Upload
others
View
25
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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 :
a . klip kabel b . Rawlbolt
c . sekrup pengunci untuk steker plastik d . Pegas peubah .
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 :
a . klip kabel b . Rawlbolt
c . sekrup pengunci untuk steker plastik d . Pegas peubah .
6. Manakah dari metode pemasangan beban berikut yang cocok untuk ebuah motor
listrik berat pada dinding beton :
a . klip kabel b . Rawlbolt
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
E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 55
F. Rangkuman ..................................................................................................... 57
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 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
E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 68
F. Rangkuman .................................................................................................... 69
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 69
H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 69
Kegiatan Pembelajaran 4 : Sensor Ultrasonik ....................................................... 70
A. Tujuan ............................................................................................................ 70
B. Indikator Pencapaian Kompetensi .................................................................. 70
C. Uraian Materi .................................................................................................. 70
D. Aktivitas Pembelajaran ................................................................................... 83
E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 83
F. Rangkuman .................................................................................................... 83
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 84
H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 85
Kegiatan Pembelajaran 5 : Sensor Suhu dan Flow ................................................ 86
A. Tujuan ............................................................................................................ 86
B. Indikator Pencapaian Kompetensi .................................................................. 86
C. Uraian Materi .................................................................................................. 86
D. Aktivitas Pembelajaran ................................................................................... 103
E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 104
F. Rangkuman .................................................................................................... 105
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 106
H. Kunci Jawaban ............................................................................................... 107
Kegiatan Pembelajaran 6 : Aktuator Putar Pada Kapal Laut ................................. 109
A. Tujuan ............................................................................................................ 109
B. Indikator Pencapaian Kompetensi .................................................................. 109
C. Uraian Materi .................................................................................................. 109
D. Aktivitas Pembelajaran ................................................................................... 125
E. Latihan / Soal / Tugas ..................................................................................... 125
v
F. Rangkuman ..................................................................................................... 125
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...................................................................... 126
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.
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
SISTEM KONTROL KELISTRIKAN KAPAL
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
NO SAKELAR DAN SENSOR SENTUHAN NON SENTUHAN
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
NO SAKELAR DAN 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
Kegiatan Pembelajaran 2
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.
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
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
Tegangan kerja 10 – 30VDC atau 20 – 250VAC
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
Tegangan kerja 10 – 30VDC atau 20 – 250VAC
Jarak switching nominal Lebih dari 10m (melalui pengaturan)
Arus switching (keluaran transistor) 100 - 500mA
Kepekaan terhadap kotoran Peka (sensitif)
Umur pelayanan Sangat lama (sekitar 100.000 jam)
Frekuensi switching 20 – 1000 Hz
Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) Sampai IP 67
Temperatur kerja 0 – 60°C atau -25 – +80 °C
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
Tegangan kerja 10 – 30VDC atau 20 – 250VAC
Jarak penyensoran 50mm – 2 m (melalui pengaturan)
Arus switching (keluaran transistor) 100 - 500mA
Kepekaan terhadap kotoran Peka (sensitif)
Umur pelayanan Sangat lama (sekitar 100.000 jam)
Frekuensi switching 20 – 2000 Hz
Klas Keamanan (IEC 529, DIN 40050) Sampai IP 67
Temperatur kerja 0 – 60°C atau -25 – +80 °C
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.
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN
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
E. LATIHAN/SOAL/TUGAS
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 ……….
6. Sensor seperti gambar berikut termasuk sensor ……….
7. 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.
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
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
8. Gambar sambungan sensor proksimiti PNP ke beban adalah….
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
Kegiatan Pembelajaran 3
Sensor Tekanan A. TUJUAN
Setelah pelatihan selesai peserta diklat dapat menggunakan sensor tekanan pada
kelistrikan kapal.
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
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
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN
Menganalisis Sensor Tekanan dengan jalan:
1. Memahami bahan ajar/modul,
2. Melihat video tentang penggunaan sensor tekanan,
E. LATIHAN/SOAL/TUGAS
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.
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
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
Kegiatan Pembelajaran 4
Sensor Ultrasonic A. TUJUAN
Setelah selesai mempelajari materi / modul ini peserta didik dapat menggunakan
sensor ultrasonik di instalasi kapal.
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
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
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN
Menganalisis Sensor Proksimiti Ultrasonik dengan jalan:
1. Memahami bahan ajar/modul,
2. Melihat video tentang sensor proksimiti ultrasonik,
E. LATIHAN/SOAL/TUGAS
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
84
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!
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
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.
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
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
Kegiatan Pembelajaran 5
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN
Menganalisis Sensor Proksimiti Ultrasonik dengan jalan:
1. Memahami bahan ajar/modul,
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
E. LATIHAN/SOAL/TUGAS
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.
106
1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan
membandingkan dengan kunci jawaban, jika jawaban anda sudah
benar maka 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 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.
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
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
Kegiatan Pembelajaran 6
Aktuator Pada Kapal Laut A. TUJUAN
Setelah pelatihan selesai peserta diklat dapat membedakan aktuator pneumatik,
hidraulik dan elektrik.
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
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)
Pneumatik Hidraulik Listrik
Torsi penuh selama diam.
Tidak ada energi tambahan.
Torsi penuh selama diam menyebabkan pemakaian energi yang tinggi.
Torsi rendah
Kriteria 3: Gerakan lurus
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
Tinggi bila dibandingkan dengan listrik.
Tinggi bila dibandingkan dengan listrik
Rendah
Kriteria 9: Penanganan
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
Pneumatik Hidraulik Listrik
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
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN
Menganalisis Macam-macam Aktuator dengan jalan:
1. Memahami bahan ajar/modul,
2. Melihat video tentang macam-macam aktuator,
E. LATIHAN/SOAL/TUGAS
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
1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan
membandingkan dengan kunci jawaban, jika jawaban anda sudah
benar maka 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 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.
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
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.
1. Gambar sambungan sensor proksimiti PNP ke beban adalah….
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.
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.
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
SISTEM KONTROL KELISTRIKAN KAPAL
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
SISTEM KONTROL 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
Alamat Instruksi Operan
001
LD 000
OR 001
LD 002
OR NOT 003
AND LD
OUT 1000
Operasi ORB
Kode mnemonic
Alamat Instruksi Operan
001
LD 000
AND NOT
002
LD 001
AND 003
OR LD
OUT 1001
Kode mnemonik
Alamat Instruksi Operan
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
20 12 8 Ac CPM1A-10CDR-A
Dc CPM1A-10CDR-D
30 18 12 Ac CPM1A-10CDR-A
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 - -
dc CPM1A-10CDT-D CPM1A-10CDT 1-D
30 18 12 ac - -
dc CPM1A-10CDT-D CPM1A-10CDT 1-D
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
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
Catatan : O = Tombol instruksi terdapat pada programming Console
3. Instruksi Kontrol
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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 )
Catatan : O = Tombol instruksi terdapat pada programming Console
5. Instruksi Perbandingan
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
Catatan : O = Tombol instruksi terdapat pada programming Console
47
8. Instruksi Perhitungan Biner
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
B. Menghapus network
C. Mengecilkan gambar program
D. Mengubah ke mnemonic atau statement list
E. Memilih network
47. Dari gambar soal nomor 48 fungsi dari sF12 adalah...
A. Menambah network
B. Menghapus network
C. Mengecilkan gambar program
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
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
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
VI. Tugas dan gambar kerja
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
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software
Input Output Mnemonic
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 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
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
3. Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
V. Langkah kerja
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan beberapa software PLC
3. Buat gambar ladder sesuai perintah/tugas
4. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan.
5. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
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
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software
Input Output Mnemonic
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
Buatkan laporan praktek hasil pekerjaan yang kamu lakukan dari tugas yang
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
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
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
VI. Tugas dan gambar 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)
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
Isilah tabel berikut sesuai dengan simulasi dari software
Input Output Mnemonic
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
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan.
VI. Tugas dan gambar kerja
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
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan
pada jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
91
VI. Tugas dan gambar kerja
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. Hasil kerja/ Pengamatan
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
x = menandakan dapat on atau off
Buatkan laporan praktek hasil pekerjaan yang kamu lakukan dari tugas yang
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
3. Trainner PLC Omron
4. Kabel jumper
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
3. Tanyalah pada instruktur/ guru instalasi trainner yang dipasang sebelum
menghubungkan trainner dengan jaringan listrik
94
4. Jangan menghubungkan trainer PLC pada jaringan listrik sebelum mendapat
persetujuaan guru!
V. Langkah kerja
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
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. Hasil kerja/ Pengamatan
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
menggunakan PLC Omron.
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)
Instruksi Mnemonik Kode Fungsi
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
2. Software PLC Omron , Syswin atau CX-Programmer, CX-One
3. Trainner PLC Omron
4. Kabel jumper
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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!
97
V. Langkah kerja
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
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. Hasil kerja/ Pengamatan
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
x = menandakan dapat on atau off
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
x = menandakan dapat on atau off
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
menggunakan PLC Omron.
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
2. Software PLC Omron , Syswin atau CX-Programmer, CX-One
3. Trainner PLC Omron
4. Kabel jumper
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
100
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
Masukan program pada gambar:
LD 00000 LD 00001
CNT C001 #0003
LD C001 OUT 01000
LD NOT C001 OUT 01001
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
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
3. Trainner PLC Omron
4. Kabel jumper
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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!
104
V. Langkah kerja
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
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
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
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
VIII. Pertanyaan dan Tugas.
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
IV. Keselamatan kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk/tugas praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan computer perhatikan software PLC yang disediakan.
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
1. Nyalakan komputer
2. Gunakan software PLC omron
3. Buat gambar sesuai perintah/tugas
4. Buatlah instalasi pada trainner sesuai I/O yang dibuat
5. Tanyakan pada guru instalasi trainner yang dibuat sebelum dihubungkan pada
jaringan listrik.
6. Ujicobalah rangkaian tersebut dan isi tabel pengamatan..
7. Buatlah laporan praktik sesuai format
VI. Tugas dan gambar kerja
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
VII. Hasil kerja/ Pengamatan
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
VIII. Pertanyaan dan Tugas.
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
Kabel jumper secukupnya
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
Kabel jumper secukupnya
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