A. Objektif
1. Menjelaskan rangkaian kendali
2. Menjelaskan jenis-jenis rangkaian kendali 3. Menjelaskan kendali saklar magnet
B. Uraian Materi
1. Rangkaian Kendali
Rangkaian kendali (control system) adalah suatu alat (kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Istilah sistem kendali ini dapat dipraktekkan secara manual untuk mengendalikan stir mobil pada saat kita mengendarai/menyetir mobil, misalnya, dengan menggunakan prinsip loloh balik. Dalam sistem yang otomatis, alat semacam ini sering dipakai untuk peluru kendali sehingga peluru akan mencapai sasaran yang diinginkan. Banyak contoh lain dalam bidang industri / instrumentasi dan dalam kehidupan kita sehari-hari di mana sistem ini dipakai. Alat pendingin (AC) merupakan contoh yang banyak kita
Input pada umumnya berupa sinyal dari sebuah transduser (alat yang dapat merubah besaran fisik menjadi besaran listrik, misalnya tombol tekan, saklar batas, termostat, dan lain-lain). Transduser memberikan informasi mengenai besaran yang diukur, kemudian informasi ini diproses oleh bagian proses. Bagian proses dapat berupa rangkaian kendali yang menggunakan peralatan yang dirangkai secara listrik, atau juga berupa suatu sistem kendali yang dapat diprogram misalnya PLC.
1. Proses
Pemrosesan informasi (sinyal input) menghasilkan sinyal output yang selanjutnya digunakan untuk mengaktifkan aktuator (peralatan output) yang dapat berupa motor listrik, kontaktor, katup selenoid, lampu, dan sebagainya. Dengan peralatan output, besaran listrik diubah kembali menjadi besaran fisik
2. Output
Output adalah suatu hasil dari langkah proses yang digunakan untuk mengaktifkan aktuator (peralatan output) yang dapat berupa motor listrik,
Pembanding membandingkan sinyal sensor yang berasal dari variabel yang dikendalikan dengan besaran acuan, dan hasilnya berupa sinyal kesalahan. Selanjutnya, sinyal kesalahan diumpankan kepada peralatan kendali dan diproses untuk memperbaiki kesalahan sehingga menghasilkan output sesuai dengan yang dikehendaki. Dengan kata lain, kesalahan sama dengan nol.
Gambar 36. Kendali Terbuka dan Kendalai Tertutup
2. Jenis-jeinis kendali
Pada sebuah industri rangkaian kendali sangatlah diperlukan
dikarenakan tuntutan dari konsumen agar dapat memuasakan konsumen dalam memberikan produknya. Karna itu semakin zaman menuju moderenitas, system kandali juga semakin banyak bentuknya untuk bertujuan mempermudah sitem produksi, di antara itu sebagai berikut:
a. Kendali PLC
PLC dapat digunakan untuk mengendalikan tugas-tugas sederhana yang berulang-ulang, atau di-interkoneksi dengan yang lain menggunakan komputer melalui sejenis jaringan komunikasi untuk mengintegrasikan pengendalian proses yang kompleks. Cara kerja sistem kendali PLC dapat dipahami dengan diagram blok seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah ini
.
Gamabar 37. cara kerja kendali PLC
Dari gambar terlihat bahwa komponen sistem kendali PLC terdiri atas PLC, peralatan input, peralatan output, peralatan penunjang, dan catu daya.
berperan dan peranan manusia atau operator tidak terlalu dominan dalam prosesnya, karena sudah ada uang mengendalikan. Komponen yang paling berperan dalam kendali ini adalah Mangneting contaktor (MC). MC mengatur perpindahan alat dari satu titik ke titik yang berbeda atau mengendalikan putaran sebuah motor listrik. Di dalam dunia industri kendali saklar magnet ini banyak kita jumpai dibagian konveyor digunakan untuk mengatur putaran motor. Bagian saklar magnet ada 3 yaitu :
1) Rangkaian Utama
Rangkaian untama adalah gambaran rangkaian bebas dan kontak konta utama kontraktor serta kontak breker dan koponen pengaman yang dihubung ke arus beban.
Gambar 39. Rangkaian control
3) Rangkaian Pegawatan
Rangkaian pengawatan adalah gabungan dari rangkaian utama dan rangkaian control, dengan kata lain rangkaian lengkapa dari rangkaian control.
Gambar 40. Rangkian Pengawatan d. Kendali Elektronik
untuk mengendalikan sebuah alat yang bertegangan AC dan kendalinya bertenggangan DC contohnya motor servo.
3. Kendali Saklar Magnet
a. MC
Magnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar
dengan menggunakan daya minimal. Dapat dibayangkan MC adalah relay dengan kapasitas yang besat. Umumnya MC terdiri dari 3 pole kontak utama dan kontak bantu (aux. contact). Untuk menghubungkan kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil MC sesuai spesifikasinya.Komponen utama sebuah MC adalah koil dan kontak utama. Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing masing pole.Magnetic Contactor atau Kontaktor AC, perangkat
Gambar 41. Magneting Contaktor
1) Sepesifikasi MC
Spesifikasi kontaktor magnet yang harus diperhatikan adalah kemampuan daya kontaktor ditulis dalam ukuran Watt / KW, yang disesuaikan dengan beban yang dipikul, kemampuan menghantarkan arus dari kontak – kontaknya, ditulis dalam satuan ampere, kemampuan tegangan dari kumparan magnet, apakah untuk tegangan 127 Volt atau 220 Volt, begitupun frekuensinya, kemampuan melindungi terhadap tegangan rendah, misalnya ditulis ± 20 % dari tegangan kerja. Dengan demikian dari segi keamanan dan kepraktisan, penggunaan kontaktor
Relay dianalogikan sebagai pemutus dan penghubung seperti halnya fungsi pada tombol (Push Button) dan saklar (Switch)., yang hanya bekerja pada arus kecil 1A s/d 5A. Sedangkan Kontaktor dapat di analogikan juga sebagai sebagai Breaker untuk sirkuit pemutus dan penghubung tenaga listrik pada beban. Karena pada Kontaktor, selain terdapat kontak NO dan NC juga terdapat 3 buah kontak NO utama yang dapat menghubungkan arus listrik sesuai ukuran yang telah ditetapkan pada kontaktor tersebut. Misalnya 10A, 15A, 20A, 30A, 50Amper dan
seterusnya. Seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 43. cara kerja MC 2) Bagian-bagian MC
Konstruksi kontak-kontaknya dimensinya lebih luas dan tebal, sehingga mampu dialiri arus listrik yang relatif besar (arus beban). Terminal keluarnya yang ke beban (2, 4, dan 6) bisa disambungkan ke rele pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay).
b) kontak bantu.
Konstruksi kontak-kontaknya berdimensi lebih sempit dan tipis, karena arus yang melaluinya relatif kecil (arus untuk rangkaian kontrol). Penulisan terminal kontakkontak bantu pada kontaktor magnit ditulis dengan angka dan digit, yaitu untuk kontak-kontak NC, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 1 dan 2 untuk kontak-kontak NO, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 3 dan 4. Sedangkan kontak-kontak bantu untuk fungsi tertentu (misal dengan timer), kontakkontak NC, digit kedua dengan angka 5 – 6. dan untuk kontak-kontak NC nya, digit kedua dengan angka 7 –
8. Penulisan kontak bantu NC maupun NO sebagai berikut : - Untuk kontak bantu biasa NC .1 – .2 NO .3 – .4 - Untuk kontak bantu dengan fungsi tertentu NC .5 – .6 NO .7 – .8.
disambungkan pada rangkaian kontrol. Sedangkan pada bagian sebelah kanan adalah kontak-kontak sebagai saklar daya yang berfungsi untuk mengalirkan arus beban yang relatif besar. Terminal 1, 3, dan 5 disambungkan ke sumber jaringan 3 fasa dan terminal 2, 4, dan 6 disambungkan ke beban (motor).
3) Prinsip Kerja MC
Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat satu kontaktor normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Koil adalah lilitan yang apabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasi dan menarik kontak-kontaknya sehingga terjadi perubahan atau bekerja. Kontaktor yang dioperasikan secara elektromagnetis adalah salah satu mekanisme yang paling bermanfaat yang pernah dirancang untuk penutupan dan pembukaan rangkaian listrik maka gambar prinsip kerja kontaktor
Kontaktor termasuk jenis saklar motor yang digerakkan oleh magnet seperti yang telah dijelaskan di atas. Bila pada jepitan a dan b kumparan magnet diberi tegangan, maka magnet akan menarik jangkar sehingga kontak-kontak bergerak yang berhubungan dengan jangkar tersebut ikut tertarik. Tegangan yang harus dipasangkan dapat tegangan bolak balik ( AC ) maupun tegangan searah ( DC ), tergantung dari bagaimana magnet tersebut dirancangkan. Untuk beberapa keperluan digunakan juga kumparan arus ( bukan tegangan
), akan tetapi dari segi produksi lebih disukai kumparan tegangan karena besarnya tegangan umumnya sudah dinormalisasi dan tidak tergantung dari keperluan alat pemakai tertentu.
b. TOR (Thermal Overload Relay)
Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan atau peralatan
kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih.Pengaman beban lebih atau overload yang igunakan pada instalasi beban motor listrik adalah TOR.Jika arus yang melaui
Motor listrik bekerja hanya dengan duaa fasa atau terbukanya salah satu fasa dari motor listrik tiga fasa.
Gambar 46. TOR
1) Karakteristik TOR
a) Terdapat konstruksi yang berhubungan langsung dengan terminal kontaktor magnit.
b) Full automatic function, Manual reset, dan memiliki pengaturan batas arus yang dikehendaki untuk digunakan.
Thermal overload relay (TOR) mempunyai tingkat proteksi yang lebih efektif dan ekonomis, yaitu:
Pelindung beban lebih / Overload
Melindungi dari ketidakseimbangan phasa / Phase failure imbalance
Melindungi dari kerugian / kehilangan tegangan phasa / Phase Loss.
2) Prinsip Kerja TOR
Prinsip kerja termal beban berdasarkan panas atau temperature yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemn-elemen pemanas bimetal.Jika panas berlebihan maka salah satu logam bimetal melengkung dan menggerakkan kontak mekanis
pemutus rangkaian listrik(untuk bimetal seri tertentu)
notasinya95,96 Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan atau peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih
stator dengan media elektromagnet. Hal inilah yang menyebabkannya diberi nama motor induksi. Adapun penggunaan motor induksi di industri ini adalah sebagai penggerak, seperti untuk blower, kompresor, pompa, penggerak utama proses produksi atau mill, peralatan workshop seperti
mesin-mesin bor, grinda, crane, dan sebagainya.
Dalam Penggunaannya, sebagian motor induksi
memerlukan pengereman seperti yang terdapat pada motor crane.
Pengereman dilakukan agar motor berhenti sesuai dengan letak dan posisi yang kita inginkan. Ada banyak cara pengereman yang bisa
dilakukan untuk memberhentikan motor, akan tetapi dalam laporan ini kami akan membahas tentang pengereman motor dengan menggunakaan Coil Brake DC.
Pengereman motor dengan menggunakaan Coil Brake DC digunakan untuk pemberhentian putaran rotor motor induksi dengan supply tegangan DC (direct current). Dimana tegangan AC diubah menjadi DC dengan menggunakan Rectifier sebagai supply Coil Brake.Pada prinsipnya motor ini dalam keadaan normal atau tidak
secara umum, motor induksi terdiri dari rotor dan stator. stator adalah bagian yang diam sedangakan rotor adalah bagian yang berputar. diantara keduanya, terdapat celah kecil udara yang jaraknya sangat kecil dan celah ini nantinya sangat berpengaruh terhadap proses pengiduksi dan bagian – bagian motor
induksi sebagai berikut: a) Stator
komponen satator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam dan mengalirkan arus tiga fasa. arus tiga fasa ini merupakan arus yang berasal dari sumber. secara umum, bagian-bagian stator yaitu :
Rangka
Inti stator
Kumparan gulungan
pelat penutup
b) Rotor
Rotor adalah salah satui komponen motor induksi selain stator, dimana bagian ini merupakan bagian yang bergerak. fungsi rotor adalah menguabah gaya dari stator menjadi energi mekanik. terdapat dua tipe rotor dalam motor induksi, yang ternyata tipe rotor tersebut juga menjadi dasar dalam pengelompokan motor induksi. kedua jenis tipe tersebebut adalah :
sangkar tupai (squirrel cage motor)
rotor belitan (wound-rotor)
tetapi wlaupun jenisnya berbeda, secara umum komponen-komponen yang ada di dalam rotornya tetap sama. beikur ini komponen-komponen yang ada :
inti besi rotor
kumparan atau batang penghantar
cincin
poros (shaft)
untuk selanjutnya saya akan membahas kedua jenis rotor yang sekaligus menjadi pembeda jenis motor yang telah disebutkan
kumparan rotor akan terinduksi tegangan karena kumparan rotor merupakan loop tertutup, maka akan mengalir arus di kumparan rotor tersebut yang berinteraksi dengan medan magnet di stator, sehingga timbullah gaya putar pada rotor yang mendorong rotor untuk berputar dengan kecepatan sinkron dan akan mengikuti persamaan.
=120 .
(sunyoto,M.Pd., Mesin Listrik) Keterangan :
N : kecepatan putar
F : frekuensi
P : jumlah kutub
Garis-garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan memotong panghantar-panghantar rotor sehingga pada penghantar rotor tersebut timbul Gaya Gerak Listrik (GGL) atau tegangan induksi. Berhubung kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup maka pada kumparan tersebut mengalir arus. Arus yang
Daftar Pustaka
Anggara P.W.T. Sytem Kendali PLC. Diakses dari
http://anggarapwt.blogspot.com/2015/01/system-kendali-plc_31.html pada
tanggal 17 mei 2015
Arif G. Thermal Oveload Relay. Diakses dari
https://arifgamers.wordpress.com/2012/12/03/fungsi-tor-thermal-overload-relay/ pada tanggal 17 mei 2015
Bayu Saputra. Motor Induksi. Diakses dari
http://bayu93saputra.blogspot.com/2012/10/motor-induksi.html pada tanggal 17 mei 2015
Evi Andriani Mossy. Sistem Kendali. Diakses pada dari
http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/05/pengertian-sistem-kendali.html pada tanggal 17 mei 2015
sumardjati, Prih dkk, 2008, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 2 untuk SMK, Jakarta : Pusat Perbukuan Depertement Pendidikan Nasional
JOBSEET