Cara kerja limit switch diperlihatkan seperti gambar 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 pegas penahan kontak (7) menekan plat penghubung kontak (8) ke bawah, akibatnya posisi kontak kembali seperti semula.
. . Sensor
. . Penda uluan
Sensor digunakan untuk merekam informasi tentang status sistem dan meneruskannya ke kontrol. Pada sistem kontrol elektropneumatik, sensor secara umum digunakan untuk tujuan seperti berikut ini :
Untuk mendeteksi posisi akhir batang piston silinder yaitu posisi akhir maju dan mundur,
Untuk mendeteksi adanya dan posisi benda kerja,
Untuk mengukur dan memonitor tekanan.
. . acam – macam sensor
Ada beberapa macam sensor yang sering digunakan dalam kontrol elektropneumatik yaitu:
Limit switch (gambar a)
Proximity switch (gambar b)
Pressure switch (gambar c)
ambar . acam – macam Sensor ambar . ontak limit s itc
1. Proximity switch
Sangat berbeda dengan limit switch, proximity switch beroperasi tanpa sentuhan (non contact switching) dan tanpa gaya mekanik dari luar. Ada beberapa macam proximity switch yaitu :
a. Reed switch
b. Induktive proximity switch c. Capasitive proximity switch d. Optical proximity switch a. Reed switch
Reed switch adalah proximity switch yang dioperasikan secara magnetik. Ia terdiri dari dua kontak buluh (reed) dalam tabung gelas yang diisi gas. 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. 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 mempunyai umur yang panjang, bebas perawatan, waktu hubung pendek: 0,2 ms, dan tidak cocok untuk digunakan dalam daerah dengan medan magnet besar (misalnya di sekitar mesin penyolderan tahanan).
Reed switch mempunyai 3 kabel, satu kabel untuk tegangan suplai positip, satu kabel untuk tegangan suplai negatip, dan satu kabel untuk sinyal atau output sakelar. Identitas pada rangkaian listrik adalah : B (B1, B2, … ). Induktive, capasitive dan optical proximity switch adalah termasuk sensor elektronik. Mereka mempunyai 3 kabel seperti reed switch. Pada sensor ini tidak ada gerakan kontak. Output sensor secara listrik terhubung dengan tegangan suplai positip atau negatip.
Ada dua jenis sensor tergantung dari polaritas tegangan outputnya yaitu:
Sensor dengan keluaran tegangan positip (PNP) dan
Sensor dengan keluaran tegangan negatip (NPN). Identitas pada rangkaian listrik adalah : B (B1, B2, … ).
. . ptical pro imity sensor
Optical proximity sensor menggunakan cahaya (optic) dan elektronik untuk mendeteksi obyek. Optiknya menggunakan red atau infrared light. Semikonduktor LED adalah sumber yang paling penting dari red atau infrared light. LED itu kecil dan tidak rata, mempunyai umur yang panjang dan dapat dibuat modul dengan mudah. Foto diode dan foto transistor digunakan sebagai penerima (receiver). Red light mempunyai keuntungan bahwa sinar terang dapat dilihat selama penyetelan poros optic dari proximity switch. Fiber optic dapat juga digunakan karena penyusutan panjang gelombang sinarnya rendah.
Ada tiga jenis optical proximity sensor yaitu :
one-way light barrier,
reflective light barrier,
diffuse reflective optical sensor.
ambar . Skema Sensor ara one – ay
ambar . Skema Sensor dengan e lektor . . elai
. . Penda uluan
Relai adalah komponen pengendali listrik untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian dengan pelayanan magnit listrik. Pada keadaan kerja normal, relai dapat membuka dan menutup arus kerja yang diperlukan rangkaian. Relai biasanya digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian berulang-ulang. Energi yang dibutuhkan untuk menutup kontak utama berasal dari magnit listrik. Dengan memberikan energi listrik yang rendah pada kumparan relai, dapat mengontrol energi yang lebih besar melalui kontak relai.
Relai banyak digunakan di dalam industri sebagai elemen pemroses sinyal. Fungsi lain yang tidak kalah penting pemakaian relai dalam rangkaian adalah sebagai piranti logika atau piranti pengunci. Sejalan dengan adanya piranti kontrol elektronik seperti Programmable Logic Controller (PLC) dan piranti kontrol daya elektronik (solid state device) seperti thyristor, relai
tetap masih diterima dikalangan industri. Salah satu sebabnya adalah untuk rangkaian kontrol sederhana, relai murah harganya sehingga merupakan solusi yang efektif.
Relai mempunyai bentuk fisik yang kecil dengan beberapa pasang kontak. Relai dengan kemampuan besar disebut kontaktor, yang dapat digunakan untuk mengontrol beban yang besar misalnya beban motor 3 fase.
. . onstruksi relay
Ada banyak bentuk relai tetapi mempunyai fungsi yang sama.
ambar . onstruksi elay
Kontak dirancang untuk rangkaian pengendali, misalnya : magnit listrik, pemakaian penguncian dan lampu tanda. Relai dapat berisi 1, 2, 3, atau 4 pasang kontak tukar tergantung dari tipenya.
Sistem magnit listrik digunakan untuk menutup relai, dihasilkan dari kumparan yang dialiri arus. Bisa berupa arus AC atau DC tergantung sistem yang digunakan. Pengembalian kontak ke posisi semula dengan menggunakan pegas.
. . Cara ker a
Jika kumparan (5) dihubungkan dengan tegangan listrik melalui terminal A1-A2, maka arus listrik mengalir melalui kumparan. Inti besi (7) menjadi magnit dan menarik angker (3). Akibatnya kontak 1-4 terhubung. Posisi ini akan bertahan selama kumparan terhubung tegangan. Jika aliran listrik terputus, angker kembali keposisi semula karena ditarik oleh pegas (6). Kontak pemindah (8) kembali ke posisi semula dan kontak 1-2 kembali terhubung.
. . dentitas elai ambar . Skema Sensor ara one – ay
ambar . Skema Sensor dengan e lektor . . elai
Terminal kumparan ditandai dengan huruf A1 dan A2, sedangkan kumparannya ditandai dengan huruf K, misalnya K1, K2, K3.
ambar . dentitas elay . . an aat relay
a. Keuntungan :
1) Mudah menyesuaikan dengan tegangan kerja 2) Rangkaian kontrol dan utama terisolasi.
3) Tidak terpengaruh oleh temperatur sekitarnya, relai tetap beroperasi pada temperatur -40° C sampai 80° C
4) Mempunyai tahanan kontak yang tinggi pada posisi terbuka.
b. Kerugian :
1) Kontak aus oleh oksidasi atau bunga api. 2) Gangguan suara saat relai kerja,
3) Ukuran besar bila dibandingkan dengan transistor
4) Kecepatan hubung-putus terbatas berkisar antara 3ms-17ms 5) Kontak peka terhadap pencemaran udara (debu)
. . elay tunda aktu
Berfungsi untuk menyambung atau memutus beban, di mana hubungan beban diputuskan ataupun disambungkan tidak langsung seketika pada saat relai diaktifkan, melainkan perlu waktu. Waktu yang diperlukan untuk memutus ataupun menyambung bisa diatur.
Ada dua jenis relai tunda waktu, yaitu relai tunda waktu hidup (time delay switch on) dan relai tunda waktu mati (time delay switch off).
ambar . relay tunda aktu idup
ambar . elay unda aktu ati . . atup eroperasi dengan Pneumatik
. . atup solenoid
Di dalam sistem kontrol elektro-pneumatik diperlukan dua media yaitu media udara bertekanan dan media listrik. Udara bertekanan diperlukan untuk mengoperasikan silinder, sedangkan listrik diperlukan sebagai sumber tegangan untuk menjalankan komponen-komponen kontrol. Karena terdapat dua media maka diper lukan konverter yang akan memadukan kedua media tersebut. Konverter yang digunakan adalah katup solenoid.
Katup solenoid terdiri dari katup pneumatik dan solenoid. Katuppneumatik dihubungkan ke tangki udara bertekanan, sedangkan solenoid dihubungkan ke sumber tegangan. Bila solenoid dialiri arus, maka katup pneumatik akan membuka dan aliran udara bertekanan keluar dari katup ke silnder. Tegangan kerja solenoid tergantung dari pabrik pembuatnya. Solenoid dibuat untuk untuk tegangan arus searah atau arus bolak-balik. Benda katup solenoid dapat dilihat pada gambar berikut ini :
ambar . dentitas elay . . an aat relay
a.
b.
ambar . atup dengan Pilot Solenoid . . Standarisasi lectrical Circuit iagram
Dalam suatu diagram kelistrikan,maka komponen-komponen dipresentasikan simbol-simbol grafis yang di standarisasikan sesuai dengan ketentuan DIN 40900. Simbol-simbol yang digunakan untuk merepresentasikan komponen-komponen listrik tersebut yang sering kali ditemukan dalam sistem kontrol elektropneumatik ditunjukkan dalam gambar 17,gambar simbol listrik fungsi dasar.
ambar . Simbol simbol gra ik untuk kontak ungi dasar dan aktuasi tertunda
ambar . Simbol gra is untuk alat alat yang dioperasikan manual ambar . atup dengan Pilot Solenoid
ambar . Simbol – simbol gra is penggerak elektromekanik
ambar . Simbol simbol ra is untuk Sensor . . iagram Sirkuit
. . Penggambaran iagram angkaian
Di dalam sistem elektropneumatik diagram rangkaian dikembangkan secara terpisah tetapi akan terhubungkan dengan adanya simbol-simbol di dalam setiap diagram rangkaian tersebut. Dengan demikian cara penggambaran diagram rangkaiannya pun dibuat terpisah. Metoda penggambaran diagram rangkaian pneumatik dan diagram rangkaian electric akan dijelaskan berikut ini.
Metode penggambaran diagram rangkaian pneumatik :
Layout rangkaian agar mengikuti aliran signal ( isyarat ) pada rantai kontrol yaitu dari sumber energi, signal input sampai ke final signal dan disusun dari bawah ke atas.
Silinder dan katup-katup digambar mendatar , kemudian cara kerja silinder dari kiri ke kanan.( lihat gambar 22 ).
ambar . Simbol – simbol gra is penggerak elektromekanik
Metoda penggambaran diagram rangkaian elektrik :
Layout rangkaian agar disusun mengikuti aliran signal elektrik pada rantai kontrol yaitu dari kutup positif ke negatif dan dari atas ke bawah.
ambar . Susunan angkaian Pneumatik
Rangkaian yang menggunakan kontrol-kontrol relay dapat dibagi atas bagian kontrol dan bagian daya ( power ) dan komponennya disusun dari kiri ke kanan sesuai dengan urutan operasi. Ini hanya merupakan suatu anjuran bila mungkin disusun seperti itu. (lihat gambar 23 dan gambar 24)
Dalam penggambaran diagram rangkaian , baik rangkaian pneumatik maupun rangkaian elektrik, keadaan elemen atau komponen digambar pada posisi awal mesin tersebut misalnya switch normaly open digambar closed ( tersambung ) karena memang posisi awal mesin menghendaki seperti itu. Lihat gambar 1.18. Switch NO digambar closed dengan tambahan tanda panah.
ambar . S itc dalam eadaan ersambung
Jadi hal penting dalam sistem operasi adalah pengembangan dan pemeliharaan dokumen-dokumen yang menyediakan informasi-informasi yang komplit dan akurat tentang
Urutan kerja dari sistem. Informasi ini akan digunakan baik oleh desainer maupun oleh maintener ( Petugas pemeliharaan ).
Sambungan antar komponen di dalam rangkaian Instalatur dan pemakai perlu memahami cara kerja rangkaian. Ini perlu wiring diagram yang menunjukkan nomor dan titik sambungan.
Fungsi dari rangkaian disajikan tanpa tambahan-tambahan informasi yang tak perlu. Apabila rangkaian cukup kompleks maka informasinya perlu didapat dari kombinasi antara rangkaian diagram dan wiring diagram.
. . Positional iagram
Prosedur untuk mengembangkan sistem kontrol biasanya mengikuti prosedur sbb:
Perancangan proyek
1. Pemilihan dan konfigurasi perlengkapan listrik pneumatik 2. Implementasi (dalam pembuatan dan uji coba)
Dapat dilihat pada gambar sbb:
ambar . Susunan angkaian Pneumatik
ambar . Positional iagram
Dalam step rancangan proyek harus diformulasikan dan didefinisikan tugas yang akan diimpelementasikan dengan ketentuan adanya :
sketsa posisi (posisi sketsa/positional diagram)
penentuan kebutuhan
Perancangan dari suatu proyek kontrol dimulai dengan menuliskan formulasi dari tugas kontrol. Semua persyaratan yang seksama,cermat dan jelas didefinisikan. Alat bantu bertikut ini telah terbukti bermanfaat dalam pekerjaan.Sketsa posisi diperlukan untuk menunjukkan pengaturan ruang dari unit-unit penggerak.
Displacement Step Diagram
Rangkaian pergerakan dari suatu sistem kontrol elektropneumatik digambarkan dalam bentuk grafis dengan suatu diagram fungsi atau disebut juga displacement step diagram. Diagram fungsi ini menggambarkan step perpindahan dari beberapa aktuator yang bekerja berdasarkan waktu dan urutan perpindahan tertentu (sequensial).Diagram fungsi di buat jika silinder yang diperlukan lebih dari satu.
Conto
ambar . iagram Step Peminda an
Urutan perpindahan ketiga aktuator tersebut adalah : A+;B+;B-;A-;C+;C-
. . Conto plikasi ontrol lektropneumatik . . angkaian Single ctuator
Untuk pengembangan rangkaian elektropneumatik kita awali dengan pengembangan diagram rangkaian . Berikut ini adalah diagram rangkaian elektropneumatik yang terdiri atas diagram rangkaian pneumatik dan diagram rangkaian elektrik . Perhatikan gambar 27 di bawah ini.
ambar . iagram angkaian Pneumatik dan iagram angkaian lektrik ambar . Positional iagram
Apabila push button switch S1 ( gambar bawah ) ditekan arus akan mengalir dari kutup positif (+24 V ) ke solenoid Y1. Solenoid bekerja mengubah posisi katup 1.1 hingga katup 1.1 membuka mengalirkan udara kempa ke silinder 1.0. Udara kempa mendorong piston bergerak maju. Apabila push button dilepas, arus terputus, solenoid tidak bekerja lagi dan pegas katup 1.1 kembali ke posisi semula dan akhirnya udara kempa keluar ke atmosfir. Piston kembali ke posisi semula oleh dorongan pegas.
Conto
Rangkaian yang mendeteksi akhir langkah maju dan langkah mundur. S1 adalah saklar (switch ) yang tidak otomatis reset. S3 adalah switch normaly open ( NO ) yang pada posisi awal dalam keadaan operasi ( closed ) yang ditandai dengan tanda panah. Apabila S1 dan S2 dioperasikan terus rangkaian ini akan bekerja otomatis dan kontinyu. Langkah mundur lebih cepat karena adanya quick exhaust valve(1.01) sedang langkah maju diatur oleh flow control (1.02) . Perhatikan gambar 28 di bawah ini.
ambar . angkaian yang endeteksi k ir Langka a u dan Langka undur.
. . iagram angkaian ua ktuator Conto
Rangkaian pneumatik yang digunakan untuk memindahkan suatu benda kerja dari satu posisi ke posisi yang lain . Lihat gambar 1.23: Sket posisi.
ambar . Sket Posisi
Urutan kerja dari actuator 1.0 (A) dan 2.0 (B) adalah: A+, B+, A-, B- . Urutan kerja ini dapat dilihat pada diagram step pemindahan (displacement step diagram) gambar 30 berikut.
ambar . isplacement Step iagram
Bentuk diagram rangkaian untuk rangkaian pneumatik tersebut di atas adalah seperti gambar 31 berikut ini. Perhatikan diagram ini dan analisis cara kerjanya.
ambar . iagram elektropneumatik dengan urutan gerak ambar . Sket Posisi
c. angkuman
Sebelum membuat atau membangun aplikasi sistem kontrol elektropneumatik diperlukan suatu rancangan atau desain kontrol dengan membuat sketsa posisi,positional program,diagram layout pneumatik ,diagram rangkaian elektrik,dan jika di rancang menggunakan desain kontrol berurutan maka diperlukan displacement diagram untuk mempermudah dalam membuat diagram rangkaian elektrik. Pengontrolan elektropneumatik mempunyai keuntungan berikut ini dibandingkan dengan kontrol pneumatik :
Keandalan yang tinggi (lebih sedikit bagian yang bergerak sehingga dapat mengurangi tingkat keausan yang diakibatkan oleh pemakaian).
Perencanaan dan upaya uji serah terima lebih rendah, terutama untuk pengontrolan yang rumit.
Upaya instalasi lebih randah, terutama ketika pengintalan komponen-komponen, seperti terminal-terminal katup yang digunakan.
Perubahan informasi yang lebih mudah diantara beberapa kontroler.
Pengontrolan-pengontrolan elektropneumatik telah diapilkasikan di Industri Modern dan aplikasi sistem kontrol pneumatik murni terbatas pada beberapa aplikasi khusus.
d. es ormati
1. Apakah yang dimaksud kontak Normaly open dan normaly close ? 2. Apakah yang dimaksud dengan Relay, dan fungsinya ?
3. Jelaskan prinsip kerja Timer On-Delay dan Off-delay ! 4. Sebutkan 4 macam sensor !
5. Apakah yang diperlukan untuk menyambungkan antara rangkaian elektronik dengan rangkaian pneumatic ?
a aban es ormati
1. Kontak Normaly open adalah kontak penghubung yang terbuka (tidak terhubung ) saat pemicu kontak tidak teraliri listrik dan kontak akan berubah tertutup (terhubung) setelah pemicu kontak teraliri arus listrik.
Kontak Normaly Close adalah kontak penghubung yang tertutup (terhubung) saat pemicu kontak tidak teraliri listrik dan kontak akan berubah terbuka (tidak terhubung) setelah pemicu kontak teraliri arus listrik.
2. Relay adalah kontak(saklar) yang terkontrol. Berfungsi sebagai penghubung atau pemutus sirkit pada rangkaian yang komplek
3. Timer On-delay adalah timer yang kontaknya akan bekerja (aktif) setelah waktu tunda dari timer terpenuhi.
Timer Off-delay adalah timer yang kontaknya langsung aktif dan kontak akan putus tetapi waktu putusnya menunggu timer off-delay tidak teraliri arus listrik (mati) ditambah dengan setting value waktu timernya.
4. Sensor limit switch, Proxymiti, Presure dan optical sensor
5. Komponen penghubung yang bias menggerakkan konstruksi mekanik ( valve pneumatic) menggunakan rangkaian elektronik adalah solenoid
e. Lembar er a
Catatan : Untuk menyelesaikan tugas-tugas berikut dianjurkan setiap peserta bekerja secara individual dengan bantuan software Fluidsim. Apabila tidak memungkinkan, dapat dilaksanakan kerja kelompok maksimum dua orang setiap kelompok ( group).
ugas (Direct & indirect control)
Perhatikan diagram elektropneumatik di bawah, kemudian selesaikan tugas-tugas berikut : c. angkuman d. es ormati a aban es ormati
2.1 Sebutkan nama-nama komponen pneumatik yang ada dalam rangkaian .
……….
………..
………..
2.2 Sebutkan pula komponen –komponen elektrik yang ada pada SIRKUIT (a) maupun SIRKUIT (b) ……… ………. ……….. ……….. ……… ……… ………
2.3 Jelaskan cara kerja SIRKUIT elektropneumatik untuk (a) dan (b). 2.4 Gambarkan sirkuit a dan b menggunakan software Fluidsim.
ugas (Indirect control)
Gambar berikut ini adalah diagram SIRKUIT design. Bandingkan dengan tugas 2, kemudian jelaskan cara kerjanya dan gambarkan pula SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!
ugas S U mengunci
Diagram SIRKIT di bawah ini menunjukkan SIRKIT mengunci atau memory circuit dengan dominant reset. Diagram (a) dan (b) fungsinya sama hanya wiringnya yang sedikit berbeda.
Coba :
Jelaskan cara bekerjanya.
Gambarkan SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!
ugas (SIRKUIT interlock)
Selesaikan diagram SIRKUIT di bawah ini ,untuk SIRKUIT intterloct,yaitu apabila salah satu solenoid masih diberi arus maka solenoid yang lain tidak dapat dioperasikan. Gambarkan SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!
ugas S U mengunci
. P L P L S PLC a. u uan
Setelah selesai mempelajari modul ini peserta dapat:
1. Melakukan konfigurasi PLC Siemens pada Step 7
2. Menulis program logika dasar dengan menggunakan software Step 7
3. Mendownload program logika dasar dari PC/laptop ke PLC Stasiun Distribusi.
4. Mengoperasikan operasi logika dasar pada perangkat PLC dengan menggunakan modul I/O.
b. Uraian materi
Menurut William Bolton (2004, 3), Programmable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dan mengimplementasikan fungsi seperti logika (logic), pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika guna mengontrol mesin dan proses. Konsep PLC adalah sebagai berikut :
1. Programmable; menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.
2. Logic menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic, yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, dan negasi.
3. Controller; menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
PLC Siemens S7-300 adalah PLC buatan PT. SIEMENS German, PLC S7-300 didesain berbentuk modular, sehingga dapat membangun sistem dengan mengombinasikan susunan modul-modul S7-300. PLC Siemens S7-300 dapat diprogram dengan lima bahasa pemrograman, meliputi (SIEMENS,2006) :
1. Statement List (STL),
Statement list berbentuk teks dengan tipe bahasa assembler yang merupakan daftar teks instruksi kendali terdiri dari suatu operator dan operan.