jenis Kontak

Pada dasarnya terdapat 3 macam jenis kontak:

1) Kontak normal terbuka (Normally Open / NO) :

– yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif , dalam hubungan terbuka.

2) Kontak normal tertutup (Normally Closed / NC) :

– yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif, dalam hubungan tertutup.

3) Kontak pemindah/tukar (ChangeoverContact/CO):

– yaitu gabungan dari kontak normal terbuka dan normal tertutup

Gambar berikut menunjukkan posisi masing-masing kontak dalam keadaan aktif dan tidak

aktif.

Jenis Kontak Keadaan Tidak Aktif Keadaan Aktif

NO

NC

Tukar

Gambar 1.1 Jenis-jenis kontak

Kontak akan bekerja (aktif) dengan berbagai macam pelayanan, seperti tombol

tekan, mekanik, listrik atau pneumatik. Kontak dengan pelayanan tombol tekan misalnya

sakelar tombol tekan, kontak dengan pelayanan mekanik, misalnya limit switch. Kontak

dengan pelayanan listrik misalnya relai. Kontak dengan pelayanan pneumatik misalnya

konverter pneumatik-listrik.

Sakelar dapat terdiri dari satu jenis kontak NO atau NC atau tukar. Untuk keperluan

yang lebih luas dapat terdiri lebih dari satu kontak NO, NC, tukar atau kombinasi. Gambar

1.2 menunjukkan kontak dengan pelayanan tombol tekan dengan konfigurasi NO dan NC.

10

3

4

Konfigurasi NO

1

2

Konfigurasi NC

Gambar 1.2 Kontak dengan pelayanan tombol tekan NO dan NC

Pada rangkaian dengan tombol tekan konfigurasi NO, jika tombol ditekan kontak

tertutup dan rangkaian menjadi tertutup, sedangkan pada rangkaian dengan tombol tekan

kontak NC rangkaian akan menjadi terbuka. Bila tombol dilepas kontak akan kembali ke

posisi semula. Tombol tekan dengan prinsip kerja seperti itu dinamakan sakelar tekan

tanpa pengunci (momentary switch).

1.2.3 Kriteria Pemilihan Sakelar

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan sakelar adalah sebagai berikut:

1) Kemampuan kontak terhadap arus dan tegangan.

2) Tahanan isolasi rumah sakelar dengan kontak

3) Jumlah dan jenis konfigurasi kontak

4) Jenis pelayanan dan desain sakelar

Spesifikasi untuk pemasangan, sudut pemasangan alat pengaktifan (misalnya cam),

kecepatan operasi sakelar dan ketahanan harus diperhatikan terutama jka menggunakan

sakelar dengan pelayanan mekanik.

Sakelar yang kita jumpai dapat terdiri dari bermacam-macam jenis kontak, misalnya

sakelar dengan 2 kontak NO dan 2 NC. Tanda kontak, kemampuan tegangan dan arus

tertera pada rumah sakelar.

1.2.4 Identitas Kontak Sakelar

Sakelar sederhana dengan satu jenis kontak sangat mudah diidentifikasi, misalnya

sakelar dengan satu jenis kontak NO mempunyai 2 kontak yang terdiri kontak masukan

dan kontak keluaran. Sakelar kutub banyak mempunyai beberapa jenis kontak. Dalam hal

ini sangatlah sulit untuk mengenali masing-masing kontak. Oleh karena itu identitas

(tanda) kontak sangat diperlukan.

Untuk mengidentifikasi kontak sakelar termasuk juga kontak relai menggunakan sistem

nomor. Sedangkan sakelar diidentifikasi dengan huruf “S”. Bila jumlah sakelar dalam satu

rangkaian lebih dari satu maka sakelar pertama diidentifikasi dengan “S1”, sakelar

11

berikutnya, S2, S3 dan seterusnya. Gambar 1.3 menunjukkan nomor kontak dari

beberapa sakelar.

3

4

S1

13 23

14 24

S2

11 21

12 22

S3

Gambar 1.3 Sistem nomor pada kontak sakelar

Sakelar dengan satu jenis kontak NO, misalnya S1 diidentifikasi dengan angka digit

3 dan 4. Sakelar S2 yang mempunyai 2 jenis kontak NO diidentifikasi dengan 2 digit (13-

14 dan 23-24)

Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (3 - 4) menunjukkan

jenis kontak NO.

Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (3 - 4) menunjukkan

jenis kontak NO

Sakelar S3 yang mempunyai 2 jenis kontak NC diidentifikasi dengan 2 digit (11-12 dan

21-22):

Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (1 - 2) menunjukkan

jenis kontak NC.

Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (1 - 2) menunjukkan

jenis kontak NC

Garis putus-putus diantara kontak-kontak pada S2 dan S3 menunjukkan kontak-

kontak tersebut saling terhubung secara mekanik. Dengan kata lain jika sakelar

dioperasikan kedua kontak bekerja secara bersamaan.

Pemilihan metode identifikasi sakelar ada kebebasan tergantung peraturan

setempat dan prosedur, misalnya reed switch dapat diidentifikasi dengan S1, S2, S3

danseterusnya atau RS1, RS2, RS3 atau B1, B2, B3 atau a0, a1, b0 dan b1.

1.2.5 Metode Pengaktifan Sakelar

Dasar yang digunakan metode pengaktifan adalah:

Sakelar tekan atau jungkit:

1) Sakelar jenis pengunci disebut juga tombol tekan dengan pengunci yaitu pada saat

aktif kontak dikunci secara mekanik. Tombol ditekan kontak NO terhubung,

penekanan dilepas kontak tetap terhubung karena kontak terkunci. Untuk

mengembalikan kontak ke posisi semula maka harus dilakukan penekanan tombol

kembali.

12

3

4

a)

3

4

b)

3

4

c)

d)

Gambar 1.4 Sakelar Tekan Dengan Pengunci, a) Posisi tidak aktif, b) Posisi aktif, c) Simbol, d) Sakelar

2) Sakelar tekan tanpa pengunci disebut juga tombol tekan tanpa pengunci yaitu jika

penekanan tombol dilepas maka kontak kembali seperti semula.

1

2

4

a)

1

2 4

b)

c)

Gambar 1.5 Tombol Tekan Tanpa Pengunci Dengan Kontak Jenis Tukar, a) Konstruksi, b) Simbol, c) Tombol tekan

Penggunaan tombol tekan pada kapal diletakkan di panel kontrol antara lain untuk

menghidupkan Generator, Main Engine dan dijelaskan melalui gambar 1.6.

Gambar 1.6 Tombol tekan untuk menghidupkan mesin

Gambar 1.7 menjelaskan tombol tekan dan sakelar putar digunakan pada steering gear

control panels, centre control paneldanright-hand control panel.

13

Gambar 1.7 Panel kontrol utama pada kapal

Pada centre control panel, selain switch starter untuk 2 pompa kemudi, ada saklar pilih

tunggal untuk memilih 5 mode perangkat kemudi yang berbeda: (0)OFF, (1) NON-

FOLLOW UP, (2) FOLLOW UP, (3) AUTOPILOT, dan (4)WINGS dijelaskan oleh gambar

1.8.

Gambar 1.8 Centre control panel

14

1.3 Sakelar Batas ( Limit Switch )

1.3.1 Pendahuluan

Kontak listrik sakelar pembatas secara mekanik dihubungkan atau diputuskan oleh

gaya dari luar. Sakelar pembatas mempunyai umur kontak sampai mencapai kira-kira 10

juta periode pensakelaran. Kemampuan tegangan dan arus listrik tergantung dari

desainnya. Jika sakelar pembatas dipakai untuk kerja penghitungan, kekuatan kontak-

hubung perlu diperhitungkan. Waktu hubung yang diperlukan secara mekanik berkisar

antara 1 sampai 15 milidetik. Simbol sakelar pembatas adalah sebagai berikut:

3

4

1

2

Gambar 1.9 Sakelar pembatas dan simbol

Komponen paling penting dari sakelar pembatas adalah kontak. Bahan kontak yang

digunakan adalah emas-nikel, emas murni, perak, perak-cadmiumoksid, perak -palladium,

perak-nikel.

1.3.2 Konstruksi

Konstruksi sakelar pembatas sebagai berikut:

Gambar 1.10 Konstruksi Sakelar Batas

Keterangan :

1. Pegas penahan tekanan

2. Rumah sakelar

3. Pengungkit

4. Kontak normal terbuka (N/O)

5. Kontak normal tertutup (N/C)

6. Pegas berbentuk busur

7. Pegas penahan kontak

8. Plat penghubung

9. Baut pengait

1.3.3 Prinsip Kerja:

Cara kerja sakelar pembatas diperlihatkan seperti gambar 1.9 dan gambar 1.10

berikut. Dalam keadaan tidak aktif (tuas rol tidak tertekan), kontak N/O dalam keadaan

terbuka dan kontak N/C dalam keadaan tertutup. Jika rol tertekan dengan tekanan lebih

besar daripada gaya pegas penahan tekanan (1), maka pengungkit (3) menarik plat

penghubung kontak (8) ke atas sehingga kontak N/O terhubung dan kontak N/C terbuka.

Bila tekanan pada rol hilang, pegas penahan tekanan (1) kembali ke posisi semula dan

15

pegas penahan kontak (7) menekan plat penghubung kontak (8) ke bawah, akibatnya

posisi kontak kembali seperti semula.

Gambar 1.11 Sakelar batas dalam posisi tidak aktif

Gambar 1.12 Sakelar batas dalam posisi aktif

1.3.5 Pemasangan

Sakelar pembatas mempunyai komponen mekanik yang presisi, maka harus

diperhatikan saat pemasangan:

ketelitian pemasangan (celah yang tepat antara komponen penggerak /tuas rol dan

obyek)

kekerasan sambungan pemasangan,

pemasangan dengan arah yang tepat (kira-kira penggerak dari sisi atau depan)

Sambungan listrik harus dilakukan dengan hati-hati. Sambungan (klem atau sekrup)

harus diisolasi. Jika kabel disolder harus diperhatikan panas yang dapat merusak sakelar

selama penyolderan berlangsung. Rumah sakelar yang berubah dapat membawa

kesalahan fungsi sakelar. Sambungan kabel dari sumber tegangan ke limit switch harus

dijaga bebas tekanan gaya tarik.

1.3.6 Pengaman Kontak

Arus yang mengalir pada sakelar pembatas harus dibatasi karena arus yang besar

dapat menimbulkan bunga api saat hubung dan putus. Bunga api yang besar dapat

menimbulkan kebakaran pada kontak. Untuk mengatasi hal itu diperlukan tahanan seri

yang dapat membatasi arus listrik sehingga memperpanjang umur kontak.

Pada beban induktif, kontak harus juga diberi pengaman karena adanya tegangan

induksi saat pemutusan. Rangkaian pengaman yang cocok adalah rangkaian RC atau

dioda seperti gambar berikut:

16

+ 24 V DC

- 0 V

I

V

R L L

D

Gambar 1.13 Pengaman rangkaian sakelar batas dengan diode

+ 24 V DC

- 0 V

I

V

R L L

C

R

Gambar 1.14 Pengaman rangkaian sakelar batas dengan RC

Keterangan

RL

L

R

=

=

=

tahanan murni beban

induktansi beban

tahanan pengaman

C

D

=

=

kapasitor pengaman

diode pengaman

Besar komponen pengaman tergantung dari komponen yang dihubungkan padanya (relai,

kontaktor). Jika kontaktor atau relai diaktifkan yang pokok harus diperhatikan adalah data

teknik sakelar dan relai atau kontaktor. Arus mula jalan relai atau kontaktor beberapa kali

lebih besar (8 - 10 X) dari arus nominal. Oleh karena itu sangat penting menggunakan

data arus mula jalan sebagai dasar patokan.

1.3.7 Pemakaian Sakelar Batas

1.3.7.1 Memonitor Pintu

Sakelar dipasang pada pintu. Pintu terbuka sakelar tidak tertekan, sedangkan pada

waktu pintu tertutup sakelar tertekan.

17

Gambar 1.15 Pemakaian sakelar batas untuk memonitor pintu

1.3.7.2 Pengontrol Akhir Posisi

Dipakai untuk mengontrol silinder berhenti di belakang atau di depan.

Gambar 1.16 Pemakaian sakelar batas untuk mengontrol akhir posisi

1.3.7.3 Pengontrol Pengerek Mesin Derek

Pada kapal laut dipakai untuk mengontrol gulungan kawat mesin derek.

Gambar 1.17 Pemakaian sakelar batas pada mesin derek.

18

1.4 Sensor Proksimiti

1.4.1 Pengertian

Sensor Proksimiti adalah sensor yang dapat mendeteksi obyek/target tanpa melalui

sentuhan secara langsung dari luar.

1.4.2 Fungsi

Untuk merekam informasi tentang status sistem dan meneruskannya ke kontrol,

digunakan sensor. Sensor secara umum digunakan untuk tujuan seperti berikut ini :

Untuk mendeteksi posisi batang piston silinder,

Untuk mendeteksi benda kerja,

Untuk mengukur dan memonitor tekanan.

1.4.3 Macam-macam sensor proksimiti

Sangat berbeda dengan limit switch, proximity switch beroperasi tanpa sentuhan

(non contact switching) dan tanpa gaya mekanik dari luar. Ada beberapa macam

proximity switchseperti terlihat pada gambar 1.16 yaitu:

Reed switch

Induktive proximity switch

Capasitive proximity switch

Optical proximity switch

Proximity switch

Gambar 1.18 Macam-macam sensor proksimiti

Keuntungan dari sensor proksimiti tanpa sentuhan adalah:

penginderaan posisi geometris tepat dan otomatis

penginderaan benda dan proses tanpa sensuhan; tidak ada sentuhan antara sensor

dan benda kerja,

karakteristik switching cepat; karena sinyal output dihasilkan secara elektronik,

sensor yang bebas aus dan tidak membuat kesalahan pulsa.

sensor elektronik tidak mempunyai bagian yang bergerak yang dapat membuat

kontak berkarat,

jumlah siklus switching tidak terbatas,

tersedia untuk digunakan dalam kondisi berbahaya (misalnya daerah dengan bahaya

ledakan).

19

1.4.4 Simbol sensor proksimiti

Simbol sensor proksimiti digambarkan seperti pada gambar 1.17.

Gambar 1.19 simbol sensor proksimiti

Sedangkan untuk mengetahui jenis sensor proksimitinya dengan melihat tanda di dalam

simbol tersebut. Tanda dari jenis sensor tersebut seperti berikut.

Bila di dalam simbol sensor proksimiti terdapat tanda induktif maka jenis sensor tersebut

adalah sensor proksimiti induktif. Identitas sensor proksimiti pada rangkaian listrik adalah :

B (B1, B2, … ).

1.4.5 Kriteria Pemilihan Sensor Proksimiti

Salah satu fungsi sensor adalah mendeteksi benda kerja. Benda kerja terbuat dari

logam mudah dideteksi dengan menggunakan sensor proksimiti induktif jika jarak

pensensorannya pendek yaitu berkisar antara 0,4 s.d 10 mm. Untuk jarak yang jauh lebih

cocok dideteksi dengan sensor proksimiti optik jenis through-beam sensors.

Sensor proksimiti kapasitif sesuai untuk mendeteksi semua benda baik logam

maupun non logam tetapi dengan jarak yang relatif pendek seperti hanya sensor

proksimiti induktif. Objek yang akan dideteksi oleh sensor proksimiti kapasitif harus dari

volume minimum tertentu. Sensor proksimiti ultrasonik dan optical diffuse reflective

proximity sensorsdapat mendeteksi berbagai bahan yang berbeda dengan jarak yang

lebih besar. Namun, mendeteksi benda dengan permukaan miring dapat menimbulkan

masalah.

Kriteria lebih lanjut untuk pemilihan sensor proksimiti adalah kondisi obyek yang

akan dideteksi, persyaratan instalasi untuk sensor proksimiti dan faktor lingkungan yang

20

harus diperhitungkan. Setelah semua persyaratan ini telah ditetapkan, sensor proksimiti

yang sesuai dapat dipilih dari berbagai produk alternatif yang ditawarkan.

1) Object material

Obyek material yang akan dideteksi dari bahan berpenghantar listrik (konduktor) atau

tidak (isolasi). Obyek dengan bahan konduktor seperti:

Baja

Baja tahan karat (Stainless)

Brass

Tembaga

Aluminium

Nikel

Chromium

Berlapis logam, bahan tidak menghantarkan listrik, tergantung pada spesifik

ketebalan lapisan

Grafit

Obyek dengan bahan isolasi seperti:

Plastik

Kertas, Cardboard

kayu

Tekstil

Kaca

Sifat bahan isolasi:

Transparan atau non-transparan secara optik

Kemampuan refleks optik dari permukaan (menyerap untuk memantulkan)

Homogen, non-homogen (misalnya material komposit)

Porous, berserat

Padat, cair, material lepas

Dielektrikkonstan

Ukuran dan Bentuk:

Ukuran struktur obyek yang dideteksi dan mungkin diklasifikasi untuk bentuk

standar, misalnya blok, silinder, bola, kerucut.

2) Kondisi untuk mendeteksi benda-benda

Sentuhan atau non-sentuhan,

21

Jarak antara sensor dan objek, mungkin dengan mempertimbangkan setiap

toleransi yang mungkin terjadi dalam hal jarak, misalnya dalam kasusbenda

bergerak.

Kecepatan dari objek atau waktu bergerak selama obyek ada atau downtime.

Tetap atau perubahan penginderaan, misalnya posisi obyekyang berbeda.

Jarak ke objek yang berdekatan, resolusi dari interogasi yang dibutuhkan.

Jenis latar belakang atau area di bawah.

3) Kondisi Instalasi

Tersedianya ruang kosong yang tersedia (jarak/volume) disekitar daerah

penginderaan.

Diperlukan jarak minimum antara beberapa sensor yang berdekatan.

4) Pertimbangan lingkungan

Suhu ruang

Pengaruh debu, kotoran, partikel, kelembaban, percikan air, jet air antara lain,

melihat kelas perlindungan IP.

Pengaruh medan magnet atau listrik, misalnya dalam lingkungan pengelasan.

Pengaruh pancaran cahaya luar (pencahayaan yang khas dari ruangan).

Ruang dengan bahaya ledakan

Kebersihan lingkungan kamar

Kebutuhan ruang yang bersih atau steril untuk digunakan pada kemasan

makanan atau dalam lingkungan medis.

Aplikasi dalam kondisi tekanan atau vakum tinggi.

5) Aplikasi keamanan

Aplikasi di daerah dengan bahaya ledakan

Aplikasi untuk tujuan pencegahan kecelakaan

Aplikasi dimana peningkatan langkah-langkah keamanan yang diperlukan

terhadap kerusakan

6) Pilihan / fitur sensor proksimiti

Desain/tipe dengan spesifikasi ukuran

Suplai tegangan(DC, AC)

Jenis switch keluaran dan tipe pengaman rangkaian:

Keluaran positip (PNP output)

Keluaran negatip (NPN output)

Pengaman hubung singkat

22

Perlindungan polaritas terbalik

Sambungan : kabel atau konektor

Kelas perlindungan IEC 529, DIN 40050

Suhu lingkungan yang diijinkan selama operasi

Desain khusus tersedia DIN 19234 (NAMUR) ataudesain aman("perlindungan

ledakan"), atau desain perlindungan kecelakaan

Arus beban maksimum

Jarak minimum antar sensor

1.4.6 Sambungan sensor

Induktive, capasitive dan opticalproximity switch adalah termasuk sensor elektronik.

Pada sensor ini tidak ada gerakan kontak. Output sensor secara listrik terhubung dengan

tegangan suplai positip atau negatip.Proximity switch mempunyai 3 kabel:

Satu kabel untuk tegangan suplai positip,

Satu kabel untuk tegangan suplai negatip,

Satu kabel untuk sinyal atau output sakelar.

Ada dua jenis sensor tergantung dari polaritas tegangan outputnya yaitu :

Sensor dengan keluaran tegangan positip (PNP) dan

Sensor dengan keluaran tegangan negatip (NPN).

1) Sensor dengan keluaran tegangan positip (PNP)

Sensor proksimiti arus searah dengan keluaran PNP, terminal keluaran terhubung

ke tegangan positif melalui switch. Ini berarti bahwa jika beban terhubung (display, relay,

...) ke sensor, maka satu sambungan harus terhubung ke keluaran sensor dan

sambungan lain ke 0V. Sensor proximiti PNP adalah sensor dengan switching positif.

Gambar 1.20 Sensor proksimiti dengan keluaran PNP

Keluaran sensor proksimiti PNP dapat berupa "kontak NO" atau "kontak NC" seperti pada

gambar 1.18.

23

Kontak NO sensor PNP

Kontak NC sensor PNP

Gambar 1.21 Keluaran sensor proksimiti PNP

2) Sensor dengan keluaran tegangan negatip (NPN)

Sensor proksimiti arus searah dengan keluaranNPN, terminal keluaran terhubung

ke tegangannegatifmelalui switch. Ini berarti bahwa jika beban terhubung (display, relay,

...) ke sensor, maka satu sambungan harus terhubung ke keluaran sensor dan

sambungan lain keterminal positif. Sensor proximiti NPNadalah sensor dengan switching

negatif.

Gambar 1.22 Sensor proksimiti dengan keluaran NPN

Sama seperti sensor PNP, keluaran sensor proksimiti NPN dapat berupa "kontak NO"

atau "kontak NC" seperti pada gambar 1.20.

Kontak NO sensor NPN

Kontak NO sensor NPN

Gambar 1.23 Keluaran sensor proksimiti NPN

23

24

D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN

1. Membedakan kontak N/O, N/C dan C/O dengan menggunakan software Fluid SIM P.

a) b)

c)

Gambar 1.24 Pemakaian kontak NO/NC/CO

2. Membedakan kontak dengan sentuhan atau tanpa sentuhan melalui gambar 1.22 /

video.

Diagram Rangkaian:

kontak N/O dengan lampu

kontak N/C dengan lampu

kontak C/O dengan lampu

Siapkan software Fluid SIM

Gambar rangkaian di Fluid

SIM

Simulasikan Rangkaian

Dari hasil simulasi: Bagaimana perbedaan kontak

N/O, N/C dan CO.

+24V

0V

S1

H 1

S2

+24V

0V

H 2

S3

+24V

0V

H 3 H 4

Informasi dari

video atau

gambar tentang

automasi industri

Catat semua

sensor yang

digunakan Identifikasi yang termasuk sakelar

pengendali (sentuhan)

Identifikasi yang termasuk sensor proksimiti (tanpa

sentuhan)

25

Gambar 1.25 Pemakaian sensor sakelar, tombol tekan dan limit switch di kapal

26

Gambar 1.26 Pemakaian sensor proksimiti di mesin industri

3. Kegunaan Sakelar dan Sensor

4. Mengenali Sakelar Pengendali dan Sensor Proksimiti Dari Simbol-Simbolnya

E. LATIHAN/SOAL/TUGAS

1. Bagaimana membedakan kontak NO/NC/CO?

2. Perhatikan gambar 1.23 dan gambar 124. Sakelar dan sensor yang digunakan untuk

mengontrol mesin kapal pada gambar tersebut termasuk dalam kategori kontak

dengan sentuhan atau tanpa sentuhan?

NO SAKELAR DAN SENSOR SENTUHAN NON SENTUHAN

1 Sensor magnetic

2 Sensor induktif

Informasi dari video atau

gambar pada tugas tentang

kontrol kapal

Dari gambar:

Dimana sakelar dan

sensor digunakan

Informasi Simbol-

Simbol

Elektropneumatik

Informasi diagram rangkaian

elektropneumatik Identifikasi yang termasuk sakelar

pengendali (sentuhan)

Identifikasi yang termasuk sensor proksimiti (tanpa

sentuhan)

27


3 Sensor kapasitif

4 Sensor warna

5 Sensor optic

6 Sensor vakum

7 Tombol START

8 Selektor Switch

9 Emergency switch

10 Limit switch

3. Apakah perbedaan antara limit switch dan proximity switch ?

4. Manakah dari gambar berikut yang merupakan sambungan sensor PNP dengan kontak

NC ke beban?

5. Perhatikan gambar rangkaian berikut! Komponen manakah yang termasuk

sakelar/sensor sentuhan dan sensor non sentuhan.

4 2

5

1

3

1M1

79%

P

A

1B21B1

1B3

46%

P

A

28

F. RANGKUMAN

1. Sakelar pengendali termasuk komponen listrik yang digerakkan melalui sentuhan

baik sentuhan secara manual atau sentuhan dengan mekanik. Di dalamnya

termasuk sakelar/tombol yang digerakkan dengan cara ditekan, diputar, diinjak

atau disentuh secara mekanik.

2. Sensor proksimiti termasuk komponen listrik yang diaktifkan tanpa melalui

sentuhan. Bekerjanya dengan cara didekati benda kerja baik itu benda logam atau

non logam.

S1

+24V

0V

1M1

1B1 1B2S2

1B3

K1 K2 K4

K3

K1

K4K4K2

K3

29

1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan

membandingkan dengan kunci jawaban, maka jika jawaban anda

sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika

jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk

mengulang mempelajari modul ini.

2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi kegiatan pembe-

lajaran ini? Berilah komentar, masukan dan tindak lanjuti modul

ini!

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT

30

H. KUNCI JAWABAN

1. Gambar rangkaian 1.21 digambar kembali dengan Fluid SIM P. Jalankan simulasinya.

Jika lampu menyala sebelum kontak ditekan maka kontak dikatakan dalam kondisi

normal tertutup (NC), begitu sebaliknya jika lampu mati sebelum kontak ditekan maka

kontak dikatakan dalam kondisi normal terbuka (NO). Kontak CO dikenali sebagai

kontak tukar jika kontak ditekan hubungannya berpindah ke kontak yang lain.

2. Sensor sentuhan/non sentuhan


1 Sensor magnetik √

2 Sensor induktif √

3 Sensor kapasitif √

4 Sensor warna √

5 Sensor optik √

6 Sensor vakum √

7 Tombol START √

8 Selektor Switch √

9 Emergency switch √

10 Limit switch √

3. Perbedaan limit switch dan proximity switch:

limit switch : bekerja karena sentuhan/gaya dari luar

proximity switch : bekerja jika ada benda didekat sensor (tanpa sentuhan/ gaya

dari luar)

4. Manakah dari gambar berikut yang merupakan sambungan sensor PNP dengan

kontak NC ke beban?

5. Komponen sakelar/sensor sentuhan : S1, S2, 1B3

Komponen sensor non sentuhan : 1B1, 1B2

31


Sensor Proksimiti A. TUJUAN

Setelah selesai mempelajari modul ini peserta didik dapat:

1. membedakan jenis-jenis sensor proksimiti.

2. menentukan prosedur penyambungan sensor dengan benar.

3. memilih sensor yang tepat untuk pemakaian tertentu.



kelistrikan kapal.





C. URAIAN MATERI

2.1 REED SWITCH

2.1.1 Pengertian

Reed switch adalah proximity switch yang dioperasikan secara magnetik. Ia terdiri

dari dua kontak buluh (reed) dalam tabung gelas yang diisi gas. Gambar 2.1 menunjukkan

kontak buluh di dalam gelas kaca. Jenis sakelar ini dinamai setelah logam tipis berbentuk

buluh tertutup didalam kapsul kaca. Kapsul diisi dengan gas untuk mencegah kontak dari

karat. Bagian dari kontak buluh yang bersentuhan ketika menutup,dilapisi dengan logam

mulia untuk mendapatkan konduktivitas yang baik.

Gambar 2.1 Kontak buluh dalam gelas kaca

Berikut ini adalah konstruksi reed switch dan diagram rangkaiannya.

32

Gambar 2.2 Reed switch dan diagram rangkaiannya

Reed switch mempunyai 3 kabel. Hubungannya adalah sebagai berikut :

Satu kabel (coklat) untuk tegangan suplai positip,

Satu kabel (biru) untuk tegangan suplai negatip,

Satu kabel (hitam) untuk sinyal atau output sakelar.

Identitas pada rangkaian listrik adalah: B (B1, B2, … ).

+

-

Gambar 2.3 Simbol reed switch dan benda aslinya

2.1.2 Prinsip Kerja

Prinsip kerja reed switchadalah sederhana. Kontak buluh biasanya terbuka. Celah

udara di antara kedua buluhmengisolasi mereka dan tidak ada arus dapat mengalir

melalui kontak. Namun, jika magnet permanen ditempatkan dekat dengan kontak, fluks

magnetik yang dihasilkan oleh magnet menarik dua buluh bersama-sama.

Seperti ditunjukkan dalam gambar 2.4, ujung yang dilapisi logam mulia dari salah

satu buluh menjadi kutub utara magnet, sedangkan ujung buluh yang lain menjadi kutub

selatan magnet. Sejak saat itu kedua buluh memiliki kutub magnet yang berlawanan,

mereka saling menarik dan dua buluh bersentuhan bersama untuk menutup rangkaian

listrik. Ketika magnet menjauh dari kedua buluh, mereka terlepas dan rangkaian listrik

terbuka lagi.

33

Gambar 2.4 Reed switch diaktifkan oleh magnet

Dalam pemakaian di teknik kontrol reed switch dipasang langsung pada rumah

silinder. Ia diaktifkan oleh cincin magnetik yang ada pada piston silinder. Jika cincin

magnet bergerak tepat pada reed switch menyebabkan kontak menutup akibat dari

medan magnet dan arus listrik dapat mengalir melaluinya.

Tidak aktif aktif

Gambar 2.5 prinsip kerja reed switch pada badan silinder

Pada umumnya reed switch mempunyai kontak normal terbuka (N/O). Dalam pemakaian

industri, reed switch dilengkapi dengan lampu tanda LED.

Reed switch mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

Mempunyai umur yang panjang,

Bebas perawatan,

Waktu hubung pendek : 0,2 ms

Tidak cocok untuk digunakan dalam daerah dengan medan magnet besar

(misalnya di sekitar mesin penyolderan tahanan)

Arus maksimum harus dibatasi oleh reed switch agar kontak tidak terbakar.

2.1.3 Pemasangan reed switch pada silinder.

Gambar berikut menunjukkan cara memasang reed switch pada silinder kerja

ganda:

Tempatkan reed switch pada slot silinder.

Atur ke posisi akhir mundur atau akhir maju.

Kencangkan dengan kunci L yang sesuai.

34

Gambar 2.6 Pemasangan reed switch pada badan silinder

Fungsi reed switchuntuk mendeteksi posisi akhir maju atau mundur dari silinder. Berikut

ini gambar reed switch yang diletakkan di posisi akhir maju dan mundur dari silinder kerja

ganda.

Gambar 2.7 Posisi reed switch pada silinder

2.1.4 Rangkaian reed switch

Rangkaian reed switch ditunjukkan seperti gambar berikut untuk tipe PNP dan NPN.

PNP NPN

Gambar 2.8 Rangkaian reed switch dengan beban relai

35

2.1.5 Data Teknik Reed Proximity Sensor

Berikut ini adalah contoh data teknik reed proximity sensor.

Tabel 2.1 Data Teknik Reed proximity sensor

Parameter Nilai

Tegangan switching 12 – 27VDC atau AC

Ketelitian switching ± 0,1 mm

Kemampuan kontak maksimum 40 W

Maximum magnetic interference induction 0,16 mT

Arus switching maksimum 2 A

Frekuensi switching maksimum 500 Hz

Waktu switching 2 ms

Konduktasi 0,1

Umur kontak 5 juta siklus switching

Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) IP 66

Temperatur ruang kerja -20 – +60 °C

Saat memasang reed proximity sensor, pastikan bahwa tidak ada intervensi medan

magnet luar yang dekat sensor dengan kuat medan lebih dari 0,16 mT (T = Tesla). Jika

hal ini terjadi, maka sensor harus dilindungi.

Jika beberapa silinder pneumatik dilengkapi dengan reed proximity sensor, maka

jarak minimum 60mm diperlukan antara sensor dan dinding silinder eksternal yang

berdampingan.

Dengan reed proximity sensor, arus maksimum harus dikurangi. Jika tidak hal ini

dapat menyebabkan busur api selama switching atau dapat membakar pisau kontak.

Sebuah resistor ( R ) dipasang seri berfungsi sebagai pembatas arus dan agar umur

switching lebih panjang seperti terlihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Pembatas arus pada reed proximity sensor

36

2.2 SENSOR PROKSIMITI INDUKTIF

2.2.1 Pengertian

Sensor induktif mendeteksi keberadaan benda-benda logam dengan

menghasilkan medan elektromagnetik dan mendeteksi perubahan di medan ini.

+

-

Gambar 2.10 Sensor induktif dan simbolnya

2.2.2 Prinsip kerja

Sensor induktif terdiri dari kumparan, osilator, rectifier (rangkaian detektor),

dan rangkaian keluaran, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Blok diagram sensor induktif

Osilator menghasilkan tegangan frekuensi tinggi yang diterapkan pada kumparan untuk

menghasilkan medan elektromagnetik. Gambar 2.12 menunjukkan bahwa jika benda

logam memasuki medan magnet, arus eddy diinduksi dalam objek. Hal ini menyebabkan

hilangnya energi dan mengurangi besarnya osilasi. Ketika kehilangan energi menjadi

cukup signifikan, osilator berhenti berfungsi.

37

Gambar 2.12 Prinsip kerja sensor induktif

Rectifier mengubah sinyal keluaran AC dari osilator ke tegangan DC. Ketika

tegangan DC mencapai "tingkat operasi," transistor keluaranaktif. Ketika tegangan DC

menurun ke "tingkat melepaskan," transistor keluaran nonaktif.Karena medan magnet

yang terkait dengan arus eddy induksi cukup kecil, jarak penginderaan maksimum dari

sebuah sensor induktif juga cukup kecil. Jarak penginderaan adalah dari 1 mm sampai 15

mm (0,04 ke 0,6 in). Jarak penginderaan untuk sensor induktif tergantung pada ukuran

kumparan dan jenis logam. Sensor induktif harus berjarak dari benda-benda logam di

sekitarnya dan sensor lain untuk menghindari yang mempengaruhi operasi.

2.2.3 Pemakaian Sensor Induktif

Gambar 2.13 menunjukkan dua contoh bagaimana sensor induktif digunakan. Di

sebelah kiri, sebuah sensor induktif memeriksa tutup botol. Botol tanpa tutup ditolak.

Sensor induktif bekerja lebih baik daripada sensor proksimiti lain dalam aplikasi ini karena

mereka tidak terpengaruh oleh kelembaban tinggi. Pada gambar 2.13b, sensor induktif

menghitung paku keling pada benda kerja yang telah selesai diproses.

38

Gambar 2.13 Aplikasi sensor induktif

Induktive proximity sensor mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

Semua material dengan daya hantar listrik tinggi dapat dideteksi oleh sensor ini.

Selain logam, juga graphite.

Obyek yang dapat dideteksi : bergerak atau diam

Obyek dengan luas permukaan yang besar lebih cepat dapat dibaca daripada obyek

dengan luas permukaan yang kecil.

Digunakan paling besar sebagai sensor digital.

2.2.4 Sambungan Sensor Induktif

Rangkaian sensor induktif ditunjukkan seperti gambar berikut untuk tipe PNP dan

NPN.

PNP NPN

Gambar 2.14 Rangkaian sensor induktif dengan beban relai

2.2.5 Data Teknis Sensor Induktif

Berikut ini adalah contoh data teknik inductive proximity sensor.

Tabel 2.2 Data Teknik Inductive proximity sensor

39

Parameter Nilai

Obyek material Logam

Tegangan switching 10 – 30V

Jarak switchingnominal 0,8 – 10 mm, maksimum 250mm

Arus switching maksimum 75-400mA

Induksi respon minimal 2 – 35 mT

Getaran 10 – 50Hz, 1mm amplitudo

Kepekaan terhadap kotoran Tidak peka

Umur pelayanan Sangat lama

Frekuensi switching maksimum 1000 Hz

Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) sampai IP 67

Temperatur kerja -25 – +70 °C

Sensor induktif mempunyai tindakan pencegahan untuk menjamin operasi yang aman,

yaitu:

perlindungan polaritas terbalik (terhadap kerusakan akibat pembalikan sambungan),

perlindungan terhadap hubung singkat (melawan arus pendek dari terminal keluaran

terhadap bumi),

perlindungan terhadap puncak tegangan (perlindungan terhadap lonjakan tegangan

lebih)

Perlindungan terhadap putusnyapenghantar (keluaran diblokir jika jalur suplai

terputus)

2.3 SENSOR PROKSIMITI KAPASITIF

2.3.1 Pengertian

Sensor kapasitif dirancang untuk mendeteksi baik logam dan non logam dari suatu

obyek benda. Sensormengukur perubahan kapasitansi di dalam medan listrik sebuah

kapasitor yang disebabkan oleh obyek yang mendekatinya.Sensor kapasitif tidak hanya

mereaksi benda-benda berpenghantar tinggi (seperti logam) tetapi juga benda-benda

isolator yang mempunyai kuat dielektrik tinggi (seperti plastik, gelas, keramik cairan dan

kayu).

40

+

-

Gambar 2.15 Sensor kapasitif

2.3.2 Prinsip Kerja

Sensor kapasitif terdiri dari probe kapasitif, osilator, rectifier (rangkaian detektor),

dan rangkaian keluaran.

1 2 3 Gambar 2.16 Blok diagram sensor kapasitif

Keterangan :

1. Probe kapasitif dan osilator

2. Rectifier/rangkaian detektor

3. Rangkaian keluaran

Sebuah kapasitor terbentuk ketika dua konduktor listrik (plat), yang dipisahkan oleh

bahan isolasi (dielektrik), yang terhubung ke kutub yang berlawanan dari sumber

tegangan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.17. Satu plat menjadi bermuatan

positif, sedangkan plat kedua menjadi bermuatan negatif. Jumlah muatan listrik yang

tersimpan dalam kapasitor disebut sebagai kapasitansi.

41

Gambar 2.17 Prinsip kapasitor

Sensor kapasitif bekerja seperti kapasitor. Probe kapasitif dari sensor bertindak

sebagai kutub positif, dan tanah bertindak sebagai kutub negatif. Gambar 2.18

menunjukkan bahwa ketika sebuah objek mendekati sensor, konstanta dielektrik

mengubah kapasitansi kapasitor. Ketika nilai kapasitansinya mencapai batas tertentu,

osilator diaktifkan. Rectifier mengubah osilasi AC ke tegangan DC. Ketika tegangan DC

mencapai "tingkat operasi," transistor output aktif. Ketika tegangan DC menurun ke

"tingkat melepaskan," transistor output nonaktif.Karena sensor diaktifkan oleh perubahan

energi listrik daripada energi magnetik, maka sensor dapat mendeteksi baik bahan logam

dan non logam.

Perubahan kapasitansi pada dasarnya tergantung pada parameter berikut:

jarak obyek (media) dari permukaan aktif,

ukuran media

konstanta dielektrik media.

Probe dengan ukuran besar memiliki kapasitansi yang lebih besar daripada probe

yang kecil, sehingga obyek akan mempengaruhi medan elektrostatik dari probe besar

daripada jarak yang lebih jauh.Konstanta dielektrik dari media obyek mempengaruhi jarak

penginderaan. Obyek yang memiliki konstanta dielektrik yang rendah sulit untuk dideteksi.

Sebagai contoh, sebuah saklar proksimiti kapasitif akan mendeteksi kaca hanya 40% dari

jarak standar, dan kertas sebesar 10%. Suhu, kelembaban, dan dekat objek juga dapat

mempengaruhi pengoperasian sensor kapasitif.

42

Gambar 2.18 Prinsip kerja sensor kapasitif

Sensitivitas sensor kapasitif dapat disesuaikan dengan potensiometer. Dengan cara

ini memungkinkanmendeteksi media tertentu. Misalnya, menentukan ketinggian cairan

melalui dinding botol.

2.3.3 Pemakaian

1) Mendeteksi Level Cairan

Sensor kapasitif yang digunakan untuk mendeteksi level cairan melalui dinding tipis

dari wadah plastik atau kaca maka ketebalan dinding harus dibatasi agar sensor

merespon isinya saja. Pada gambar 2.19 sensor kapasitif dipakai untuk mendeteksi level

cairan.

Tidak Aktif

Aktif

Gambar 2.19 Aplikasi sensor kapasitif untuk level air

43

2) Mendeteksi Bahan Butiran-Butiran Dalam Kardus

Sensor kapasitif cocok untuk mendeteksi bubuk, biji-bijian atau butiran-butiranbahan

melalui wadah atau silo. Sensor memungkinkan memeriksa isi/ volume yang ada di dalam

wadah makanan melaluikemasan yang disegel.

Gambar 2.20 menunjukkan empat sensor kapasitif di dasar sebuahkotak kardus

untuk memeriksa bahwa empat minuman ringan botol telah dimasukkan.

Gambar 2.20 Aplikasi sensor kapasitif untuk mendeteksi isi kardus.

2.3.4 Sambungan Sensor Kapasitif

Rangkaian sensor kapasitif ditunjukkan seperti gambar 2.21 untuk tipe PNP dan

NPN.

PNP NPN

Gambar 2.21 Rangkaian sensor kapasitif dengan beban relai

44

2.3.5 Data Teknis Sensor Kapasitif

Berikut ini adalah contoh data teknik Capasitive proximity sensor.

Tabel 2.3 Data Teknik Capasitive proximity sensor

Parameter Nilai

Bahan obyek Semua bahan dengan konstanta dielektrik 1

Tegangan kerja 10 – 30VDC atau 20 – 250VAC

Jarak switching nominal 5 -20mm, maks.60mm

Arus switching maksimum 500mA

Kepekaan terhadap kotoran Peka

Umur pelayanan Sangat lama

Frekuensi switching Sampai 300 kHz

Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) IP 67

Temperatur kerja -25 – +70 °C

2.4 SENSOR PROKSIMITI OPTIK

2.4.1 Pengertian

Sensor optik adalah keluarga dari perangkat yang mendeteksi ada atau tidaknya

hampir semua jenis objek tanpa kontak fisik. Oleh karena itu, mereka dapat memenuhi

berbagai kebutuhan kontrol: ukuran, atau posisi, menghitung, memonitor kecepatan

operasi, dan banyak lagi.

Sensor optik terdiri dari pemancar cahaya (transmiter) dan penerima cahaya

(receiver). Pemancar adalah Light Emitting Diode (LED) yang memancarkan panjang

gelombang cahaya tertentu. Kebanyakan sensor optik menggunakan sumber cahaya

inframerah, merah, hijau, atau biru.

Lampu terlihat dan inframerah adalah bagian kecil dari spektrum elektromagnetik. LED

inframerah digunakan di mana output cahaya maksimum diperlukan untuk berbagai

penginderaan yang panjang. Balok cahaya tampak meringankan setup atau membantu

mengkonfirmasi operasi sensor.

Penerima adalah fotodioda, atau phototransistor, yang memberikan perubahan arus

penghantar tergantung pada seberapa banyak cahaya yang terdeteksi. Fotodioda dan

fototransistor lebih sensitif terhadap panjang gelombang tertentu dari cahaya. Gambar

2.22 adalah simbol LED dan fotodioda.

45

Gambar 2.22 Simbol LED dan Fotodioda.

Untuk meningkatkan efisiensi, cahaya pemancar dan penerima harus

sesuai.Gambar 2.23 menunjukkan tiga jenis dasar sensor optik: through beam, retro

reflective, dan diffuse reflektive.

Gambar 2.23 tiga jenis sensor optik

Simbol sensor optik:

+

-

Gambar 2.24 simbol sensor optic

46

2.4.2 Through beam (One-way light barrier)

One-way light barrier mempunyai pemancar (transmitter) dan penerima (receiver)

yang terpisah. Pemancar dan penerima dipasang sedemikian rupa sehingga sinar

pemancar diarahkan langsung ke penerima. Keluaran sensor terjadi jika sinar terganggu

atau terhalang.

sensor tidak aktif sensor aktif

Gambar 2.25 Sensor optik jenis throughbeam

Sensor throughbeam memberikan jarak penginderaan yang panjang. Sensor ini

sangat cocok untuk beroperasi di lingkungan industri sangat berdebu atau kotor, tetapi

mungkin tidak cocok untuk mendeteksi target bening atau transparan karena penerima

akan melihat melalui target ini.

Gambar 2.26 Aplikasi sensor jenis throughbeam

Berikut ini adalah contoh data teknik sensor optik jenis throughbeam.

Tabel 2.4 Data Teknik Sensor Optik Throughbeam

Parameter Nilai

Bahan obyek Semua, masalah terhadap obyek

transparan yang tinggi


Jarak switching nominal 1 -100mm (melalui pengaturan)

Arus switching (keluaran transistor) 100 - 500mA

47

Parameter Nilai

Kepekaan terhadap kotoran Peka (sensitif)

Umur pelayanan Sangat lama (sekitar 100.000 jam)

Frekuensi switching 20 – 10.000 Hz

Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) Sampai IP 67

Temperatur kerja 0 – 60°C atau -25 – +80 °C

Keuntungan dari sensor optik throughbeam:

Keandalan tinggi karena cahaya permanen selama non-operasi,

Daerah pemakaiannya luas,

Benda-benda kecil dapat dideteksi bahkan pada jarak yang cukup jauh,

Cocok untuk lingkungan yang agresif,

Ketepatan posisi baik.

Kelemahan dari sensor optik throughbeam:

Dua modul sensor optik terpisah (pemancar dan penerima) dan memerlukan

sambungan listrik yang terpisah juga.

Tidak bisa digunakan untuk benda benar-benar transparan.

Berikut ini harap diperhatikan bila menggunakan sensor optik throughbeam:

Dalam kasus benda transparan, adalah mungkin untuk mengurangi daya pancaran

cahaya dengan mengatur potensiometer sejauh mana penerima dinonaktifkan jika

objek memasuki cahaya.

Kegagalan emitor dapat dievaluasi sebagai "ada obyek/benda" (penting dengan

aplikasi pencegahan kecelakaan).

2.4.3 Retro reflektive (Reflective light barrier)

Pada reflective light barrier, pemancar dan penerima dipasang bersama dalam satu

rumah. Reflektor dipasang sedemikian rupa sehingga sinar yag dipancarkan oleh

pemancar dipantulkan reflektor dengan sempurna ke penerima. Keluaran sensor terjadi

jika sinar terganggu atau terhalang.

Gambar 2.27 Sensor optik jenis retroreflektive

48

Kadang-kadang, sensor retroreflective standar dapat dipicu oleh refleksi dari target

yang mengkilap atau sangat reflektif. Untuk menghindari hal ini, sensor retroreflective

berpolarisasi berisi filter polarisasi di depan pemancar dan penerima. Filter ini tegak lurus,

atau 90° dari fase satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.28. Sebuah

depolarisasi reflektor digunakan untuk memantulkan cahaya. Dengan tidak adanya target,

cahaya yang dipancarkan dari sensor tidak terpolarisasi dan tercermin dari reflektor

depolarizing. Beberapa cahaya yang dipantulkan melewati filter polarisasi di depan

penerima dan terdeteksi oleh sensor. Namun, cahaya yang dipantulkan oleh sebagian

besar target dikembalikan ke sensor dengan polaritas yang sama, dan tidak dapat

melewati filter polarisasi di depan penerima.

Pemakai sensor ini harus memperhatikan hal-hal berikut ini.

• Dalam kasus benda transparan, sinar melewati objek dua kali dan sebagai hasilnya

dilemahkan. Hal ini dimungkinkan untuk mendeteksi benda-benda jenis ini dengan

cara pengaturan potensiometer yang sesuai.

• Pantulan dari objek harus diatur sedemikian rupa untuk memastikan bahwa

pancaran tidak mengenai penerima.

• Kegagalan dari pemancar dievaluasi sebagai "ada objek/benda".

• Reflektor dapat terganggu akibat usia dan kotoran; Pada suhu lebih dari 80°C, plastik

dapat dipengaruhi secara permanen, reflektor yang tidak sesuai dapat membatasi

jangkauan dan keefektivitasanyang besar.

49

Gambar 2.28 sensor retroreflective berpolarisasi

Aplikasi sensor ini untuk memonitor dan menghitung benda kerja.

Gambar 2.29 Aplikasi sensor optik jenis reflektor

Aplikasi yang lain untuk mengontrol kekendoran lembaran suatu obyek.

Gambar 2.30 Aplikasi sensor optik jenis reflektor untuk mengontrol lembaran suatu obyek

Berikut ini adalah contoh data teknik sensor optik jenis reflektor.

Tabel 2.5 Data Teknik Sensor Optik Reflektor

50

Parameter Nilai

Bahan obyek Semua, masalah terhadap pantulan

obyek


Jarak switching nominal Lebih dari 10m (melalui pengaturan)




Frekuensi switching 20 – 1000 Hz



2.4.4 Diffuse reflective optical sensor

Pada diffuse reflective optical sensor, pemancar dan penerima dipasang bersama

dalam satu unit. Jika sinar menyinari benda yang memantulkan, maka benda

memantulkan sinar kembali ke penerima dan menyebabkan sensor mengeluarkan sinyal

(tegangan). Karena prinsip kerjanya, diffuse reflective optical sensor hanya dapat

digunakan jika target/benda atau bagian mesin yang dideteksi mempunyai sifat

pemantulan yang tinggi (misalnya permukaan logam yang dipoles, warna cat terang)

Gambar 2.31 Sensor diffuse reflective

Jarak switching sangat tergantung daripantulan objek. Ukuran, permukaan, bentuk,

kepadatan dan warna objek serta sudut menentukan kuat cahaya yang disebarkan

sehingga hanya jarak pendek dalam jarak beberapa decimeter dapat dideteksi. Latar

belakang harus menyerap cahaya atau membelokkan pancaran cahaya, yaitu ketika

sebuah target/objek tidak ada, cahaya yang dipantulkan harus berada di bawah ambang

batas respon dari rangkaian penerima. Sensor harus ditempatkan sedemikian rupa agar

cahaya pantulan dari permukaan benda mengenai penerima dari sensor. Gambar 2.32

memperlihatkan obyek yang terdeteksi dan yang tidak terdeteksi.

51

Obyek terdeteksi Obyek tidak terdeteksi

Gambar 2.32 Sensor optik diffuse dengan obyek yang memantulkan

Benda-benda transparan seperti gelas kaca yang terang, flexiglas yang terang dan

film transparan biasanya memiliki permukaan halus, memantulkan, oleh karena itu sensor

optik difuse dapat digunakan. Permukaan obyek harus vertikal sejajar dengan arah

cahaya sensor.

Benda-benda dengan sedikit pantulan seperti plastik hitam, karet hitam, bahan

gelap dengan permukaan kasar, tekstil warna gelap dan baja mengkilap tidak dapat

dideteksi oleh sensor optik difuse atau hanya dengan jarak yang sangat dekat. Alternatif

solusinya dengan menggunakan sensor optik through beam atau sensor retro-reflektif

untuk pendekatan dari samping atau dengan sensor kapasitif atau sensor ultrasonik untuk

pendekatan dari depan.

Keuntungan pemakaian sensor optik difuse:

Karena pantulandari objek telah mengaktifkan penerima, reflektor tambahan tidak

diperlukan.

Objek yang dapat memantulkan cahaya atau transparan tembus cahaya dengan

persentase yang cukup tinggi pasti dapat dipantulkan.

Dengan sensor optik through beam, benda hanya dapat dideteksi dari bagian

samping dari sinar, sedangkan sensor optik difuse memungkinkan mendeteksi dari

depan, yaitu ke arah sinar.

Tergantung pada pengaturan sensor optik difuse, benda dapat dideteksi secara

selektif yang dibelakangnya ada latar belakang.

Kerugian pemakaian sensor optik difuse:

Cahaya dari sensor optik difuse tidak lurus seperti pancaran dari sensor optik through

beam. Oleh karena itu, sensor optik difuse tidak cocok digunakan sebagai sensor

optik through beam, jika keakuratandari samping yang diperlukan.

Pemakaian sensor optik difuse digunakan untuk memonitor letak benda kerja yang benar

atau salah seperti ditunjukkan oleh gambar 2.33.

52

Gambar 2.33 Sensor optik diffuse untuk memonitor posisi benda kerja.

Gambar 2.34 adalah pemakaian sensor optik difuse lainnya yang digunakan untuk

mengecek bentuk dan posisi benda kerja.

Gambar 2.34 Sensor optik diffuse untuk mengecek bentuk benda kerja.

Berikut ini adalah contoh data teknik sensor optik jenis diffuse.

Tabel 2.6 Data Teknik Sensor OptikDiffuse

Parameter Nilai

Bahan obyek Semua obyek


Jarak penyensoran 50mm – 2 m (melalui pengaturan)




Frekuensi switching 20 – 2000 Hz



53

2.4.5 Sensor Proksimiti Optik Dengan Kabel Serat Optik

Sensor optik dengan kabel serat optik yang digunakan dalam perangkat

konvensional mengambil terlalu banyak ruang. Keuntungan menggunakan kabel serat

optik adalah di daerah dengan bahaya ledakan. Dengan menggunakan kabel serat optik

posisi benda-benda kecil dapat dideteksi dengan akurasi yang tinggi. Dua kabel serat

optik yang terpisah memungkinkan untuk membangun sebuah sensor optik through-

beam. Karena fleksibilitas penanganan mereka, ini dapat digunakan secara universal.

Gambar 2.35 Sensor optik through beam dengan kabel serat optik.

Gambar 2.36 Sensor optik difuse dengan kabel serat optik.

Keuntungan dari optik sensor dengan kabel serat optik:

mendeteksi benda dengang akses terbatas, misalnya melalui lubang-lubang.

kemungkinan instalasi jarak jauh dari rumah sensor (misalnya lingkungan yang

berbahaya: panas, air, radiasi, risiko ledakan).

mendeteksi akurat dari benda-benda kecil.

elemen sensor dapat dipindah-pindahkan.

Sensor optik dengan kabel serat optik digunakan untuk mendeteksi obyek yang kecil

seperti ditunjukkan oleh gambar 2.37.

54

Gambar 2.37 Sensor optik difuse dengan kabel serat optik untuk mendeteksi obyek kecil.


Menganalisis Sensor Proksimiti dengan jalan:

1. Memahami bahan ajar/modul,

2. Melihat video tentang sensor proksimiti,

Memahami

Macam-macam

Sensor Proksimiti

Sensor magnetik

Sensor induktif

Sensor kapasitif

Sensor optik

Menganalisis

Sensor

Proksimiti

Prinsip kerja sensor

proksimiti

Kegunaan Sensor proksimiti

Rangkaian sensor dengan

beban

55


1. Sebuah sensor ………………………. menggunakan medan elektromagnet dan hanya

dapat mendeteksi objek logam.

2. Dari elemen berikut ini, manakah yang bukan elemen sensor proksimiti induktif.

a. Target

b. Kumparan elektrik

c. Osilator

d. Rangkaian trigger

e. Output

3. Perbedaan utama antara sensor proksimiti induktifdan sensor proksimiti kapasitif

adalah bahwa sensor proksimiti kapasitif menghasilkan medan …………

4. Sensor proksimiti kapasitif akan menyensor bahan ……………………

5. Sensor seperti gambar berikut termasuk sensor ……….



8. Gambar sambungan sensor proksimiti PNP ke beban adalah….

56

A.

C.

B.

D.

9. Hubungkan sensor proksimiti dengan tegangan 24VDC. Keluaran sensor hubungkan

dengan lampu.

Tes 3 sensor proksimiti dan isi tabel berikut: ( 1 = lampu nyala, sensor mendeteksi

benda, 0 = lampu mati, sensor tidak mendeteksi benda)

Tabel 2.7 Tes sensor proksimiti

Jenis

Sensor Simbol

Benda kerja

Aluminium Plastik hitam Plastik putih Baja

induktif

optik

kapasitif

57

F. RANGKUMAN:

1. Sensor proksimiti reedswitch adalah sensor yang diaktuasi secara magnet, pada

prinsipnya sensor ini didesain untuk silinder yang dibuat dengan kemampuan sensing

(yakni magnet permanen pada daerah piston silinder), tetapi beberapa diantaranya

dapat juga digunakan di area lain dimana kedekatan terhadap medan magnet menjadi

syarat untuk menghasilkan sinyal kontrol elektrik.

2. Sensor induktif mendeteksi keberadaan benda-benda logam dengan menghasilkan

medan elektromagnetik dan mendeteksi perubahan di medan ini.

3. Sensor kapasitif dirancang untuk mendeteksi baik logam dan bukan logam benda.

Mereka mengukur perubahan kapasitansi di dalam medan listrik sebuah kapasitor

yang disebabkan oleh obyek yang mendekatinya. Sensor kapasitif tidak hanya

mereaksi benda-benda berpenghantar tinggi (seperti logam) tetapi juga benda-benda

isolator yang mempunyai kuat dielektrik tinggi (seperti plastik, gelas, keramik cairan

dan kayu).

4. Sensor optik adalah keluarga dari perangkat yang mendeteksi ada atau tidaknya

hampir semua jenis objek tanpa kontak fisik.Sensor optik terdiri dari pemancar cahaya

(transmiter) dan penerima cahaya (receiver). Ada tiga jenis dasar sensor optik: through

beam, retro reflective, dan diffuse reflektive.


1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan membandingkan dengan kunci

jawaban, maka jika jawaban anda sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya

tetapi jika jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk mengulang

mempelajari modul ini.

2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi kegiatan pembe-lajaran ini? Berilah

komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini!

H. KUNCI JAWABAN

1. Sebuah sensor INDUKTIF menggunakan medan elektromagnet dan hanya dapat

mendeteksi objek logam.

2. Dari elemen berikut ini, manakah yang bukan elemen sensor proksimiti induktif. (

TARGET)

3. Perbedaan utama antara sensor proksimiti induktif dan sensor proksimiti kapasitif

adalah bahwa sensor proksimiti kapasitif menghasilkan medan LISTRIK

4. Sensor proksimiti kapasitif akan menyensor bahan LOGAM DAN NON LOGAM

58

5. Sensor seperti gambar berikut termasuk sensor OPTIK JENIS THROUGHBEAM

6. Sensor seperti gambar berikut termasuk sensor OPTIK JENIS RETRO REFLECTIVE

7. Sensor seperti gambar berikut termasuk sensor OPTIK JENIS DIFFUSE REFLEKTIVE


A.

9. Tes sensor proksimiti

Jenis

Sensor Simbol

Benda kerja

Aluminium Plastik hitam Plastik putih Baja

induktif 1 0 0 1

59

optik

1 1 1 1

kapasitif

1 1 1 1

60


Sensor Tekanan A. TUJUAN

Setelah pelatihan selesai peserta diklat dapat menggunakan sensor tekanan pada

kelistrikan kapal.



kelistrikan kapal.





C. URAIAN MATERI

3.1 Pengertian

Sensor tekanan digunakan untuk mengontrol atau memonitor peralatan. Dapat

digunakan untuk membuka, menutup atau menukar rangkaian jika tekanan settingnya

(preset) telah tercapai.

3.1.1 Macam-macam sensor tekanan

Ada beberapa jenis sensor tekanan yaitu :

sensor tekanan dengan kontak mekanik

sensor tekanan dengan switching elektronik

sensor tekanan elektronik dengan sinyal output analog.

3.1.2 Sensor tekanan dengan kontak mekanik

Pada sensor tekanan dengan kontak mekanik, tekanan mengaktifkan permukaan

silinder. Jika tekanan melebihi gaya pegas, maka piston bergerak menghubungkan kontak

listrik.

61

Simbol sensor tekanan dengan kontak

mekanik :

1

2 4

>p

Gambar 3.1 sensor tekanan

3.1.3 Sensor tekanan dengan switching elektronik

Sensor tekanan dengan membran (diafragma) adalah penambahan yang terpenting

pada konstruksi sensor tekanan. Sebagai pengganti kontak mekanik, keluaran dihasilkan

oleh switch elektronik. Tekanan ditahan oleh membran. Sinyal sensor dievaluasi oleh

rangkaian elektronika. Jika tekanan telah mencapai harga tertentu, output menghasilkan

sinyal.

Sensor dengan kepekaan tekanan dapat dilakukan dengan salah satu prinsip fisika

berikut ini :

pengaruh tahanan (membran dengan strain gauge yaitu perubahan tahanan listrik

terjadi karena perubahan permukaan),

pengaruh piezoresistive (perubahan tahanan listrik terjadi karena perubahan

tekanan mekanik),

pengaruh piezoelectric (pembangkitan muatan listrik melalui tekanan mekanik)

pengaruh kapasitansi (perubahan kapasitansi terjadi karena perubahan tekanan

mekanik).

Simbol sensor tekanan dengan switching elektronik :

+

-

Gambar 3.2 simbol sensor tekanan

3.1.4 Sensor tekanan dengan sinyal output analog

Desain dan mode operasi sensor tekanan analog dapat menggunakan salah satu

prinsip kerja fisika di atas.

62

Gambar 3.3 prinsip kerja sensor tekanan

Pada gambar 3.3 menunjukkan prinsip sensor tekanan dengan piezoresistive.

Tahanan suatu resistor (1) berubah dari harganya, jika tekanan diberikan ke membran.

Melalui kontak (2) , tahanan dihubungkan ke rangkaian elektronika untuk dievaluasi, yang

membangkitkan sinyal output.

Gambar berikut menunjukkan konstruksi sensor secara umum.

Gambar 3.4konstruksi sensor tekanan

Keterangan :

1. Housing

2. Cover

3. Silica gel

4. O – ring

5. Measuring cell

6. Amplifier

7. Connector

Karakteristik sensor yang menunjukkan hubungan antara tekanan dan sinyal output

sebagai berikut :

2

4

6

8

10

2 4 6 8 10

tekanan p

bar

V

Tegangan

0

0

Gambar 3.5 hubungan antara tegangan dan tekanan

Kenaikan tekanan menghasilkan kenaikan sinyal output. Tekanan 1bar menghasilkan

tegangan 1V, tekanan 2bar menghasilkan tegangan 2 V dan seterusnya.

63

3.1.5 Aplikasi sensor dengan keluaran sinyal listrik

Sensor tekanan dirancang untuk memantau tekanan hidrolik, tangki pengukuran

dan tingkat penginderaan. Sebagai alternatif alat pengukur tekanan tangki, kebanyakan

mereka ideal digunakan di tangki penyimpanan, seperti tangki bahan bakar, tangki ballast,

dan tangki kimia. Sensor tekanan adalah instrumen presisi dibuat dari bahan

bajastainlessmempunyai kinerja yang handal dan stabil. Tersedia juga untuk aplikasi air

laut.

a. Memonitor tekanan sebelum ke Pengering

Sensor tekanan digunakan untuk mengukur tekanan dalam aplikasi cairan atau gas.

Dalam contoh ini, udara dikompresi dalam kompresor. Pada saat udara keluar dari

kompresor perlu didinginkan karena selama kompresi udara biasanya meningkat

suhunya. Sensor tekanan memonitor tekanan aktual udara sebelum ditransfer ke

pengering. Gambar 3.6 menjelaskan aplikasi tersebut. Teknologi sensor memanfaatkan

logam tipis dengan strain gauge. Rumah sensor terbuat dari baja stainless dengan

beratnya 5,5 ons dan memiliki rentang output mV/V sebagai standar dan diperkuat VDC

atau 4-20mA per permintaan.

Gambar 3.6 Aplikasi sensor untuk memonitor tekanan

b. Mengukur kedalaman cairan

Sensor tekanan dapat digunakan untuk mengukur ketinggian cairan. Pada tangki

penyimpanan persediaan air panas dipergunakan untuk memantauisi air

panas.Pemasangan sensor dapat dilakukan baik melalui bagian atas tangki atau dari

samping.

64

Isi tangki ditentukan dari tekanan yang diberikan pada sensor, sehingga perlu

diketahui kedalaman dan berat jenis cairan yang diukur. Ketika dua faktor ini diketahui,

persamaan berikut dapat digunakan untuk menentukan besar tekanan yang dibutuhkan

untuk menentukan tekanan sensor :

Contoh:

Ketinggian Tangki 30 feet

Tekanan (Psi) = Ketinggian cairan (feet) x (Berat jenis x 0,433)

Tekanan (Psi)= 30 x (1,0 x 0.433)

Tekanan (Psi) = 12,99 Psi

Gambar 3.7 Aplikasi sensor tekanan untuk memonitor ketinggian air

c. Sakelar Tekanan Kompresor

Sakelar tekanan diaplikasikan pada kompresor udara untuk menghidupkan dan

mematikan motor kompresor sesuai dengan tekanan maksimum yang diinginkan.

Pengaturan serupa dengan saklar tekanan kompresor dapat dilakukan untuk mengatur

hidup matinya pompa air sesuai tekanan yang diinginkan.

Tekanan (Psi) = Ketinggian cairan (feet) x (Berat jenis x 0,433)

65

Gambar 3.8 Aplikasi sakelartekanan pada motor kompresor

3.2 Katup Tekanan Pneumatik

3.2.1 Macam-Macam Katup Tekanan

Katup tekanan adalah elemen yang sangat mempengaruhi tekanan atau dikontrol

oleh besarnya tekanan. Katup tekanan dapat dibagi dalam 3 kelompok sebagai berikut :

Katup pengatur tekanan (Pressure Regulating Valve)

Katup pembatas tekanan (Pressure Limiting Valve)

Katup sakelar tekanan (Sequence Valve)

3.2.2 Katup Pengatur Tekanan

Katup pengatur tekanan diuraikan di bagian perlengkapan pelayanan udara (Air

Service Unit). Yang penting dari unit ini adalah untuk menjaga tekanan yang stabil,

walaupun dengan tekanan masukan yang berubah-ubah. Tekanan masukan harus lebih

besar daripada tekanan keluaran yang diinginkan.

Gambar 3.9 Katup Pengatur Tekanan

P

A

R

66

3.2.3 Katup Pembatas Tekanan

Katup ini terutama dipakai sebagai katup pengaman (katup tekanan lebih). Katup ini

mencegah terlampauinya tekanan maksimal yang ditolerir dalam sistem. Apabila nilai

dalam tekanan maksimal tercapai pada lubang masukan, maka lubang keluaran pada

katup akan terbuka dan udara bertekanan dibuang ke atmosfir. Katup tetap terbuka

sampai katup ditutup oleh gaya pegas di dalam setelah mencapai tekanan kerja yang

diinginkan.

Gambar 3.10 Katup Pembatas Tekanan

3.2.4 Katup Sakelar Tekanan

Katup ini bekerja sesuai dengan prinsip yang sama seperti katup pembatas

tekanan. Katup akan terbuka apabila tekanan yang diatur pada pegas terlampaui. Udara

mengalir dari 1(P) ke 2(A). Lubang keluaran 2(A) terbuka apabila sudah terbentuk

tekanan yang diatur pada saluran kontrol 12(X). Piston kontrol membuka jalur 1(P) ke

2(A).

Gambar 3.11 Katup Sakelar Tekanan

3.2.5 Aplikasi sensor dengan keluaran sinyal pneumatik

a. Katup Pembatas Tekanan

Katup pembatas tekanan (relief valve) adalah salah satu jenis katup yang berfungsi

untuk mengontrol atau membatasi tekanan dengan cara mengalihkan/mengarahkan aliran

ke jalur tambahan yang jauh dari saluran utama. Katup pembatas tekanan dapat diatur

tekanannya sesuai dengan keinginannya. Gambar 3.12 menunjukkan katup pembatas

P

R

67

tekanan dipasang di tangki udara untuk mengamankan jika tekanan tangki melebihi

setelannya.

Gambar 3.12 Pemakaian katup pembatas pada tangki kompresor

b. Katup Pengatur Tekanan

Katup tekanan digunakan untuk mendapatkan tekanan yang berbeda dari saluran

utama. Gambar 3.13 menjelaskan pemakaian katup pengatur tekanan untuk

mendapatkan tekanan 4 bar dari saluran utama 6 bar.

Gambar 3.13Aplikasi katup pengatur tekanan

68


Menganalisis Sensor Tekanan dengan jalan:


2. Melihat video tentang penggunaan sensor tekanan,


1. Perhatikan rangkaian berikut. Apa fungsi sensor tekanan pada rangkaian tersebut?

2. Dimana sensor tekanan digunakan pada di kapal?

1M1 1M2

1B2

1B1

0V

+24V

K11S1

K1 1M1K2 1M2

K21S2

BENDA

1B2 1B1

K3

K3

Menganalisis

Sensor Tekanan

Macam-macam sensor

tekanan.

Penggunaan sensor tekanan

Rangkaian ke beban

69

F. RANGKUMAN

Sensor tekanan digunakan untuk mengontrol atau memonitor peralatan. Dapat

digunakan untuk membuka, menutup atau menukar rangkaian jika tekanan settingnya

(preset) telah tercapai.Ada beberapa jenis sensor tekanan yaitu :

sensor tekanan dengan kontak mekanik

sensor tekanan dengan switching elektronik

sensor tekanan elektronik dengan sinyal output analog.


1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan membandingkan dengan kunci

jawaban, maka jika jawaban anda sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya

tetapi jika jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk mengulang

mempelajari modul ini.

2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi kegiatan pembe-lajaran ini? Berilah

komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini!

H. KUNCI JAWABAN

1. Apa fungsi sensor tekanan pada rangkaian tersebut?

Sensor tekanan pada rangkaian tersebut adalah 1B1 yang terdapat pada rangkaian

pneumatik dan rangkaian elektrik. Fungsi sensor tekanan untuk memundurkan

silinder ke posisi semula jika tekanan yang diinginkan telah tercapai.

2. Dimana sensor tekanan digunakan pada kapal?

Untuk memonitor tekanan pada saluran peralatan, tangki air,

Untuk mengukur ketinggian tangki persediaan air dsb.

Untuk menghidupkan dan mematikan kompresor

DLL

70


Sensor Ultrasonic A. TUJUAN

Setelah selesai mempelajari materi / modul ini peserta didik dapat menggunakan

sensor ultrasonik di instalasi kapal.



kelistrikan kapal.





C. URAIAN MATERI

4.1 Pengertian

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran

fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada

prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan

eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor

ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat

tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi

ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi

ultrasonik bisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di

permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat

cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

71

4.2 Prinsip Kerja

Sensor proksimiti ultrasonik menggunakan transduser untuk mengirim dan menerima

sinyal suara frekuensi tinggi. Jika target masuk jangkauan suara dipantulkan lagi ke

sensor, menyebabkan sensor mengaktifkan atau tidak mengaktifkan rangkaian output.

Gambar 4.1 Sensor proksimiti ultrasonik

4.2.1 Piringan Piezoelektrik

Piringan keramik piezoelektrik dipasang di dalam permukaan sensor. Ini dapat

mengirim dan menerima pulsa frekuensi tinggi. Tegangan frekuensi tinggi diberikan ke

piringan menyebabkan bergetar pada frekuensi yang sama. Getaran piringan

menghasilkan frekuensi tinggi gelombang suara. Jika dikirimkan serangan pulsa objek

akan memantulkan suara, maka dihasilkan echo. Durasi pulsa pantulan dievaluasi pada

transduser. Jika target masuk ke daerah operasi preset, output sensor berubah keadaan.

Jika target meninggalkan daerah operasi preset, output mengembalikan ke kondisi awal.

Gambar 4.2 Piringan keramik piezoelektrik

Pulsa yang dipancarkan 30 pulsa pada amplitudo 200kV. Echo dalam orde μV.

72

Gambar 4.3 Proses pengiriman pulsa

4.2.2 Daerah Kabur

Daerah kabur ada di depan sensor. Daerah ini tergantung pada sensor yaitu dari 6

sampai 80 cm. Sebuah objek yang ditempatkan pada daerah kabur akan menghasilkan

output yang tidak stabil.

Gambar 4.4 Daerah kabur sensor ultrasonik

4.2.3 Definisi Rentang

Interval waktu antara sinyal yang dikirim dan echo adalah berbanding lurus dengan

jarak antara objek dan sensor. Rentang operasi dapat diatur dalam konteks lebar dan

posisinya di dalam daerah sensor. Batas atas dapat diatur pada semua sensor. Batas

bawah dapat diatur hanya dengan versi tertentu. Objek yang melewati batas atas tidak

menghasilkan perubahan pada output sensor. Ini dikenal sebagai “blanking out the

background”.

Pada beberapa sensor, bloking range juga ada. Ini antara batas bawah dan daerah

kabur. Sebuah objek di dalam blocking range akan menghalangi identifikasi target di

daerah operasi. Ada sinyal output yang dberikan ke daerah operasi dan daerah output.

73

Gambar 4.5 Daerah-daerah pada sensor ultrasonik

4.2.4 Pola Radiasi

Pola radiasi sensor ultrasonik terdiri dari kerucut utama dan beberapa kerucut

samping. Pendekatan nilai sudut kerucut utama adalah 5.

Gambar 4.6 Pola radiasi sensor ultrasonik

4.2.5 Daerah Bebas

Daerah bebas harus dijaga sekitar sensor untuk memberi akses bagian kerucut

samping. Contoh berikut memperlihatkan daerah bebas yang diperlukan untuk situasi

yang berbeda.

4.2.6 Sensor Paralel

Dalam contoh pertama, dua sensor sonar dengan rentang penyensoran yang sama,

ditempatkan paralel satu sama lain. Target adalah tegak lurus terhadap kerucut suara.

Jarak antar sensor ditentukan dengan rentang penyensoran. Segabai contoh, jika rentang

penyensoran dari sensor adalah 6 cm, mereka harus ditempatkan pada jarak paling

sedikit 15 cm.

74

Gambar 4.7 Sensor paralel

Tabel 4.1 Rentang Paralel

Rentang penyensoran (cm) X (cm)

6-30 > 15

20-130 > 60

40-300 > 150

60-600 > 250

80-1000 > 350

4.2.7 Saling mengganggu

Saling mengganggu terjadi ketika piranti sonar diletakkan pada jarak yang

berdekatan satu sama lain dan target diposisi memantulkan echo (gema) kembali ke

sensor. Dalam hal ini, jarak antar sensor (X) dapat ditentukan melalui eksperimen.

Gambar 4.8 Dua sensor sonar saling mengganggu

4.2.8 Sensor saling berhadapan

Pada contoh berikut ini, dua sensor sonar dengan daerah penyensoran yang sama

telah ditempatkan saling berhadapan satu sama lain. Jarak minimum (X) diperlukan

antara sensor yang saling berhadapan sedemikian rupa sehingga tidak saling

mengganggu.

75

Gambar 4.9 Sensor saling berhadapan

Tabel 4.2 Jarak sensor berhadapan

Rentang penyensoran (cm) X (cm)

6-30 > 120

20-130 > 400

40-300 > 1200

60-600 > 2500

80-1000 > 4000

4.2.9 Permukaan berbentuk datar dan tak beraturan

Sensor sonar ditempatkan di dekat permukaan yang datar, seperti tembok atau

permukaan mesin yang halus, membutuhkan area bebas yang lebih pendek daripada ke

permukaan berbentuk tak teratur.

Gambar 4.10 Sensor ultrasonik di dekat permukaan datar maupun permukaan tak beraturan

Tabel 4.3 Rentang penyensoran pada permukaan

Rentang penyensoran (cm) X (cm) Y (cm)

6-30 > 3 > 6

20-130 > 15 > 30

40-300 > 30 > 60

60-600 > 40 > 80

80-1000 > 70 > 150

76

4.2.10 Pengaturan sudut kemiringan

Sudut masuk kerucut suara harus dipertimbangkan. Simpangan maksimum dari arah

pengiriman ke permukaan datar ±3.

Jika sudut lebih besar daripada 3 pulsa sonik akan dipantulkan menjauh dan sensor

tidak dapat menerima echo (gema).

Gambar 4.11 Sudut kemiringan objek sensor sonar

4.2.11 Cairan dan material butiran kasar

Cairan, seperti air, juga terbatas untuk pengaturan sudutnya pada 3. Material butiran

kasar, seperti pasir, dapat memiliki sudut penyimpangan hingga 45. Ini dikarenakan

suara dipantulkan dengan sudut yang lebih besar oleh material butiran kasar.

Gambar 4.12 Sensor sonar pada cairan dan material butiran kasar

4.2.12 Objek lubang bidik

Sebuah objek dapat ditempatkan di sekitar kerucut suara yang yang menyebabkan

operasi sensor tidak sempurna. Objek-objek ini dapat di buat lubang bidik untuk keluarnya

77

suara dengan menggunakan bahan yang menyerap suara, seperti tembok batu. Hal ini

akan memper-sempit kerucut suara dan mencegah pulsa dari objek-objek pengganggu.

Gambar 4.13 Keberadaan lubang bidik

4.2.13 Mode operasi

Sensor sonar dapat disetup untuk beroperasi dalam beberapa mode: difuse, reflex,

dan thrubeam.

Mode operasi difuse merupakan mode operasi standar. Objek, bergerak dalam

segala arah masuk ke dalam daerah operasi kerucut suara, menyebabkan output sensor

berubah keadaan. Mode operasi ini adalah sama untuk sensor proksimiti.

Gambar 4.14 Mode operasi difuse

Mode reflek menggunakan reflektor (pemantul) yang ditempatkan di dalam daerah

operasi preset. Daerah operasi diatur untuk reflektor. Pulsa dipantulkan reflektor dan

pulsa gema dikembalikan ke sensor. Jika target memblok pulsa gema, output diaktifkan.

Biasanya digunakan dalam aplikasi dimana target bukan merupakan penyerap suara

yang baik.

78

Gambar 4.15 Mode operasi reflek

Sensor thru-beam terdiri dari sebuah transmitter, yang memancarkan pulsa

ultrasonik, dan sebuah receiver. Jika beam (sorotan) antara transmitter dan receiver

diputus maka output receiver akan merubah keadaan.

Gambar 4.16 Mode operasi thru-beam

4.2.14 Pengaruh lingkungan

Waktu perjalanan waktu dapat dipengaruhi oleh sifat fisik udara. Ini pada gilirannya

dapat mempengaruhi jarak operasi preset dari sensor.

Tabel 4.4 Pengaruh lingkungan pada sensor sonar

Kondisi Pengaruh

Suhu Kecepatan gelombang sonic berubah dengan 0.17%/K.

Kebanyakan sensor mempunyai pengaturan kompensasi.

Tekanan Dengan variasi atmosferik normal ±5%, variasi kecepatan

suara sekitar ±0.6%. Kecepatan suara berkurang 3.6%

antara level laut dan 3 km diatas level laut. Atur sensor untuk

daerah perasi yang sesuai.

Vakuum Sensor tidak akan beroperasi di dalam vacuum

Kelembaban Kecepatan suara meningkat seiring meningkatnya

kelembaban. Ini membawa pengaruh pada jarak yang lebih

pendek terhadap target. Peningkatan kecepatan dari udara

kering ke udara basah-jenuh mencapai hingga 2.

Aliran udara Kecepatan angin:

79

Kondisi Pengaruh

<50 km/h, tidak ada pngaruh

50-100 km/h, hasil tidak dapat diprediksi

>100 km/h, tidak ada gema yang diterima sensor

Gas Sensor didesain untuk operasi dalam kondisi atmosferik

normal. Jika sensor dioperasikan dengan jenis atmosfeer

yang lain, seperti karbon dioksida, pengukuran akan menjadi

error

Hujan Hujan atau salju dengan kepadatan normal tidak akan

mengganggu operasi sensor. Permukaan sensor tetap akan

terjaga kering

Basah cat Basah cat di udara tidak akan berpengaruh, bagaimanapun,

basah cat, sebaiknya tidak menempel di permukaan

transduser

Debu Lingkungan berdebu dapat mengurangi daerah penyensoran

hingga 25-33%.

4.3 Keluarga Sensor Proximity Ultrasonik

Keluarga sensor proksimiti utrasonik terdiri dari sensor Thru-beam, sensor kompak,

dan sensor modular.

Gambar 4.17 Keluarga sensor proksimiti ultrasonik

4.3.1 Thru-beam

Sensor thru-beam terdiri dari transmitter dan receiver. Transmitter mengirim bunyi

secara terus menerus. Jika target diletakkan antara transmitter dan receiver maka bunyi

terputus, yang menyebabkan output receiver merubah keadaan.

Tegangan operasinya adalah 20-30 VDC. Frekuensi pensakelarannya adalah 200 Hz

pada 40 cm jarak penyensoran.

80

Gambar 4.18 Sensor ultrasonik thru-beam

4.3.2 Receiver thru-beam

Ada dua receiver tersedia untuk sensor thru-beam. Keduanya menggunakan transis-

tor PNP. Salah satu receiver menyediakan kontak normally open (NO) dan lainnya kontak

normally closed (NC).

Gambar 4.19 Receiver sensor ultrasonik thru-beam

Setting sensitivitas dan frekuensi sensor thru-beam adalah fungsi dari sambungan X1

pada receiver.

Tabel 4.5 Nilai setting Sensitivitas dan frekuensi

Receiver Jarak (cm) Frekuensi pensakelaran (Hz)

X1 Open 5-150 100

X1 ke L- 5-80 150

X1 ke L+ 5-40 200

Ukuran minimum objek yang dapat dideteksi adalah fungsi jarak antara transmitter

dan receiver. Jika jarak antara transmitter dan receiver kurang daripada 40 cm dan lebar

celah minimum antara dua objek minimal 3 cm, objek 2 cm atau lebih besar akan

dideteksi.

Jika jarak antara dua sensor berkurang, bahkan celah kurang dari 1 mm dapat

dideteksi. Pada jarak penyensoran maksimum, objek lebih besar dari 4 cm akan dideteksi,

terdapat celah antara objek lebih besar daripada 1 cm.

81

4.3.3 Compact range 0

Sensor compact range 0 tersedia menyatu dengan receiver atau terpisah dengan

receiver, terkonfigurasi dengan output normally open (NO), normally closed (NC) atau

analog. Sensor-sensor ini mempunyai bentuk kubik (88x65x30 mm).Sensor beroperasi

pada 18-35 VDC dan dapat menghandel beban hingga 100 mA.

Gambar 4.20 Sensor ultrasonik compact range 0

Tergantung pada sensor, daerah penyensoran antara 6-30 cm (transducer terpisah)

atau 20-100 cm (transducer terintegrasi). Frekuensi pensakelaran bervariasi antara 5 Hz

sampai 8 Hz.

Sensor compact range 0 memiliki background suppression (latar belakang

penindasan). Artinya batas atas daerah penyensoran diatur dengan potensiometer.

Target dalam daerah penyensoran tetapi melewati daerah pensakelaran batas atas tidak

akan dideteksi.

Gambar 4.21 Background suppression pada sensor

4.3.4 Compact range I

Sensor compact range I tersedia dengan kontak normally open (NO) atau normally

closed (NC). Tersedia juga dengan dua output, satu NO dan satu NC. Sensor-sensor ini

mempunyai bentuk siindris (M30x150 mm). Beberapa versi tersedia, termasuk dengan

82

transducer terpisah (diperlihatkan) dan kepala miring (tidak diperlihatkan). Sensor

beroperasi pada 20-30 VDC dan dapat menghandel beban hingga 200 mA.

Gambar 4.22 Sensor compact range I

Tergantung pada daerah penyensoran sensorapakah 6-30 cm, 20-130 cm, 40-300

cm, atau 60-600 cm. Frekuensi pensakelar-an bervariasi dari 1 Hz sampai 8 Hz. Sensor

compact range I mempunyai background dan foreground suppression. Ini artinya batas

atas dan batas bawah daerah penyensoran dapat diatur dengan potensiometer terpisah.

Target di dalam daerah penyensoran tetapi melebihi daerah pensakelaran batas atas dan

bawah tidak akan dideteksi.

Gambar 4.23 Background dan foreground suppression pada sensor

4.3.5 Sensor ultrasonik dapat diprogram

Sensor ultrasonik diatas adalah sensor yang tidak dapat diatur atau dapat diatur

secara manual dengan potensiometer. Tetapi tersedia juga di pasaran sensor ultrasonik

yang dapat diprogram dengan komputer.

83


Menganalisis Sensor Proksimiti Ultrasonik dengan jalan:


2. Melihat video tentang sensor proksimiti ultrasonik,


1. Sensor proksimiti ultrasonik menggunakan sinyal frekuensi tinggi …………….untuk

mendeteksi keberadaan target.

2. Daerah buta sensor proksimiti ultrasonik dapat berkisar dari ………. sampai…………

tergantung dari sensor.

3. Sudut pendekatan kerucut suara utama sensor proksimiti ultrasonik adalah

…….derajat

4. Daerah bebas antara dua sensor ultrasonik paralel dengan daerah penyensoran 20-

130cm haruslebih besar daripada …….cm

5. Sudut penyimpangan maksimum dari arah pengirim dari sensor ultrasonik ke

permukaan datar adalah …….derajat

6. Mode……………adalah mode standar operasi sensor ultrasonik.

F. RANGKUMAN

1.Sensor Ultrasonik adalah alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari

energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic.

Sensor ini terdiri dari rangkaian pemancar Ultrasonic yang dinamakan transmitter dan

penerima ultrasonic yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur

gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik yang memiliki

cirri-ciri longitudinal dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombang

Utrasonic dapat merambat melalui zat padat, cair maupun gas.

MenganalisisSe

nsor Ultrasonik

Ultrasonik

Prinsip kerja sensor

ultrasonik

Kegunaan

Rangkaian sensor dengan

beban

Latihan/Tugas Soal isian

http://komponenelektronika.biz/sensor-ultrasonik.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Suara

http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi

84


membandingkan dengan kunci jawaban, maka jika jawaban anda

sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika



2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi kegiatan pembe-lajaran

ini? Berilah komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini!

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

2. Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang

disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan

menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah

osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan

gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang

menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang

tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian

sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang

pantul diterima.

3. Gelombang ultrasonik digunakan oleh kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan

kapal selam, dipasang pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang

berada di atas permukaan air, mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau,

dan menentukan puosisi sekelompok ikan.


85

H. KUNCI JAWABAN

1. Sensor proksimiti ultrasonik menggunakan sinyal frekuensi tinggi …………….

untuk mendeteksi keberadaan target.

2. Daerah buta sensor proksimiti ultrasonik dapat berkisar dari ………. sampai

………… tergantung dari sensor.

3. Sudut pendekatan kerucut suara utama sensor proksimiti ultrasonik adalah …….

derajat

4. Daerah bebas antara dua sensor ultrasonik paralel dengan daerah penyensoran

20-130 cm harus lebih besar daripada …….cm

5. Sudut penyimpangan maksimum dari arah pengirim dari sensor ultrasonik ke

permukaan datar adalah …….derajat

6. Mode……………adalah mode standar operasi sensor ultrasonik.

86


Sensor Suhu Dan Flow A. TUJUAN

Setelah selesai mempelajari modul ini peserta didik dapat:

1. membedakan jenis-jenis sensor suhu.

2. menentukan prosedur penyambungan sensor suhu dengan benar.

3. Mengaplikasikan dalam rangkaian dengan benar

4. memilih sensor yang tepat untuk pemakaian tertentu.



kelistrikan kapal.



C. URAIAN MATERI

5.1 Sensor Suhu

5.1.1 Pengertian

Sensor suhu adalah komponen elektronika baik aktif maupun pasif yang dapat

merespon perubahan temperature atau suhu di sekitar komponen tersebut dan

menghasilkan perubahan elektrik sesuai dengan perubahan suhu atau temperature yang

direspon komponen tersebut. Sensor suhu banyak digunakan dalam kehidupan kita,

sebagai contoh alat yang menggunakan sensor suhu adalah termometer digital.

Sensor suhu dibagi dalam 4 golongan utama, dari tiap jenis sensor suhu ini memiliki

beberapa tipe dan bentuk yang berbeda. Berikut adalah 4 jenis utama sensor suhu yaitu

termokopel, Resistance Temperature Detector (RTD), termistor dan IC Sensor Suhu.

5.1.2 Termokopel

Termokopel merupakan sambungan (junction) dua jenis logam atau campuran yang

salah satu sambungan logam tadi diberi perlakuan suhu yang berbeda dengan

sambungan lainnya. Sambungan logam pada termokopel terdiri dari dua sambungan,

yaitu :

Reference junction (cold junction), merupakan sambungan acuan yang suhunya

dijaga konstan dan biasanya diberi suhu yang dingin.

http://zonaelektro.net/tag/sensor-suhu/

http://zonaelektro.net/tag/jenis-sensor-suhu/

http://zonaelektro.net/tag/sensor-suhu/

http://zonaelektro.net/tag/resistance-temperature-detector-rtd/

http://zonaelektro.net/tag/thermistor/

87

Measuring junction (hot junction), merupakan sambungan yang dipakai untuk

mengukur suhu.

Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah

perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Termokopel yang

sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat

mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan

pengukuran kurang dari 1°C. Pada banyak aplikasi, salah satu sambungan (sambungan

yang dingin) dijaga sebagai temperatur referensi, sedang yang lain dihubungkan pada

objek pengukuran.

a. Prinsip Kerja

Pada gambar 5.1 adalah sepotong tembaga yang kedua ujungnya ditempatkan

pada suhu 20oC. Banyaknya elektron-elektron pada pada kedua ujungnya sama. Tidak

ada perbedaan muatan pada kedua ujungnya.

Gambar 5.1 Tembaga kedua ujungnya pada suhu yang sama

Pada gambar 5.2 sepotong tembaga yang salah satu ujungnya dipanasi pada suhu

988oC dan ujung lainnya pada suhu 20oC. Ternyata elektro-elektron ditempat yang

dipanasi berpindah ke tempat yang lebih dingin, sehingga sekarang pada kedua ujung

tembaga tersebut terjadi beda muatan. Pada tempat yang dipanasi (988oC) kekurangan

elektron menjadi kelebihan proton sehingga pada tempat yang dipanasi bermuatan

positip. Pada tempat yang tidak dipanasi (20oC) kelebihan elektron sehingga pada tempat

yang tidak dipanasi bermuatan negatip.

Gambar 5.2 Ujung salah satu tembaga dipanasi

88

Pada gambar 5.3 dua bahan yaitu NiCr dan NiAl terhubung pada titik ukur dan

tegangan pada ujung lainnya dari bahan ini dapat diukur. Elektron dalam kawat NiAl

bergerak sekitar empat kali lebih mudah daripada di NiCr. Oleh karena itu ujung kawat

bagian dingin berlebihan elektron daripada ujung dingin dari kawat NiCr sehingga terjadi

perbedaan potensial antara kedua ujung kawat.

Rangkaian ini tertutup sehingga elektron bergerak lagi kembali ke ujung dingin dari kawat

NiAl sebagai akibat dari konservasi momentum dengan kehilangan energi. Dalam contoh

yang ditentukan arus 4 mA mengalir ketika perbedaan suhu antara kawat panas dan

dingin berakhir adalah 968°C dan tahanan dari seluruh rangkaian adalah 10 ohm

(termasuk tahanan internal dari alat ukur). Voltmeter menunjukkan perbedaan tegangan

tertentu 40mV.

Gambar 5.3 Prinsip kerja termokopel Gambar 5.4 Simbol Thermocouple

b. Konstruksi Termokopel

Rangkaian termokopel dijelaskan oleh gambar 5.5. Konstruksinya bisa dilihat

gambar 5.6.

Gambar 5.5 Rangkaian termokopel

http://zonaelektro.net/sensor-suhu/simbol-thermocouple/



89

Gambar 5.6 Konstruksi termokopel

Termokopel mempunyai komposisi dari berbagai bahan. Susunan bahan yang berbeda

memungkinkan termokopel bekerja pada temperatur yang berbeda pula. Tersedia

beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya. Tabel berikut

menunjukkan susunan bahan termokopel.

Tabel 5.1 Susunan Bahan Termokopel

Tipe Bahan Kisaran Suhu Signal (μV/K)

T Cu-CuNi -250 - 400°C (600°C) 23 - 69

J Fe-CuNi -200 - 700°C (900°C) 34 - 69

E NiCr-CuNi -200 - 700°C(1000°C) 40 - 80

K NiCr-Ni -200 - 1000°C(1300°C) 41 - 36

N NiCr-Ni -200 - 1000°C(1300°C) 41 - 36

S PtRh10-Pt 0 - 1300°C(1600°C) 6 - 12

R PtRh13-Pt 0 - 1300°C(1600°C) 5 - 14

B PtRh30-PtRh 6 0 - 1600°C(1800°C) 0 - 11

U Cu-CuNi -250 - 400°C (600°C) 19 - 70

L Fe-CuNi -200 - 700°C (900°C) 30 - 70

5.2 Resistance Temperature Detector (RTD)

a. Pengertian

Resistance Temperature Detector (RTD) memiliki prinsip dasar pada tahanan listrik

dari bahan logam yang nilainya sebanding dengan suhu yang dirasakannya. RTD

merupakan sensor suhu presisi tinggi yang terbuat dari logam seperti platinum, tembaga

(copper) atau nickel yang dililit membentuk suatu koil.

http://zonaelektro.net/tag/resistance-temperature-detector-rtd/

http://zonaelektro.net/tag/rtd/

90

a).

b).

Gambar 5.7 Resistance Temperature Detector (RTD) a) Simbol, b) Benda kerja

RTD dengan bahan platinum di pasaran dikenal dengan nama Pt100, yang memiliki nilai

resistan (standard resistance) sebesar 100Ω pada 0oC. Biasanya RTD memiliki nilai

tahanan sekitar 100Ω pada suhu 0oC, dan dapat meningkat hingga mencapai nilai

tahanan 140Ω pada suhu 100oC dengan rentang operasi suhu antara -200 sampai

+850oC.

b. Prinsip Kerja

RTD merupakan piranti tahanan pasif, sehingga diperlukan energi dari luar untuk

mengoperasikannya. Jika dialirkan arus listrik pada RTD, maka memungkinkan

memberikan tegangan output yang akan meningkat secara linear sebanding dengan

perubahan suhu. Prinsip kerja rangkaian RTD diperlihatkan oleh gambar 5.8.

Gambar 5.8 Rangkaian pengukuran RTD

RTD berubah tahanan listriknya sebagai fungsi suhu. Perubahan tahanan dapat

diukur dengan bantuan rangkaian ukur listrik yang terdiri dari elemen sensor (RTD),

sumber tegangan tambahan dan alat ukur.

http://zonaelektro.net/tag/rtd/

91

Arus yang mengalir dalam rangkaian pengukuran merupakan fungsi dari temperatur

yang diukur. Desain rangkaian dasar pengukuran ini dapat juga digunakan untuk sensor

suhu tahanan non-logam lainnya, yaitu sensor semikonduktor. Perubahan tahanan listrik

dari logam murni sebagai fungsi suhu adalah efek fisik dasar, penyebab yang dapat

ditemukan dalam mekanisme konduksi logam sendiri.

Dasar dari konduktivitas logam adalah elektron bergerak bebas dalam kisi atom.

Jumlah elektron dan energi kinetik tergantung suhu. Getaran alami dari atom logam

menghambat gerakan elektron. Jika energi dipasok ke atom logam melalui kenaikan

suhu, elektro-elektron bergetar dengan amplitudo proporsional lebih besar dan frekuensi.

Sebagai hambatan listrik akan meningkat dengan naiknya suhu, bahan-bahan ini

dikatakan memiliki koefisien temperatur positif.

c. Konstruksi

Pada konstruksi RTD konvensional kawat telanjang dimasukkan ke isolator keramik

atau lubang kapiler keramik. Ujung akhir bahan keramik dilas atau disolder ke tahanan

ukur. Ujung kawat isolasi keramik dan tahanan ukur dipasang di tabung logam ditutup di

salah satu ujung dengan sumbat logam, dan rongga lainnya diisi dengan bubuk

aluminium oksida. Kabel sensor keluar dari selubung yang tertutup rapat dengan

senyawa yang sesuai. Gambar 5.9 menjelaskan keterangan tersebut.

Gambar 5.9 RTD konvensional

Pada RTD ini isolasi keramik sebagai lubang masuknya kabel diganti dengan kabel

berisolasi mineral dan kabel berselubung memiliki bagian bergerak lebih sedikit dan

dengan demikian lebih tahan terhadap getaran dari jenis konvensional. Gambar 5.10

menjelaskan keterangan tersebut.

92

Gambar 5.10 RTD dengan kabel berisolasi dan berselubung

RTD untuk pengukuran suhu sampai 550°C, baja stainless digunakan untuk rumah dan

tembaga untuk penghantar. Di atas 550°C rumah Inconel dan kabel nikel digunakan.

Kabel dapat disambung dengan blok terminal, plug atau kabel tersambung di ujung atas

dari kedua jenis sensor suhu tersebut.

Termometer tahanan umumnya harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

mereka harus tahan panas dan stabil mekanis, merespon dengan cepat, memiliki nilai

tahanan berulang, layar tahan lama dan selalu memiliki ketahanan isolasi listrik yang

memadai sesuai dengan suhu. Kebutuhan listrik yang tepat diuraikan di DIN IEC 751.

d. Macam-macam RTD

RTD Keramik

RTD keramik diproduksi sebagai jenis simplex, duplex dan tripleks.

Diameternya adalah 1 - 4,5mm, panjang 25 sampai 30mm. RTD digunakan untuk

mengukur suhu dari -200°C sampai 850°C) dan memiliki kumparan ganda. Badan

RTD terdiri dari 2, 4, atau 6 lubang pipa kapiler keramik, kumparan elemen sensor

terletak di dua kapiler yang berdekatan dan dilas satu sama lain di salah satu ujung.

Kekuatan getaran dapat ditingkatkan sampai batas tertentu dengan mengisi bubuk ke

pipa kapiler. Kabel disambungkan ke ujung kumparan, dimasukkan ke dalam tabung

kapiler dan ditempat di gelas kaca, yang berfungsi membantu kekuatan dan penutup

rumah sensor. Gambar 5.11 menjelaskan konstruksi RTD keramik.

93

Gambar 5.11 RTD keramik

RTD Gelas

Kaca RTD adalah jenis simplex dan duplex. Diameternya adalah 1,8-5,5 mm

dengan panjang 5-36 mm. RTD memiliki dua kumparan. RTD terbuat dari kaca keras

untuk rentang suhu dari 0°C sampai 550°C. RTD sangat tahan terhadap getaran dan

memiliki respon yang sangat cepat karena kumparan ukurnya berada di bawah

permukaan. RTD menunjukkan histeresis bila terkena perubahan suhu yang cepat,

khususnya selama operasi di bawah 0°C. Di atas 300°C, penyimpangan negatif dari

nilai dasar DIN yang ditetapkan terjadi karena konduktivitas listrik meningkat dari

bahan kaca. RTD terbuat dari kaca lunak yang digunakan untuk suhu dari -220°C

sampai 400°C. Mereka hampir bebas hysteresis dan dapat diproduksi dalam ukuran

yang sangat kecil, yaitu dalam bentuk manik-manik dengan diameter 1 mm. Gambar

5.12 menjelaskan konstruksi RTD Gelas.

Gambar 5.12 RTD Gelas

RTD Film

RTD film tipis memiliki substrat keramik persegi panjang sebagai pembawa.

Dimensinya adalah 3x4mm sampai 3,5x12mm dengan ketebalan 0,15mm. Mereka

adalah tahan getaran dan dirancang sebagai Pt 100, Pt 500 dan Pt1000. RTD

digunakan dari 0°C sampai 500°C. Sebelum film platinum disegel dengan penutup

kaca untuk perlindungan, kabel penghubung terikat ke area kontak (lihat gambar

5.13). Karena waktu respon massa kecil dan pendek, maka RTD tanpa rumah

digunakan untuk mengukur permukaan dan suhu udara.

94

Gambar 5.13 RTD Film Tipis

5.3 Thermistor

Termistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai

koefisien suhu negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurun atau

sebaliknya. Jenis ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampu

mendeteksi perubahan suhu yang kecil. Contoh sensor suhu yang termasuk termistor

adalah NTC (Negative Temperature Coefficient). NTC merupakan sensor yang mengubah

besaran suhu menjadi hambatan. Termistor terbuat dari campuran oksida-oksida logam

yang diendapkan seperti: mangan (Mn), nikel (Ni), cobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe)

dan uranium (U). Rangkuman tahanannya adalah dari 0,5 W sampai 75 W dan tersedia

dalam berbagai bentuk dan ukuran. Ukuran paling kecil berbentuk manik-manik (beads)

dengan diameter 0,15 mm sampai 1,25 mm, bentuk piringan (disk) atau cincin (washer)

dengan ukuran 2,5 mm sampai 25 mm. Cincin-cincin dapat ditumpukan dan di tempatkan

secara seri atau paralel guna memperbesar disipasi daya.

http://zonaelektro.net/tag/thermistor/

http://zonaelektro.net/tag/ntc/

http://zonaelektro.net/tag/ntc/

95

Gambar 5.14 NTC

Seperti RTD, termistor merupakan piranti resistif pasif, sehingga diperlukan energi

dari luar untuk mengoperasikannya. Jika dialirkan arus listrik pada thermistor, maka

memungkinkan memberikan tegangan output yang akan meningkat secara linear

sebanding dengan perubahan suhu. Gambar 5.15 adalah contoh pemakaian NTC.

Gambar 5.15 Rangkaian NTC

5.4 Sensor Suhu Berbentuk IC

Sensor suhu yang dikemas di dalam sebuah integrated circuit (IC) telah tersedia

dalam berbagai konfigurasi. Salah satu yang sangat populer adalah IC seri LM34 dan

LM35. LM34 menghasilkan tegangan output yang proporsional terhadap suhu Fahrenheit,

dan LM35 menghasilkan tegangan output yang proporsional terhadap suhu Celcius.

96

Gambar 5.16 Sensor suhu IC LM 34 dan LM 35

Contoh rangkaian IC LM 34 untuk mengubah temperatur menjadi sinyal digital

diperlihatkan oleh gambar 5.17.

Gambar 5.17 Rangkaian sensor suhu IC LM 34

5.5 Bimetal

Pengertian Bimetal

Bimetal terdiri dari kata “bi” (dua) dan metal yang artinya logam. Bimetal merupakan

dua keping logam yang disatukan atau dikeling dan memiliki muai panjang yang berbeda.

Dua logam yang dikeling disebut dengan keping bimetal.

97

Misalnya antara besi dan aluminium seperti gambar di atas, dimana besi

mempunyai koefisien muai panjang 11x10-6/oC dan aluminium mempunyai koefisien muai

panjang 25x10-6/oC.

Prinsip Kerja Bimetal

Prinsip kerja bimetal menggunakan konsep pemuaian, khususnya muai panjang. Jadi,

bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan atau dinaikan

suhunya, maka akan melengkung ke arah logam yang memiliki angka koefisien muai

panjangnya kecil. Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang

angka koefisien muai panjangnya besar

Berdasarkan prinsip kerja tersebut, bimetal dipakai sebagai termostat. Termostat

merupakan alat yang memiliki berfungsi ganda yakni sebagai saklar otomatis dan sebagai

pengatur suhu. Sebagai saklar otomatis biasanya digunakan pada setrika listrik, almari

es, bel listrik, alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven dan lain-

lain. Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan melengkung

memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin bimetal akan lurus menghubungkan

arus lagi, seperti gambar di bawah ini.

http://4.bp.blogspot.com/-pmU5rNbDjac/UxkQY5b7ARI/AAAAAAAAJIA/7B6Iaj7ATQ8/s1600/bimetal+Al+&+Fe.png

http://3.bp.blogspot.com/-STR1djRSVQA/UxkQstR72LI/AAAAAAAAJII/jxQKIaDuu8M/s1600/bimetal+prinsip+kerja.png

http://4.bp.blogspot.com/-pmU5rNbDjac/UxkQY5b7ARI/AAAAAAAAJIA/7B6Iaj7ATQ8/s1600/bimetal+Al+&+Fe.png

http://3.bp.blogspot.com/-STR1djRSVQA/UxkQstR72LI/AAAAAAAAJII/jxQKIaDuu8M/s1600/bimetal+prinsip+kerja.png

98

Sebagai pengatur suhu atau dikenal dengan nama thermometer logam, dimana

melengkungnya logam dapat diberi skala sehingga setiap kenaikan lengkungan dapat

digunakan untuk menunjukkan kenaikan suhu.

2. Sensor Aliran (Flow Sensor)

Sensor aliran fluida atau flow sensor adalah sensor yang digunakan mengukur

kuantitas suatu fluid material yang melewati suatu saluran pada waktu tertentu. Biasanya,

bahan-bahan yang diukur berupa gas atau cairan yang mengalir di dalam suatu pipa.

Flow transducer dibuat dalam berbagai bentuk, semuanya menerapkan prinsip sama yaitu

differential pressure.

http://2.bp.blogspot.com/-5v4FKsQTEaQ/UxkRZPlntqI/AAAAAAAAJIY/-PjWnu3edck/s1600/bimetal+saklar.png

http://4.bp.blogspot.com/-1EIJS-t_RHo/UxkRDPT91AI/AAAAAAAAJIQ/IUYKfCEDOZw/s1600/bimetal+alarm.png

http://2.bp.blogspot.com/-5v4FKsQTEaQ/UxkRZPlntqI/AAAAAAAAJIY/-PjWnu3edck/s1600/bimetal+saklar.png

http://4.bp.blogspot.com/-1EIJS-t_RHo/UxkRDPT91AI/AAAAAAAAJIQ/IUYKfCEDOZw/s1600/bimetal+alarm.png

99

Gambar 5.18 Sensor aliran

2.1 Pengukuran metoda diferensial tekanan

Jenis pengukur aliran yang paling luas digunakan adalah pengukuran tekanan

diferensial. Pada prinsipnya beda luas penampang melintang dari aliran dikurangi dengan

yang mengakibatkan naiknya kecepatan, sehingga menaikan pula energi gerakan atau

energi kinetis. Karena energi tidak bisa diciptakan atau dihilangkan, maka kenaikan energi

kinetis ini diperoleh dari energi tekanan yang berubah. Lebih jelasnya, apabila fluida

bergerak melewati penghantar (pipa) yang seragam dengan kecepatan rendah, maka

gerakan partikel masing-masing umumnya sejajar di sepanjang garis dinding pipa. Kalau

laju aliran meningkat, titik puncak dicapai apabila gerakan partikel menjadi lebih acak dan

kompleks. Kecepatan kira-kira di mana perubahan ini terjadi dinamakan kecepatan kritis

dan aliran pada tingkat kelajuan yang lebih tinggi dinamakan turbulen dan pada tingkat

kelajuan lebih rendah dinamakan laminer.

Pengukuran aliran metoda ini dapat dilakukan dengan banyak cara misalnya:

menggunakan pipa venturi, pipa pitot, orifice plat (lubang sempit), turbine flow meter,

rotameter, cara thermal, menggunakan bahan radio aktif, elektromagnetik dan ultrasonic.

Cara lain dapat dikembangkan sendiri sesuai dengan kebutuhan proses.

2.2 Sensor Aliran Pipa Venturi

Bentuk lain dari pengukuran aliran menggunakan metode pengukuran beda tekanan

adalah mengunakan pipa venture. Pada pipa venture, pemercepat aliran fluida dilakukan

dengan cara membentuk corong sehingga aliran masih dapat dijaga agar tetap laminar.

Sensor tekanan pertama (P1) diletakkan pada sudut tekanan pertama dan sensor

tekanan kedua diletakkan pada bagian yang plaing menjorok ke tengah. Pipa venturi

biasa dipergunakan untuk mengukur aliran cairan. Konstruksi fisik dari pipa venturi dapat

dilihat pada gambar berikut.

100

Gambar 5.19 Sensor Aliran Pipa Venturi

2.3 Sensor Aliran Orifice Plate

Sensor aliran Orifice Plate merupakan salah satu jenis sensor yang digunakan

untuk mengukur aliran fluida dengan konsep pengukuran perbedaan tekanan. Alat ukur

dengan Sensor Aliran Orifice Plate terdiri dari pipa dimana dibagian dalamnya diberi pelat

berlubang lebih kecil dari ukuran diameter pipa. Sensor tekanan diletakan disisi pelat

bagian inlet (P1) dan satu lagi dibagian sisi pelat bagian outlet (P2). Jika terjadi aliran dari

inlet ke outlet, maka tekanan P1 akan lebih besar dari tekanan outlet P2.

Gambar 5.20 Sensor Aliran Orifice Plate

2.4 Sensor Aliran Nosel Aliran

Nozel aliran sering digunakan sebagai mengukur elemen untuk aliran udara dan gas

dalam aplikasi industri. osel aliran relatif sederhana dan murah, dan tersedia untuk

banyak aplikasi di banyak bahan

101

Gambar 5.21 Sensor Aliran Nosel

2.5 Flowmeter elektromagnetik

Sebuah flowmeter elektromagnetik beroperasi menggunakan hukum Faraday yang

menyatakan bahwa tegangan akan diinduksi ketika konduktor bergerak melalui medan

magnet. Cairan ini berfungsi sebagai konduktor dan medan magnet yang dibuat oleh

kumparan dengan energi dari luar tabung aliran.

Tegangan yang dihasilkan berbanding lurus dengan laju aliran. Dua elektroda dipasang di

dinding pipa mendeteksi tegangan yang diukur dengan elemen sekunder.

Meter aliran elektromagnetik dapat mengukur cairan dan lumpur yang sulit dan

korosif, serta mereka dapat mengukur aliran di kedua arah dengan akurasi yang sama.

Flowmeters elektromagnetik memiliki konsumsi daya yang relatif tinggi dan hanya dapat

digunakan untuk cairan konduktif listrik seperti air.

Gambar 5.22 Sensor Aliran Elektromagnetik

2.6 Aplikasi Flow Sensor

Volume aliran cairan harus dikontrol dalam sistem perpipaan dari tangki metering ke

tangki utama. Pompa proporsial beroperasi dalam bentuk elemen kontrol akhir dalam

kontrol loop. Cairan dipompa dari tangki metering ke dalam tangki utama dengan cara

pompa proporsi. Sebuah sensor aliran digunakan untuk memonitor aliran pipa.

102

Gambar 5.23 Aplikasi Sensor Aliran

Sebuah flow sensor dipergunakan untuk memonitor debit air dari tempat persediaan

air ke tangki air.

Gambar 5.24 Monitoring Debit Air

Flow sensor digunakan untuk memonitor pengggunaan bahan bakar ke pembangkit

listrik kapal.

102

103

Gambar 5.25 Monitoring BBM ke genset


Menganalisis Sensor Proksimiti Ultrasonik dengan jalan:


2. Melihat video tentang sensor suhu dan aliran,

Memahami

Macam-macam

Sensor Suhu

Prinsip kerja sensor suhu

Kegunaan

Memahami

Macam-macam

Sensor Aliran

Prinsip kerja sensor aliran

Kegunaan

Rangkaian dengan sensor

Memilih Sensor

Yang Sesuai

104


1. Di bawah ini merupakan sensor panas/temperature/suhu, kecuali....

A. Termistor

B. Potensiometer

C. RTD

D. Photovoltaik

2. Sebuah sensor suhu LM35 dapat mendeteksi kenaikan suhu setiap 10mV/1oC. Apabila

sensor tersebut didekatkan pada sebuah lilin yang menyala dengan kisaran panas

sebesar 50oC. Berapakah tegangan output pada sensor tersebut ?

A. 5 V

B. -10 V

C. 10 V

D. 3 V

3. Pengubah bentuk besaran panas menjadi besaran listrik adalah prinsip kerja dari

sensor.....

A. Sensor cahaya

B. Sensor suara

C. Sensor tekanan

D. Sensor suhu

4. PTC, NTC, PT100, LM35, thermocouple dan lain-lain adalah contoh jenis sensor ?

A. Sensor panas

B. Sensor aktif

C. Sensor pasif

D. Sensor suhu

E. Sensor suara

5. Komponen semikonduktor yang memiliki karakter sebagai tahanan dengan koefisien

tahanan temperatur yang tinggi adalah ?

A. Sensor

B. Resistor

C. Transisitor

D. Termistor

105

6. Gambar tersebut merupakan simbol ?

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

7. Gambar di bawah ini merupakan simbol dari ?

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

8. Sensor suhu yang elemen sensornya membangkitkan tegangan adalah ….

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

Jawablah pertanyaan berikut!

1. Sebutkan macam macam sensor suhu!

2. Jelaskan perbedaan prinsip kerja dari sensor termokopel, RTD, dan termistor.

3. Jelaskan perbedaaan PTC dan NTC!

4. Jelaskan Kelebihan dari RTD (PT100)!

5. Sebutkan macam macam sensor aliran!

6. Dimana sensor aliran digunakan?

F. RANGKUMAN

1. Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panasmenjadi

besaranlistrikyang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Sensor suhu digunakan

untuk mendeteksi gejala perubahan panas/ suhu / temperatur pada suatu dimensi

benda padat, cair atau gas. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat

sensorini yaitu termokopel, RTD, termistor, bimetal, IC sensor LM35.

https://id.wikipedia.org/wiki/Alat

https://id.wikipedia.org/wiki/Besaran

https://id.wikipedia.org/wiki/Panas

https://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

https://id.wikipedia.org/wiki/Sensor



106


membandingkan dengan kunci jawaban, jika jawaban anda sudah

benar maka dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika



2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi sensor ini? Berilah

komentar, masukan dan tindak lanjuti dari modul ini!

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Prinsip kerja termokopel mengubah temperatur menjadi tegangan listrik, RTD

mengubah besaran temperatur menjadi perubahan tahanan listrik, termistor

merupakan alat semikonduktor yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefisien

tahanan temperatur yang tinggi, yang biasanya negatif, sedangkan sensor suhu dalam

bentuk IC merupakan sensor suhu yang sudah dibentuk dalam satu rangkaian terpadu

yang mengubah besaran temperatur menjadi tegangan keluaran dengan bantuan catu

daya dari luar.

2. Sensor aliran fluida atau flow sensor adalah sensor yang digunakan mengukur

kuantitas suatu gas atau cairan yang melewati suatu saluran pada waktu tertentu. Flow

sensor dibuat dalam berbagai bentuk, semuanya menerapkan prinsip sama yaitu

differential pressure. Pengukuran aliran metoda ini dapat dilakukan dengan banyak

cara misalnya: menggunakan pipa venturi, pipa pitot, orifice plat (lubang sempit),

turbine flow meter, rotameter, cara thermal, menggunakan bahan radio aktif,

elektromagnetik dan ultrasonic.


107

H. KUNCI JAWABAN

1. Di bawah ini merupakan sensor panas/temperature/suhu, kecuali....

A. Termistor

B. Potensiometer

C. RTD

D. Photovoltaik

2. Sebuah sensor suhu LM35 dapat mendeteksi kenaikan suhu setiap 10mV/1oC. Apabila

sensor tersebut didekatkan pada sebuah lilin yang menyala dengan kisaran panas

sebesar 50oC. Berapakah tegangan output pada sensor tersebut ?

A. 5 V

B. -10 V

C. 10 V

D. 3 V

3. Pengubah bentuk besaran panas menjadi besaran listrik adalah prinsip kerja dari

sensor.....

A. Sensor cahaya

B. Sensor suara

C. Sensor tekanan

D. Sensor suhu

4. PTC, NTC, PT100, LM35, thermocouple dan lain-lain adalah contoh jenis sensor ?

A. Sensor panas

B. Sensor aktif

C. Sensor pasif

D. Sensor suhu

E. Sensor suara

5. Komponen semikonduktor yang memiliki karakter sebagai tahanan dengan koefisien

tahanan temperatur yang tinggi adalah ?

A. Sensor

B. Resistor

C. Transisitor

D. Termistor

108

6. Gambar tersebut merupakan simbol ?

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

7. Gambar di bawah ini merupakan simbol dari ?

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

8. Sensor suhu yang elemen sensornya membangkitkan tegangan adalah ….

A. PTC

B. NTC

C. Thermocouple

D. LM35

E. RTD

Jawablah pertanyaan berikut !

1. Sebutkan macam macam sensor suhu !

Jawab:

2. Jelaskan perbedaan prinsip kerja dari sensor termokopel, RTD, dan termistor.

Jawab:

3. Jelaskan perbedaaan PTC dan NTC!

Jawab:

4. Jelaskan Kelebihan dari RTD (PT100)!

Jawab:

5. Sebutkan macam macam sensor aliran!

Jawab:

6. Dimana sensor aliran digunakan?

Jawab:



109


Aktuator Pada Kapal Laut A. TUJUAN

Setelah pelatihan selesai peserta diklat dapat membedakan aktuator pneumatik,

hidraulik dan elektrik.



kelistrikan kapal.





C. URAIAN MATERI

6.1 Pengantar

Mata rantai elemen kontrol yang terdiri dari elemen input, elemen prosesing, elemen

kontrol dan elemen kerja seperti terlihat pada gambar 6.1. Aktuator adalah bagian

elemen kerja untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan.

Gambar 6.1 Mata rantai elemen control

110

Tergantung jenis pasokan energinya, aktuator dapat diklasifikasikan menjadi:

1. aktuator listrik.

2. aktuator pneumatik, atau

3. aktuator hidraulik.

Perbandingan aktuator-aktuator tersebut seperti pada tabel berikut. Tabel 6.1 Perbandingan media kerja

Kriteria 1: Gaya lurus

Pneumatik Hidraulik Listrik

Gaya terbatas oleh tekanan rendah dan diameter silinder berkisar antara 35.000 - 40.000 N.

Tidak memerlukan energi selama keadaan diam.

Gaya dan tekanan yang besar dicapai dengan ukuran yang kecil

Efesiensi jelek.

Saat beban lebih tidak aman.

Energi yang diperlukan besar saat beban lebih.

Gaya kecil.

Ukuran secara fisik besar.

Kriteria 2: Gaya putar (Torsi)


Torsi penuh selama diam.

Tidak ada energi tambahan.

Torsi penuh selama diam menyebabkan pemakaian energi yang tinggi.

Torsi rendah

Kriteria 3: Gerakan lurus


Mudah dibangkitkan.

Percepatan tinggi.

Kecepatan tinggi (lebih kurang 1,5 m/s)

Mudah dibangkitkan me lalui silinder.

Gerakan mudah dikontrol.

Sulit dan mahal melaui alat pemindah mekanik.

Gerakan pendek dilakukan oleh solenoid.

Motor linear untuk gaya kecil.

Kriteria 4: Gerakan putar atau ayun


Motor udara bertekanan dengan kecepatan tinggi (500.000 rpm).

Biaya operasi tinggi.

Efisiensi rendah.

Gerakan ayun dicapai dengan menggunakan rak (rack) dan ujung sayap (pinion)

Motor hidraulik dan silinder swivel mem punyai kecepatan lebih rendah daripada pneumatik.

Efisiensi baik.

Efisiensi paling baik dengan motor.

Kecepatan terbatas.

111

Kriteria 5: Pengaturan


Pada daerah putaran rendah, pengaturan tenaga dilakukan dengan mudah melalui pengaturan tekanan.

Kecepatan diatur melalui katup throttle atau katup pembuang cepat.

Gaya dan kecepatan dapat diatur dengan sangat mudah.

Tepat untuk pengaturan gerakan lambat

Hanya mungkin dilakukan dengan sangat terbatas dengan biaya tinggi.

Kriteria 6: Penyimpanan energi dan penyalurannya


Dapat disimpan dalam jumlah besar tanpa biaya besar atau disimpan dalam tabung.

Mudah disalurkan melalui pipa (sampai 1000 m).

Penyimpanan terbatas.

Penyaluran melalui pipa sampai 100m.

Sulit disimpan dan sangat mahal, biasanya tersimpan dalam bentuk kecil seperti aki, batere.

Mudah penyalurannya melalui kabel dengan jarak yang sangat panjang.

Kriteria 7: Pengaruh lingkungan


Tidak peka perubahan suhu.

Tahan ledakan.

Berbahaya terhadap pencairan es, akan menyebabkan kelem-baban tinggi, kecepatan aliran tinggi, dan temperaturnya rendah.

Peka terhadap perubahan suhu.

Kebocoran akan me nyebabkan pencemaran dan bahaya kebakaran.

Tidak peka terhadap perubahan temperatur.

Tindakan pengamanan diperlukan terhadap api dan ledakan di ruang bahaya kebakaran dan ledakan.

Kriteria 8: Biaya energi


Tinggi bila dibandingkan dengan listrik.

Tinggi bila dibandingkan dengan listrik

Rendah

Kriteria 9: Penanganan


Dapat dioperasikan oleh operator dengan pengetahuan dasar.

Konstruksi dan rangkaian kontrol relatif sederhana dan aman

Lebih sulit dibandingkan dengan pneumatik seperti tekanan tinggi yang dibutuhkan.

Pipa pengembalian minyak diperlukan

Diperlukan tenaga ahli.

Bahaya kebakaran dan ledakan

Kesalahan rangkaian dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan dan kontrol.

112

Kriteria 10: Umum


Komponen tahan terhadap beban lebih.

Bising dari udara pembuangan, tidak menyenangkan dan dengan silencer, kebisingan dapat dikurangi.

Komponen tahan terha-dap beban lebih.

Suara pada pipa terjadi pada tekanan tinggi.

Komponen tidak diamankan terhadap beban lebih dan pengamanan ini dapat dilakukan dengan biaya tinggi.

Gangguan suara terjadi pada kontaktor dan solenoid.

Kriteria pemilihan media pneumatik, hidraulik atau elektrik sebagai berikut:

Gaya , Langkah, Jenis gerakan (lurus, berayun, putar), Kecepatan, Umur

pelayanan, Keamanan dan keandalan, Biaya energi, Pengontrolan, Penyimpanan

113

6.2 Aktuator Elektrik

Pada kapal laut penggerak daya untuk kompresor, pompa dan penggerak kapal

berasal dari motor listrik.Motor listrik digunakan untuk mengubah dari tenaga listrik

menjadi tenaga gerak. Untuk penggerak kapal, ada 3 motor yang digunakan yaitu motor

sinkron, motor magnet- permanen dan motor induksi.

Untuk jarak jauh paling umum digunakan motor sinkron, karena efisiensi tinggi pada

daya yang besar. Motor dikatakan sinkron karena rotor berputar pada kecepatan sinkron,

yang berarti bahwa rotor berputar dengan kecepatan sama dengan kecepatan medan

magnet putarnya. Rotor pada motor sinkron disuplai oleh arus dariexciter yang membuat

konstruksinya menjadi rumit. Exciter dipasok dari sebuah konvertereksitasi. Konverter

eksitasi adalah konverter tiga fase dengan komponen thyristor yang dapat mengatur

daya.

Motor sinkron magnet permanen memiliki rotor dengan magnet permanen bukan

kumparanyang digulung di rotor. Perkembangan kemagnetan dalam beberapa tahun telah

membuat motor sinkron magnet permanen tersedia untuk aplikasi daya tinggi, tetapi tetap

magnet adalah keterbatasan dalam aplikasi daya yang lebih tinggi.Keuntungan terbesar

dengan motor sinkron dengan magnet permanen adalah konstruksi rotor sederhana

karena tidak ada kumparan pada rotor dan karena itu tidak ada exciter. Hal ini

memberikan biaya produksi yang lebih rendah dan mengurangi ukuran dibandingkan

dengan motor sinkron. Karena tidak ada arus pada rotor tidak ada kerugian dan tidak ada

panas yang dihasilkan. Salah satu kelemahan adalah resiko demagnetisasi di bawah

suhu operasi yang tinggi.

Motor induksi 3 fase dengan rotor sangkar adalah motor yang paling umum dalam

aplikasi industri karena sederhana, kuat dan membutuhkan perhatian yang sangat sedikit.

Keuntungan lain adalah bahwa menjalankan dan menghentikan motor tersebut dapat

dilakukan dengan mudah dan dapat diandalkan dengan pengasutan direct on-line. Motor

induksi 3 fase biasanya disediakan untuk 440 Y, 60 Hz, tetapi 3,3 kV dan 5,5 kV, 60 Hz

kadang-kadang digunakan untuk penggerak daya yang sangat besar seperti pendorong

kapal, pompa kargo, kompresor udara dan kompresor gas.

Jenis khusus motor juga dapat ditemukan di kapal. Motor DC (direct current)

komutator kadang-kadang digunakan untuk mengemudi mesin dek di mana kontrol

kecepatan adalah penting. Motor AC (alternating current) satu fase digunakan

untukpenggerak daya rendah seperti peralatan dapur dan alat-alat rumah tangga.

114

Tabel 6-1 menunjukkan kelebihan dan kekurangan motor 3 fase yang digunakan untuk

aktuator pada kapal.

Tabel 6-2 Kelebihan dan Kekurangan Motor AC

Motor

Sinkron Magnet Permanen Induksi

Keuntungan Efisiensi tinggi pada daya yang besar

Tidak ada kerugian rotor, Konstruksi mudah,

Desain yang kompak

Konstruksi sederhana dan kuat

Kerugian Konstruksi yang rumit

Tidak tersedia pada daya tinggi

Efisiensi rendah pada daya tinggi

Pemakaian motor listrik untuk memutar baling-baling kapal dapat dilihat pada gambar 6.2.

Gambar 6.2 Pemakaian motor listrik untuk menutar baling-baling kapal laut

Motor sinkron yang berfungsi memutar baling-baling, dapat diatur kecepatannya dengan

menggunakan synchro converter atau cyclo converter. Motor induksi diatur kecepatannya

melalui PWM converter. Kedua jenis motor ini, kecepatannya diatur melalui perubahan

frekuensi jaringan ke motor, sedangkan motor DC kecepatannya diatur melalui perubahan

tegangan ke motor DC. Perubahan tegangan motor DC diperoleh dari converter AC ke

DC.

Gambar 6.3 menjelaskan pemakaian motor listrik untuk memutar baling-baling kapal

laut.

115

Gambar 6.3a. Aplikasi motor sinkron/induksi pada kapal laut

Gambar 6.3b. Aplikasi motor listrik pada kapal boat dan perahu karet

Gambar 6.3c. Aplikasi motor listrik DC pada kapal laut.

116

Konstruksi motor listrik ditunjukkan oleh gambar 6.4.

Motor dc Motor 3 fase

Gambar 6.4Aktuator elektrik

Motor listrik dapat melakukan gerak putar (rotasi) dan linear (translasi). Untuk

berbagai keperluan, motor elektrik didesain dengan daya beberapa miliwatt sampai

megawatt atau berat dari hanya beberapa gram sampai beberapa ton. Mereka adalah

aktuator yang paling sering digunakan dalam rekayasa saat ini.

Hampir semua penggerak listrik didasarkan pada prinsip gaya elektromagnetik atau

gaya Lorentz. Gambar 6.5 menunjukkan cara kerja gaya Lorentz.

Gambar 6.5 Prinsip kerja gaya lorenz

Jika konduktor kawat berada dalam medan magnet B dialiri arus listrik, maka timbul

gaya F yang bekerja pada kawat ini. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan

menggunakan apa yang disebut "aturan tiga-jari" tangan kanan. Garis-garis medan

magnet keluar dari kutub utara ke kutub selatan dan arus dalam kawat mengalir dari

terminal positif sumber listrik ke terminal negatif. Tiga jari (ibu jari, jari telunjuk dan jari

tengah) yang selaras di sudut kanan satu sama lain sehingga mereka membentuk sistem

koordinat Cartesian.

117

Gambar 6.6 Aturan tangan kanan

Ketika jari jempol menunjuk ke arah aliran arus (yaitu dari terminal positif ke terminal

negatif) dan jari telunjuk ke arah medan magnet (utara/selatan), maka jari tengah

menunjukan arah gaya yang dihasilkan. Pada gambar 6.6, kawat akan bergerak maju

keluar dari piranti medan magnet.

6.2.1 Aplikasi motor listrik pada kapal penumpang.

Kapal penumpang, kapal pesiar, dan feri memiliki persyaratan yang sangat tinggi

untuk kenyamanan di ruangan mengenai kebisingan dan getaran. Selain itu, keandalan

dan ketersediaan sangat penting untuk keselamatan penumpang dan kapal. Motor listrik

digunakan sebagai penggerak kapal sebagai kepedulian lingkungan terhadap emisi dan

tumpahan bahan bakar minyak. Kerusakan pada terumbu karang oleh penahan kapal

pesiar, diatasi dengan mempertahankan posisinya sendiri oleh pendorong yang

dikendalikan oleh sistem kontrolnya. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan motor

dengan kontrol listriknya. Kekuatan motor listrik bervariasi sesuai ukuran kapal, dari

beberapa MW untuk feri kecil hingga 30-40 MW untuk kapal pesiar besar. Beban hotel

dapat menjadi bagian penting dari total instalasi tenaganya, untuk kapal pesiar besar

biasanya berkisar 10-15 MW.

Gambar berikut menggambarkan kapal penumpang dengan penggerak motor listrik.

118

Gambar 6.7 Bagan kapal penumpang dengan penggerak listrik

6.2.2 Aplikasi motor listrik pada kapal tanker/tempat pengeboran minyak.

Khas dari kapal ini adalah kekuatan mereka besar terpasang thruster, biasanya 20-

50 MW. Bersama-sama dengan produksi, pengeboran, utilitas, dan beban Hotel, daya

terpasang biasanya 25-55 MW. Instalasi khas memiliki pembangkit listrik umum untuk

semua beban ini, memungkinkan fleksibilitas untuk operasi dengan efisiensi energi tinggi

dan ketersediaan tinggi.

Gambar 6.7 Kapal tanker

119

6.2.3 Aplikasi motor listrik pada kapal pasokan lepas pantai.

Untuk kapal dengan posisi dinamis (DP) sebagai modus operasi utama, seperti

pembuluh diving dukungan, kapal crane, dan lapisan pipa, propulsi listrik awal diambil

mulai digunakan, pertama dengan kecepatan tetap CP baling-baling dan kemudian

dengan variabel pendorong kecepatan.

Pengurangan konsumsi bahan bakar dan emisi lingkungan dari propulsi listrik diesel

dibandingkan dengan penggerak mekanik konvensional signifikan untuk kapal dengan

profil operasional diversifikasi. Tabungan dari 30- 40% dalam konsumsi bahan bakar per

tahun telah dilaporkan dari pemilik kapal, dan dengan meningkatkan fokus pada biaya

operasi dan dampak lingkungan dari industri minyak, telah memberikan pertumbuhan

yang besar di sejumlah kapal dukungan lapangan, pertama di Laut Utara , dan kemudian

di wilayah geografis lainnya.

Dengan kebutuhan yang meningkat pesat untuk sistem komunikasi berkecepatan

tinggi dan jaringan kabel serat optik global, ada telah membentuk armada besar peletakan

kabel kapal dengan penggerak listrik dan posisi dinamis.

Kapal ini akan dikonfigurasi sebagai kapal DP, kelas 2 atau 3 (DnV [60], Lloyds [61]

dan ABS [62]), dan sebagian besar akan memiliki penggerak listrik dengan total

kebutuhan listrik dari 8-30 MW, tergantung pada ukuran dan kemampuan pengeboran /

angkat.

Gambar 6.8 Kapal Tanker

6.3 Aktuator pneumatik

Sistem pneumatik terdiri dari elemen masukan (input element), elemen proses

(prosessing element) dan elemen keluaran (working element). Gambar aliran daya dan

mata rantai elemen kontrol dari sistem pneumatik ditunjukkan oleh gambar 6.9.

120

Gambar 6.9 Mata rantai elemen kontrol dari sistem pneumatik

Bagian daya terdiri dari elemen kontrol dan komponen daya atau aktuator.

Kelompok aktuator meliputi berbagai jenis aktuator linier dan putar dari berbagai ukuran

dan konstruksi. Gambar 6.10 adalah contoh konstruksi silinder.

121

Gambar 6.10 Konstruksi silinder

Aktuator dilengkapi dengan elemen kontrol, untuk mengarahkan gerakan aktuator.

Biasanya katup ini akan langsung terhubung ke pasokan udara utama dan dipasang

dekat dengan aktuator untuk meminimalkan kerugian akibat resistensi.

Sebuah aktuator pneumatik terdiri dari piston, batang piston, dan lubang terminal.

Media yang dipergunakan untuk menggerakkan aktuator pneumatik, adalah udara

bertekanan. Udara bertekanan juga digunakan dalam pengembangan pemecahan

permasalahan industri. Sebagian besar aplikasi udara bertekanan digunakan untuk satu

atau lebih dari fungsi-fungsi berikut:

Untuk menentukan status prosesor (sensor)

Mengolah informasi (prosesor)

Mengaktifkan aktuator melalui elemen kontrol akhir

Melaksanakan pekerjaan (aktuator)

Silinder pneumatik memiliki peran penting sebagai penggerak linier. Hal ini dikarenakan:

relatif murah,

kemudahan instalasi,

konstruksi sederhana dan kuat dan

ketersediaan siap dalam berbagai ukuran dan panjang langkah.

Silinder pneumatik mempunyai karakteristik:

Diameter 2.5 sampai 320 mm

Panjang langkah 1 sampai 2000 mm

Gaya yang tersedia 2 sampai 45.000 N pada tekanan 6 bar

Kecepatan piston 0,1 sampai 1,5 m/s

Udara bertekanan dipilih sebagai media untuk menggerakkan aktuator karena

memiliki keuntungan-keuntungan sebagai berikut:

Ketersediaan : Udara tersedia di mana-mana dalam jumlah tidak terbatas.

Penyaluran : Udara dapat dengan mudah diangkut melalui pipa sampai

122

jarak yang jauh.

Penyimpanan : Udara bertekanan dapat disimpan dalam tabung

Kompresor tidak perlu bekerja terus menerus

Reservoir dapat dibawa

Temperatur : Udara bertekanan relatif tidak peka terhadap perubahan

temperature

Tahan ledakan : Tidak ada resiko terhadap api

Tidak memerlukan pengaman khusus untuk bahan yang

mudah terbakar

Bersih : Udara bertekanan tanpa lubrikasi tidak menyebabkan

kontaminasi

Jika ada kebocoran tidak menyebabkan pencemaran

terhadap lingkungan

Baik pada industri perkayuan, makanan, dan tekstil

Konstruksi : Pengoperasian komponen, konstruksi sederhana,

menyebabkan harga yang relatif murah

Kecepatan : Udara bertekanan adalah media kerja yang sangat

cepat (1-2m/det)

Kecepatan kerja dapat diatur

Pengaturan : Kecepatan dan gaya dapat diubah sesuai dengan

kebutuhan

Aman terhadap

beban lebih

: Peralatan komponen pneumatik dapat diberi beban

maksimum dimana aktuator tidak dapat bergerak lagi

Selain kelebihan yang dipunyai oleh media pneumatik, terdapat juga beberapa

kekurangan seperti:

Pengadaan : Udara bertekanan membutuhkan persiapan yang baik

dan benar untuk mencegah timbulnya resiko keausan

Debu dan kondensasi tidak diperbolehkan

Kompresibel : Tidak selalu memungkinkan untuk mencapai kecepatan

piston yang konstan menggunakan udara bertekanan

Tidak akurat

Kebutuhan gaya : Penggunaan udara bertekanan tidak ekonomis lagi jika

beban yang digunakan antara 20000 dan 30000 Newton

pada tekanan normal 6-7 bar

123

Tingkat

kebisingan

: Udara buang sangat keras

Dapat diatasi dengan menggunakan peredam suara

(silencer)

Aktuator pneumatik dapat digolongkan menjadi 2 kelompok: gerak lurus dan putar.

1) Gerakan lurus (gerakan linear):

Silinder kerja tunggal.

Silinder kerja ganda.

2) Gerakan putar:

Motor udara

Aktuator yang berputar (ayun)

Gambar 6.11 adalah bentuk aktuator linier dan putar.

Gambar 6.11 Aktuator linier dan aktuator putar

4. Aktuator Hidraulik

Sebuah aktuator hidraulik terdiri dari silinder atau motor yang menggunakan tenaga

hidraulik untuk menghasilkan gerak mekanik. Gerak mekanik dapat berupa gerakan

linear, putar atau osilasi. Karena fluida (cairan) hampir tidak mungkin mampat, maka

aktuator hidraulik dapat menekan. Kelemahan dari tenaga hidraulik adalah percepatan

yang terbatas.

Silinder hidraulik terdiri dari tabung silinder berongga sepanjang piston yang bisa

meluncur. Istilah kerja tunggal digunakan ketika tekanan fluida diterapkan untuk hanya

satu sisi piston. Piston bisa bergerak hanya satu arah, sedangkan pegas yang digunakan

untuk memberikan langkah piston kembali. Istilah kerja ganda digunakan ketika tekanan

diterapkan pada setiap sisi piston; perbedaan tekanan antara kedua sisi piston

menghasilkan gerakan piston ke satu sisi atau yang lain. Silinder hidraulik digunakan

pada peralatan:

hidraulik yang dipasang tetap (stasioner)

hidraulik yang dapat dibawa kemana-mana (mobile).

124

Tergantung pada jenis kapal, aplikasi silinder hidrolik digunakan pada peralatan kapal laut

sebagai berikut:

Jangkar dan derek

Derek Perikanan

Crane

Derek laut dalam

Gambar 6.12 Mesin derek

Gambar 6.13 Pintu kapal laut

Setiap teknologi memiliki daerah aplikasinya sendiri-sendiri. Tabel 6.1

membandingkan media kerja yang paling umum digunakan elektrik, pneumatik dan

hidraulik.Perbandingan ini mengungkapkan beberapa keuntungan penting dari media

hidraulik, yaitu:

Gaya yang dihasilkan besar menggunakan komponen kecil, yaitu kepadatan daya

yang besar.

Kepresisiannya tinggi

Start-up di bawah beban berat

Pengoperasiannya mudah

Pengontrolan kecepatan sangat baik

Pembuangan panas yang baik

125

Dibandingkan dengan media lainnya, hidraulik memiliki kelemahan sebagai berikut:

Pencemaran lingkungan oleh limbah minyak (bahaya kebakaran atau kecelakaan)

Peka terhadap kotoran

Bahaya akibat tekanan yang berlebihan

ketergantungan pada temperatur (perubahan viskositas)

faktor efisiensi yang kurang baik


Menganalisis Macam-macam Aktuator dengan jalan:


2. Melihat video tentang macam-macam aktuator,


1. Media kerja apa saja yang digunakan oleh aktuator sebagai penggerak mesin otomasi?

2. Apa perbedaan aktuator pneumatik, hidraulik dan elektrik?

3. Bagaimana kriteria pemilihan media kerja?

4. Beri contoh aktuator pneumatik, hidraulik dan elektrik

F. RANGKUMAN

1. Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja

yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator

bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir. Pada mata

rantai elemen kontrol yang terdiri dari elemen input, elemen prosesing, elemen kontrol

dan elemen kerja, kedudukan aktuator terdapat pada elemen kerja.

Memahami

Macam-macam

Aktuator

Aktuator Pneumatik

Aktuator Hidraulik

Aktuator Elektrik

Menganalisis

Masing-masing

Aktuator

Kriteria pemilihan aktuator

Keuntungan dan kerugian

masing-masing media kerja

126


membandingkan dengan kunci jawaban, jika jawaban anda sudah

benar maka dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika



2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi sensor ini? Berilah

komentar, masukan dan tindak lanjuti dari modul ini!

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

2. Ada 3 macam aktuator yaitu aktuator pneumatik, hidraulik dan elektrik. Aktuator

pneumatik menggunakan udara bertekanan sebagai energi penggeraknya. Aktuator

hidraulik menggunakan minyak dan aktuator elektrik menggunakan energi listrik

sebagai energi penggeraknya.


H. KUNCI JAWABAN

1. Media kerja apa saja yang digunakan oleh aktuator sebagai penggerak mesin

otomasi?

Pneumatik, hidraulik dan listrik

2. Apa perbedaan aktuator pneumatik, hidraulik dan elektrik?

Aktuator pneumatik menggunakan udara bertekanan, aktuator hidraulik menggunakan

minyak dan aktuator elektrik menggunakan energi listrik sebagai energi penggeraknya.

3. Bagaimana kriteria pemilihan media kerja?

Force, Stroke, Type of motion (linear, swivelling, rotating), Speed, Service life,

Safety and reliability, Energy costs, Controllability dan Storage

4. Beri contoh aktuator pneumatik, hidraulik dan elektrik

Aktuator pneumatik : silinder linier dan putar

Aktuator hidraulik : silinder linier dan putar

Aktuator elektrik : motor dc, motor 3 fase, solenoid, motor stepper, servo.

127

PENUTUP

A. Kesimpulan

Modul tentang “Sensor dan Aktuator” digunakan sebagai panduan kegiatan belajar

untukmenguasai salah satu kompetensi, yaitu mengevaluasi prosedur penggunaan

sensor dan aktuator serta menemukan kesalahan pada kelistrikan kapal.

Modul ini digunakan peserta didik untuk mempelajari tentang sensor dan aktuator

pada Paket Keahlian Kelistrikan Kapal khususnya mata pelajaran system control

kelistrikan kapal.. Modul ini memberikan latihan untuk mempelajari sensor dan aktuator.

Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini, sehingga

saran dan masukan yang konstruktif sangat penyusun harapkan. Semoga modul ini

banyak memberikan manfaat bagi siapa saja yang mempelajari sistem sensor dan

aktuator.

B. Tindak Lanjut

Modul ini berisi bahan ajar yang berhubungan dengan keterampilan sensor dan

aktuator. Belum semua sensor dan aktuator di bahas disini.Untuk menguasai kompetensi

ini selanjutnya peserta harus mengembangkan diri terutama mencari informasi lain

tentang sensor dan aktuator yang belum dibahas disini dan aplikasinya.

Aplikasi praktek belum banyak dilakukan oleh karena itu perlu pengembangan

selanjutnya tentang sensor dan aktuator dalam hal prakteknya.

128

C. Evaluasi

I. PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR PADA PILIHAN JAWABAN.


a.

b.

c.

d.

2. Sensor proksimiti yang digunakan untuk mendeteksi level air di dalam wadah dari

bahan plastik atau flexiglas adalah ….

a. sensor optic

b. sensor reedswitch

c. sensor induktif

d. sensor kapasitif

129

3. Perhatikan gambar stasiun distribusi berikut.

Aktuator yang digunakan untuk mengeluarkan benda kerja dari stack magazine adalah

….

a. aktuator putar

b. silinder kerja ganda

c. motor pneumatik

d. suction cup

4. Silinder kerja tunggal dipergunakan untuk mendorong benda 1000N dengan tekanan

kerja 6 bar. Dengan efisiensi 88%, maka dipilih silinder kerja tunggal dengan

Øsebesar ….

a. 189,4mm

b. 49,1 mm

c. 46 mm

d. 25 mm

5. Silinder kerja ganda mempunyai Ø 40 mm, panjang langkah 300 mm dan bekerja pada

tekanan 6 bar. Udara yang dibutuhkan silinder kerja ganda untuk gerakan maju dan

mundur 6 kali permenit adalah ….

a. 30,7 liter/menit

b. 15,03 liter/menit

c. 5,28 liter/menit

d. 4,52 liter/menit

130

6. Perhatikan gambar pneumatik berikut.

Jika terjadi kesalahan pada sumber listrik di solenoid 2Y1 dan 2Y2 yang mendadak

mati, maka benda kerja ….

a. tetap dihisap oleh suction cup 2A1

b. terlepas dari suction cup 2A1

c. tetap dihisap beberapa saat kemudian benda jatuh

d. langsung jatuh ke bawah

7. Perhatikan gambar rangkaian pneumatik stasiun distribusi berikut !

Silinder 1A1 bergerak mundur sampai posisi akhir setelah itu tidak mau bergerak maju.

Kesalahan terjadi pada ….

a. katup 1V2 tertutup rapat

131

b. posisi sensor 1B2 tidak tepat

c. posisi sensor 1B1 tidak tepat

d. Katup 1V3 terbuka maksimum

8. ………………… adalah indikator yang menunjukkan berapa banyak energi listrik

diubah menjadi energi mekanik.

a. Faktor pelayanan c. Efisiensi

b. Kenaikan temperatur d. Rpm

9. Sistem pneumatik terdiri dari bebrapa elemenanatara laian kecuali …….

a. Masukan (input elemen) c. Keluaran (Waorking elemen)

b. Elemen proses ( prosessing elemen) d. Pencampur Elemen (mixer elemen)

D. Kunci Jawaban

1. a. , 2. d, 3. b, 4. b, 5. a , 6. a, 7. c. 8. d 9

132

DAFTAR PUSTAKA

1. F.Ebel, S. Idler, G. Prede, D. Scholz, Fundamentals of automation technology,

Technical book, Festo Didactic GmbH & Co. KG, Denkendorf, Germany, 2008

2. F. Ebel, S. Nestel, Proximity Sensors FP 1110, Textbook, Festo Didactic, Esslingen,

1992.

3. P. J. Thomson, Electro-Pneumatics Basic Level TP 201 Textbook, Esslingen : Festo

Croser Didactic, 1991

4. Werner Deppert, Kurt Stoll, Pneumatic Control, An Introduction to the Principles,

Wurzburg: Vogel-Verlag, 1987.

5. Jon S. Wilson, Sensor Technology Handbook, Elsevier Inc, Burlington, MA 01803,

USA: 2005

6. Beckerath dkk, WIKA-Handbook-Pressure and Temperature Measurement, WIKA

Instrument Corporation, Lawrenceville, USA: 2008.

7. Dennis T. Hall, Practical Marine Electrical Knowledge, Second Edition, Witherby & Co

Ltd, London: 1999.

8. Alf Kåre Ådnanes, Maritime Electrical Installations And Diesel Electric Propul-sion,

ABB, Oslo: 2003

9. …………, Step 2000, AC Motor, http://www.sea.siemens.com/step.

10. …………, Step 2000, DC Drive, http://www.sea.siemens.com/step.

11. M. Soleh, Sudaryono, Agung, Pneumatik dan Hidraulik, BSE 2008.

http://www.sea.siemens.com/step

http://www.sea.siemens.com/step

MODUL

TEKNIK CETAKAN MANUAL

ii

iii

DAFTAR ISI

Daftar Isi ................................................................................................................ iii

Peta Kedudukan Modul .......................................................................................... v

Pendahuluan ......................................................................................................... 1

A. Diskripsi .......................................................................................................... 1

B. Prasyarat ......................................................................................................... 1

C. Petunjuk Penggunaan Modul .......................................................................... 2

1. Petunjuk Bagi Siswa ................................................................................... 2

2. Peran Guru ................................................................................................. 3

D. Tujuan Akhir .................................................................................................... 4

E. Kompetensi ..................................................................................................... 5

F. Cek Kemampuan ............................................................................................. 6

Pembelajaran 1 :

Pengenalan PLC Smart Relay Zelio Logic Dan Aplikasi Zelio Soft 2 ...................... 7

1. Tujuan ............................................................................................................. 7

2. Uraian Materi ................................................................................................... 7

Zelio Smart Relay ........................................................................................... 7

1. Keunggulan Smart Relay ....................................................................... 8

2. Bagian Bagian Smart Relay ................................................................... 9

Zelio Soft 2 ...................................................................................................... 9

1. Memulai Zelio Soft 2 .............................................................................. 10

2. Toolbar Pada Zelio Soft 2 ...................................................................... 13

3. Melakukan Pemrograman ...................................................................... 14

4. Mensimulasikan Program ....................................................................... 19

5. Mentransfer Program ............................................................................. 19

Tugas .................................................................................................................. 20

Pembelajaran 2 :

Input / Output Dan Internal Memori Smart Relay Zelio Logic .................................. 21

1. Tujuan ............................................................................................................. 21

2. Teori Dasar ..................................................................................................... 21

A. Input ........................................................................................................... 21

iv

B. Output ........................................................................................................ 22

C. Internal Memori .......................................................................................... 26

D. Peralatan Yang Digunakan ........................................................................ 26

E. Percoban Yang Dilakukan .......................................................................... 26

3. Tugas ............................................................................................................ 30

Pembelajaran 3

Counter Dan Counter Comparator ......................................................................... 31

1. Tujuan ............................................................................................................ 31

2. Teori Dasar..................................................................................................... 31

A. Counter ...................................................................................................... 31

B. Counter Comparator .................................................................................. 33

3. Peralatan Yang Digunakan ............................................................................. 33

4. Percobaan Yang Dilakukan ............................................................................ 34

Pembelajaran 4

Timer ..................................................................................................................... 37

1. Tujuan ............................................................................................................ 37

2. Teori Dasar Timer........................................................................................... 37

3. Peralatan Yang Digunakan ............................................................................. 43

4. Percobaan Yang Dilakukan ............................................................................ 44

v

Peta Kedudukan Modul

Kelistrikan Kapal termasuk di dalam bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa di program keahlian Teknik Perkapalan. Teknik Perkapalan mempunyai paket keahlian sebagai berikut: sedangkan peta kompetensi paket keahlian kelistrikan kapal ditunjukkan oleh diagram gambar berikut.


KELOMPOK

A

KELOMPOK

C

KELOMPOK

B

C1 C2 C3

GAMBAR

TEKNIK

PENGETAHUAN DASAR

PERKAPALAN

PEKERJAAN

DASAR TEKNIK





KIM

IA

SIM

UL

AS

I

DIG

ITA

L

FIS

IKA

vi

1

PENDAHULUAN

A. DESKRIPSI

Modul merupakan bahan ajar yang dirancang untuk dapat dipelajari secara

mandiri oleh peserta didik. Modul PLC Smart Relay Zelio Logic adalah modul

sisipan mada paket keahlian system control kelistrikan kapal.dengan adanya

modul ini diharapkan mempermudah peserta didik mempunyai kompetensi

dalam mengenal, memasang, mengaplikasikan dan mengoperasikan untuk

kepentingan kepentingan pengontrolan listrik. Modul ini mempelajari tentang :

1. Pengenalan PLC Smart Relay Zelio Logic

a. Keunggulan Smart Relay Zelio Logic

b. Bagian bagian smart relay Zelio Logic

c. Pengenalan Zelio Logic soft 2

2. Mengenal INPUT/OUTPUT dan INTERNAL MEMORI SMART RELAY

ZELIO LOGIC

a. Input

b. Output

c. Internal memory

3. Counter dan Counter Comparator

a. Counter

b. Counter Comparator

4. Timer

Komponen komponen tersebut diatas harus anda kenali untuk melakukan

pemrograman dalam mengoperasikan Smart Relay Zelio Logic.

B. Prasyarat

Peserta didik untuk menguasai kompetensi PLC Smart Relay Logic dengan

menggunakan modul dipersyaratkan :

1. Membaca symbol komponen

2. Memahami PLC Smart Relay Zelio Logic beserta bagian bagian dan

kegunaannya

3. Menguasai aplikasi PLC Smart Relay Zelio Soft 2

4. Program/diagram ladder

5. Mampu mensimulasikan dan mentransfer kemodul PLC Smart Relay Zelio

Logic

2

C. Petunjuk Penggunaan Modul Bagi Siswa

Petunjuk penggunaan modul Smart Relay Zelio Logic diperuntukkan

kepada peserta didik/siswa diharapakan dapat belajar mandiri dan peran guru

untuk membantu, maka mengikuti langkah langkah dalam melakukan kegiatan

belajar dibawah ini:

1. Petunjuk Bagi Siswa

a. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian uraian materi yang ada

pada masing masing kegiatan belajar. Apabila ada materi yang

kurang jelas, peserta didik dapat bertanya pada instruktur pengampu

kegiatan belajar.

b. Mulailah dengan mengenal PLC Smart Relay dan fungsi dari bagian

bagiannya.

c. Menghafal symbol symbol baik ladder symbol maupun electrical

symbol

d. Perlengkapan yang harus disiapkan, kabel USB, PC/Laptop, Smart

Relay Zelio Soft 2, lampu indicator, tombol tombol, kontaktor dsb.

e. Kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikan hal hal

berikut:

1) Perhatikan petunjuk petunjuk keselamatan kerja yang berlaku.

2) Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik

3) Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan)

peralatan dan bahan yang diperlukan dengan cermat.

4) Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.

5) Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus

meminta ijin widyaiswara atau instruktur terlebih dahulu.

6) Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula.

7) Jika belum menguasai atau hasil pemasangan instalasi

kelistrikan kapal masih belum memuaskan, maka ulangi lagi

pada kegiatan belajar sebelumya atau bertanyalah kepada

instruktur yang mengampu kegiatan pembelajaran yang

bersangkutan.

f. Hasil Praktik peserta didik/siswa dapat membuat laporan praktik

tertulis lengkap dengan gambar laddernya

3

g. Prosedur pengujian,setiap uji kompetensi mencakup aspek

Pengetahuan (kognitif), Sikap (Affektif) dan Perbuatan (Psikomotor).

h. Peran guru dalam proses pembelajaran, pembimbing, penguji,

merekomendasi nilai.

2. Peran Guru

a. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar, menyiapkan

lembar kerja siswa, Alat dan Bahan sesuai kebutuhan.

b. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan

dalam tahap belajar, membuat tugas terstruktur, membimbing

pembuatan laporan hasil praktik siswa.

c. Membantu siswa dalam memahami Smart Relay Zelio Logic dan

komponen komponennya serta menjawab pertanyaan siswa

mengenai proses belajar siswa sehingga pencapaian kompetensi

siswa dapat tercapai dengan optimal dan maksimal.

d. Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber

tambahan lain yang diperlukan untuk belajar, apabila perangkat yang

tersedia masih dirasa kurang berkaitan dengan diklat yang sedang

dilakukan.

e. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan,

terutama apabila jumlah sarana pendukung tidak memenuhi jumlah

siswa.

f. Merencanakan seorang ahli/pendamping guru dari tempat kerja atau

guru tamu dari Dunia Usaha dan Industri untuk membantu jika

diperlukan,

g. Merencanakan proses penilaian dan menyiapkan perangkatnya, untuk

menginventaris kemajuan hasil belajar siswa.

h. Melaksanakan penilaian dan menyampaikan hasil penilaian siswa

secara transparan serta mengentri data penilaian ke database yang

sewaktu-waktu dapat di print out bila diperlukan.

i. Menjelaskan kepada siswa tentang sikap pengetahuan dan

keterampilan dari suatu kompetensi, yang perlu untuk dibenahi dan

merundingkan rencana pemelajaran selanjutnya, agar ada

kesinambungan.

j. Mencatat pencapaian kemajuan siswa.

4

D. Tujuan Akhir

Setelah selesai mempelajari dan melakukan praktik berdasarkan kegiatan

belajar dan mengerjakan lembar kerja yang ada pada modul Smart Relay Zelio

soft 2 diharapkan peserta didik/siswa mampu Menyebutkan bagian bagian PLC

Smart relay serta kegunaannya, membuat program Ladder sesuai dengan

keinginan, mengoperasikan Program Smart Relay Zelio Soft 2 sesuai dengan

prosedur.

5

E. Kompetensi

KOMPETENSI : Sistem Kontrol Kelistrikan Kapal

SUB

KOMPETENSI

KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR

MATERI POKOK PEMELAJARAN

SIKAP PENGETAHUAN KETERAMPILAN

Memasang dan

mengoperasikan

Smart Relay

Bagian-bagian Smart Relay Zelio Logic beserta bagian-bagiannya

Dasar bahasa Ladder pemrograman

Identifikasi input Smart relay Zelio Logic

Identifikasi output Smart Relay Zelio Logic

Internal Memory Smart Relay Zelio Logic

Fungsi fungsi dasar Smart Relay Zelio Logic, conter dan timer

Smart Relay Zelio Logic beserta bagian-bagiannya

Dasar bahasa Ladder pemrograman

Input Smart relay Zelio Logic

Output Smart Relay Zelio Logic

Internal Memory Smart Relay Zelio Logic

Smart Relay Zelio Logic, conter dan timer

Teliti dalam

memilih komponen tambahan Smart

Relay Zelio Logic

Teliti dalam

menggambar

Ladder

Berhati hati dalam

melaksanakan

praktik

Dasar dasar Smart

Relay Zelio Logic

Program Ladder

Memilih Komponen

Smart Relay

Memasang komponen

smart relay

Mengaplikasikan

rangkaian secara

nyata.

6

F. Cek Kemampuan

Pelajari dan coba jawab pertanyaan–pertanyaan dibawah ini secara lengkap!

Jika merasa telah menguasai dan mampu, Anda bisa langsung mengajukan uji

kompetensi assessor internal atau eksternal melalui guru pembimbing.

1. Sebutkan bagian depan dari smart relay bagian depan?

2. Sebutkan 4 keunggulan menggunakan Smart Relay Zelio Logic?

3. Penggunaan Discrete output ada 4 (empat) sebutkan 2 saja discrete out put?

4. Buatlah diagram ladder sebuah tempat parkir dengan 100 kendaraan?

5. Buatlah diagram ladder traffic light 4 jalur?

7

PEMBELAJARAN 1

PENGENALAN PLC SMART RELAY ZELIO LOGIC DAN APLIKASI ZELIO SOFT 2

I. TUJUAN :

Setelah mempelajari materi Pengenalan PLC Smart Relay Zelio Logic dan

Aplikasi Zelio Soft 2 peserta didik/siswa diharapkan:

1. Mampu memahami PLC Smart Relay Zelio Logic beserta bagian bagian

dan kegunaannya

2. Mampu menguasai aplikasi Zelio soft 2 sebagi program aplikasi

pemrograman, simulasi dan monitoring PLC Smart Relay Zelio Logic

3. Mampu membuat program sederhana menggunakan bahasa ladder

maupun bahasa FBD

4. Mampu mensimulasikan program yang telah dibuat dan menstransfer ke

modul PLC Smart Relay elio Logic

II. URAIAN MATERI

Zelio Smart Relay

Zelio adalah smart relay yang dibuat oleh Schneider Telemecanicque

yang tersedia dalam 2 model yaitu : Model Compact dan Model Modular.

Perbedaannya adalah pada model moduler dapat ditambahkan extension

module sehingga dapat ditambahkan input dan output. Meskipun demikian

penambahan modul tersebut tetap terbatas hanya bisa ditambahkan sampai

dengan 40 I/O. Selain itu model modular juga dapat dimonitor dengan jarak

jauh dengan penambahan modul.

Smart Relay adalah suatu alat yang dapat deprogram oleh suatu

bahasa tertentu yang biasa digunakan pada proses automasi. Zelio Logic

Smart Relay didesain untuk automated system yang bisa digunakan pada

aplikasi industry dan komersial. Tujuan diciptakannya Smart Relay Zelio Logic

adalah untuk menggantikan logika dan pengerjaan sirkit kontrol relay yang

merupakan instalasi langsung. Dengan Smart Relay, rangkaian control cukup

dibuat secara software.

8

Gambar 1.1 PLC Smart Relay Zelio Logic

1. Keunggulan Smart Relai Zelio Logic adalah :

a. Pemrograman yang sederhana. Dengan adanya layar LCD yang besar dengan

backlight yang memungkinkan dilakukan pemrograman melalui front panel

atau menggunakan software “ Zelio Soft 2 “ melalui computer.

b. Sangat mudah untuk diimplementasikan dan waktu implementasi lebi cepat

c. Open connectivity. System zelio dapat dimonitor secara jarak jauh dengan

cara menambahkan extension modul berupa modem

d. Bersifat fleksibel dan sangat hamdal

e. Mudah dalam modifikasi ( dengan software )

f. Tersedia modul komunikasi MODBUS sehingga zelio dapat menjadi Slave

PLC dalam satu jaringan PLC

g. Dapat diprogram dengan menggunakan Ladder dan FBD ( Function Blok

Diagram )

h. Terdapat Fasilitas Counter hingga 1 KHz

i. Terdapat 16 buah timer ( 11 macam ), 16 buah counter, 8 buah blok fungsi

clock setiap blok fungsi memiliki 4 kanal ), automatic summer/winter time

switching, 16 buah analog comparator

j. Dapat ditambah 1 modul I/O tambahan.

9

2. Bagian bagian dari Smart Relay Zelio Logic SR3b261BD

Gambar 1.2 Bagian Depan Smart Relay Zelio Logic SR3B261BD

Bagian Depan Smart Relay Zelio Logic SR3B261BD adalah sebagai berikut :

1. Lubang untuk baut

2. Terminal Power Supply

3. Terminal untuk koneksi INPUT

4. LCD Display dengan 4 baris dan 18 karakter

5. Sloksi untuk memori cartridge atau koneksi ke antarmuka PC atau

komunikasi

6. 6 ( enam ) tombol untuk pemrograman dan memasukkan parameter

7. Terminal untuk koneksi OUTPUT

Zelio Soft 2

Zelio Logic dapat diprogram menggunakan Zelio Soft 2 melalui antar muka

computer atau menggunakan masukan langsung pada panel depan Smart Relay

Zelio Logic ( Ladder Language ). Zelio Soft 2 merupakan software berisi tool tool

yang dapat digunakan untuk mempermudah pemrograman PLC Smart Relay

Zelio. Zelio Soft 2 memungkinkan anda untuk memprogram menggunakan Ladder

Language atau FBD ( Fungtion Blok Diagram ) Language

10

Gambar 1.3 Interface Zelio Soft 2

Untuk menjalankan Zelio Soft 2, PLC harus terhubung dengan computer

menggunakan kabel SR2CBL01 untuk menghubungkan modul ke PC melalui

serial Port atau SR2USB01 untuk menghubungkan modul ke PC melalui USB port

( a )

Gambar 1.4 ( a ) kabel SR2CBL01, ( b ) kabel SR2USB01

1. Memulai Zelio Soft 2

Untuk memulai membuat program baru menggunakan Zelio Soft 2 dapat

mengikuti langkah langkah seperti berikut ini :

1) Buka Program “ Zelio Soft 2 “

11

2) Klik “Create new program “ untuk membuat program baru

3) Berikutnya anda akan masuk ke module selection. Pilih 1 modul yang

akan digunakan pada kolom selct the modul category ( dalam

percobaan ini kita pilih modul 26 I/O with extension

4) Kemudian pada kolom select the type of zelio module to program pilih

yang memiliki referensi SR3B261BD, kemudian Klik “Next”

12

5) Jika anda memilih tipe modul PLC yang dapat ditambah extensi

input/output ,akan muncul halaman seperti dibawah ini. Pilih extensi

input/output sesuai yang anda tambahkan/butuhkan ( jika tidak perlu

menambahkan, biarkan dalam keadaan kosong), lalu tekan “Next”

6) Jika tipe modul zelio yang anda pilih memungkinkan untuk diprogram

dengan ladder language dan FBD language, maka muncul halaman

13

seperti dibawah ini FBD kemudian klik “Next” untuk mengunakan FBD

Language.

2. Toolbar pada Zelio Soft 2

Toolbar pada Zelio soft 2 berisi shortcut kepilihan menu dan

menawarkan fungsi program koherensni yang dikembangkan. Hal ini juga

memungkinkan anda untuk memilih modus : Editing, Simulation atau

monitoring. Arahkan panah mouse ketombol apapun untuk melihat aksi yang

terkait dengannya.

Gambar 1.5 Toolbar pada Zelio Soft 2

Pada kondisi edit mode, selain toolbar ibagian atas terdapat juga toolbar pada

bagian bawah yang berisi elemen elemen ladder maupun FBD penting

tergantung pada program yang dipilih sebelumnya.

14

Untuk elemen ladder anatara lain : Discrete Input, Zx Kex, Auxiliary Relays,

Discrete Output, Timer, Counter, Counter Comparator, Analog Comparator,

Clocks, Text Blocks, LCD Backlighting, Summer Winter.

Gambar 1.6 Toolbar untuk elemen ladder

Penjelasan dan cara untuk melakukan setting dari beberapa elemen ladder

akan dibahas pada bab-bab pembelajaran berikutnya.

3. Melakukan Pemrograman

1) Menggunakan Ladder Language

Setelah anda memilih jenis modul dan bahasa Ladder, lembar

pengkabelan ( wirring sheet ) akan muncul seperti pada gambar dibawah

ini.

Gambar 1.7 Wirring Sheet Zelio Soft 2

Sebagai contoh, kita akan mnggunakan contoh diagram sebagai berikut :

I1 Q1

Keterangan :

Input ( I1 ) dihubungkan ke output (Q2), yang akan dalam status aktif (

kumparatan pada mode kontak )

15

Langkah untuk menggunakan contoh diatas menggunakan Ladder

Language pada lembar pengkabelan (wirring Sheet) adalah sebagi berikut:

a) Pindahkan mouse ke ikon Discrete Input pada sudut kiri

bawah. Maka ditampilkan sebuah table yangberisi kontak yang berbeda

(I1 – IE).

b) Pilih kontak I1 pada table dengan meng-klik dan menggeser kontak

tersebut pada cell sudut kiri atas (contact 1 line 001)

c) Setelah kontak I1 diletakkan, kemudian pindahkan mouse ke ikon

Discrete Output maka ditampilkan sebuah table yang berisi

kontak atau kumparan (koil) yang berbeda seperti pada gambar

dibawah ini.

16

d) Pilih kumparan (koil) “[“ pada baris pertama suatu table dengan meng-

klik dan menggeser kontak tersebut ke cell baris pertama kolom koil

e) Hubungkan kontak ke kumparan (coil) dengan meng-klik pada garis

putus-putus yang sesuai

Catatan :

Perhatikan keseuaian warna elemen dengan warna pada halaman

pemrograman.

Warna kuning untuk input (contact)

Warna biru untuk output (coil)

17

2) Menggunakan FBD Language

Sebagai contoh, kita akan menggunakan contoh diagram sebagai berikut :

I1 Q1

Keterangan :

Input (I1) dihubungkan ke output (Q2), yang akan dalam status aktif

(kumparan pada mode kontak)

Langkah untukmenggunakan contoh diatas menggunakan Ladder

Language pada lembar pengkabelan (wirring sheet) adalah sebagai berikut

:

a) Pindahkan mouse ke ikon IN pada sudut kiri bawah. Maka

ditampilkan sebuah table yang berisi tipe masukkann yang berbeda.

b) Pilih ikon Discrete Input pada table dengan meng-klik dan menggeser

ikon tersebut pada cell I1 sudut kiri atas wirring sheet.

18

c) Kemudian arahkan mouse pada ikon OUT maka di tampilkan

sebuah table yang berisi Output yang berbeda seperti pada tipe

gambar dibawah ini.

d) Pilih ikon Discrete Output dengan meng-klik dan menggeser kontak

tersebut ke cell Q1 sudut kanan atas wirring sheet. Untuk meletakkan

Output Q1, lepaskan tombol mouse.

e) Hubungkan kabel dan I1 ke Q1 dengan meng-klik dan drag titik input I1

ke titik output Q1 kemudian lepaskan tombol.

19

4. Mensimulasikan Program

a) Klik pada ikon simulation dibagian kanan atas untuk

mensimulasikan program yang dipilih.

b) Program yang dipilih sekarang dikompilasi dan layar simulasi muncul.

Selanjutnya klik ikon Run untuk mensimulasikanna.

c) Input atau output berwarna biru menunjukkan kondisi OFF (0), merah

menunjukkan ON (1)

Kondisi OFF

Kondisi ON

d) Untuk menghentikan simulasi klik ikon Stop

5. Mentransfer Program

a) Sebelum menstransfer, nyalakan modul dan hubungkan modul ke

computer menggunakan kabel SR2CBL01 atau SR2USB01.

b) Masuk ke Edit Mode (klik ikon Edit )

20

c) Pada transfer menu, pilih Transfer Program kemudian pilih PC >Module

Catatan :

1. Anda tidak bisa menulis pada modul saat masih berjalan (RUN). Klik

STOP Module pada menu Transfr untuk menghentikan module.

2. Jika modul yang terhubung ke komputer bukanlah modul yang dipilih

saat memulai program, Anda dapat memilih modul lain dengan meng-

klik Module Selection /Progaming pada menu Module

3. Jika anda telah memuat program dalam Ladder Language sebelumnya

pada modul (atau ketika anda pertama kali menggunakannya), program

harus mengupdate firmware modul. Anda akan diberikan pilihan untuk

meng-update selama proses transfer.

Tugas :

1. Sebutkan langkah langkah membuat program baru menggunakan zelio soft 2 ?

2. Sebutkan bagian bagian dari toolbar pada zelio soft 2?

3. Sebutkan toolbar untuk elemen ladder zelio soft 2?

4. Jelaskan bagaimana cara mentransfer program.

21

PEMBELAJARAN 2

INPUT/OUTPUT DAN INTERNAL MEMORI

SMART RELAY ZELIO LOGIC

I. TUJUAN :

Setelah mempelajari modul Input/Output dan Internal memori diharapkan

peserta didik :

1. Mampu memahami PLC Smart Relay Zelio Logic

2. Mampu memahami dan menjalankan program aplikasi Zelio Soft 2

3. Mampu memahami dan mengaplikasikan Input PLC Smart Relay Zelio Logic

4. Mampu memahami dan mmengaplikasikan Output PLC Smart Relay Zelio

Logic

5. Mampu memahami danengaplikasikan Internal Memory PLC Smart Relay

Zelio Logic

II. Teori Dasar

A. Input

Input berfungsi layaknya panca indera manusia. Jenis input yang umum

bisa berupa : tombol tekan, sensor dan berbagai jenis saklar lainnya. Pada

“Ladder entry”,jumlah input ditentukan oleh jenis dan tipe Zelio Logic yang

digunakan. Input yang ditandai dengan indeks berupa bilangan bulat positif ( 1,2,3

…)merupakan tipe input diskrit maupun input analog.

Gambar 2.1 Komponen input Zelio Soft 2

22

Pada tipe Zelio Logic yang dilengkapi dengan layar, terdapat 4 tombol

navigasi (Zx keys), yang juga bisa berfungsi layaknya input diskrit.

Gambar 2.2 Komponen Zx Keys Zelio Soft 2

Kontak input memiliki dua kondisi yaitu Normally Open/mode normal

terbuka (ON) atau Normally Close (NC). Untuk mengubah input dari keadaan

Normally Open (ON) ke Normally Close (NC) dan sebaliknya, klik kanan pada

komponen ladder ertentu dan pilih kondisi yang diinginkan (seperti pada gambar

dibawah)

Gambar 2.3 Mengubah kondisi input dari NO menjadi NC

B. Output

Gambar 2.4 Komponen Output Zelio Soft 2

Output berfungsi layaknya penggrak tubuh manusia. Jenis output yang

umum bisa berupa : Lampu indicator, Relay, Buzzer, Kontaktor dan sebagainya.

Pada “ Ladder entry”, jumlah outputditentukan oleh jenis dan tipe Zelio Logic

23

yang digunakan. Output terdiri dari kontak dan koil. Koil output dapat dibedakan

menjadi 4 jenis : Active on (contactor) state, Active on (Impulse relay) edge, set,

dan reset.

a) Pengguaan Discrete Output sebagai kumparan ada 4 mode yang

disediakan antara lain :

Active On (Contactor) mode

Pada mode Active On (Contactor) state,output relay akan aktif jika

input relay juga aktif dan sebaliknya.

Contoh :

Gambar 2.5 Output relay akan aktif jika input relay juga aktif

Gambar 2.6 Output relay tidak akan aktif jika input relay tidak aktif

Active On (Impulse relay) Edge

Pada mode Active On (Impulse relay) Edge, output relay akan aktif

dan mati saat input relay pada rising edge.

Gambar 2.7 Timming Diagram input dan output relay pada mode Active On ( Impulse

relay) Edge

24

Latch Activation (set)

Latch Activation (set) juga disebut latch relay,output akan aktif jika

input juga aktif. Namun tidak akan mati sebelum reset diberikan.

Latch Deactivation (reset)

Latch Deactivation (reset) juga disebut unlatch relay, digunakan untuk

mematikan output yang di-latch sebelumnya.

Penggunaan mode Latch activation (set) dan Latch Deactivatioan

(reset) dapat diilustrasikan pada gambar berikut ini :

(a)

(b)

(c)

25

(d)

Gambar 2.8 Output Relay (Q1) yang di-Latch oleh input (SQ1) dan di-

unlatch oleh input ( RQ1)

Dari gambar diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :

(a) Kondisi koil (SQ1) belum aktif sehingga kontak (Q1) juga belum

aktif.

(b) Kondisi koil (SQ1) saat aktif dan mengakibatkan kontak (Q1)ikut

aktif.

(c) Kontak (Q1)tetap aktif meskipun koil (SQ1)tidak aktif.

(d) Kontak (Q1)tidak aktif ketika koil (RQ1)tidak aktif.

b) Penggunaan Discrete Output sebagai kontak

Discrete Output dapat digunakan sebagai kontak sebanyak yang

diperlukan. Kontak ini bisa menggunakan kondisi langsug dari relayt

(modus normally open) atau keadaan kebalikannya ( modu normally

closed),lihat dibwah.

Normally Open Mode

Sebuah relay yang digunakan sebagai kontak normally Open

(Normal terbuka) sesuai dengan pen ggunaan keadaan langsung dari

relay. Jika diaktifkan, kontak dikatakan Tersambung

(counducting)

Normally Closed Mode

Sebuah relay yang digunakan sebagai kontak tertutup, sesuai

dengan penggunaan keadaan terbalik dari relay. Jika diaktifkan,

kontak dikatakan tidak lagi tersambung ( not connecting)

26

Untuk mengubah logic kontak dari NO ke NC (dan sebaliknya), klik

kanan pada komponen ladder yang akan diubah,dan pilih kondisi

yang diinginkan.

C. Internal Memory

Gambar 2.9 Komponen Auxiliary Zelio Soft 2

Internal Memory (Auxiliary Relay) merupakan jenis output yang hanya

digunakan secara internal dan berjumlah total 28 unit Auxiliary Relay

demngan nomor M1 sampai M9 dan dari MA sampai MY kecuali I, M, O

dengan karakteristik yang serupa dengan out put.

Contoh :

Gambar 2.10 Internal Memory (Auxliliary Relay)

Keterangan :

Aktivasi input I1 digunakan untuk mengaktifkan keluaran Q1, melalui M1.

D. Peralatan Yang Digunakan

a. Perangkat computer yang telah diinstal program aplikasi Zelio Soft 2

b. Trainer PLC Smart Relay Zelio Logic SR3 B261BD

c. Prototype aplikasi penentu prioritas bel kuis

d. Kabel penghubung

E. Percobaan Yang Dilakukan

A. Praktek memori circuit (Latch)

Rangkaian yang bersifat nebgingat kondisi sebelumnya seringkalu

dibutuhkan dalam control logic. Pada rangkaian ini hasil keluaran

27

dikunci (latching) dengan menggunakan kontak hasil keluaran itu

sendiri, sehigga walaupun input sudah berubah, kondisi output tetap.

Gambar 2.11 Latching Circuit

a) Alokasi Pengalamatan

Tabel 2.1 Alokasi pengalamatan Input dan Output

b) Langkah Melakukan Percobaan

(1) Buka aplikasi Zelio Soft 2

(2) Dari gambar 2. Buatlah ladder diagramnya menggunakan

Zelio Soft 2 dengan alokasi pengalamatan input dan output

seperti yang tertera pada table 2.1

(3) Simulasikan ladder diagram yang telah anda buat dengan

meng-klik tombol simulation

(4) Aktifkan input I1 kemudian non aktifkan kembali

(5) Lakukan pengamatan pada output Q1, apakah yang terjadi?

(6) Aktifkan input I2 kemudian non aktifkan kembali. Bagaimana

kondisi output Q1

(7) Simpan file diagram ladder anda dengan nama PRAKTEK

LATCH ,,NAMA KELOMPOK/NAMA ANDA>>. ( file hasil

percobaan disertkan dalam CD laporan Praktikum)

c) Tugas Pertanyaan

(1) Berikan ulasan mengenai hasil percobaan tersebut!

(2) Gambarkan Diagram Ladder jika melibatkan internal memori (

Auxiliary Relay)

28

B. Aplikasi Penentu Prioritas Bel Acara Kuis

PLC akan digunakan sebagai alat kendali penentu prioritas bel suatu

acara kuis yang diikuti oleh 3 peserta atau kelompok peserta, dengan

ketentuan seperti pada prosedur operasional berikut.

A) Prosedur Operasional

1) Pertama pembawa acara memberikan pertanyaan kepada 3

(tiga)peserta kuis, setelah selesai memberikan pertanyaan, maka

ketiga pemain berlomba-lomba untuk menekan tombol dalam rangka

menjawab pertanyaan dari pembawa acara.

2) Buzzer akan berbunyi setelah ada salah satu peserta menekan

tpmbol untuk pertama kalinya.

3) Indikator lampu pada peserta tersebut ( yang berhasil menekan

tombol pertama kali ) akan menyala dan hanya bisa dimatikan oleh

tombol riset.

4) Setelah tombol riset ditekan oleh pembawa acara, maka proses akan

berulang lagi dari awal.

Gambar 2.12 Acara kuis yang diikuti 3 orang peserta

B) Alokasi Pengalamatan I/O

Tabel 2.2 Alokasi pengalamatan Input dan Output

29

C) Diagram Ladder

Gambar 2.13 Diagram Ladder

D) Tugas Pendahuluan

1) Buat Flowchart (diagram alir) sesuai dengan prosedur kerja aplikasi

penentu prioritas bel kuis yang telah ditentukan pada poin B

E) Petunjuk Melakukan Percobaan

1) Buatlah diagram ladder point C pada aplikasi zelio soft dengan

alokasi pengalamatan input dan output seperti pada table 2.2

2) Hubungan modul PLC ke computer menggunakan kabel

SR2USB01

3) Downloadkan diagram ladder yang telah anda buat ke modul PLC

Smart Relay Zelio Logic.

4) Hubungkan prototype aplikasi penentu prioritas bel kuis pada pin

I/O PLC dengan alokasi pengalamatan I/O seperti pada table poin A

30

5) Jalankan system apakah telah berjalan sesuai dengan prosedur

kerja yang telah ditentukan (sebelum menjalankan system periksa

terlebih dahulu apakah system pengkabelan/pengalamatan sudah

sesuai dengan petunjuk)

6) Setelah selesai melakukan pengmatan,simpan diagram ladder yang

anda buat dengan nama file PRAKTEK BEL QUIZ << NAMA

KELOMPOK/NAMA ANDA>>

F) Tugas Untuk Laporan Resmi

1) Berikan ulasan mengenai cara kerja diagram ladder dan cara kerja

rangkaian/system!

2) Buatlah Diagram ladder aplikasi penetu prioritas bel kuis jika jumlah

pesertanya adalah 4 !

Tugas :

1. Jelaskan 4 mode kumparan penggunaan discrete Output?

2. Jelaskan penggunaan discrete output sebagai kontak !

3. Sebutkan peralatan yang digunakan dalam pemrogtraman Smart relay zelio soft2

4. Jelaskan langkah langkah dalam melakukan praktik pemrograman Smart Relay

zelio !

5. Lah program ladder untuk menjalankan motor putar kanan dan putar kiri !

31

PEMBELAJARAN 3

COUNTER DAN COUNTER COMPARATOR

I. TUJUAN:

Setelah mempelajari modul Counter dan Counter Comparator diharap peserta

didik :

1. Mampu memahami dasar dasar unit rancang bangun PLC Zelio Soft 2

2. Mampu memasukkan dan menjalankan program dasar di PLC Zelio Soft 2

3. Mampu membuat program atau diagram ladder dari suatu masalah sederhana

4. Mampu memahami kegunaan dan memanfaatkan fungsi pencacah (counter)

yang dimiliki oleh PLC

5. Mampu mengaplikasikan fungsi counter dan counter comparator

II. TEORI DASAR

1. Counter

Instruksi counter digunakan untuk menghitung/mencacah

banyaknya/jumlah kejadian tertentu untuk mengaktifkan kontaknya.

Pencacahan dapat dilakukan secara maju(upcounting) maupun mundur

(downcounting). Jumlah cacahan dapat diatur dalam rentang 1-32767 cacahan.

Smart Relay Zelio Logic SR3B261BD memiliki 16 counter dengan nomor

C1 sampai C9 dan CA sampai CG dengan setting parameter seperti pada

gambar dibawah ini.

Gambar 3.1 Setting parameter pada coil counter

Keterengan :

(1) Nilai counter yang ditetapkan.

32

(2) Untuk membuat output ON saat nilai yang ditetapkan tercapai (upcounting)

(3) Untuk membuat output ON ketika nilai mencapai 0 (downcounting)

Setiap counter Smart Relai Zelio memiliki 1 kontak dan 3 koil yang terkait

anatara lain :

Setiap C : kontak yang akan aktif jika counter yang dihubungkan mencapai

nilai 0 (nol) atau preset value.

Koil CC : setiap kali koil aktif, nilai pada counter bertambah atau berkurang

1 sesuai dengan arah menghitung (DC) yang ditentukan (jika tidak

menggunakan coil DC maka nilai pada pada counter bertambah 1 setiap

kali koil CC aktif,

Koil RC : Reset awal nilai counter/mengembalikan nilai counter pada

kondisi awal. Aktifkan koil ini memiliki efek sebagai berikut :

Mengembalikan hitungan ke nol jika jenis counter yang dipilih adalah

upcounting.

Mengembalikan hitungan ke nilai yang ditentukan (preset value) jika

jenis counter yang dipilih adalah downcounting.

Koil DC : koil ini menentukan arah penghitungan sesuai dengan

stausnya.ini berarti :

Downcounts jika koil DC aktif,

Upcounts jika koil DC tidak aktif.

Gambar 3.2 Komponen Counter pada Zelio Sof 2

33

2. Counter Comparator

Fungsi ini digunakan untuk membandingkan antara satu atau dua counter

baik melibatkan nilai konstanta maupun tidak. Jika nilai/perhitungan yang

dibandingkan memenuhi syarat persamaan, maka akan mengaktifkan kontak

(V). Operasi yang dapat ditangani oleh counter comparator terbatas pada

aritmatika dasar (baik persamaan maupun pertidaksamaan) antara lain

>,≥,=,≠,≤,<.Rumus perbandingan untuk membandingkan counter adalah

sebagai berikut :

Untuk jendela/dialog box pengaturan parameter counter comparator

adalah seperti gambar berikut ini :

Gambar 3.3 Setting parameter counter comparator

Keterangan :

(1) Operator Perbandingan

(2) Cx dan Cy : digunakan untuk memilih counter yang akan

dibandingkan. (gunakan dropdown menu untuk memilih counter yang

akan dibandingkan

(3) X dan Y: nilai konstanta anatara : -32.768 sampai dengan 32.768

Catatan :

Fungsi Counter Comparator tidak dapat dikonfigurasi melalui panel depan

modul Smart Relay Zelio Logic. Fungsi ini yang dapat dikonfigurasi melalui

software pemrograman PLC Zelio.

III. Peralatan yang digunakan

1. Perangkat computer yang telah terinstall program aplikasi Zelio Soft 2

2. Trainer PLC Smart Relay Zelio Logic SR3 B261BD

34

3. Prototipe aplikasi pembatas parker

4. Kabel penghubung

IV. Percobaan yang dilakukan

1. Praktek pembatas kendaran pada parker

Salah satu contoh penerapan fungsi Counter dan Counter Comparator

adalah aplikasi pembatas kendaraan pada parker. Dimana system dapat

membatasi kapasitas kendaraan yang masuk kedalam area parker sesuai

dengan kapasitas area parker, misalkan dengan membatasi kendaraan yang

masuk kedalam area parker maksimum 100 kendaraan.

Setiap kali mobil masuk secara otomatis PLC akan menambahkan ke

jumlah total kendaraan, setiap kali mobil keluar maka PLC akan mengurangi

nilai total kendaraan secara otomatis. Ketika jumlah kendaraan mencapai nilai

100 maka sinyal indicator tempat parker akan menyala yang menandakan

kapasitas penuh, dan member tahu pengemudi lain untuk tidak masuk karena

sudah tidak ada tempat lagi.

Gambar 3.4 Ilustrasi Aplikasi Pembatas parker

a. Prosedur Operasional

1) Saat mobil masuk, maka sensor S1 ( I1), mendeteksi mobil yang masuk

sehingga menambahkan jumlah kendaraan yang parkir (counter up)

2) Jika ada mobil yang keluar dari parker maka sensor S2 (I2) mendeteksi mobil

yang keluar sehingga mengurangi jumlah kendaraan yang parker (counter

down)

3) Jika nilai counter telah mencapai 100, mengindikasikan bahwa area parker

penuh sehingga lampu indicator parker penuh (Q1) akan menyala.

35

b. Alokasi Pengalamatan I/O

Alokasi pengalamatan I/O pada aplikasi pembatas kendaraan pada parker

dapat ditunjukkan oleh table dibawah ini.

Tabel 3.1 Alokasi Peng alamatan I/O1

c. Diagram Ladder

Gambar 3.5. Diagram Ladder

d. Tugas pendahuluan

1) Buat Flowchat (diagram alir) sesuai dengan prosedur operasional aplikasi

pembatas area parker yang telah ditentukan pada point VI

e. Petunjuk Melakukan Percobaan

1) Buatlah diagram ladder seperti point c

2) Hubungkan modul PLC ke computer menggunakan kabel SR2USB01.

3) Downloadkan diagram ladder yang telah anda buat ke modul PLC Smart Relay

Zelio Logic

4) Hubungkan prototype aplikasi pembatas parker pada pin I/O PLC dengan

alokasi pengalamatan I/O seperti pada table 1

36

5) Jalankan system apakah telah berjalan sesuai dengan prosedur kerja yang

telah ditentukan pada point IV (sebelum menjalankan system periksa terlebih

dahulu apakah system pengkabelan/pengalamatan sudah sesuai dengan

petunjuk)

6) Setelah selesai melakukan pengamatan, simpan diagram ladder yang anda

dibuat dengan nama file PRAKTEK PARKIR <<NAMA KELOMPOK/NAMA

ANDA>>

f. Tugas untuk laporan resmi

1) Lakukan modifikasi program jika area parker hanya mampu menampung

kendaraan sejumlah 200 kendaraan

2) Jelaskan fungsi dari intruksi counter pada aplikasi pembatas area parker.

37

PEMBELAJARAN 4

TIMER

I. TUJUAN:

Setelah mempelajari modul Timer peserta didik diharap:

1. Mampu memasukkan dan menjalankan program dasar di PLC Smart Relay

2. Mampu membuat program atau diagram ladder dari suatu masalah sederhana

3. Mampu memahami kegunaan dan memanfaatkan fungsi timer yang dimiliki oleh

PLC Smart Relay Zelio

4. Mampu mengaplikasikan fungsi timer

II. Teori Dasar

1. Timer

Timer digunakan untuk menunda waktu (delay), memperpanjang dan

mengontrol tindakan. Pada Smart Relay Zelio Logic SR3B261BD memiliki 16 timer

dengan nomor T1 sampai T9 dan TA samapai TG

Gamabar 4.1 Simbol Timer

Gambar 4.2 Komponen timer pada toolbar

38

Gambar 4.3 Setting parameter pada coil timer

Keterangan :

(1) Jenis karakteristik atau function dari timer yang akan digunakan

(2) Grafik yang akan ditunjukkan timming diagram dari Fuction Timer yang dipilih

(3) Time : Setting nilai timer

(4) Unit : satuan timer yang kita atur pada time, mliputi : s(millisecond/ milidetik), S

(secont/detik), M:S atau (Minute:Secont)/(Menit:Detik),H:M (Hour : Minute)/(Jam

: Menit), dan H atau Hour ( Jam )

Pada Smart Relay Zelio Logic terdapat 11 jenis Fuction timer dan setiap jenis Fuction

memiliki funsi yang berbeda, anatara lain :

a) Timer Function A: Active, Control held down

Timer jenis ini sering disebut dengan Timer On Delay, dimana bekerjanya

kontak dari timer ditunda sekian satuan waktu yang telah disetiing. Perhatikan

gambar timming diagram berikut ini:

Gambar 4.4 Timming diagram dari Timer Function A

39

Keterangan:

- TTx = Coil dari timer

- Kontak timer

- Nilai waktu timer

- Menunjukkan timer ke-sekian

Dari gambar dapat dilihat bahwa coil timer berlogika high, namun kontak dari

timer belum berlogika hig. Setelah sekian satuan waktu (t) kontak baru berlogika

high. Dari gambar juga dapat dilihat bahwa matinya kontak bersamaan dengan

matinya coil. Pada timer ini yang diatur hanyalah waktu penundaan bekerjanya

kontak, lamanya kontak bekerja tidak diatur.

Apabila waktu yang telah ditentukan belum dicapai atau kontak belum bekerja

tetapi coil sudah mati maka timer akan restat secara otomatis.

b) Timer Function a: Active, Press start/stop

Prinsip kerja dari timer ini berbeda dengan timer function A: Active, control

held down. Untuk melihat perbedaannya perhatikan gambar berikut ini:

Gambar 4.5 Timming Diagram Timer Function A: Active,Press start/stop

Keterangan :

- TTx = Coil dari timer

- RT = Coil reset timer

- T = Kontaktor timer

- T = Nilai waktu timer

- X = Menunjukkan timer ke-sekian

Dari gambar dapat dilhat untuk mengaktifkan timer atau memulai hitungan

timer (t) hanya diperlukan satu pulsa pada coil (TT). Bersamaan dengan naiknya

logic pada coil saat itu juga timer mulai bekerja. Untuk mematikan kontak timer

40

setelah dia bekerja kita harus memberi 1 pulsa kepada timer melalui coil reset

timer (RT). Reset timer juga dapat digunakan mereset nilai timer kembali ke

hitungan 0 walau kontak timer belum bekerja.

c) Timer Function C: Off Delay

Timer ini akan menunda matinya kontak selama sekian satuan waktu yang

ditentukan setelah coil timer (TTx) dimatikan. Perhatikan timming diagramnya

pada gambar dibawah ini .

Gambar 4.6 Timming diagrm Timer Function C: Off Delay

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa kontak (Tx) ikut bekerja bersamaan

dengan aktifnya Coil (TTx), namun saat Coil mati kontak masih tetap hidup sampai

dengan waktu yang telah ditentukan (t). Nilai waktu (t) mulai aktif bersamaan

dengan matinya Coil.

d) Timer Function B: On pulse one shot.

Timer Function B adalah timer yang aktif sesuai dengan waktu yang telah

ditentukan. Kontak (Tx) akan mulai aktif bersamaan dengan aktifnya Coil (TTx).

Aktifnya kontak hanya membutuhkan 1 pulsa sesaat dari coil. Kita juga dapat

mereset timer ini dengan menambahkan Coil Reset (RT). Lebih jelasnya lihat

gambar timming diagramnya dibawah.

Gambar 4.7 Timming diagram dari Timer Funtion B

41

e) Timer Function W: Timing afte pulse

Pada Timer Function W, kontak (Tx) timer ini mulai bekerja bersamaan

dengan akhir dan pulsa pada Coil (TTx). Lama waktu aktifnya kontak berdasar

pada nilai waktu yang kita atur (t). kita juga dapat mereset timer ini dengan

menambahkan Coil Reset (RT). Lebih jelasnya lihat gmbar timming diagramnya

dibawah ini.

Gambar 4.8 Timming Diagram Timer Function W

f) Timer Function D: Symmtrical Flasing

Timer ini merupakan timer yang kontaknya (Tx) hidup dan mati selama

terus menerus selama coil timer (TTx) aktif. Seperti timer lainnya durasi (t) hidup

dan mati dapat diatur.

Gambar 4.9 Timming diagram Timer Function D

g) Timer Function PD: Symmetrical flasing, start/stop one pulse

Prinsip kerja timer ini hamper sama dengan timer Function D, sama sama

menghasilkan pulsa. Tetapi agar timer ini bekerja hanya membutuhkan 1 pulsa

dari Coil (TTx) sedangkan untuk mematikan juga hanya membutuhkan 1 pulsa

dari Coil Reset (RTx). Durasi (t) antar pulsa juda dapat diatur.

Gambar 4.10 Timming Diagram Timer Function PD

42

h) Timer Function T: Time on addition

Kontak (Tx) dari timer ini akan aktif apabila jumlah akumulasi waktu

aktifnya Coil (TTx) sama dengan nilai waktu jyang diatur pada timer (t).

Misalnya waktu timer diatur 10 detik, pada kesempatan pertama Coil

sempat aktif 2 detik. Nilai 2 detik tersebut akan disimpan dan akan dijumlahkan

dengan nilai waktu pada kesempatan berikutnya. Selama jumlah akumulasi

aktifnya Coil mencapai nilai waktu yang diatur pada timer timer maka kontak

timer akan bekerja. Tombol reset (RTx) berfungsi untuk mereset waktu yang

sudah berputar pada timer.

Gambar 4.11 Timming diagram Timer Function T

i) Timer Function AC: A/C

Timer ini merupakan gabungan dari Timmer Function A dan Timer

Function C. Karakteristik dari timer ini adalah menunda hidup dari kontak timer

sekaligus menunda matinya.

Namun besarnya nilai menunda hidup dan nilai mati berbeda, ada 2 nilai

waktu yang harus diubah. Perhatikan gambar timming diagram dari Timer

Function AC dibawah ini.

Gambar 4.12 Timming diagram Timer Function AC

j) Timer Function L: Flasher Unit, control held down asynchronous.

Timer Function L mempunyai prinsip kerja hamper sama dengan Timer

Function D, dimana sama sama menghasilkan pulsa pada kontak (Tx) selama

43

Coil (TTx) aktif. Yang membedakan diantara keduanya adalah bahwa pada Timer

Function L durasi aktif (tA) dan durasi mati (tB) dapat diatur berbeda karena

besarnya tA dan tB diatur sendiri sendiri. Perhatikan gambar timming diagram

dari Timer Function dibawah ini.

Gambar 4.13 Timming diagram Timer Function L

k) Timer Function I; Flasher Unit, Press to start/stop

Timer ini berkerja seperti Timer Function L, kedua timer ini sama sama

menghasilkan pulsa pada kontak (Tx) dengan nilai tA dan tB berbeda, yang

membedakan adalah untuk mengaktifkan timer ini coil (TTx) hanya perlu diberi 1

pulsa.

Sedangkan untuk mematikan diperlukan 1 pulsa pada coil reset (RTx).

Perhatikan gambar timming diagram dari Timer Function I dibawah.

Gambar 4.14 Timming diagram Timer Function I

III. Peralatan Yang Digunakan

1. Perangkat computer yang telah terinstall program aplikasi Zelio Soft v2

2. Trainer PLC Smart Relay Zelio Logic SR3B261BD

3. Prototipe aplikasi Traffic Light

4. Prototipe aplikasi pengepakan Apel

5. Kabel Penghubung.

44

IV. Percobaan yang dilakukan

1. Aplikasi Traffic light

Lampu lalu lintas kita jumpai terutama dijalan jalan raya yang sangat pada

lalu lintasnya, umumnya kita jumpai dipersimpangan-persimpangan jalan baik

persimpangan tiga atau persimpangan empat, secara garis besar lampu lalu

lintas atau traffic light berfungsi untuk menertibkan kendaraan kendaraan yang

berada pada persimpangan jalan.

Untuk mengontrol system kerja lampu lalu lintas, banyak cara yang dapat

dilakukan yaitu dengan menggunakan kontaktor magnit ataupun relay yang

telah dikombimasikan dengan peralatan TDR ( time delay relay) atau dengan

menggunakan PLC. Namun dengan menggunakan PLC banyak keuntungan

yang didapat disbanding dengan menggunakan kontaktor magnit ataupun relay

yang dikombinasikan dengan peralatan TDR.

Salah satu penggunaan fungsi timer pada PLC adalah aplikasi traffic light.

Dimana fungsi timer dapat digunakan juga untuk melogikakan penyalaan lampu

pada traffic light. Pada percobaan kali ini kita akan mensimulasikan aplikasi

traffic light menggunakan fungsi timer.

Gambar 4.15 Ssket posisi lampu

Misalkan sebuah perempatan akan diberikan sebuah traffic laight 2 arah

kendaraan. Disini kita memakai 6 (enam) output dari PLC Smart Relay Zelio Logic

digunakan untuk mengontrol lampu traffic laight. Tombol yang digunakan pada

system ini ada dua tombol yaitu tombol start dan tombol stop.

45

a. Prosedur Operasional.

1) Saat tombol START (PB Start) ditekan, lampu merah jalan 1 (M1) menyala

selama 9 detik dan lampu hijau jalan 2 (H2) menyala selama 7 detik

2) Setelah 7 detik lampu hijau jalan 2 (H2) padam, kemudian lampu kuning

jalan 2 (K2) menyala selama 2 detik.

3) Setelah lampu kuning jalan 2 (K2) menyala selama 2 detik/detik ke 9,

lampu merah jalan 2 (M2) menyala selama 9 detik.

4) Pada waktu yang bersamaan (detik ke 9) lampu merah jalan 1 (M1) padam

dan lampu hijau jalan 1 (H1) menayala selama 7 detik.

5) Setelah lampu hijau jalan 1 (K1) menyala 7 detik, maka lampu hijau jalan 1

(H1) padam dan lampu kuning jalan 1 (K1) menyala selama 2 detik.

6) Setelah lampu kuning jalan 1 (K1) menyala selama 2 detik, lampu kuning

jalan 1 (K1) dan lampu merah jalan 2 (M2) padam kemudian proses

kembali keawal. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada timming diagram

berikut ini.

Gambar 4.16 Timming diagram pada aplikasi traffic laight

7) Proses ini akan dilakukan secara berulang ulang hingga tombol STOP (PB

STOP) ditekan.

b. Alokasi Pengalamatan I/O

Alokasi pengalamatan I/O pada aplikasi traffic light dapat ditunjukkan oleh

table dibawah ini.

46

c. Diagram Ladder

47

Gambar 4.17 Diagram Ladder

48

d. Tugas Pendahuluan.

1) Buat Flowchart (diagram alir) sesuai dengan prosedur operasional aplikasi

traffic light yang telah ditentukan pada point c !

e. Petunjuk melakukan Percobaan.

1) Buatlah diagram ladder seperti pada point c dengan alokasi pengalamatan

input dan output seperti table 4.1

2) Hubungkan modul PLC kekomputer menggunakan kabel SR2USBB01

3) Downloadkan diagram ladder yang telah anda buat kemodul PLC Smart Relay

Zelio Logic

4) Hubungkan prototype aplikasi traffic laight pada pin I/O PLC dengan alokasi

pengalamatan I/O seperti table 1

5) Jalankan nsistem apakah telah berjalan sesuai dengan prosedur operasional

yang telah ditentukan pada point c ! (sebelum menjalankan system periksa

terlebih dahulu apakah system pengkabelan / pengalamatan sudah sesuai

dengan petunjuk)

6) Setelah selesai melakukan pengamatan, simpan diagram ladder yang anda

buat dengan nama file PRAKTIK TRAFFIC LIGHT << Nama Kelompok / nama

individu>>

f. Tugas untuk laporan resmi

1) Lakukan modifikasi program saat lampu kuning menyala, nyalanya berkedip 3

kali.

2) Jelaskan fungsi dari instruksi timer pada aplikasi traffic light

3) Berikan kesimpulan mengenai hasil percobaan anda.

i

MODUL

PRORGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

ii

iii

DAFTAR ISI

Daftar Isi ................................................................................................................ iii

Peta Kedudukan Modul .......................................................................................... vi

Glosarium .............................................................................................................. vii

Bab I Sistem Kendali/ Kontrol................................................................................. 1

A. Pendahuluan ................................................................................................ 1

B. Sejarah PLC ................................................................................................. 1

C. Pendekatan Sistematik Dalam Perancangan Sistem Kontrol Proses ............ 3

1. Sistem Control Loop Terbuka ................................................................... 4

2. Sistem Control Loop Tertutup ................................................................... 4

Bab II Pengenalan PLC ......................................................................................... 6

A. Pendahuluan ................................................................................................ 6

B. Bagian/ Elemen PLC .................................................................................... 7

1. Modul CPU ............................................................................................... 8

2. Memory .................................................................................................... 9

C. PLC ( Programable Logic Controller ) ........................................................... 10

1. Keuntungan menggunakan PLC .............................................................. 10

2. Pengertian PLC ........................................................................................ 11

3. Tiga bagian pokok PLC ............................................................................ 11

4. Catu daya PLC ......................................................................................... 12

5. Masukan-masukan PLC ........................................................................... 12

6. Pengaturan atau Antarmuka Masukan ( Modul Input ).............................. 13

7. Keluaran-keluaran PLC ( modul output ) .................................................. 14

8. Bentuk-bentuk PLC .................................................................................. 14

Bab III Dasar PLC OMRON ................................................................................... 17

A. Pendahuluan ................................................................................................ 17

B. Bagian – Bagian PLC OMRON CPM1A ........................................................ 17

1. Indikator Status PLC ................................................................................ 17

2. Komunikasi .............................................................................................. 18

3. Struktur Area ............................................................................................ 18

C. Ruang Kerja Pembuatan Program ................................................................ 21

iv

D. Konfigurasi Sistem ....................................................................................... 29

1. Konfigurasi PLC CPM1A.......................................................................... 29

2. Pemasangan instalasi PLC ...................................................................... 30

3. Terminal I/ O Untuk Alokasi Bit ( Kontak ) IR ........................................... 32

Evaluasi ................................................................................................................ 33

Bab IV Peralatan Input Dan Output PLC ............................................................... 37

A. Pendahuluan ................................................................................................ 37

B. Peralatan I/O PLC ....................................................................................... 37

1. Peralatan Input ......................................................................................... 37

2. Peralatan Output ...................................................................................... 41

Bab V Instruksi-Instruksi Dasar ............................................................................. 42

A. Pendahuluan ................................................................................................ 42

B. Instruksi PLC OMRON ................................................................................ 42

1. Instruksi Input .......................................................................................... 42

2. Instruksi Output ....................................................................................... 43

3. Instruksi Kontrol ....................................................................................... 43

4. Instruksi Timer/Counter ........................................................................... 44

5. Instruksi Perbandingan ............................................................................ 44

6. Instruksi Pergerakan Data ....................................................................... 45

7. Instruksi Geser ........................................................................................ 46

8. Instruksi Perhitungan Biner ...................................................................... 47

9. Cara Kerja Instruksi ...................................................................................... 48

1. Instruksi Dasar ......................................................................................... 48

2. Instruksi Menggunakan Fasilitas Yang Disediakan PLC .......................... 49

Bab VI Penggunaan Software PLC ....................................................................... 59

A. Pendahuluan ................................................................................................ 59

B. OMRON CPM1A Menggunakan Software Syswin 3,4 Dan CX- Programmer 59

Bab VII Programming Console PLC OMRON ........................................................ 63

A. Pendahuluan ................................................................................................ 63

B. Programming Console .................................................................................. 63

1. Menghapus Password ..................................................................... 65

v

2. Menghapus Semua Program ............................................................. 65

3. Create I/O Table ................................................................................ 66

4. Read ERROR dan RELEASE ........................................................... 66

Evaluasi ................................................................................................................. 69

Daftar Pustaka ....................................................................................................... 77

Kegiatan Belajar 1

Program Ladder Menggunakan Beberapa Software Untuk Logika OR dan AND ... 79

Kegiatan Belajar 2

Program Ladder Menggunakan Beberapa Software Untuk Logika OR dan AND ... 81

Kegiatan Belajar 3

Operasi Kendali Untuk Output Berurutan ............................................................... 83

Kegiatan Belajar 4

Operasi Kendali Untuk Output Bergantian ............................................................. 85

Kegiatan Belajar 5

Operasi Timer ........................................................................................................ 87

Kegiatan Belajar 6

Operasi Dengan Bit Kerja ..................................................................................... 90

Kegiatan Belajar 7

Operasi Dengan Instruksi Interlock Dan Jump ...................................................... 93

Kegiatan Belajar 8

Operasi Dengan Instruksi SET, RSET dan KEEP ................................................. 96

Kegiatan Belajar 9

Operasi Instruksi COUNTER dan TIMER .............................................................. 99

Kegiatan Belajar 10

Operasi Dengan Instruksi DIFU, DIFD dan INC ..................................................... 103

Kegiatan Belajar 11

Operasi Dengan Instruksi SHIFT REGISTER dan CMP ........................................ 106

Kegiatan Belajar 12

Aplikasi Pemograman PLC dengan Timer ............................................................. 110

Kegiatan Belajar 13

Aplikasi Pemrograman PLC dengan COUNTER .................................................... 111

Kegiatan Belajar 14

Aplikasi Pemrograman PLC ................................................................................... 113

vi

PETA KEDUDUKAN MODUL Kelistrikan Kapal termasuk di dalam bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa di

program keahlian Teknik Perkapalan. Peta kompetensi paket keahlian kelistrikan kapal

ditunjukkan oleh diagram gambar berikut.

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK

KELISTRIKAN KAPAL

KELOMPOK

A

KELOMPOK

C

KELOMPOK

B

C1 C2 C3

GAMBAR

TEKNIK

PENGETAHUAN

DASAR

PERKAPALAN

PEKERJAAN

DASAR TEKNIK

SISTEM KETENAGA

LISTRIKAN KAPAL

TEKNIK PENDINGIN DAN

ELEKTRONIKA KAPAL

PERAWATAN DAN PERBAIKAN

PERALATAN KELISTRIKAN KAPAL


KIM

IA

SIM

UL

AS

I

DIG

ITA

L

FIS

IKA

vii

GLOSARIUM

Variabel : adalah kuantitas fisik yang nilainya dapat berubah dan

biasanya dapat diukur

Variabel input : adalah jumlah variabel yang memberikan aksi pada system

dari luar dan tidak tergantung dari jumlah variabel lain dari

sistem.

Variabel output : adalah jumlah variabel yang dapat dicatat yang dihasilkan

oleh sistem, hanya dipengaruhi oleh sistem dan melalui

sistem oleh variabel input.

Proses : adalah set lengkap dari interaksi suatu operasi dalam

sebuah sistem di mana materi, energi atau informasi

dirubah, dikirim atau disimpan.

Kontrol : menurut DIN 19 226 berarti proses di dalam sistem dimana

salah satu atau beberapa variabel input mempengaruhi

variabel output lain sebagai hasil hukum saling

mempengaruhi dari sebuah sistem. Pengontrolan dicirikan

oleh urutan “loop-terbuka” dari aksi atau rantai kontrol.

Kontrol

Otomatis

: adalah proses dimana sebuah variabel dikontrol (variable

terkontrol), secara terus-menerus diukur dan dibandingkan

dengan variabel lain, yaitu variabel perintah/referensi,

proses akan dipengaruhi sesuai dengan hasil perbandingan

ini dengan memodifikasi agar sesuai dengan variabel

perintah.

Urutan aksi dari bentuk ini dinamakan loop kontrol tertutup

(closed loop).

Tujuan kontrol closed loop adalah untuk menyesuaikan nilai

variabel terkontrol dengan nilai yang ditentukan oleh

variabel perintah.

Sinyal : Sinyal menggambarkan informasi. Penggambarannya

dapat berdasar pada nilai atau perubahan nilai dari dimensi

fisik, dapat pula berdasar pada pengiriman, pemrosesan

atau penyimpanan informasi.

viii

Sinyal analog : adalah sinyal dimana setiap titik dalam daerah kontinyu dari

nilai suatu parameter tunggal, yang memberikan informasi

berbeda. Nilai-nilai tidak berhubungan antar satu dengan

lainnya. Setiap nilai memberikan satu informasi.

Sinyal Diskrit : Sinyal yang memiliki parameter informasi Ip dengan tanda

pada angka tertentu dari suatu nilai di dalam batas yang

pasti. Nilai-nilai ini tidak berhubungan antar satu dengan

lainnya. Setiap nilai memberikan satu informasi.

Rantai kontrol : Suatu cara untuk menunjukkan susunan komponen secara

terpisah. Pada saat yang sama, aliran sinyal juga dapat

ditunjukkan

Elemen sinyal : Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari

elemen/komponen yang menghasilkan sinyal input.

Elemen proses : Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari

elemen/komponen yang memproses/mengolah secara

logis sinyal-sinyal input.

Elemen kontrol

akhir

: Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari

elemen/komponen yang menerima output sinyal dari

elemen proses di satu sisi, dan di sisi lain mengontrol aliran

energy daya dari dan ke elemen kerja.

Elemen

aktuasi/kerja

: Adalah elemen/komponen yang merubah energy daya

menjadi energy kerja.

PLC : Programmable Logic Controller, yaitu kontroler berbasis

komputer yang menggunakan input-input untuk memonitor

proses, dan menggunakan output-output untuk mengontrol

proses menggunakan program.

Sistem kontrol

kontinyu

: nilai-nilai yang dikontrol berubah secara halus, contoh

kecepatan mobil.

Sistem kontrol

logikal/diskrit

: nilai yang dikontrol secara mudah digambarkan sebagai

ON-OFF. Contoh motor mobil ON-OFF.

Sistem kontrol

linear

: Sistem kontrol yang dapat dijelaskan dengan persamaan

diferensial sederhana.

Sistem kontrol

sekuensial

: sebuah pengontrol logikal yang menjaga alur waktu dan

kejadian/step sebelumnya.

ix

Sistem kontrol

sinkron

: sistem kontrol di mana pemrosesan sinyal berlangsung

dalam sinkronisasi dengan sinyal yang diatur waktunya.

Sistem kontrol

asinkron

: operasi sistem kontrol tanpa sinyal terkontrol waktu, dan

perubahan hanya dapat diaktuasi oleh perubahan sinyal

input.

Sistem kontrol

logika

: sistem kontrol yang kondisi sinyal output ditentukan oleh

kondisi sinyal input berdasarkan logika Boolean.

Sistem kontrol

berurutan

bergantung

waktu

: sistem kontrol berurutan yang memiliki kondisi urutan

hanya bergantung pada waktu dari langkah satu ke langkah

berikutnya.

Sistem kontrol

berurutan

bergantung

proses

: sistem kontrol berurutan yang memiliki kondisi urutan hanya

bergantung pada sinyal dari instalasi terkontrol (proses).

Sistem kontrol

bergantung

langkah

bentuk sistem kontrol berurutan bergantung proses yang

memiliki kondisi urutan hanya bergantung pada sinyal

setiap langkah dari instalasi terkontrol.

Kontrol

terprogram

tetap dengan

pengawatan

: dioperasikan melalui komponen-komponen relai, magnetic

kontaktor dan rangkaian elektronik. Kontak buka-tutup dari

komponen-komponen tersebut yang melakukan kerja

rangkaian kontrol. Melalui kontak-kontak relai hubungan

seri - paralel rangkaian kontrol dibuat. Fungsi kontrol dapat

dihasilkan melalui pengawatan dari komponen-komponen

tersebut.

Kontrol

Terprogram

dengan program

Tersimpan (PLC)

: fungsi kontrol tidak tergantung dari pengawatannya.

Elemen input (tombol tekan, sensor) dan elemen output

dihubungkan ke peralatan PLC. Hubungan elemen input

dan output tidak dilakukan dengan pengawatan tetapi

melalui pemrograman dengan peralatan pemrogram

x

Logika ladder

(LAD)

adalah metode utama yang digunakan dalam

pemrograman PLC. Logika LAD telah dikembangkan untuk

meniru logika relai.

Squential

Function

Charts (SFC)

dikembangkan untuk mengakomodasi pemrograman pada

sistem yang lebih komplek. Ada kesamaan dengan

flowchart, tetapi lebih berdayaguna.

Pemrograman

Teks Terstruktur

dikembangkan sebagai bahasa pemrograman yang lebih

modern. Ini mirip dengan Bahasa seperti BASIC.

Loop kontrol adalah siklus yang kontinyu dari pembacaan input-input

PLC, penyelesaian logika LAD, dan kemudian merubah

output.

Kontak

normally open

(NO)

: Jenis kontak yang dalam keadaan tidak diaktifkan (normal)

membuka, tidak dapat melewatkan arus listrik, dan jika

kontak diaktifkan, maka arus listrik dapat melewatinya.

Sesuai fungsinya, kontak ini disebut juga penghubung.

Kontak

normally

closed (NC)

: Jenis kontak yang dalam keadaan tidak diaktifkan (normal)

membuka, dapat melewatkan arus listrik, dan jika kontak

diaktifkan, maka arus listrik tidak dapat melewatinya.

Sesuai fungsinya, kontak ini disebut juga pembuka.

SR : Smart Relay, relai yang dapat deprogram, bisa dikatakan

PLC mini.

Central

Processing

Unit (CPU)

: merupakan bagian utama dan merupakan otak dari PLC,

berfungsi untuk melakukan komunikasi dengan PC atau

Console, interkoneksi pada setiap bagian PLC,

mengeksekusi program-program, serta mengatur input dan

ouput sistem.

Sensor

Sinking

: jika aktif, output sensor dapat mengalirkan arus ke terminal

ground. Ini pilihan terbaik jika ada perbedaan suplai tegangan.

Sinking mengacu ke NPN (Negative-Positive- Negative)

Sensor

Sourcing

jika sensor aktif, arus mengalir dari suplai, melalui piranti

output dan menuju ground. Metode ini terbaik digunakan

jika semua piranti menggunakan tegangan suplai yang sama.

Sourcing mengacu ke PNP (Positive-Negative-Positive)

xi

Kontak kering : Output PLC yang berupa relai, memungkinkan mencampur

tegangan (AC atau DC). Waktu respon seringkali lebih

besar daripada 10 ms. Metode ini paling tidak sensitive

terhadap perubahan dan gangguan tegangan.

Output sakelar : output yang menggunakan rangkaian solid-state (transistor,

triac, dll). Triac cocok untuk piranti AC dengan arus kurang

dari 1 A. Output transistor menggunakan transistor NPN atau

PNP dengan kemampuan arus hingga 1 A. Waktu responnya

bagus, dibawah 1 ms.

xii

1

BAB I

SISTEM KENDALI/ KONTROL

A. PENDAHULUAN

Kata kontrol sering kita dengar dalam pembicaraan sehari-hari. Kata kontrol disini

dapat diartikan "mengatur", dan apabila kita persempit lagi arti penggunaan kata kontrol

dalam teknik elektro adalah, suatu peralatan atau kelompok peralatan yang digunakan

untuk mengatur fungsi suatu mesin untuk menetapkan tingkah laku mesin tersebut sesuai

dengan yang diinginkan. Sistem yang mempunyai kemampuan untuk melakukan start,

mengatur dan memberhentikan suatu proses untuk mendapatkan output sesuai dengan

yang diinginkan disebut "Sistem Kontrol".

Dan pada umumnya sebuah sistem kontrol adalah merupakan suatu kumpulan

peralatan electric/electronic, peralatan mekanik, atau peralatan elektro lainnya yang

digunakan untuk menjamin stabilitas, transisi yang halus serta akurasi sebuahproses.

Setiap sistem kontrol memiliki tiga element pokok, yaitu : input, proses, dan output. Pada

umumnya input berasal dari transducer. Transducer ini adalah suatu alat yang dapat

merubah kuantitas fisik menjadi sinyal listrik. Beberapa contoh dari tranducer diantaranya

dapat berupa : tombol tekan, sakelar batas, termostat, straingages, dsb. Tranducer ini

mengirimkan informasi proses didalam sistem kontrol ini dapat berupa rangkaian kontrol

dengan menggunakan peralatan kontrol yang dirangkai secara listrik. Dan ada pula yang

menggunakan peralatan kontrol dengan sistem pemrograman yang dapat diperbaharui

atau lebih populer disebut dengan nama PLC (Programmable Logic Controller).

Pada kontrol dengan sistem pemrograman yang dapat diperbaharui, program

kontrol disimpan dalam sebuah unit memori dan memungkinkan atau dapat merubah

program yang telah ditulis sebelumnya, yaitu dengan cara melakukan pemrograman

ulang sesuai dengan yang diinginkan. Tugas dari bagian proses adalah memproses data

yang berasal dari input dan kemudian sebagai hasilnya adalah berupa respon (output)

Sinyal yang berasal dari bagian proses ini berupa sinyal listrik yang kemudian dipakai

untuk mengaktifkan peralatan output seperti : motor, solenoid, lampu, katup, dsb.Dengan

menggunkan peralatan output ini kita dapat merubah besaran/ kuantitas listrik kedalam

kuantitas fisik.

B. SEJARAH PLC

PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama perancangan

PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian sistem

2

kontrol mesin berbasis relay. Bedford Associate (Bedford, MA) mengajukan usulan yang

diberi nama MODICON (kepanjangan Modular Digital controller) untuk perusahaan-

perusahaan mobil di Amerika. Sedangkan perusahaan lain mengajukan sistem berbasis

komputer (PDP-8). MODICON 084 merupakan PLC pertama didunia yang digunakan

pada produk komersil.

Saat kebutuhan produksi berubah maka demikian pula dengan sistem kontrol-nya.

Hal ini menjadi sangat mahal jika perubahannya terlalu sering. Karena relai merupakan

alat mekanik, maka, tentu saja, memiliki umur hidup atau masa penggunaan yang

terbatas, yang akhirnya membutuhkan jadwal perawatan yang ketat. Pelacakan

kerusakan atau kesalahan menjadi cukup membosankan jika banyak relai yang

digunakan. Bayangkakn saja sebuah panel kontrol yang dilengkapi dengan monitor

ratusan hingga ribuan relai yang terkandung pada sistem kontrol tersebut. Bagaimana

kompleks-nya melakukan pengkabelan pada relai-relai tersebut.

Dengan demikian "pengontrol baru" ( the new controller) ini harus memudahkan

para teknisi perawatan dan teknisi lapangan melakukan pemrograman. Umur alat harus

menjadi lebih panjang dan program proses dapat dimodifikasi atau dirubah dengan lebih

mudah. Serta harus mampu bertahan dalam lingkungan industri yang keras. Jawabannya

? Penggunaan teknik pemrograman yang sudah banyak digunakan (masalah kebiasaan

dan pada dasarnya bahwa 'people do not like to change') dan mengganti bagian-bagian

mekanik dengan teknologi solid-state (IC atau mikroelektronika atau sejenisnya)

Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah sekuenser

mesin-kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer

digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Mikroprosesor konvensional kekurangan daya

dalam menyelesaikan secara cepat logika PLC untuk semua PLC, kecuali PLC kecil.

Setelah mikroprosesor konvensional mengalami perbaikan dan pengembangan, PLC

yang besar-besar mulai banyak menggunakan-nya. Bagaimanapun juga, hingga saat ini

ada yang masih berbasis pada AMD 2903.

Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun 1973.

Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON. Dengan demikian PLC bisa

berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin

sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang kemampuan komunikasi ini dapat digunakan

untuk mengirimkan dan menerima berbagai macam tegangan untuk membolehkan dunia

analog ikut terlibat. Sayangnya, kurangnya standarisasi mengakibatkan komunikasi PLC

menjadi mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringa-jaringan yang tidak kompatibel.

Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC.

3

Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan

protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring Automation

Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran PLC dan pembuatan

perangkat lunak pemrograman melalui pemgromaman simbolik dengan komputer PC

daripada terminal pemrogram atau penggunaan pemrogram genggam ( handled

programmer). Sekarang PLC terkecil seukuran dengan sebuah kontrol relai tunggal

(seperti produk ZEN Programmable Relay dari Omron).

Tahun 1990- dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari

protokol-protokol populer yang bertahan pada tahun 1980-an. Standar terakhir (IEC 1131-

3), bisa diakses di http://www.plcopen.org/default.htm) berusaha untuk menggabungkan

bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional. Sekarang bisa dijumpai

PLC-PLC yang diprogram dalam diagram fungsi blok, daftar instruksi, C dan teks

terstruktur pada saat bersamaan.

C. PENDEKATAN SISTEMATIK DALAM PERANCANGAN SISTEM KONTROL

PROSES

Pertama, Anda perlu memilih suatu instrumen atau sistem yang hendak dikontrol;

Sistem yang terotomasi bisa berupa sebuah mesin atau suatu proses yang kemudian

disebut sebagai sistem kontrol proses. Fungsi dari sistem kontrol proses ini secara terus-

menerus akan mengamati sinyal-sinyal yang berasal dari piranti- piranti masukan (sensor)

dan tanggapanynya berupa suatu sinyal yang diberikan ke piranti keluaran eksternal yang

secara lagnsung mengontrol bagaimana suatu sistem beroperasi atau bekerja.

Kedua, Anda perlu menentukan semua masukan dan keluaran yang akan

dihubungkan ke PLC; Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor dan lain

sebagainya. Sedangkan piranti keluaran dapat berupa selenoida, kran

elektromagnet, motor, relai, starter magnet begitu juga dengan instrumen lain yang bisa

menghasilkan suara atau cahaya (lampu) dan lain sebagainya.

setelah menentukan kebutuhan semua piranti masukan dan keluaran dilanjutkan dengan

menentukan penggunaan jalur-jalur masukan dan keluaran pada PLC untuk piranti-piranti

masukan dan keluaran yang sudah ditentukan tadi.

Ketiga, membuat program yang lebih dikenal dengan diagram tangga (untuk PLC)

sesuai dengan jalannya proses yang diinginkan. Dalam hal ini bisa digunakan terminal

konsol yang langsung berhubungan dengna PLC yang bersangkutan atau melalui

komputer PC yang memiliki saluran komunikasi yang dibutuhkan untuk mentransfer

program dari komputer PC ke PLC maupun sebaliknya.

Keempat, program disimpan ke dalam PLC; baik dilakukan secara langsung

4

melalui terminal konsol maupun melalui komputer PC.

1. Sistem kontrol loop terbuka

Sistem kontrol loop terbuka adalah merupakan suatu proses dalam suatu sistem

yang mana variabel input akan berpengaruh pada output yang dihasilkan.Gambar berikut

ini menunjukan blok diagram dari sistem loop terbuka, yang mungkin dapat membantu

anda dalam memahami sistem kontrol tersebut. Jika kita lihat dari blok diagram, pada

sistem kontrol loop terbuka di sini tidak ada informasi yang diberikan ke peralatan kontrol

yang berasal dari peralatan output (variabel yang dikontrol), sehingga tidak dapat

diketahui dengan tepat apakah output yang diinginkan sesuai dengan keinginan atau

tidak. Terutama apabila terjadi gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi output.

Oleh karena itu pada sistem ini akan terjadi kesalahan yang cukup besar oleh karena

tidak adanya koreksi.

Gambar 1 kontrol loop terbuka

2. Sistem control loop tertutup

Kontrol loop tertutup adalah sebuah proses yang mana variabel yang dikontrol

secara terus menerus disensor kemudian dibandingkan dengan kuantitas referensi.

Adapun variabel yang dikontrol ini dapat berupa hasil pengukuran seperti misalnya

pengukuran temperatur, kelembaban, posisi mekanik, kecepatan putaran, dsb.

Kemudian hasil pengukuran tadi diumpan balikan ke pembanding (comparator).

Pembanding ini dapat berupa peralatan mekanik, listrik/ elektronik, atau pneumatik. Pada

alat pembanding ini antara kuantitas referensi dengan sinyal sensor yang berasal dari

variabel yang dikontrol dibandingkan, dan sebagai hasilnya adalah sinyal kesalahan.

Sinyal kesalahan ini hasilnya bisa positif atau negatif, secara matematis sinyal kesalahan

ini seperti ditunjukan pada persamaan dibawah.

Setting Peralatan

kontrol

Sistem control

( proses ) Output

( variable )

Gangguan

5

Gambar 2 kontrol loop tertutup

Error = harga hasil pengukuran variabel yang dikontrol - set point

Apabila kita lihat gambar blok diagram, maka pada blok peralatan kontrol dapat

berupa peralatan yang dapat bekerja secara mekanik, listrik/ elektronik, ataupun

pneumatik, yang mana pada blok ini menerima sinyal kesalahan dan menghasilkan sinyal

output yang kemudian diberikan pada bagian proses untuk memperbaiki kesalahan

sampai hasil/ produk betul-betul sesuai dengan yang diinginkan atau kesalahan sama

dengan nol.Demikian mekanisme sistem kontrol tertutup, dan mekanisme tersebut

bekerja secara terus-menerus (berkelanjutan).

Setting Peralatan

kontrol

Sistem control

( proses )

Sensor

Gangguan

Output

( variable )

Error

Umpan balik ( feedback )

6

BAB II

PENGENALAN PLC

A. PENDAHULUAN

NEMA (The National electrical Manufacturers Association) mendefinisikan PLC

sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram

sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan

fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan

aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O

digital dan atau analog.

PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau

memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa

diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral.

PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk

mengendalikan suatu sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang

dikendalikan, sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog

maupun digital,yang merupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikan oleh

PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut

untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu terdiri

beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah subproses

sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang berwatak

demikian ialah proses sekuensial (sequential process). Sebagai perbandingan, sistem

kontrol yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu

menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous

process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak.

Kendali PLC dapat diprogram melalui komputer, tetapi juga bisa diprogram

melalui program manual, yang biasa disebut dengan Programming Console. Untuk

keperluan ini dibutuhkan perangkat lunak, yang biasanya juga tergantung pada produk

PLC-nya. Dengan kata lain, masing-masing produk PLC membutuhkan perangkat sendiri-

sendiri. Saat ini fasilitas PLC dengan komputer sangat penting sekali artinya dalam

pemrograman-ulang PLC dalam dunia industri. Sekali sistem diperbaiki, program yang

benar dan sesuai harus disimpan ke dalam PLC lagi. Selain itu perlu dilakukan

pemeriksaan program PLC, apakah selama disimpan tidak terjadi perubahan atau

sebaliknya, apakah program sudah berjalan dengan benar atau tidak. Hal ini membantu

7

untuk menghindari situasi berbahaya dalam ruang produksi (pabrik), dalam hal ini

beberapa pabrik PLC telah membuat fasilitas dalam PLC-nya berupa dukungan terhadap

jaringan komunikasi, yang mampu melakukan pemeriksaan program sekaligus

pengawasan secara rutin apakah PLC bekerja dengan baik dan benar atau tidak. Hampir

semua produk perangkat lunak untuk memprogram PLC memberikan kebebasan

berbagai macam pilihan seperti: memaksa suatu saklar (masukan atau keluaran) bernilai

ON atau OFF, melakukan pengawasan program (monitoring) secara real-time termasuk

pembuatan dokumentasi diagram tangga yang bersangkutan. Dokumentasi diagram

tangga ini diperlukan untuk memahami program sekaligus dapat digunakan untuk

pelacakan kesalahan. Pemrogram dapat memberikan nama pada piranti masukan dan

keluaran, komentar-komentar pada blok diagram dan lain sebagainya. Dengan pemberian

dokumentasi maupun komentar pada program, maka akan mudah nantinya dilakukan

pembenahan (perbaikan atau modifikasi) program dan pemahaman terhadap kerja

program diagram tangga tersebut.

B. BAGIAN/ ELEMEN PLC

PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk industri,

artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang diadaptasi untuk keperluan aplikasi

dalam dunia industri. Elemen-elemen dasar sebuah PLC ditunjukkan pada gambar berikut

Gambar 3 elemen dasar PLC

8

1. Unit Pengolah Pusat (CPU - Central Processing Unit)

1. Modul CPU

Gambar 4 Bagian dari PLC

1. Modul CPU

Modul CPU yang disebut juga modul kontroler atau prosesor terdiri dari dua bagian:

1. Prosesor

2. Memori

1. Prosesor berfungsi:

o mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus

serial atau paralel yang ada.

o Mengeksekusi program kontrol.

2. Memori, yang berfungsi:

Menyimpan informasi digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register

citra, atau RLL (Relay Ladder Logic), yang merupakan program pengendali proses.

Unit pengolah pusat atau CPU merupakan otak dari sebuah kontroler PLC. CPU itu

sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroler (versi mini mikrokontroler lengkap).

Pada awalnya merupakan mikrokontroler 8-bit seperti 8051, namun saat ini bisa

merupakan mikrokontroler 16 atau 32 bit. Biasanya untuk produk-produk PLC buatan

Bagian-Bagian PLC

9

Jepang, mikrokontrolernya adalah Hitachi dan Fujitsu, sedangkan untuk produk Eropa

banyak menggunakan Siemens dan Motorola untuk produk-produk Amerika. CPU ini juga

menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkonektivitas antar bagian-bagian

internal PLC, eksekusi program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati

masukan dan memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau p rogram yang

dijalankan). Kontroler PLC memiliki suatu rutin kompleks yang digunakan untuk

memeriksa agar dapat dipastikan memori PLC tidak rusak, hal ini dilakukan karena alasan

keamanan. Hal ini bisa dijumpai dengan adanya indikator lampu pada badan PLC

sebagai indikator terjadinya kesalahan atau kerusakan.

Tugas dari CPU dalam PLC adalah mengontrol dan mensupervisi semua operasi

PLC, sebuah komunikasi internal atau "Bus System" membawa informasi dari dan ke

CPU, I/O, dan memori. Seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, bahwa CPU

dihubungkan ke memori dan I/O oleh tiga macam Bus, yaitu:

Control Bus

Address Bus

Data Bus

Control Bus, mengijinkan CPU mengontrol kapan harus menerima atau mengirimkan

informasi dari salah satu yaitu I/O atau memori.

Address Bus, mengijinkan CPU untuk menetapkan alamat untuk membuka komunikasi

pada daerah tertentu yang ada di memori atau I/O.

Data Bus, mengijinkan CPU, memori dan I/O untuk saling tukar-menukar informasi (data).

Jumlah garis paralel dalam address bus ditentukan oleh besarnya lokasi memori yang

dapat dialamatkan, sedangkan ukuran dari data bus menentukan besarnya jumlah bit

informasi yang dapat dilewatkan antara CPU, memori dan I/O.

2. Memory

Untuk menyimpan program dan data PLC menggunakan memori semikonduktor

seperti RAM (Random Access Memory) atau PROM (Programmable Read Only Memory)

seperti EPROM atau EEPROM. Dalam beberapa hal RAM digunakan utnuk

pemrograman awal dan pengujian, sebab dengan menggunakan RAM ini dapat dengan

mudah melakuan pengubahan program. RAM yang ada di PLC ini dilengkapi dengan

backup-battery yang berfungsi untuk mempertahankan agar program tidak hilang ketika

sumber daya PLC dimatikan.

10

C. Programable Logic Controller (PLC)

Rele magnit sudah banyak dipakai untuk kontrol logika di industri beberapa tahun

lamanya dan sampai sekarang dan akan tetap dipakai secara luas pada tahun-tahun

berikutnya. Oleh karena pengembangan bahan, konstruksi dan desain, rele mampu

beroperasi ribuan kali tanpa mengalami gangguan. Namun demikian dalam beberapa hal

atau pada kondisi tertentu logika elektronika lebih baik dari pada logika rele. PLC telah

diproduksi oleh perusahaan ternama seperti Mitsubishi, Omron, Festo, Sneider, Siemens,

LG, Panasonic, Zen dll dengan software pemograman yang berbeda tapi prinsip jenisnya

sama seperti Ladder ( diagram tangga ), Logic ( gerbang logika ),Mnemonik ( statement

list). PLC pada dasarnya dibuat dan dikembangkan untuk digunakan menggantikan rele

yang dipakai dalam sistem control.

1. Keuntungan menggunakan PLC

Akhir-akhir ini PLC dalam aplikasi banyak dipakai di industri-industri, karena PLC ini

mempunyai keunggulan-keunggulan spesifik. Ada beberapa keuntungan yang dapat kita

peroleh apabila kita menggunakan PLC dalam aplikasi kontrol di industri.

Ini akan terlihat dengan jelas kalau kita lihat dari beberapa segi, diantaranya:

Ditinjau Dari Segi Biaya

Jika sebuah aplikasi kontrol yang komplek dan menggunakan banyak rele, maka

akan lebih murah apabila kita menggunakan / memasang satu buah PLC sebagai

alat kontrol.

Salah satu masalah apabila aplikasi kontrol menggunakan rele adalah sama saja

dengan mengeluarkan biaya untuk membuat satu rangkaian kontrol yang

digunakan untuk satu buah aplikasi kontrol. Ini berarti apabila kita akan membuat

satu atau lebih rangkaian kontrol yang sejenis akan memerlukan biaya tambahan.

Tetapi dengan menggunakan PLC kita dapat membuat rangkaian kontrol yang

sejenis tanpa memerlukan biaya tambahan untuk membeli komponen kontrol,

sebab komponen kontrol yang diperlukan dalam sistem kontrol tersebut dapat

disimulasikan oleh PLC, seperti contohnya: timer, counter, sequencer, dan

sebagainya.

Ditinjau dari Segi Fleksibilitas

PLC dapat dengan mudah diubah-ubah dari satu aplikasi ke aplikasi lain dengan

cara memrogram ulang sesuai dengan yang diinginkan, tidak seperti pada kontrol

rele kita harus melakukan pengawatan ulang dan ini tentu saja akan memakan

waktu dan biaya.

Ditinjau dari Segi Keandalan

PLC jauh lebih andal jika dibandingkan dengan kontrol rele. PLC didesain untuk

11

bekerja dengan keandalan yang tinggi dan jangka waktu pemakaian yang lama

pada lingkungn industri.

PLC ini juga diproteksi terhadap kemungkinan kerusakan akibat surja pada bagian

I/O-nya, yaitu dengan cara menggunakan rangkaian isolasi opto (cahaya).

Dengan menggunakan batere cadangan (back-up) pada RAM atau EPROM untuk

menyimpan atau menjaga program aplikasi, maka dapat dijamin waktu produksi

yang vital tidak akan hilang yang dikarenakan oleh program hilang atau

penyimpangan setelah terjadi kesalahan dalam sistem kontrol.

Mempunyai Kemampuan Seperti Komputer

Pada dasarnya PLC adalah komputer juga, dan ini berarti kita dengan

menggunakan PLC dapat mengumpulkan dan memroses data. PLC dapat pula

melakukan diagnosa dan menunjukkan kesalahan apabila terjadi gangguan,

sehingga ini sangat membantu dalam melakukan palacakan gangguan.

PLC juga dapat berkomunikasi dengan PLC lain termasuk juga dengan komputer.

Sehingga kontrol dapat ditampilkan di layar komputer, didokumentasikan, serta

gambar kontrol dapat dicetak dengan menggunakan printer.

Mudah dalam Melakukan pelacakan Gangguan Kontrol

Pada layar monitor dapat ditampilkan gambar kontrol, sehingga kita dapat dengan

mudah mengamati apa yang terjadi di sistem kontrol. Ini memungkinkan orang

untuk melakukan evaluasi terhadap kontrol dan melakukan pengubahan atau

perbaikan dengan cukup memasukkan perintah melalui papan ketik (keyboard).

2. Pengertian PLC

PLC adalah sebuah alat kontrol yang bekerja berdasarkan pada pemrograman dan

eksekusi instruksi logika. PLC mempunyai fungsi internal seperti timer, counter dan

sift register dll. PLC beroperasi dengan cara memeriksa input dari sebuah proses guna

mengetahui statusnya kemudian sinyal input ini diproses berdasarkan instruksi logika

yang telah diprogram dalam memori. Dan sebagai hasilnya adalah berupa sinyal output.

Sinyal output inilah yang dipakai untuk mengendalikan peralatan atau mesin. Antarmuka

(interface) yang terpasang di PLC memungkinkan PLC dihubungkan secara langsung ke

actuator atau transducer tanpa memerlukan rele

3. Tiga bagian pokok PLC

Pada prinsipnya PLC mempunyai tiga bagian pokok yang masing-masing

mempunyai tugas yang berbeda, tiga bagian tersebut adalah:

Pemroses

Memori

Input/Output

12

Input yang diberikan ke PLC disimpan dalam memori, kemudian diproses oleh PLC

berdasarkan instruksi logika yang telah diprogram sebelumnya. Hasil proses adalah

berupa output, output inilah yang dipakai untuk mengontrol peralatan. Kerja dari PLC ini

sepenuhnya tergantung dari program yang terdapat di memori ini.

4. Catu daya PLC

Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan catu daya ke seluruh bagian

PLC (termasuk CPU, memori dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja pada catu daya 24

VDC atau 220 VAC. Beberapa PLC catu dayanya terpisah (sebagai modul tersendiri).

Yang demikian biasanya merupakan PLC besar, sedangkan yang medium atau kecil, catu

dayanya sudah menyatu. Pengguna harus menentukan berapa besar arus yang diambil

dari modul keluaran/masukan untuk memastikan catu daya yang bersangkutan

menyediakan sejumlah arus yang memang dibutuhkan. Tipe modul yang berbeda

menyediakan sejumlah besar arus listrik yang berbeda.

Catu daya listrik ini biasanya tidak digunakan untuk memberikan catu daya

langsung ke masukan maupun keluaran, artinya masukan dan keluaran murni

merupakan saklar (baik relai maupun opto isolator). Pengguna harus menyediakan sendiri

catu daya terpisah untuk masukan dan keluaran PLC. Dengan cara demikian, maka

lingkungan industri dimana PLC digunakan tidak akan merusak PLC-nya itu sendiri

karena memiliki catu daya terpisah antara PLC dengan jalur-jalur masukan dan keluaran.

5. Masukan-masukan PLC

Kecerdasan sebuah sistem terotomasi sangat tergantung pada kemampuan

sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis sensor dan piranti-piranti

masukan lainnya. untuk mendeteksi proses atau kondisi atau status suatu keadaan atau

proses yang sedang terjadi, misalnya, berapa cacah barang yang sudah diproduksi,

ketinggian permukaan air, tekanan udara dan lain sebagainya, maka dibutuhkan sensor-

sensor yang tepat untuk masing-masing kondisi atau keadaan yang akan dideteksi

tersebut. Dengan kata lain, sinyal-sinyal masukan tersebut dapat berupa logik (ON atau

OFF) maupun analog. PLC kecil biasanya hanya memiliki jalur masukan digital saja,

sedangkan yang besar mampu menerima masukan analog melalui unit khusus yang

terpadu dengan PLC-nya. Salah satu sinyal analog yang sering dijumpai adalah sinyal

arus 4 hingga 20mA (atau mV) yang diperoleh dari berbagai macam sensor. Lebih

canggih lagi, peralatan lain dapat dijadikan masukan untuk PLC, seperti citra dari kamera,

robot (misalnya, robot bisa mengirimkan sinyal ke PLC sebagai suatu informasi bahwa

robot tersebut telah selesai memindahkan suatu objek dan lain sebagainya) dan lain-lain.

13

6. Pengaturan atau Antarmuka Masukan ( Modul Input )

Antarmuka masukan berada di antara jalur masukan yang sesungguhnya dengan

unit CPU. Tujuannya adalah melindungi CPU dari sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki

yang bisa merusak CPU itu sendiri.

PLC memerlukan peralatan modul I/O. Modul I/O ini berfungsi untuk mengubah tegangan

yang umum dipakai pada kontrol rele (220 VAC, 24 VDC, atau yang lainnya) ke dalam

tegangan level TTL untuk dimasukkan ke PLC. Gambar berikut ini menunjukkan

rangkaian dasar dari peralatan yang dipakai untuk mengkondisikan dan memodifikasi

sinyal output dari luar PLC.

Modul antar masukan ini berfungsi untuk mengkonversi atau mengubah sinyal-

sinyal masukan dari luar ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU yang

bersangkutan (misalnya, masukan dari sensor dengan tegangan kerja 24 VDC harus

dikonversikan menjaid tegangan 5 VDC agar sesuai dengan tegangan kerja CPU). Hal ini

dengan mudah dilakukan menggunakan rangkaian opto-isolator sebagaimana ditunjukkan

pada gambar berikut

Gambar 5 Rangkaian masukan (modul input) PLC

Penggunaan opto-isolator artinya tidak ada hubungan kabel sama sekali antara

dunia luar dengan unit CPU. Secara 'optik' dipisahkan (perhatikan gambar diatas), atau

dengan kata lain, sinyal ditransmisikan melalui cahaya. Kerjanya sederhana, piranti

eksternal akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED (dalam opto osilator),

akibatnya photo transistor akan menerima cahaya dan akan menghantarkan arus (ON),

CPU akan melihatnya sebagai logika nol (catu antara kolektor dan emitor drop dibawah 1

volt). Begitu juga sebaliknya, saat sinyal masukan tidak ada lagi, maka LED akan mati

dan photo transistor akan berhenti menghantar (OFF), CPU akan melihatnya sebagai

logika satu.

14

7. Keluaran-keluaran PLC ( modul output )

Sistem otomatis tidaklah lengkap jika tidak ada fasilitas keluaran atau fasilitas untuk

menghubungkan dengan alat-alat eksternal (yang dikendalikan). Beberapa alat atau

piranti yang banyak digunakan adalah motor, selenoida, relai, lampu indikator, speaker

dan lain sebagainya. Keluaran ini dapat berupa analog maupun digital. Keluaran digital

bertingkah seperti sebuah saklar, menghubungkan dan memutuskan jalur. Keluaran

analog digunakan untuk menghasilkan sinyal analog (misalnya, perubahan tegangan

untuk pengendalian motor secara regulasi linear sehingga diperoleh kecepatan putar

tertentu).

Sebagaimana pada antarmuka masukan, keluaran juga membutuhkan antarmuka yang

sama yang digunakan untuk memberikan perlindungan CPU dengan peralatan eksternal,

sebagaimana ditunjukkan pada gambar I .3 Cara kerjanya juga sama, yang menyalakan

dan mematikan LED didalam optoisolator sekarang adalah CPU, sedangkan yang

membaca status photo transistor ( PLC dengan output transistor berbeda dngan PLC

dengan ouput relay ), apakah menghantarkan arus atau tidak, adalah peralatan atau

piranti eksternal.

Gambar 6. Rangkaian keluaran (modul output) PLC menggunakan transistor

8. Bentuk-bentuk PLC

Berdasarkan I/O pada terminal PLC maka bentuk –bentuk PLC berbeda

berdasarkan pabrik pembuatnya

15

Contoh untuk PLC omron :

16

PLC Mitsubishi

Gambar 7 bentuk –bentuk PLC

Dengan berbagai modul di atas PLC bekerja mengendalikan berbagai plant yang

kita miliki. Mengingat sinyal-sinyal yang ditanganinya bervariasi dan merupakan informasi

yang memerlukan pemrosesan saat itu juga, maka sistem yang kita miliki tentu memiliki

perangkat pendukung yang mampu mengolah secara real time dan bersifat multi tasking,.

Anda bayangkan bahwa pada suatu unit pembangkit tenaga listrik misalnya, PLC Anda

harus bekerja 24 jam untuk mengukur suhu buang dan kecepatan turbin, dan kemudian

mengatur bukaan katup yang menentukan aliran bahan bakar berdasarkan informasi suhu

buang dan kecepatan di atas., agar didapatkan putaran generator yang diinginkan! Pada

saat yang sama sistem pelumasan turbin dan sistem alarm harus bekerja baik baik di

bawah pengendalian PLC! Suatu piranti sistem operasi dan komunikasi data yang andal

tentu harus kita gunakan. Teknologi cabling, pemanfaatan serat optik, sistem operasi

berbasis real time dan multi tasking semacam Unix, dan fasilitas ekspansi yang memadai

untuk jaringan komputer merupakan hal yang lazim dalam instalasi PLC saat ini

17

BAB III

DASAR PLC OMRON

A. PENDAHULUAN

Menguasai satu jenis PLC sudah cukup dapat berkiprah di dunia industry karena

dasar seluruh PLC mempunyai kesamaan system kerja dan bagian-bagiannya. Yang

diulas disini kita pahami pada satu jenis PLC yaitu PLC Omron. Jika kita bahas

beberapa PLC akan menyita waktu yang cukup lama untuk dapat menguasai seluruh

PLC.

B. BAGIAN – BAGIAN PLC OMRON CPM1A

1. Indikator Status PLC

Indikator Status Arti

PWR (green) ON Power diberikan ke PLC

OFF Power tidak diberikan ke PLC

RUN (green) ON PLC beroperasi pada mode RUN atau MONITOR

OFF PLC pada mode PROGRAM atau terjadi kesalahan fatal

ERR/ALM (red)

ON Terjadi kesalahan fatal (Operasi PLC terhenti)

Berkedip Terjadi kesalahan yang tidak fatal (Operasi PLC tetap berlangsung)

OFF Mengindikasikan beroperasi normal

COMM (orange)

ON Data sedang ditransfer melalui Peripheral Port

OFF Data sedang tidak ditransfer melalui Peripheral Port

Indikator Input

Indikator ini akan menyala apabila input ON. Apabila terjadi kesalahan fatal, lampu

indikator berubah sebagai berikut:

CPU atau I/O bus error : input indikator OFF

Memory atau sistem error : input indikator tetap pada status sebelum kesalahan (error)

terjadi, meskipun status input berubah.

Indikator Output

Indikator ini menyala ketika rele output ON.

18

2. Komunikasi

Dengan komunikasi Host Link memungkinkan sebuah host komputer mengontrol

sampai 32 PLC OMRON. Untuk menghubungkan PLC dengan komputer dapat

menggunakan adapter RS-232C atauRS-422.

1.1. Komunikasi 1-1

Komunikasi seperti ditunjukkan pada gambar adalah metoda hubungan 1:1 yaitu

hubungan antara PLC CPM1 dengan Komputer IBM PC/AT atau komputer yang

kompatibel dengan IBM PC/AT.

Bagian dan fungsi dari komponen-komponen tersebut adalah:

1.2. Mode Setting Switch

Set saklar ini ke host apabila akan menggunakan sistem host link untuk

menghubungkan ke personal komputer. Dan set saklar ke NT apabila ingin

menghubungkan PLC ke komputer dengan metoda 1:1 NT Link.

1.3. Connector

Connector ini digunakan sebagai penghubung ke CPU Peripheral Port.

RS-232C Port

Dengan menggunakan kabel RS-232C Port ini dihubungkan ke peralatan lain

seperti Personal Computer, Peralatan Peripheral dan Terminal Pemrogram.

3. Struktur Area

Struktur Area Memory PLC-CPM1A

Dalam tabel berikut ini adalah merupakan struktur area memory dari PLC tipe

CPM1A

Keterangan:

2.1. Area IR (Internal Relay)

Bit-bit dalam area IR mulai dari IR00000 sampai IR00915 dialokasikan untuk

terminal CPU dan unit I/O. Bit input mulai dari IR00000, dan bit output mulai dari

IR01000.

Bit IRwork dapat digunakan secara bebas dalam program.

Dan ini hanya digunakan dalam program, IRwork tidak secara langsung

dialokasikan untuk terminal I/O eksternal.

19

2.2. SR (Special Relay)

Bit rele spesial ini adalah bit yang digunakan untuk fungsi-fungsi khusus seperti

untuk flags (misalnya, dalam operasi penjumlahan terdapat kelebihan digit, maka

carry flag akan set "1"), kontrol bit PLC, informasi kondisi PLC, dan sistem clock.

2.3. AR (Auxilary Relay)

Bit AR ini adalah bit yang digunakan untuk flag yang berhubungan dengan operasi

PLC CPM1A. Bit ini diantaranya digunakan untuk menunjukkan kondisi PLC yang

disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi I/O spesial, kondisi unit

input/ ouput, kondisi CPU PLC, kondisi memory PLC dan sebagainya.

2.4. HR (Holding Relay)

Dapat difungsikan untuk menyimpan data (bit-bit penting) karena tidak akan hilang

walaupun sumber tegangan PLC mati.

2.5. LR (Link Relay)

Digunakan untuk link data pada PLC Link System. Artinya untuk tukar-menukar

informasi antar dua atau lebih PLC dalam suatu sistem kontrol yang saling

berhubungan satu sama lain.

2.6. TR (Tempory Relay)

Berfungsi untuk menyimpan sementara kondisi logika program ladder yang

mempunyai titik pencabangan khusus.

2.7. TC (Timer / Counter)

Untuk mendefinisikan suatu sistem tunda waktu (timer), ataupun untuk penghitung

(counter). Untuk timer TIM mempunyai orde waktu 100 ms dan TIMH mempunyai

orde waktu 10 ms. TIM 000 s.d TIM 015 dapat dioperasikan secara interrupt untuk

mendapatkan waktu yang lebih presisi.

2.8. DM (Data Memory)

Data memory berfungsi untuk penyimpanan data-data program, karena isi DM tidak

akan hilang walaupun sumber tegangan PLC mati. DM word mulai dari DM0000

sampai DM0999 dan DM1022 dan DM1023 dapat digunakan secara bebas dalam

program.

DM word yang dialokasikan untuk fungsi-fungsi khusus, adalah:

20

DM Read/Write

Pada DM ini data bisa ditulis dan dihapus oleh program yang kita buat.

DM Error Log

Pada DM ini disimpan informasi-informasi penting dalam hal PLC mengalami

kegagalam sistem operasionalnya.

DM Read Only

Dalam DM ini data hanya dapat dibaca saja (tidak bisa ditulisi)

DM PC Set Up

Data yang diberikan pada DM ini berfungsi untuk Setup PLC. Pada DM inilah kemampuan

kerja PLC didefinisikan untuk pertama kali sebelum PLC tersebut diprogram dan

dioperasikan pada suatu sistem kontrol.

21

C. RUANG KERJA PEMBUATAN PROGRAM

Berikut adalah contoh ruang keja pembuatan program untuk PLC Omron menggunakan

software syswin 3.4

Gambar 7 Ruang pemograman untuk software syswin

Menggunakan software CX- Programmer

1. Pembuatan ladder

Gambar 8 Tampilan software CX-Programmer dari PLC Omron

Pada bagian ini akan dijelaskan bagaimana proses persiapan pembuatan program

dengan bahasa Ladder menggunakan SYSWIN,CX-Programer, sysmac dan bagaimana

menggunakan beberapa tool untuk menambah produktifitas. SYSWIN mempunyai

beberapa metoda kerja dengan menggunaakn tool yang tersedia, anda dapat

22

menggunakan salah satu mouse atau keyboard untuk membuat program.

Gunakan perintah File/New untuk memulai pembuatan proyek baru. Maka dialog Project

Setup akan nampak di layar, sehingga anda dapat men-setup parameter-parameter

dasar. Kemudian anda kembali ke ruang kerja pemrograman dan siap utuk memberi

instruksi input dalam network yang pertama.Ruang kerja untuk penggunaan software

dalam pemograman menggunakan ladder ditampilkan pada sisikiri untuk software syswin

dan pada sisi atas untuk CX-Programmer. Contoh instruksi dasar yang ditampilkan .

Gambar 9 Fasilitas pada software syswin

Pembuatan Program dan jenis

Pembuatan program dapat digunakan Komputer dan Programming Console dan

jenis program ( diagram ) yang dibuat dapat dengan menggunakan Ladder ( diagram

tangga ), Logic gate ( gerbang logika ) maupun Statement list ( Mnemonik )

Contoh :

Open contact ( NO ) Close Contact ( NC )

Horisontal Line

Vertikal Line

Output

Negatif Output

Function ( digunakan untuk instruksi PLC yang

lain seperti END (01), KEEP(11),, DIFU (13) dll

Timer

Counter

Delete

Select blok/ network Add network Delete network

Cek network

Blok / network manager

Addres symbol

editor

Network symbol editor

Statement list editor

Open contact ( NO )

23

LADDER MNEMONIC

LD

OUT

A

X

LD NOT

OUT

A

X

LD

AND

OUT

A

B

X

LD

AND NOT

OUT

A

B

X

LD

OR NOT

AND

OUT

A

B

C

X

Gambar 10 Ladder dan Mnemonic simbol

LD

LD

OR

AND LD

OUT

A

B

C

-

X

24

2.1 Contoh Operasi PLC

Operasi AND-LD

Kode mnemonik

Alamat Instruksi Operan

001

LD 00002

OR 00003

LD 00004

OR-NOT 00005

AND-LD

OUT 01000

Operasi OR-LD

Operasi AND-LD

Kode mnemonik


001

LD 000

OR 001

LD 002

OR NOT 003

AND LD

OUT 1000

Operasi ORB

Kode mnemonic


001

LD 000

AND NOT

002

LD 001

AND 003

OR LD

OUT 1001

Kode mnemonik


001

LD 00002

AND-NOT

00003

LD 00004

AND 00005

OR-LD

OUT 01001

01000

00002

00003

00004

00005

01001

00002

00004

00003

00005

Y000

X000

X001

X002

X003

Y001

X000

X001

X002

X003

Gbr 11 Ladder logic

25

Titik percabangan dalam ladder disebut TR (temporary relay), lihat gambar TR 0

Gambar 12 Ladder dengan kontak TR

Kode Mnemonic:

Alamat Instruksi Data operand

00000 LD 000.00

00001 OR 010.00

00002 AND NOT 000.01

00003 OUT TR 0

00004 LD TR 0

00005 AND 000.02

00006 OUT 010.00

00007 LD TR 0

00008 AND 000.03

00009 OUT 010.01

00010 END 01

26

Bentuk pemograman menggunakan logic (gerbang logika)

2.2. Langkah-langkah pembuatan program pada software

Dalam pembuatan program PLC seperti Ladder kita buka salah satu software syswin atau

Cx-programer yang sebelumnya telah kita buat program ladder pada buku/kertas.

Contoh :

Ladder yang telah kita buat sbb:

Gbr 14 Beberapa Network PLC

Network 1

Network 2

Network 3

Gambar 13 Logic dari PLC

27

Setelah kita buka software lalu kita mulai masukan ladder mulai dari network 1 yang

terdapat 3 input (00005, 00000 dan 00001) dan 1 output (01001) dimana input berupa

contact normaly open (NO)

Gbr 15 Letak Insert Network

Setelah network 1 selesai maka kita lakukan untuk network 2 dengan sebelumnya kita

lakukan insert network sehingga muncul garis network 2 sbb :

Gbr. 16 Ruang Network 1 dan 2

Insert Network

Ruang Network 2 Ruang Network 1

28

Dengan menggunakan CX-Programmer

Begitu selanjutnya untuk network 3, setelah program ladder selesai harus kita

akhiri dengan perintah END(01) untuk Syswin (sedangkan CX-Programmer tidak

dibutuhkan) lalu dengan insert network kembali

Gbr. 17 Peletakan Ruang Fungsi END

Fun untuk membuat END

Daerah untuk membuat END

Ruang Network/ section 2

Ruang Network/ section 1

29

klik FUN pada sisi kiri software maka akan muncul tampilan berikut lalu kita ketik

END.

Lalu lakukan procedure pengiriman program ke PLC ( lihat halaman tatacara

pengiriman program/ download to PLC…).

D. KONFIGURASI SISTEM

1. Konfigurasi PLC CPM1A

Konfigurasi PLC berdasarkan I/ O dengan output relay untuk PLC Omron type

CPM1A antara lain sbb :

Jumlah

terminal I/O Input Output Catu daya Model

10 6 4 Ac CPM1A-10CDR-A

Dc CPM1A-10CDR-D


Dc CPM1A-10CDR-D


Dc CPM1A-10CDR-D

dst

Konfigurasi PLC berdasarkan I/ O dengan output transistor untuk PLC Omron type

CPM1A ( hanya PLC jenis CPM1A yang menggunakan transistor output ) antara lain sbb :

Jumlah

terminal I/O Input Output

Catu

daya

Model

Transistor NPN Transistor PNP

10 6 4 ac - -

dc CPM1A-10CDT-D CPM1A-10CDT 1-D

20 12 8 ac - -


30 18 12 ac - -


dst

Untuk I/ O 30, 40 dapat dilakukan Exspansi ( parallel dengan beberapa PLC) untuk

menambahkan I/ O sesuai kebutuhan tetapi untuk I/ O 10, 20 tidak dapat dilakukan

ekspansi.

30

2. Pemasangan instalasi PLC

Kontruksi PLC contoh untuk type 10 CDR… :

Gbr. 18 Terminal I/O pada PLC CPM1A

Dari kontruksi diatas maka pemasangan Instalasi PLC CPM1A jenis relay seperti

CDR-A sbb :

Rangkaian input dengan spesifikasi tegangan input 24 volt, Impedansi input dan

arus IN 00000 – IN 00002 sebesar 2 kohm- 12mA, input lainya 4,7 kohm-5mA,

tegangan ON – 14,4 V, Tegangan off – 5,0 V , ON dan OFF delay 2 ms , contoh

instalasi input :

Gambar 19 Pemasangan Instalasi input pada PLC

com

0000

1 0001

0002

0003

0004

0005

+ 24 Vdc

Proximity

sensor ( NPN )

Limit switch

Push button

0006

0007

0008

Interlock contact

0 Vdc

31

Rangkaian output (0 s/d 220 Vac atau dapat digunakan Vdc )

Untuk output relay kapasitas swiching maks 2 A, 250 V ( cos Q = 1 ) dan 2A, 24 V ,

switching minimal 10 mA, 5 Vdc , ON/ OFF delay 15 ms

contoh instalasi output :

Gambar 20 Pemasangan Instalasi output PLC Omron

Gambar 21 Instalasi Input dan Output PLC, menggunakan tegangan dc

com

01000

com

01001

com

01002

com

Line

Solenoide valve

Indicator

01003

01004

Motor ( ≤ 0,5 A )

N

Contactor / rele

M

32

3. Terminal I/ O untuk alokasi bit ( kontak ) IR

Tabel berikut ini menunjukan bit-bit IR dibagikan ke terminal I/ O dalam CPU-CPM1A dan

satuan I/ O ekspansi

Jumlah

terminal I/O

pada CPU

Terminal CPU Terminal satuan I/ O ekspansi

Input Output Input Output

10 6 point : 00000

s/d 00005

4 point : 01000

s/d 01003 - -

20

12 point :

00000 s/d

00011

8 point : 01000

s/d 01007 - -

30

18 point :

00000 s/d

00001 dan

00100 s/d

00105

12 point :

01000 s/d

01007 dan

01100 s/d

01103

12 point :

00200 s/d

00211

8 point : 01200

s/d 0107

40

24 point :

00000 s/d

00011 dan

00100 s/d

00111

16 point :

01000 s/d

01007 dan

01100 s/d

01107

12 point :

00200 s/d

00211

8 point : 0100

s/d 01200 s/d

01207

Gbr 22 Contoh Instalasi pada panel

Contoh pemasangan PLC di

Industri sebagai pengendali

mesin-mesin Industri dengan

menggunakan beberapa PLC

33

EVALUASI

Kerjakan Soal berikut dengan benar

I. Pilihan ganda

1. Berikut ini yang bukan elemen pemrograman dalam keadaan komputer

terhubung dengan PLC adalah ….

A. Setup hubungan

B. Menghapus program saat online

C. Download program dan eksekusi

D. Mengedit program saat online

E. Mengedit area memory PLC

2. Untuk mentransfer program dari komputer ke PLC, menggunakan perintah….

A. Upload

B. Save

C. Download

D. Save as

E. Edit

3. Berikut ini yang termasuk instruksi kontrol bit adalah…

A. DOWN LOAD

B. AND

C. DIFU

D. OR

E. OR NOT

4. Berikut ini yang tidak termasuk kontrol bit pada PLC adalah….

A. OUT

B. NOT

C. DIFD

D. SET

E. OR NOT

5. Jika PLC mempunyai I/ O 20 berarti banyaknya kontak ( bit ) input dan output

sebanyak ....

A. 10 dan 10

B. 12 dan 8

C. 14 dan 6

D. 16 dan 4

E. 18 dan 2

34

6. Pada gambar rangkaian dibawah dapat kita gantikan dengan logic....

A. AND

B. NAND

C. NOR

D. OR

E. EXOR

7. Tiga bagian pokok dari PLC adalah ....

A. Pemroses, memori dan input/ output

B. Input, output dan pemroses

C. Memori, input dan output

D. Memori, pemroses dan input

E. Memori, pemroses dan output

8. Pada gambar dibawah rangkaian tersebut dapat kita ganti dengan logic ....

A. NAND

B. NOR

C. OR

D. AND

E. EXOR

9. Untuk memprogram PLC dapat digunakan ..........bahasa pemograman

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

10. Jika PLC mempunyai I/O 20 berarti mempunyai bit input sebanyak....

A. 6

B. 8

C. 10

D. 12

E. 14

11. Tranduser dalam sistem PLC berfungsi....

A. Mengubah sinyal listrik menjadi besaran listrik

B. Mengubah suatu besaran listrik menjadi sinyal listrik

35

C. Mengubah besaran listrik menjadi analog listrik

D. Mengubah besaran listrik menjadi satuan listrik

E. Mengubah energi listrik menjadi besaran listrik

12. Sistem kontrol loop terbuka mempunyai karakteristik...

A. Mempunyai umpan balik untuk mengkoreksi outputnya

B. Tidak mempunyai peralatan output

C. Tidak mempunyai umpan balik untuk mengkoreksi outputnya

D. Tidak mempunyai peralatan input

E. Tidak memiliki bagian proses

13. Yang dimaksud feedback adalah....

A. Sistem masukan keoutput agar dihasilkan output yang tepat

B. Bagian yang memberi masukan pada rangkaian pemroses agar bekerja

C. Bagian dari output yang memberi masukan keinput

D. Bagian pemroses yang memberikan masukan terhadap gangguan

E. Gangguan yang memberi masukan kepada pemroses

14. Data bus dalam CPU berfungsi untuk...

A. Menerima dan mengirimkan informasi

B. Menetapkan alamat dan membuka komunikasi

C. Tukar menukar informasi

D. Memberikan masukan input

E. Menghasilkan output

15. Suatu peralatan atau kelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi

suatu mesin untuk menetapkan tingkah laku mesin tersebut sesuai dengan yang

diinginkan merupakan definisi dari ....

A. atur

B. susun

C. kontrol

D. alih

E. sistem

16. Sistem yang mempunyai kemampuan untuk melakukan start, mengatur dan

memberhentikan suatu proses untuk mendapatkan output sesuai dengan yang

diinginkan disebut....

A. sistem kontrol

B. sistem kendali

C. sistem atur

D. sistem alur

36

E. sistem susun

17. Berikut ini merupakan keuntungan dari menggunakan PLC kecuali ....

A. fleksible

B. handal

C. murah

D. kemampuan seperti komputer

E. sulit pemeriksaan gangguan kontrol

18. Untuk menghubungkan PLC dengan komputer dapat menggunakan kabel

adapter ….

A. RS – 232C

B. RS – 212 D

C. RS – 232B

D. RS – 323D

E. RS – 323C

37

BAB IV

PERALATAN INPUT DAN OUTPUT PLC

A. PENDAHULUAN

Dalam pengoperasian PLC dibutuhkan peralatan atau komponen input dan output

sebagai input logic.

Peralatan input atau output ini dapat berupa kontak NO (Normaly open) ataupun

kontak NC (Normaly Close)

B. PERALATAN I/O PLC

1. Peralatan input

Peralatan input atau komponen input untuk mensuport system operasi PLC,

menggunakan sumber listrik dc yang didapat dari PLC itu sendiri atau dari sumber lain

sebesar 12 s.d 24 volt dc.

Peralatan input PLC dapat berupa tombol , saklar, push botton ataupun sensor. Dari

semua peralatan tersebut mempunyai system kerja NO ataupun NC.

Simbol dan bentuk peralatan berupa tombol / saklar atau push button :

Elemen sinyal masukan diperlukan untuk memungkinkan sebuah sistem kontrol

dinyalakan. Yang paling umum dipakai adalah saklar tekan (Push-button switch).

Disebut sakelar tekan karena untuk mengalirkan sinyal, mengaktuasikannya

dengan menekan tombol atau saklar.

Gambar 23 PUSH BUTTON

38

Simbol yang digunakan:

Sakelar tekan manual secara umum untuk kontak

NO (General Push-button switch, NO) Sakelar tekan manual, diaktifkan

dengan cara ditekan untuk kontak NO

Saklear tekan manual, diaktifkan

dengan cara ditekan untuk kontak NC

1.1. Saklar Pembatas (Limit Switches)

Mekanik Tipe Sentuh (Mechanical Limit Switches Contacting Type)

Saklar pembatas ini dipakai sebagai indikasi dalam kontrol otomasi yang

menyatakan bahwa posisi ini merupakan posisi akhir baik itu untuk mesin ataupun

untuk silinder. Biasanya sistem kontak yang dipakai adalah sistem tersambung

bergantian (Change over). Sakelar pembatas ini akan bekerja bila tuas saklar

tertekan. Contoh konstruksi dan simbol saklar pembatas mekanik:

Tipe Tidak Sentuh (Non-Contacting Proximity Limit Switch)

39

Gbr 24 Komponen input berupa limit switch

Saklar pembatas tipe ini biasanya dipakai bila saklar pembatas mekanik

tidak dapat digunakan. Macam sakelar pembatas tipe ini antara lain:

a. Saklar Pembatas (sensor) Buluh

Penggunaan sakelar ini biasanya dikarenakan keadaan sekitar yang tidak

memungkinkan dipasangnya saklar mekanik, misalnya karena banyaknya

debu, pasir ataupun lembab. Saklar ini diaktuasikan/diaktifkan dengan magnet

yang terpasang pada silinder.

Dengan adanya magnet maka buluh kawat akan tersambung atau terputus bila

magnet itu mendekati atau menjauhi buluh kawat tersebut.

b. Saklar Pembatas Induktif

Digunakan bila saklar pembatas mekanik ataupun buluh tidak dapat

digunakan. Biasa dipakai untuk sensor penghitung benda kerja yang terbuat dari

logam, pada suatu mesin atau ban berjalan. Saklar pembatas ini hanya akan

beraksi atau terpakai untuk logam.

Saklar pembatas atau sensor ini biasanya terdiri dari oscillator, pemicu

tegangan dan penguat. Biasanya ada dua macam, yaitu yang dialiri arus bolak-

balik dan arus searah, tapi keduanya mempunyai tegangan operasi antara 10–30

volts.

c. Saklar Pembatas Kapasitif

Sensor kapasitif ini mempunyai respons terhadap segala material, metal maupun

non-metal. Tapi sensor ini terpengaruhi oleh adanya perubahan-perubahan yang

diakibatkan keadaan sekelilingnya, misalnya dengan debu logam.

40

d. Saklar Pembatas Optik

Sensor ini memberi respons pada semua benda kerja. Sinyal masukannya berupa

sinar.

1.2. SENSOR

a. Sensor cahaya berupa fotoelektric yang terdiri :

Fotoelektric Sensor Head ( Reflektif and Separate )

Fotoelectric Sensor Amplifier

Gbr 25 Sensor sebagai input PLC

b. Sensor logam adalah sensor yang peka terhadap logam disebut Proximity

Sensor terdiri atas :

PH sensor (separate)

PH Sensor (Reflektif)

Inductive proximity sensor

Infrared proximity sensor

Inductive proximity sensor

Gbr 26 Proximty detector

Capasitive proximity sensor

41

Proximity detectors pada dasarnya adalah detektor logam. Alat ini digunakan untuk

mendeteksi ada atau tidaknya suatu logam tanpa sentuhan secara phisik. Ini untuk

mencegah kerusakan dari alat dan memberi kemampuan mendeteksi adanya logam

panas. Umumnya proximity detectors dirancang untuk mendeteksi bahan logam ferro

baja. Tetapi ada beberapa jenis yang dipakai untuk mendeteksi logam lain.

Bila proximity detector digunakan digunakan pada permukaan yang mengandung metal

atau serbuk metal, perlu dilakukan pengamanan dalam penempatan sensor supaya

terhindar dari bahan yang mengandung metal atau serbuk di daerah sekitarnya.

2. Peralatan output

Peralatan output PLC adalah peralatan yang dipasang pada output PLC seperti : motor

listrik, solenoid, kontaktor magnit, relay, buzzer, lampu, heater dengan syarat besar

arus untuk output PLC maksimal sebesar 2 ampere jika lebih maka harus digunakan

bantuan kontak (penghubung arus) seperti kontaktor magnit atau relay.

Peralatan output PLC dapat berupa arus dc (untuk PLC jenis transistor relay output )

ataupun arus ac (hanya untuk relay output) dengan tegangan 5 s.d 240 Volt.

Dari peralatan input dan output maka dapat hubungan peralatan tersebut dengan PLC

sbb :

INSTRUKSI –INSTRUKSI PLC OMRON

Gbr 27 Hubungan peralatan I/ O dengan CPU

42

BAB V

INSTRUKSI-INSTRUKSI DASAR

A. PENDAHULUAN

Instruksi dalam PLC digunakan untuk menggerakan ( kendali) peralatan yang kita

inginkan. Instruksi tersebut sebagai dasar kita akan melakukan suatu program.

Instruksi terbagi dalam instruksi dasar dan instruksi fungsi ( terdiri atas fungsi instruksi

dalam PLC).

B. INSTRUKSI PLC OMRON

1. Instruksi Input

Instruksi Mnemonik Kode Fungsi

LOAD LD O Menghubungkan kondisi NO kekiri bus bar

LOAD

NOT LD NOT O Menghubungkan kondisi NC kekiri bus bar

AND AND O Menghubungkan kondisi NO secara seri dgn

sebelumnya

AND

NOT AND NOT O

Menghubungkan kondisi NC secara seri dgn

sebelumnya

OR OR O Menghubungkan kondisi NO secara paralel dgn

sebelumnya

OR NOT OR NOT O Menghubungkan kondisi NC secara paralel dgn

sebelumnya

AND

LOAD AND LD O Menghubungkan 2 blok instruksi secara seri

OR

LOAD OR LD O Menghubungkan 2 blok instruksi secara paralel

Catatan : O = Tombol instruksi terdapat pada programming Console

43

2. Instruksi output


OUTPUT OUT O Hasil output dari logic sebuah bit

OUT NOT OUT NOT O Hasil output terbalik dari logic sebuah

bit

SET SET O Force set ( ON ) sebuah bit

RESET RESET O Force reset ( OFF ) sebuah bit

KEEP KEEP O Menahan status dari bit yang

bersangkutan

DIFFERENTIATE UP DIFU O Bit menjadi ON untuk satu siklus saat

transisi dari OFF ke ON

DIFFERENTIATE

DOWN DIFD O

Bit menjadi ON untuk satu siklus saat

transisi dari ON ke OFF


3. Instruksi Kontrol


NO OPERATION NOP 00 -

END END 01 Mengakhiri program yang telah dibuat

INTERLOCK IL 02

Bila kondisi IL (02) OFF maka semua output

OFF dan semua PV timer di reset dari IL

(02) s/d ILC (03)

INTERLOCK

CLEAR ILC 03 Akhir dari Interlock { awal IL(02) }

JUMP JMP 04

Bila kondisi JMP ON,semua instruksi antara

JMP(04) dan JME (05) berfungsi seperti

NOP(00)

JUMP END JME 05 Akhir dari sebuah JUMP {di mulai dari

JMP(04) }

44

4. Instruksi Timer/ Counter


TIMER TIM O Timer ON delay (hitung turun)

COUNTER CNT O Counter hitung turun

REVERSIBLE

COUNTER CNTR 12

PV dapat menghitung naik atau turun oleh 1

counter

HIGH-SPEED

TIMER TIMH 15 Timer kecepatan tinggi, ON delay (hitung naik )


5. Instruksi Perbandingan


COMPARE CMP 20 Membandingkan dua nilai empat-digit

heksadesimal

DOUBLE

COMPARE CMPL 60

Membandingkan dua nilai delapan-digit

heksadesimal

BLOCK

COMPARE @BCMP 68

Menilai apakah sebuah nilai dari word berada

pada range 16 ( diasumsikan sebagai batas

bawah dan batas atas

TABLE

COMPARE (@)TCMP 85

Membandingkan nilai dari sebuah word ke 16 word

berurutan

45

6. Instruksi Pergerakan data


MOVE (@)MOVE 21 Meng-kopi konstan atau isi dari sebuah word ke

word lainya

MOVE NOT (@)MVN 22 Meng- kopi komplemen dari sebuah konstan

atau isidari sebuah word ke sebuah word

BLOCK

TRANSFER (@)XFER 70

Meng-kopi isi dari sebuah block sampai 1,000

word berurutan ke sebuah block dengan word

berurutan juga

BLOCK SET (@)BSET 71 Meng-kopi isi dari word ke block dariword secara

berurutan

DATA

EXCHANGE (@)XCHG 73 Menukar isi dari word

SINGLE

WORD

DISTRIBUTE

(@)DIST 80

Meng-kopi isi darisebuah word ke sebuah word

(dimana alamatnya ditentukan

denganmenambah offset dari alamat word tsb)

DATA

COLLECT (@)COLL 81

Meng-kopi isi dari sebuah word (dmana

alamatnya ditentukan menambah offset dari

alamat word tsb) ke word yang lain

MOVE BIT (@)MOVB 82 Meng-kopi bit tertentu dari suatu word ke bit

yang ditentukan dari sebuah word

MOVE DIGIT (@)MOVD 83

Meng-kopi digit tertentu (unit 4 bit) dari sebuah

word ke digit yang ditentukan ke sebuah word

lain.

46

7. Instruksi geser


SHIFT REGISTER SFT O/10

Meng-kopi bit tertentu (0 atau 1) ke bit

paling kanan dari shift register dan

menggeser bit lainya 1 bit kekiri

WORD SHIFT (@)WSFT 16 Membuat shift register word banyak yang

menggeser data kekiri dalam unit 1 word

ASYNCHRONOUS

SHIFT REGISTER (@)ASFT 17

Membuat sebuah shift register menukar isi

dari word berdekatan saat 1 adalah 0 dan

lainya tidak

ARITHMATIC

SHIFT LEFT (@)ASL 25

Menggeser 0 ke bit 00 pada word tertentu

dan menggeser bit lain satu bit kekiri

ARITHMATIC

SHIFT RIGHT (@)ASR 26

Menggeser 0 ke bit 00 pada word tertentu

dan menggeser bit lain satu bit kekanan

ROTATE LEFT (@)ROL 27

Memindahkan isi dari CY ke bit 00 dari

word tertentu, menggeser bit lain satu bit

kekiri dan menggeser bit 15 ke CY

ROTATE RIGHT (@)ROR 28

Memindahkan isi dari CY ke bit 00 dari

word tertentu, menggeser bit lain satu bit

kekanan dan menggeser bit 15 ke CY

ONE DIGIT SHIFT

LEFT (@)SLD 74

Menggeser 0 ke digit paling kiri ( unit 4

digit) dari shift register dan menggeser

digit lain

ONE DIGIT SHIFT

RIGHT (@)SRD 75

Menggeser 0 ke digit paling kanan ( unit 4

digit) dari shift register dan menggeser

digit lain

REVERSIBLE

SHIFT REGISTER (@)SFTR 84

Membuat sebuah atau word banyak shift

register yang dapat menggeser data kekiri

atau kekanan


47

8. Instruksi Perhitungan Biner


BCD ADD (@)ADD 30 Menambah data sebuah word (atau sebuah

konstan)

BCD

SUBTRACT (@)SUB 31

Mengurangi data sebuah word (atau sebuah

konstan) dan CY dari data sebuah word(sebuah

konstan)

BCD

MULTIPLY (@)MUL 32 Perkalian data dua word (data)

BCD

DIVIDE (@)DIV 33

Mmbagi data sebuah word ( sebuah konstan)

dengan data sebuah word (sebuah konstan)

BINARY

ADD (@)ADB 50

Menambah data dua word ( sebuah konstan)

dengan CY

BINARY

SUBTRACT (@)SBB 51

Mengurangi data sebuah word (konstan) dengan

CY dari data sebuah word (konstan)

BINARY

MULTIPLY (@)MLB 52 Perkalian data sebuah word (konstan)

BINARY

DIVIDE (@)DVB 53

Membagi data sebuah word (konstan) dengan

data sebuah word dan mendapat hasil dan sisa.

DOUBLE

BCD ADD (@)ADDL 54

Menambah data BCD 8 digit dari 2 pasang word

(konstan) dengan CY

DOUBLE

BCD

SUBTRACT

(@)SUBL 55

Mengurangi data BCD 8 digit dari dua word (atau

konstan) dengan CY dari data BCD 8 digit dari

dua buah word (atau konstan)

DOUBLE

BCD

MULTIPLY

(@)MULL 56 Perkalian dari data BCD 8 digit dari dua word

(konstan)

DOUBLE

BCD

DIVIDE

(@)DIVL 57

Membagi data BCD 8 digit dengan dua word

(konstan) dengan data BCD 8 digit dari dua word

(konstan).

Instruksi diatas adalah instruksi-instruksi yang dimiliki dan masih banyak lagi untuk

mengetahui instruksi yang belum tertulis seperti antara lain : Instruksi penambah dan

pengurangan, Instruksi pengubah data, Instruksi Logic, Perhitungan special, Instruksi

subrutin, Instruksi control interupsi, Instruksi I/ O unit, Instruksi tampilan, Instruksi control

48

High-Speed counter, Instruksi diagnosis kerusakan dan Instruksi system special kesemua

ini dapat dilihat dengan cara : Klik Function pada software PLC Omron Syswin atau CX-

Programmaer lalu pilih All instruction dan pilih yang anda cari lalu klik reference maka

akan muncul karakteristik instruksi yang anda inginkan (hanya dalam bahasa Inggris).

C. CARA KERJA INSTRUKSI

Pada bagian ini di contohkan beberapa instruksi dan contoh diagram ladder serta

mnemonic (statement list ).

1. Instruksi dasar

Instruksi dasar tanpa menggunakan fasilitas fungsi instruksi yang disediakan PLC.

Contoh schematic manual berikut digunakan untuk mengoperasikan motor listrik

Gambar 28 Ladder untuk Instruksi dasar PLC

Dimana F2 adalah TOR, S0 adalah tombol stop dan S1 adalah tombol start

F1

F2

SO

S1 13

14

H1 K1

F

N

K1

A1

A2

Pada gambar dibawah ditampilkan

diagram ladder (pemograman PLC)

menggantikan diagram manual

rangkaian disamping.

Untuk F1 adalah MCB dipasang

langsung pada instalasi PLC,

sedangkan F2 adalah TOR (Thermal

Overload Relay) dapat dipasangkan

dalam pemograman. Untuk instruksi

dasar ini 01000 dapat menggunakan

bit kerja.

49

2. Instruksi menggunakan fasilitas yang disediakan PLC

2.1. Instruksi Set dan Rset

Instruksi ini menyederhanakan suatu rangkaian ladder dasar seperti pada

gambar 3.1 diatas menggunakan set dan rset sbb :

Instruksi set ini selalu dipasangkan dengan instruksi rset berbentuk sbb :

B diatas merupakan bit (kontak) dapat gunakan bit kerja (lihat pada tabel tentang work

bit) atau bit output pada daerah IO, AR, HR atau LR

50

Contoh :

Gbr 30 Instruksi SET dan RSET

2.2. Instruksi KEEP (11)

Instruksi keep pada dasarnya adalah gabungan dari instruksi set dan rset yang

digabungkan menjadi satu bentuk instruksi sbb:

Contoh penggunaan KEEP (11) pada gambar

Pada gambar disamping pada set digunakan bit

kerja 01008 (tidak ada pada terminal output

PLC).

Bit 01008 digunakan untuk menyalakan (ON-

kan) 01000.Bit input 00000 untukmenyalakan

(aktifkan 01008) dan 00001 untuk mematikan

(OFF-kan ).Bit pada set dan rset harus sama

dan 01000 dapat digunakan untuk

mengoperasikan relay atau lainnya.

51

B = bit (contact) dapat menggunakan bit kerja atau bit output.

Contoh diatas digunakan bit kerja dengan fasilatas HR (holding relay) yang akan

menahan status suatu bit jika saat operasi listrik mati kemudian listrik menyala

kembali maka akanmenahan status bit tersebut.

2.3. TIMER (TIM)

Timer adalah fasilitas delay ON untuk hitung turun pada PLC terdapat sebanyak

512 timer (dari nomor timer 000 s.d 511)

Contoh penggunaan timer

Gbr 31 Contoh penggunaan Timer

Pada gambar disamping jika

00001 ON maka 01002 ON

setelah 20 detik (setting timer)

01002 akan OFF kembali

52

2.4. COUNTER (CNT)

Counter adalah fasilitas hitung turun , counter akan ON sampai hitungan yang

ditentukan contoh penggunaan counter digunakan untuk menghitung product.

Contoh penggunaan counter sbb :

Pada gambar disamping jika 00004

ON sebanyak 10 kali ( setting

counter sebanyak 10 kali) maka NO

dari CNT 001 akan sehingga 01004

akan ON untuk meng OFF kan

01004 dan counter tekan reset

dengan meng ON kan 00005

53

2.5. DIFU (13) - DIFERENTIATE UP

DIFU(13) akan ON dalam satu siklus dari kondisi input dari off ke ON (dari logika 0

ke 1), saat DIFU (13) ON tidak terlihat.

2.6. SFT (10) - SHIFT REGISTER

Meng-kopi bit tertentu (0 atau 1) ke bit paling kanan dari shift register dan menggeser

bit lainya 1 bit kekiri, berapa jauh pergeseran ditentukan dari chanel awal dan chanel

akhir pergeseran.

Contoh penggunaan DIFU (13)

sbb:

Pada gambar disamping jika

00004 ON sekali maka 200.00

akan ON satu siklus (sekejap)

sehingga 01004 ON dan NO dari

01004 akan mengunci (lock)

54

Jika 00000 ON 1 kali dan 00001

juga ON maka 01002 akan ON

karena 200 bernilai 1.Kemudian jika

00001 ON untuk yang kedua kali

dan 00000 tetap ON maka 01003

akan ON karena telah digeser 1 kali

dan demikian seterusnya. 00000

sebagai masukan sedangkan 00001

yang menggeser bit sedangkan

00002 me reset SFT (10) kembali

ke semula.

55

2.7. CMP (20) – COMPARE

Compare adalah fungsi pembanding artinya berfungsi membandingkan dua data

yang beralamat sama atau berbeda.Misal data di di daerah memory (DM) dengan

data daerah lain atau data berada di HR (holding relay) dengan data di InternalRelay

(IR). Dari perbandingan data tersebut ada 3 kemungkinan yang terjadi lebih besar

(greater than) , sama dengan (Equals) atau lebih kecil (less than) dapat di simpulkan

dengan special relay (SR) sbb :

a. Jika Cp1 > Cp2 maka bit SR 25505 akanON (greater than)

b. Jika Cp1= Cp2 maka bit SR 25506 akannON (equals)

c. Jika Cp1 < Cp2 maka bit SR 25507 akan ON (less than)

Pada gambar disamping 00000 ON maka

akan dibandingkan data dari DM 1 (#0025)

dengan data DM2 (#0050) Jika lebih besar

maka maka 01002 ) ON.

Jika sama dengan maka 01004 ON

Jika lebih kecil maka 01003 ON

56

Begitulah beberapa instruksi pada PLC dan masing-masing instruksi dapat digabungkan

contoh berikut rangkaian ON dan OFF menggunakan 1 buah tombol menggunakan

instruksi DIFU (13) , KEEP (11) dan Counter:

Contoh 2 :

Gbr 32 Contoh aplikasi penggunaan instruksi

Demikianlah beberapa instruksi PLC, untuk melihat instruksi yang lain dengan cara pilih

Function ( pada software) klik lalu pilih Instruction list dan pilih instruction yang diinginkan

lalu reference maka dapat dilihat fungsi dari instruksi tersebut. lihat gambar dibawah

untuk software SYSWIN:

Jika 00001 ON sekali maka

01001 akan ON.NO difu 01009

akan ON sekejap( satu siklus)

menyebabkan KEEP ON dan

membuka NC 01001 dan

menutup NO 01001 dan siap

untuk reset.

Jika 0001 ON untuk kedua kali

maka 01001 akan OFF

Cara kerja rangkaian disamping

jika 000.04 ON maka counter 002

akan ON dan CNT002 akan me

reset counter. Jika Counter ON

maka CNT002 pada network 2 juga

akan ON sekali menyebabkan

keep(200.05) ON ,NO 200.05 akan

ON siap untuk melakukan reset

keep, jika CNT002 (pada network

2) ON sekali lagi maka keep

(200.05) akan OF kembali.

57

Lalu pilih All instructions maka muncul sbb:

Gbr 33 Software Syswin untuk mencari instruksi kerja

58

Sedangkan untuk software CX- Programmer klik Help pilih Instruction Reference lalu pilih

seri PLC akan tampil sbb :

Lalu kita pilih instruction yang kita inginkan

Gbr 34 Software CX- Programmer untuk mencari instruksi kerja

59

BAB VI

PENGGUNAAN SOFTWARE PLC

A. PENDAHULUAN

Membuat program untuk PLC dibutuhkan software untuk PLC SNEIDER, SIEMENS,

LG, ZEN, MITSUBISHI, OMRON dibutuhkan software yang berbeda tetapi pada

prinsipnya pembuatan ladder (diagram tangga) mempunyai kesamaan hanya perbedaan

terletak pada pengkodeanya.

Untuk LG glofa type GM4 alamat data input diberi kode % I 0. 0. 0. dst dan untuk output

diberi kode % Q 0. 1. 15. Dst

Untuk ZEN digunakan untuk input I0, I1 dst sedangkan untuk output digunakan Q0, Q1

dst.

Untuk OMRON digunakan kode untukinput 00000, 00001 dst dan untuk output digunakan

01000, 01001 dst

B. OMRON CPM1A menggunakan software syswin 3,4 dan CX- Programmer:

1. Melakukan download programyang telah kita buat (pengiriman program dari

komputer ke PLC) dengan langkah sbb :

a. Klik project pada tampilan software maka akan muncul

Gbr 34 Langkah-langkah mengirim program

60

Lalu kita pilih communication tujuannya menghubungkan PLC dengan computer

(setelah kita klik communication) akan ditampilkan sbb:

Sebelumnya telah kita hubungan PLC dengan computer menggunakan kabel RS-232

ke compada computer.

Pada gambar diatas kita pilih Port pada com1 atau com2 dst lalu kita klik Test PLC

maka pada status akan muncul connected (berarti computer dan PLC sudah

terhubung) selanjutkan close.

b. Lalu klik project kembali, langkah selanjutnya kita pilih PLC setup maka muncul

tampilan sbb :

61

Pada Starup Mode ada 3 pilihan (program, monitor, run) jika pilihan program maka

gambar ladder (program) yang kita kirimke PLC akan hilang (tidak tersimpan dalam

PLC) saat PLC dimatikan power suplynya.Untuk pilihan monitor maka gmabar ladder

(program) yang kita kirim akan tersimpan dalam PLC walaupun power supply

dimatikan dan program dapat di edit sedangkan run sama halnya seperti monitor

tetapi gambar tidak dapat di edit. Selanjutnya kita klik close.

c. Setelah 2 langkah diatas telah dikerjakan selanjutnya kita klik Online maka akan

muncul sbb:

Jika langkah b telah kita lakukan maka pada tulisan connect terdapat ceklist yang

menandakan PLC sudah terhubung dengan computer. Kita pilih download program to

PLC untuk mengirim program yang kita buat pada computer ke PLC. Jika kita pilih

upload program from PLC, kita akan mengambil program yang terdapat pada PLC.

Setelah download maka tinggal kita klik yes dan PLC setupjika ada pilihan kembali.

Dilanjutkan klik Mode yang sebelumnya kita klik Online kembali, pada mode kita

posisikan pada monitor , tujuan untuk mengetahui (tampilan) program bekerja sesuai

yang kita inginkan atau tidak.

d. Langkah berikutnya kita klik monitoring atau tanda petir yang ada pada cF11 pada

toolsbar.

Selesai sudah kita melakukan langkah mengirim program yang kita buat dan kita kirim

ke PLC menggunakan software syswin.

62

2. Memberi nama pada program atau rangkaian ladder

Untuk memberi nama kita klik pada software (lihat gambar dibawah ini):

Gbr 35 Cara pemberian nama program pada software

Klik (kotak hitam) ke posisi yang akan kita beri nama selanjutkan kita isi Sym

dan Com sesuai nama yang kita inginkan (contoh untuk output 010.00 diberi nama M1

dan Motor listrik1)

Untuk fasilitas yang lain silahkan anda coba sendiri termasuk fasilitas password dsb.

Isi sesuai yg kita inginkan

63

BAB VII

PROGRAMMING CONSOLE PLC OMRON

A. PENDAHULUAN

Dalam pemograman PLC terkadang dibutuhkan alat lain selain computer dalam hal

ini digunakan peralatan yang disebut Programming Console, pemograman

menggunakan alat ini memang sulit karena diharapkan siswa menguasai bahasa

pemograman yaitu statement list atau mnemonic.

B. PROGRAMMING CONSOLE

Programming console adalah alat yang berfungsi untuk memprogram PLC tanpa

bantuan komputer menggunakan console kita gunakan bahasa pemograman

statement list atau mnemonic tidak dapat menggunakan ladder (diagram tangga).

Pada saat kita akan memulai memrogram PLC dengan programming console,

sebaiknya kita mempelajari bagian bagian keyboard pada programming consule.

Gbr 36 Konstruksi program console

64

Layar LCD

FUN SFT NOT SHIFT

AND OR

CNT TR LR HR

LD OUT

TIM DMCH

«

CONT

#

7 8 9 EXT CHG SRCH

4 5 6PLAY

SETDEL MONTR

1 2 3REC

RESETINS

0 CLR VER WRITE

EAR MIC

PRO01E

Saklar pilih

Mode Operasi

Tombol

Instruksi

Tombol

AngkaTombol Operasi

RUN

MONITOR

PROGRAM

Berdasarkan dari gambar dapat dijelaskan jenis dan fungsi dari masing masing

tombol yang terdapat di console yang meliputi:

1. FUN

2. LD

3. AND

4. OR

5. OUT

6. TIM

7. CNT

8. NOT

9. HR

10. TR

11. SFT

12. SHIFT

Dalam programming console me-miliki 3 macam mode pengoperasian-nya yaitu:

PROGRAM : untuk membuat pro-gram atau membuat modifikasi atau perbaikan ke

program yang sudah ada.

MONITOR : digunakan ketika me-monitoring ketika PLC sedang beroperasi.

RUN : digunakan untuk meng-operasikan program tanpa dapat mengubah nilai

setting yang dapat diubah pada posisi monitor.

Tampilan programming console

65

Mode : Program

PLC mempunyai sebuah sandi masukan kontrol untuk mencegah akses yang tidak

dikehendaki ke programnya. PLC selalu memberikan perintah untuk memasukkan sandi

ketika daya pertama kali dihubungkan atau setelah Programming Console dipasang saat

PLC beroperasi.

1. Menghapus Password

Disetting untuk keamanan, agar orang yang bukan spesialis

dalam mengoperasikan PLC yang merupakan salah satu pencegahan

terhadap kerusakan

Program

0000

2.Menghapus Semua Program

Semua isi user program memori dihapus

Password

00000 MEMORI CLEAR HR CNT DM

00000 memori CLEAR

END HR CNT DM

00000

Program

00000

CLR

CLR

MONITOR

SET NOT RESET

MONITOR

CLR

66

3. Create I/O Table

Mendaftarkan I/O chanal dari unit yang dibuat di masing-masing device

PC dan unit dari masing-masing unit

…

4.Read ERROR dan RELEASE

Memanggil kesalahan dari hasil cek sendiri, kemudian

menghapus tampilannya.

Program check

Mengecek kesalahan rangkaian, bila ada error akan berhenti di address tersebut

00000 I/O TABLE

? - ? U =

00000 CREATE I/O TABLE

? ? ? ? ?

00000 CREATE I/O TABLE

9 7 1 3

END NO COMMOND

ERROR MESSAGE READ OK

00000

00000 END (01)(00.1KW)

CHANGE

9 7 1 3

MONITOR

0

MONITOR FUN

CLR

FUN CLR CH

SEARCH

67

Cara menghapus instruksi

1). Tempatkan alamat pada layar monitor console pada instruksi yang akan

dihapus. Kemudian lakukan perintah sebagai berikut:

Program 00002 yang semula di bawah akan terhapus

2). Jika tampilan sudah seperti pada layar monitor diatas berarti instruksi yang tadi

ditampilkan sudah terhapus.

Cara menyisipkan instruksi

1) Tempatkan layar monitor pada instruksi yang akan ditempatkan dibawah

instruksi yang akan disisipkan. Kemudian lakukan perintah sebagai berikut:

Program 00002 disisipkan

2) Setelah layar tertampil seperti diatas maka penyisipan program sudah selesai.

Cara penulisan program dan menjalanannya

1. Set switch selector mode menggunakan kunci ke posisi PROGRAM . Tekan

CLEAR bila perlu sampai alamat 00000 tampil pada layar.

2. Tulis Mnemonic dari program yang kita buat. Setiap penulisan mnemonic diakhiri

dengan menekan tombol WRITE/ENTER.

3. Pada akhir program jangan lupa memasukkan instruksi END yang menandakan

akhir dari program. Untuk memasukkan instruksi END adalah dengan memilih FUN

kemudian isikan data 01.

4. Untuk mengeksekusi program, pindahkan mode dari PROGRAM ke MONITOR

atau RUN.

5. Untuk memonitor keadaan kontak saat program dijalankan tekan CLEAR saat

mode RUN tekan panah kebawah, maka alamat mnemonic akan dapat termonitor.

Menuliskan instruksi dan peralatan

Untuk menuliskan instruksi dan peralatan, kita perlu menuliskan istruksi

tersebut lalu menuliskan simbol dan nomornya dan diakhiri dengan tombol

eksekusi (GO).

Contoh: menuliskan program mnemonic sebagai berikut

DEL 00002 DELETED END

INS INS 00002 INSERT END

68

LD X 000

OUT Y 000

Maka urutan penekanan tombolnya adalah:

Gambar 2.10. Menuliskan instruksi dan peralatan

Menghapus semua program

Ada kalanya kita harus menuliskan program baru yang benar-benar berbeda dari

program yang telah di tuliskan ke dalam PLC sebelumnya. dengan metoda ini,

program yang telah tertulis di dalam PLC akan terhapus seluruhnya.

Untuk menggunakan prosedur ini , tombol yang harus kita tekan adalah:

Gambar 2.14. Menghapus semua program

Membaca program

Prosedur ini biasa digunakan saat semua program telah kita masukkan dan kita

ingin membaca atau mungkin memeriksanya lagi. Bila kita menggunakan prosedur ini,

PLC akan memberi tanda khusus pada semua instruksi inverse. Pemberian tanda

dimaksudkan agar programmer tidak salah membaca instruksi antara yang kontak dan

yang tidak kontak (inverse).

Untuk menggunakan prosedur ini , tombol yang harus kita tekan adalah:

Gambar 2.16. Membaca program

WR

X LD 000

GO

GO OUT Y 000

WR

A NOP GO GO

Tampilkan Instruksi Program RD STEP

GO NomorSTEP

69

EVALUASI

I. Pilihan ganda

1. Yang termasuk bit kerja adalah bit yang .....

A. terdapat pada output PLC

B. terdapat pada input PLC

C. tidak terdapat pada output PLC

D. merupakan bit output tapi tidak ada di terminal output

E. adanya diluar bit output

2. Yang bukan termasuk peralatan input kendali PLC adalah....

A. tombol

B. saklar

C. sensor

D. photo electrik

E. lampu

3. Yang bukan peralatan output kendali PLC adalah....

A. lampu

B. coil

C. motor listrik

D. tombol

E. solenoid

4. Untuk menyimpan program yang kita buat kedalam PLC agar tidak hilang walaupun

power suply dimatikan dan dapat di edit dalam PLC set up kita gunakan....

A. program

B. monitor

C. run

D. transfer to PLC

E. monitoring

5. Fungsi KEEP pada fasilitas PLC untuk ....

A. menahan status suatu bit

B. menghubungkan status bit

C. menghitung bit

D. mengukur input bit

E. memindahkan bit

6. Pada mode apa yang digunakan untuk me-download program dan data ke PLC ….

A. mode monitor

B. mode run

C. mode on

D. mode stop

E. mode edit

7. Pada gambar simbol ladder untuk

.........

A. Normally open

B. Normally close

C. Normally open counter

Tim00

70

D. Normally open timer

E. Normally close timer

8. Fasilitas yang berfungsi menyimpan data bit agar tidak hilang walaupun sumber daya

listrik dimatikan adalah ....

A. AR

B. LR

C. SR

D. DM

E. HR

9. Jika PLC mempunyai I/ O 20 berarti banyaknya kontak ( bit ) input dan output

sebanyak ....

A. 10 dan 10

B. 12 dan 8

C. 14 dan 6

D. 16 dan 4

E. 18 dan 2

10. Pada gambar rangkaian dibawah dapat kita gantikan dengan logic....

A. AND

B. NAND

C. NOR

D. OR

E. EXOR

11. Yang termasuk bit kerja adalah bit yang .....

A. terdapat pada output PLC

B. terdapat pada input PLC

C. tidak terdapat pada output PLC

D. merupakan bit output tapi tidak ada di terminal output

E. adanya diluar bit output

12. Yang bukan termasuk peralatan input kendali PLC adalah....

A. tombol

B. saklar

C. sensor

D. photo electrik

E. lampu

13.Yang bukan peralatan output kendali PLC adalah....

A. lampu

B. coil

C. motor listrik

D. tombol

E. solenoid

71

14. Untuk menyimpan program yang kita buat kedalam PLC agar tidak hilang walaupun

power suply dimatikan dan dapat di edit dalam PLC set up kita gunakan....

A. program

B. monitor

C. run

D. transfer to PLC

E. monitoring

15. Tiga bagian pokok dari PLC adalah ....

A. Pemroses, memori dan input/ output

B. Input, output dan pemroses

C. Memori, input dan output

D. Memori, pemroses dan input

E. Memori, pemroses dan output

16. Tegangan input PLC menggunakan tegangan ....

A. 12 Vac

B. 12 Vdc

C. 24 Vac

D. 24 Vdc

E. 100 Vdc

17. Untuk output PLC type CDR-A dapat digunakan tegangan ....

A. dc atau ac

B. 24 Vdc

C. 220 Vac

D. 12 s.d 220 Vdc ataupun ac

E. 12 s.d 220 Vac

18. Pada gambar dibawah rangkaian tersebut dapat kita ganti dengan logic ....

A. NAND

B. NOR

C. OR

D. AND

E. EXOR

19.Fungsi counter pada fasilitas PLC berfungsi untuk ....

A. menghitung naik

B. mengukur waktu

C. mengakhiri program

D. menyimpan program

E. menghitung turun

20.Fungsi KEEP pada fasilitas PLC untuk ....

A. menahan status suatu bit

B. menghubungkan status bit

C. menghitung bit

D. mengukur input bit

E. memindahkan bit

21. Berikut ini elemen pemrograman dalam keadaan komputer terhubung denan PLC,

kecuali ....

A. setup hubungan

B. menghapus program saat online

72

C. download program dan eksekusi

D. mengedit program saat online

E. mengedit area memory PLC

22. Pada mode apa yang digunakan untuk me-download program dan data ke PLC ….

A. mode monitor

B. mode run

C. mode on

D. mode stop

E. mode edit

23. Untuk mentransfer program dari komputer ke PLC, menggunakan perintah ….

A. upload

B. download

C. save as

D. edit

E. save

24. Berikut ini instruksi-instruksi dasar pada diagram ladder, kecuali....

A. download

B. AND

C. OR

D. ANDNOT

E. ORNOT

25. Untuk memprogram PLC dapat digunakan ..........bahasa pemograman

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

26. Jika PLC mempunyai I/O 20 berarti mempunyai bit input sebanyak....

A. 6

B. 8

C. 10

D. 12

E. 14

27. Pada gambar..

Jika pada gambar I03 ON maka maka output O02 akan....

A. ON

B. Tetap OF

C. ON beberapa menit

73

D. ON dan mati kembali

E. Berkedip

28. Dari gambar soal nomor 32, Lampu akan menyala ( ON ) jika..

A. I03 dan I04 OF

B. I03 dan I04 ON

C. I03 ON dan I04 OF

D. I03 OF dan I04 ON

E. I03 ON kemudian I04 di ON lalu di OF

29. Tranduser dalam sistem PLC berfungsi....

A. Mengubah sinyal listrik menjadi besaran listrik

B. Mengubah suatu besaran listrik menjadi sinyal listrik

C. Mengubah besaran listrik menjadi analog listrik

D. Mengubah besaran listrik menjadi satuan listrik

E. Mengubah energi listrik menjadi besaran listrik

30. Sistem kontrol loop terbuka mempunyai karakteristik...

A. Mempunyai umpan balik untuk mengkoreksi outputnya

B. Tidak mempunyai peralatan output

C. Tidak mempunyai umpan balik untuk mengkoreksi outputnya

D. Tidak mempunyai peralatan input

E. Tidak memiliki bagian proses

31. Yang dimaksud feedback adalah....

A. Sistem masukan keoutput agar dihasilkan output yang tepat

B. Bagian yang memberi masukan pada rangkaian pemroses agar bekerja

C. Bagian dari output yang memberi masukan keinput

D. Bagian pemroses yang memberikan masukan terhadap gangguan

E. Gangguan yang memberi masukan kepada pemroses

32. Bagian yang mengkomunikasikan antara CPU, I/O dan memori disebut...

A. Bus system

B. Logika system

C. Data system

D. Memory system

E. Rel system

33. Data bus dalam CPU berfungsi untuk...

A. Menerima dan mengirimkan informasi

B. Menetapkan alamat dan membuka komunikasi

C. Tukar menukar informasi

D. Memberikan masukan input

E. Menghasilkan output

34. Dipasaran PLC ada 2 jenis antara lain jenis compact artinya...

A. PLC mempunyai output terpisah

B. PLC mempunyai input terpisah

C. PLC mempunyai input dan output terpisah

D. PLC mempunyai I/O sudah menjadi satu dengan CPU

E. PLC mempunyai power suply terpisah

35. Pada PLC antara peralatan input dan CPU dihubungkan menggunakan...

A. Relay

B. Optocoupler

74

C. Transistor

D. Dioda foto

E. Resisitor

36.

Pada mnemonik diatas yang tepat untuk laddernya adalah....

A.

B.

C.

D. E.

37. Fasilitas PLC yang mempunyai persamaan cara kerjanya dengan KEEP adalah...

A. Counter

B. Set dan reset

C. Interlock

D. DIFU

E. Timer

38. Fasilitas DIFD (14) bekerja ON pada satu scan siklus dari...

A. ON ke OF

B. OF ke ON

C. ON ke ON

D. DIFU ke ON

E. Power ON ke OF

39. Jika pada sistem kendali kita gunakan dua tombol NO ( tidak ada NC ) maka fasilitas

yang tepat kita gunakan...

A. KEEP

B. DIFU

C. DIFD

D. IL

E. Counter

75

40.

Dari gambar diatas yang benar adalah pernyataan berikut...

A. Waktu timer di set pada 10 detik

B. Timer yang digunakan nomor 10

C. Waktu timer di set pada 20 detik

D. Timer di set pada 2 detik

E. Timer yang digunkan nomor 20

41. Langkah awal kita mengirim program yang kita buat ke PLC adalah...

A. Download program

B. Mode program

C. Comunication

D. PLC set up

E. Project setup

42.

Pada gambar diatas jika...

A. 00000 ON maka 01005 ON

B. 00001 dan 00000 ON maka 01005 ON

C. 00004 ON maka 01005 tetap OF

D. 00001 atau 00004 ON maka 01005 ON

E. 00004 dan 00000 ON maka 01005 ON

43. Dari gambar nomor 45 jika 00004 kita ganti NC maka...

A. Jika kita ON 00001 maka 01005 tetap OF

B. Maka 01005 langsung ON

C. Jika kita tekan 00001 maka 01005 tidak ada pengaruhnya

D. Jika kita tekan 00004 maka 01005 akan ON

E. Jika kita tekan 00000 maka 01005 akan ON

44. Memprogram PLC dengan programming consoles kita gunakan bahasa program...

A. Ladder

B. Logic

C. Mnemonic

D. Flowchart

E. Text

76

45. Pada gambar

Fungsi sF6 adalah...

A. Menambah network

B. Menghapus network

C. Mengecilkan gambar program

D. Test network

E. Memilih network

46. Dari gambar soal nomor 48 fungsi cF8 adalah...

A. Menambah network



D. Mengubah ke mnemonic atau statement list

E. Memilih network

47. Dari gambar soal nomor 48 fungsi dari sF12 adalah...

A. Menambah network



D. Mengubah ke mnemonic atau statement list

E. Memilih network

II. Essay

1. Buatkan rangkaian berikut menjadi ladder dan logic !

2. Dari gambar diatas buatkan instalasinya pada trainer !

3. Buatkan program menggunakan fasilitas interlock !

4. Tuliskankan langkah-langkah mengirim program dari komputer ke PLC !

5. Tuliskankan peralatan input dan output PLC !

6. Sebutkan langkah-langkah mengirim program yang telah dibuat pada komputer ke

PLC !

7. Sebutkan jenis sensor yang banyak digunakan pada sistem kendali PLC dan

berikan contoh rangkaian menggunakannya untuk PLC !

8. Sebutkan langkah-langkah mengirim program yang telah dibuat pada komputer ke

PLC !

77

DAFTAR PUSTAKA

Bartenschlager. J., dkk. Fachkunde Mechatronik. Europe-Lehrmittel. Haan-

Gruiten. Germany. 2012.

Dorf, R.C., 1983. Sistem Pengaturan, Edisi 3, Erlangga, Jakarta

Ebel. F., Nestel. S. Proximity Sensors FP 1110. Textbook. Festo Didactic.

Esslingen. 1992.

Jack. Hugh, 2008, Automating Manufacturing Systems with PLCs. GNU Free

Documentation License

Jurgen Ehnert. Tabellen Mechatronik. Westermann. Braunschweig. 2000.

J. Bartenschlager, dkk, Fachkunde Mechatronik, Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten,

2005.

MODICON. Sekilas Sejarah PLC. Diakses dari

https://belajarplconline.wordpress.com/2010/04/11/sekilas-sejarah-plc/

Meixner, Sauer. E. Training System in Control Technology Electropneumatics.

Festo Didactic. 1984.

Pakpahan, Sahat, 1988, Kontrol Otomatik Teori dan Penerapan, Penerbit

Erlangga, Jakarta.

Soleh. M., Sudaryono, Agung. S. Sistem Pneumatik dan Hidrolik. BSE. PSMK.

2009

Soleh. M. Teknik Kontrol 1 – Untuk Kelas XI SMK/MAK Semester 1 Paket Keahlian

Mekatronika. BSE. Kemdikbud (PSMK). 2013

Soleh. M. Nursalam P. Teknik Kontrol 2– Untuk Kelas XI SMK/MAK Semester 2

Paket Keahlian Mekatronika.. BSE. PSMK. 2013

Terzi, Regber, Programmable Logic Controllers, Festo Didactic KG, Esslingen:

1995

Siemens Technical Education Program. Basic of PLC – STEP2000. Material

Courses. Siemens nergy & Automation. 2000.

78

79

KEGIATAN BELAJAR 1

PROGRAM LADDER MENGGUNAKAN BEBERAPA SOFTWARE UNTUK LOGIKA OR

dan AND

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program PLC menggunakan PLC Omron, Omron –

Zen, Mitsubishi, zelion (snaider), festo.

II. Teori Singkat

Dalam pemograman PLC merupakan tindak lanjut dari materi system digital

dimana dikenal logika OR dan AND merupakan aplikasi dari system pensaklaran

untuk rangkaian paralel dan seri. Penggunaan logika OR dan AND digunakan

dalam pemograman PLC menggunaka mnemonic

Contoh : OR AND

III. Alat/ bahan

- Komputer

- Software Syswin,CX-Programmer, CX-One, Zen, mitsubishi atau zelion atau festo

IV. Keselamatan kerja

1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan

belajar!

2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disedikan.

3. Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!

V. Langkah kerja

1. Nyalakan komputer

- Pilih salah satu software PLC

- Buat gambar sesuai perintah/tugas

- Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan.

- Buatlah laporan praktik sesuai format

VI. Tugas dan gambar kerja

Buatlah rangkaian berikut menjadi diagram ladder dengan PLC Omron, Zen dan

Mitsubishi.

80

Gbr.

T1 dan T2 adalah tombol , L1 adalah lampu dan L1’ adalah kontak yang dimiliki

lampu

VII. Hasil kerja/ Pengamatan

Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software

Input Output

T1 T2 L1

On off

On on

Off on

Off off

Buatkan laporan praktek hasil pekerjaan yang kamu lakukan dari tugas yang

diberikan !

VIII. Pertanyaan

1. Apa fungsi kontak NO dari L1’ pada gambar diatas ?

2. Apa perbedaan antara OR dan AND dari ladder diatas ?

IX. Kesimpulan

T1 T2

L1’ L1

81

KEGIATAN BELAJAR 2

PROGRAM LADDER DAN MNEMONIC MENGGUNAKAN BEBERAPA SOFTWARE

UNTUK LOGIKA OR dan AND

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program ladder dan mnemonic menggunakan

software PLC Omron, Omron – Zen, Mitsubishi, zelion, festo.

II. Teori Singkat

Dalam pemograman PLC merupakan tindak lanjut dari materi system digital

dimana dikenal logika OR dan AND merupakan aplikasi dari system pensaklaran

untuk rangkaian paralel dan seri. Penggunaan logika OR dan AND digunakan

dalam pemograman PLC menggunakan mnemonic

Contoh : OR AND

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software Syswin,CX-Programmer, CX-One, Zen, mitsubishi atau zelion atau

festo



belajar!



V. Langkah kerja


2. Gunakan beberapa software PLC

3. Buat gambar sesuai perintah/tugas

4. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan.

5. Buatlah laporan praktik sesuai format


Buatlah rangkaian berikut menjadi diagram ladder dengan PLC Omron, Zen dan

Mitsubishi.

82

Gbr.

T1 dan T2 adalah tombol , L1 adalah lampu dan L1’ adalah kontak yang dimiliki

lampu



Input Output Mnemonic

T1 T2 L1

on off

on on

off on

off off


diberikan !

VIII. Pertanyaan

1. Apa fungsi kontak NO dari L1’ pada gambar diatas ?

2. Apa perbedaan antara program dengan Ladder dan Mnemonic diatas ?

IX. Kesimpulan

T1 T2

L1’

L1

83

KEGIATAN BELAJAR 3

OPERASI KENDALI UNTUK OUTPUT BERURUTAN

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program PLC menggunakan PLC Omron, Omron –

Zen, Mitsubishi, zelion (festo) untuk operasi berurutan.

II. Teori Singkat

Mengoperasikan output seperti lampu, motor listrik dll dapat dioperasikann secara

berurutan dengan menggunakan pengunci baik NO maupun NC, operasi output

berurutan seperti ini contoh digunakan dalam pengoperasian mesin gergaji kayu,

dimana antara mata gergaji dan konveyor dioperasikan secara berurutan.

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software Syswin,CX-Programmer, CX-One, Zen, mitsubishi atau zelion



belajar!

2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.


V. Langkah kerja



3. Buat gambar ladder sesuai perintah/tugas




Buatlah rangkaian berikut menjadi diagram ladder dengan PLC Omron, Zen,

Mitsubishi, Snaider(Zelio) atau Festo.

84

Gbr.

T1, T2, T3 dan T4 adalah tombol L1, L2 adalah lampu dan L1’, L2’ adalah kontak yang dimiliki lampu




T1 T2 T3 T4 L1 L2

off Off off off

on Off off off

on On off off

on On on off

on On on on

off On off off

off Off on on

off Off off on

on Off on off

off On off on

off On on on

off On on off


diberikan !

VIII. Pertanyaan

1. Apa yang menyebabkan L2 dapat dihidupkan setelah L1 hidup (bekerja) ?

2. Apa kunci (bit/kontak) pokok yang menyebabkan rangkaian diatas hanya

dapat dioperasikansecara berurutan ?

3. Cobalah kalian buat diagram ladder disamping gambar diatas dibalik

berurutannya dari L2 baru L1 dapat dioperasikan !

IX. Kesimpulan

T1 T2

L1’ L1

L2

L2 L1

T3

1

T4

1

L2’

85

KEGIATAN BELAJAR 4

OPERASI KENDALI UNTUK OUTPUT BERGANTIAN

I. Tujuan

Peserta didk dapat membuat program ladder dan mnemonic menggunakan

software PLC Omron, Omron – Zen, Mitsubishi, zelion (festo) untuk kendali lampu

atau mesin secara bergantian

II. Teori Singkat

Mengoperasikan output seperti lampu, motor listrik dll dapat dioperasikan secara

bergantian dengan menggunakan pengunci baik NO maupun NC, operasi output

bergantian seperti ini contoh digunakan dalam pengoperasian mesin bor, dimana

antara mata bor dan konveyor dioperasikan secara bergantian artinya saat mesin

bor bekerja maka konveyor tidakboleh bekerja, begitu pula sebaliknya.

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software Syswin,CX-Programmer, CX-One, Zen, mitsubishi atau zelion



belajar!



V. Langkah kerja







Buatlah rangkaian berikut menjadi diagram ladder dengan PLC Omron, Zen

,Mitsubishi, Snaider atau Festo

86

Gbr.

So, S1 dan S2 adalah tombol , K1, K2 adalah lampu dan K1, K2 kontak NO dan

NC adalah kontak yang dimiliki K1 dan K2 (kontaktor)




So S1 S2 K1 K2

off off on

off on on

off on off

on off on

on on off

Buatkan laporan praktik hasil pekerjaan yang anda lakukan !

VIII. Pertanyaan

1. Apa perbedaan cara kerja antara Kegiatan Belajar 3 dengan Kegiatan

Belajar 4 dan dimana letakperbedaan cara kerjanya ?

2. Menurut kalian dimana atau alat apa ? Cara kerja mesin dioperasikan secara

bergantian selain contoh diatas (teori singkat) ?

IX. Kesimpulan

87

KEGIATAN BELAJAR 5

OPERASI TIMER

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program PLC menggunakan PLC Omron atau PLC

lain untuk instruksi Timer

II. Teori singkat

Timer adalah fasilitas delay ON untuk hitung turun pada PLC terdapat sebanyak

512 timer (dari nomor timer 000 s.d 511)

N : merupakan nomor timer yang digunakan

SV : Nilai timer yang digunakan dengan notasi #, contoh#100

berarti timer di setting pada waktu 10 detik, karena satu

scan timer sebesar 0,1 detik.

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software Syswin,CX-Programmer, CX-One, Zen

3. Trainner PLC



belajar!


3. Tanyalah pada instruktur/ guru instalasi trainner yang dipasang sebelum

menghubungkan trainner dengan jaringan listrik

4. Jangan menghubungkan trainer PLC pada jaringan listrik sebelum mendapat

persetujuaan guru!

V. Langkah kerja


2. Gunakan software PLC omron


4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat

5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada

jaringan listrik.



Buat diagram ladder rangkaian spt gambar !

88

LD 00000

TIM 000

#100

LD TIM 000

OUT 01000

LD 00001

TIM 100

#050

LD TIM 100

OUT 01001

VII.1. Hasil kerja/ pengamatan

Setelah dijalankan program dan isi ke tabel 5.1 berikut

No Timer Preset value

Input Output Waktu yang dibutuhkan output

ON 00000 00001 01000 01001

1 000 100 off off

2 001 70 on off

3 002 50 on on

4 100 50 off on

2. Time Off-delay

LD 00001

TIM 001

#040

AND NOT TIM001

OUT 01000

Tim000

#100

Tim100

#050

00000

Tim 000 01000

00001

Tim100

01001

Tim 001

#040

00001

Tim 001

01000

89

VII.2. Hasil kerja/ pengamatan

Hasil dimasukan pada tabel 5.2

No Timer Preset value Input output Waktu yang dibutuhkan

01000 menjadi off 00001 01000

1 001 040 on

2 001 020 on

VIII. Pertanyaan

1. Sebutkan peralatan/ alat yang menggunakan timer ?

2. Cobalah anda coba bisakah timer dapat di setting pada 1 jam lebih ?

3. Apa fungsi kontak NC dari timer diatas ?

IX. Kesimpulan

90

KEGIATAN BELAJAR 6

OPERASI DENGAN BIT KERJA

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program ladder dengan PLC Omron menggunakan

bit kerja.

II. Teori Singkat

Dalam pemograman PLC disediakan bit kerja yaitu suatu bit/kontak yang

disediakan PLC diluar bit output dan bit input yang tidak terdapat pada terminal

PLC bit kerja ini atau workbit ini diberi kode antara 20000 s.d 23115 (512 bits),

cara kerja bits ini sama seperti bit output hanya tidak terdapat pada terminal PLC.

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software Syswin atau CX-Programmer, CX-One

3. Trainner PLC Omron

4. Kabel jumper



belajar!





persetujuaan guru!

V. Langkah kerja





5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan

pada jaringan listrik.

6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..


91


Latching Relay

a. LD 00000 OR 20000 AND NOT 00002 OUT 20000 LD 20000 OUT 01000

b.

LD 00000 AND 00001 OR 01001 AND NOT 00002 OUT 01000


VII.1 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software dari gambar 6.1

No Input Output

00000 00001 20000 01000

1 Off off

2 Off on

3 On off

4 X off

5 X on

x = menandakan dapat on atau off

VII.2 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software dari gambar 6.2

No Input Output

00000 00001 00002 01001

1 Off off off

2 Off on off

3 on off off

4 on on off

5 x x off

6 x x on

00000

20000

00001 20000

20000 01000

Gambar . 6.1

00000 00001 01001

01001

00002

Gambar 6.2

92



diberikan !

TUGAS

Buatlah gambar berikut dan isilah tabel dibawahnya

LD 00000 OR 01001 AND 00002 LD 20001 ORLD - ANDNOT 00004 OUT 01001 LD 00001 AND 00003 OUT 20001

Hasil Logika

No

Input Output

00000 00001 00002 00003 00004 20001

( work bit ) 01001

1 off off off off off

2 off off off off on

3 off off off on on

4 off off on on on

5 off on on on on

6 on on on on off

dst

VIII. Pertanyaan

1. Apa fungsi kontak NO dari bit kerja 20000 dan 01001 pada gambar diatas ?

2. Kenapa pada gambar diatas dibutuhkan tombol NC ?

3. Apakah ada terminal pada PLC untuk bit kerja ?

IX. Kesimpulan

00000 00002 00004 01001

01001

20001

00001 00003 20001

93

KEGIATAN BELAJAR 7

OPERASI DENGAN INSTRUKSI INTERLOCK dan JUMP

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program ladder untuk instruksi Interlock dan jumper

menggunakan PLC Omron.

II. Teori Singkat

Interlock adalah fasilitas yang disediakan PLC yang berkerja sebagai pengunci

suatu network diantaranya, begitu pula cara kerja dari jumper.

INTERLOCK IL 02

Bila kondisi IL (02) OFF maka semua output

OFF dan semua PV timer di reset dari IL (02)

s/d ILC (03)

INTERLOCK

CLEAR ILC 03 Akhir dari Interlock { awal IL(02) }

JUMP JMP 04

Bila kondisi JMP ON,semua instruksi antara

JMP(04) dan JME (05) berfungsi seperti

NOP(00)

JUMP END JME 05 Akhir dari sebuah JUMP {di mulai dari

JMP(04) }

N : nomor yang akan di jumper

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software PLC Omron , Syswin atau CX-Programmer, CX-One


4. Kabel jumper



belajar!




94


persetujuaan guru!

V. Langkah kerja






jaringan listrik.




1. Instruksi Interlock dan Interlock Clear

LD 00000 IL ( 02 ) LD 00001 OUT 01000 ILC ( 03 )

2. Instruksi Jump dan Jump End

LD 00000 JMP ( 04 ) 1 LD 00001 OUT 01001 JME ( 05 ) 1


VII.1 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari trainer dari gambar 7.1

Untuk IL(02) dan ILC(03)

00001

Gambar. 7.1

IL ( 02 )

ILC ( 03 )

00000

01000

00000

00001 01001 1

JME(05)

1

Gambar 7.2

JMP(04)

95

No Input output

00000 00001 01000

1 off off

2 off on

3 on off

4 on off

5 on on

VII.2 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari trainner dari gambar 7.2

Untuk JMP(04) dan JME(05) tidak dapat menggunakan #

No Input output

00000 00001 01001

1 off off

2 off on

3 on off

4 on off

5 on on

VIII. Pertanyaan

1. Apa perbedaan interlock dan jumper pada rangkaian diatas setelah

diujicoba?

2. Berikan contoh penggunaan interlock pada pengoperasian di Industri ?

3. Mungkinkah penggunaan interlock tidak kita gunakan interlock clear ?

jelaskan !

IX. Kesimpulan

96

KEGIATAN BELAJAR 8

OPERASI DENGAN INSTRUKSI SET, RSET DAN KEEP

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program PLC untuk instruksi set,rset dan Keep


II. Teori Singkat

a. Instruksi Set dan Rset

Instruksi ini menyederhanakan suatu rangkaian ladder dasar.

Instruksi Set akan menahan status suatu bit dari off ke on sedangkan untuk

melakukan off digunakan Rset, jadi set dan Rset digunakan berpasangan pada

pemograman PLC. B (bit) dapat digunakan bit output ataupun bit kerja.

b. Instruksi KEEP merupakan gabungan dari istruksi set dan Rset yang telah

dijadikan satu (digabungkan)


SET SET O Force set ( ON ) sebuah bit

RESET RESET O Force reset ( OFF ) sebuah bit

KEEP KEEP O Menahan status dari bit yang bersangkutan

III. Alat/ bahan

1. Komputer



4. Kabel jumper



belajar!





persetujuaan guru!

97

V. Langkah kerja






jaringan listrik.




a. Instruksi Set / Reset

LD 00000 SET 01000 LD 00001 RSET 01000

b. Instruksi Keep

LD 00000 LD 00001 KEEP ( 11 ) 01001

00001

SET

01000

RSET

01000

00000

Gambar 8.1

01000

01001

KEEP

01001

00000

00001

Gambar. 8.2

01001 01000

98


VII.1 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari trainer dari gambar 8.1

Untuk Set dan Rset

No Input Output

00000 00001 01000 01001

1 off off

2 off on

3 on off

4 x off

5 x on


VII.2 Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari trainner dari gambar 8.2

Untuk KEEP (11)

No Input Output

00000 00001 01000 01001

1 off off

2 off on

3 on off

4 x off

5 x on


VIII. Pertanyaan dan tugas

1. Apakah B (bit) pada set, rset dan keep dapat diganti dengan bit kerja ?

cobalah anda coba?

2. Cobalah rangkaian berikut anda ganti menggunakan fasilitas KEEP (11) dan

Set, Rsettersebut ?

LD 00000 OR 20000 AND NOT 00002 OUT 20000 LD 20000 OUT 01000

IX. Kesimpulan

00000

20000

00001 20000

20000 01000

Gambar . 8.3

99

KEGIATAN BELAJAR 9

OPERASI INSTRUKSI COUNTER DAN TIMER

I. Tujuan

Peserta didik dapat membuat program PLC untuk instruksi counter dan Timer


II. Teori Singkat

Counter adalah fasilitas hitung turun , counter akan ON sampai hitungan yang

ditentukan, contoh penggunaan counter digunakan untuk menghitung product.

CP = Counter puls adalah puls hitung

R = reset berfungsi meng offkan counter dan kembali untuk

hitung berikutnya.

N = Number / nomor counter yang digunakan

SV = set value / setting angka untuk hitung, gunaka #

(contoh #12 berarti counter

digunakanuntukmenghitung angka sebesar 1 lusin

atau 12 buah)

III. Alat/ bahan

1. Komputer



4. Kabel jumper



belajar!





persetujuaan guru!

V. Langkah kerja





100


jaringan listrik.




Masukan program pada gambar:

LD 00000 LD 00001

CNT C001 #0003

LD C001 OUT 01000

LD NOT C001 OUT 01001


Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari trainer dari gambar 9.1

Untuk fasilitas counter

No Input Output

00000 00001 01000 01001

1 off-on-off off

2 off-on-off off

3 off-on-off off

4 off-on-off on

5 off-on-off on

6 off-on-off on

7 off-on-off off

8 off-on-off on

VIII. Pertanyaan dan Tugas.

1. Menurut kamu apa gunanya fasilitas counter jika digunakan di Industri ?

2. Apa fungsi NO dan NC pada counter ?

3. Menurut kamu dapatkah fungsi counter digunakan untuk tempat parkir ? berikan

alasanmu !

Gambar 9.1

CNT

C001

#003

00000

00001

C001 01000

C001 01001

PULS

RESET

101

IX. Instruksi CNT dan Timer

Tugas.

1. Buatlah Ladder rangkaian dibawah dan amati !

2. Jelaskan cara kerja rangkaian ladder dibawah ini dan buat laporan praktik !

LD 00000 LD TIM 001

CNT C000 #005

LD C000 TIM 001

#050 LD C000

OUT 01000

CNT

C000

#005

TIM

001

#050

00000

TIM00

1

C000

C000 01000

102

Atau

LD 00000 OR 20000

ANDNOT 00001 OUT 20000

LDNOT TIM001 TIM 000

#020 LD TIM000 TIM 001

#020 LD 01000 TIM 002

#050 LD TIM001 LD TIM002

CNT C002 #005

LD CNT002 ANDNOT TIM002

OUT 01000

TIM

000

#020

TIM

001

#020

TIM000

01000

20000

20000

00000 00001 TIM001

TIM

002

#050

CNT

C002

#005

TIM001

TIM002

CNT002 TIM002 01000

103

KEGIATAN BELAJAR 10

OPERASI DENGAN DENGAN INSTRUKSI DIFU, DIFD DAN INC

I. Tujuan

Siswa dapat membuat program PLC untuk instruksi DIFU, DIFD dan INC

menggunakan PLC Omron

II. Teori singkat

DIFU(13) akan ON dalam satu siklus dari kondisi input dari off ke ON (dari

logika 0 ke 1), saat DIFU (13) ON tidak terlihat.

DIFFERENTIATE

DOWN DIFD(14) O

Bit menjadi ON untuk satu siklus saat

transisi dari ON ke OFF

INC(Increase) adalah operasi penjumlahan dan DC (decrease) adalah operasi

pengurangan

III. Alat/ bahan

1. Komputer

2. Software PLC Omron , Syswin atau CX-Programmer


4. Kabel jumper



belajar!





persetujuaan guru!

104

V. Langkah kerja






jaringan listrik.




Buatlah diagram ladder instruksi gambar dibawah ini

Instruksi Difu dan Difd

LD 00000

DIFU (13) 01000

LD 00001

DIFD (14) 20000

LD 01000

OR 01001

AND NOT 20000

OUT 01001


Dari praktik rangkaian diatas amati cara kerjanya dan isi tabel berikut

Tabel hasil percobaan praktik diatas, tabel 10.1

No Input Output

00000 00001 01000 01001

1 off off

2 on off

3 on on

4 off on

Difu (13)

01000

Difd (14)

20000

00000

00001

01000 20000 01001

01001

105

Instruksi Increment dan decrement

LD 00000

INC(38) DM10

LD 00001

DEC(39) DM10

Untuk instruksi Increase dan decrease perhatikan DM (daerah memory) diatas,

kemudian isi tabel berikut !

Tabel 10.2

No Input Nilai

00000 00001 DM10

1 off off

2 on off

3 off on


1. Dapatkah kita lihat kondisi DIFU atau DIFD pada saat kita ON atau OF ?

2. Menurut kamu berapa kecepatan kondisi DIFU atau DIFD dalam posisi ON ke OF

atau sebaliknya ?

3. Dimana memungkinkan kita dapat menggunakan operasi DIFU atau DIFD ?

4. Berikan contoh penggunaan INC dan DEC pada industry sebagai control ! dan

berikan alasanya !

INC(38)

DM10

DEC(39)

DM10

00000

00001

106

KEGIATAN BELAJAR 11

OPERASI DENGAN INSTRUKSI SHIFT REGISTER DAN COMPARE

I. Tujuan

Siswa dapat membuat program PLC untuk instruksi SHIFT REGISTER dan

COMPARE menggunakan PLC Omron

II. Teori singkat

SFT (10) - SHIFT REGISTER

Meng-kopi bit tertentu (0 atau 1) ke bit paling kanan dari shift register dan

menggeser bit lainya 1 bit kekiri, berapa jauh pergeseran ditentukan dari chanel

awal dan chanel akhir pergeseran.

CMP (20) – COMPARE

Compare adalah fungsi pembanding artinya berfungsi membandingkan dua data

yang beralamat sama atau berbeda.Misal data di di daerah memory (DM) dengan

data daerah lain atau data berada di HR (holding relay) dengan data di

InternalRelay (IR). Dari perbandingan data tersebut ada 3 kemungkinan yang

terjadi lebih besar (greater than) , sama dengan (Equals) atau lebih kecil (less

than) dapat di simpulkan dengan special relay (SR) sbb :

a. Jika Cp1 > Cp2 maka bit SR 25505 akanON (greater than)

b. Jika Cp1= Cp2 maka bit SR 25506 akannON (equals)

c. Jika Cp1 < Cp2 maka bit SR 25507 akan ON (less than)

I = Input adalah sinyal input yang akan digeser

P = masukan input untuk menggeser bit yang masuk

R = untuk melakukan reset kembali keposisi semula

107

III. Alat-alat

1. PLC Omron/ Trainner PLC

2. Programming Console

3. Komputer

4. Kabel jumper secukupnya



belajar!





persetujuaan guru!

V. Langkah kerja






jaringan listrik.




Buatlah diagram ladder berikut

1. Instruksi Shift Register

Gambar 11.1 Diagram ladder dengan Shift register

108

2. Fungsi Pembanding

LD 00000

CMP(20) #25

#50

LD 25505

OUT 01001

LD 25506

OUT 01002

LD 25507

OUT 01003

Gambar 11.2 Diagram Ladder dengan Compare

Cobalah anda tukar antara DM #25 dengan DM #50


Dari praktik rangkaian diatas amati cara kerjanya dan isi tabel berikut

Tabel 11.1 untuk Gambar 11.1 Diagram ladder dengan Shift register

No Input Out

00000 00001 00002 01002 01003 01005

1 off off off

2 off on off

3 on off off

4 on on - off off

5 on on - off off

6 on on - off off

7 on on on

8 on on - off off

9 off on - off off

10 off on - off off

11 off on - off off

CMP(20)

#25

#50

00000

25505

25506

25507

01001

01002

01003

109

Tabel 11.2. untuk Gambar 11.2 Diagram Ladder dengan Compare

No Input Output

Untuk DM 00000 01001 01002 01003

1 off DM1 #25 dan DM2#50

2 on

3 off DM1 #50 dan DM2#25

4 on


1. Dapatkah menggeser 2 bit langsung jika kita ganti St dan End nya sebesar 2 bit ?

2. Berikan contoh penggunaan shift register pada aplikasi industri ?

3. Cobalah tombol input diganti dengan sensor photo electric ?

4. Berikan contoh penggunaan compare pada aplikasi industri ?

5. Mungkinkah Compare digunakan untuk membandingkan 2 keadaan seperti

pengisian cairan pada suatu wadah ?

IX. Kesimpulan

Buatkan kesimpulan hasil praktik anda

110

KEGIATAN BELAJAR 12

APLIKASI PEMOGRAMAN PLC DENGAN TIMER

I. Tujuan

Siswa dapat membuat program PLC untuk lampu lalu lintas menggunakan timer

II. Alat-alat

PLC Omron

Programming Console

Komputer

Kabel jumper secukupnya

III. Tugas

Buatlah diagram ladder untuk operasi lampu lalu lintas dengan menggunakan timer (

gunakan 1 buah tombol NO dan NC serta 3 atau 4 buah timer, untuk lampu merah,

hijau dan kuning )

IV. Pertanyaan

1. Mungkinkah rangkaian yang anda buat dapat menggunakan 2 buah timer ?

kenapa ?

2. Dapatkah rangkaian (ladder) diatas digunakan untuk 2 arah lalulintas atau

lebih ?

V. Buatlah laporan praktik.

111

KEGIATAN BELAJAR 13

APLIKASI PEMOGRAMAN PLC DENGAN COUNTER DAN TIMER

I. Tujuan

Siswa dapat membuat program PLC untuk aplikasi industri dengan menggunakan

counter dan Timer

II. Alat-alat dan bahan

PLC Omron

Programming Console

Komputer


Sensor (photo electric atau proximity)

Motor listrik

III. Tugas

Buatlah program PLC dengan ladder untuk menghitung hasil product sebanyak 10

buah pada sebuah pabrik pada Flowchart sbb :

C = Conveyor

S1, S2 = Sensor

Pb1, Pb2 = Push button

MCB ON, Lampu

PL1 ON

Pb1

Yes

No

S1 Standby

PL2 ON

S1

PL3 ON Flasher

Convenyor ON

Conveyor Off

PL2 Off

Yes,10x

Yes

S2

Pb2

Conveyor Off

PL2 Off

Yes

No

No

No

S1

S2

C

PL1

PL2 PL3

112

IV. Pertanyaan

1. Berikan contoh aplikasi dari rangkaian diatas pada industry (minimal 2

aplikasi) ?

2. Apa guna dari PL1, PL2 dan PL3 ?

V. Buatlah laporan praktik

113

KEGIATAN BELAJAR 14

APLIKASI PEMOGRAMAN PLC

I. Tujuan

Siswa dapat membuat program PLC untuk aplikasi industri

II. Alat-alat dan bahan

PLC Omron

Programming Console

Komputer


Sensor (photo electric atau proximity)

Motor listrik

III. Tugas

Buatlah program PLC dengan ladder untuk mengendalikan pintu gerbang yang

membuka dan menutup setiap ada orang akan masuk jika yang masuk sudah

sebanyak 30 orang pintu tidak akan membuka lagi (P1, pintu masuk), PL1 untuk

indikator lampu untuk P1.

Jika ada orang yang keluar pintu (P2, pintu keluar) maka pintu masuk (P1) dapat

membuka kembali, PL2 indikator untuk pintu P2.

Dan setelah 5 jam pintu (P1 dan P2) akan terkunci dan system akan off atau

mati.(buat dalam praktinya 50 detik) setelah tidak ada orang didalam lagi.

Kemudian uji coba !

IV. Pertanyaan

1. Berikan contoh aplikasi dari rangkaian diatas pada industry (minimal 2

aplikasi) ?

2. Apa yang terjadi jika system mati, padahal masih ada orang didalam ?

dimana letak kesalahan nya ?

V. Buatlah laporan praktik memuat

1. Ladder diagram nya

2. Jawaban pertanyaan diatas

3. dll

P1 P2

PL 1 PL 2

114

FISIKA SIMULASI

DIGITAL KIMIA SISTEM

KONTROL

KELISTRIK

AN KAPAL

PERAWA

TAN DAN

PERBAIK

AN

PERALAT

AN

KELISTRI

KAN

KAPAL

TEKNIK

PENDINGI

N DAN

ELEKTRO

NIKA

KAPAL

SISTEM

KETENAG

A

LISTRIKA

N KAPAL

PEKERJAA

N DASAR

TEKNIK

PENGETAH

UAN

DASAR

PERKAPAL

AN

GAMBAR

TEKNIK C3 C2 C1 KELOMP

OK

B

KELOMP

OK

C

KELOMP

OK

A

PROGRA

M

KEAHLIA

N

TEKNIK

KELISTR

IKAN

KAPAL

KOMPETENSI KEAHLIAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

Documents