PANEL PENGONTROLAN GENERATOR OTOMATIS/ATS (AUTOMATIC TRANSFER SWITCH) LAPORAN PROYEK AKHIR. Oleh : JERRY JULIAN FERNANDO NIM :

(1)

PANEL PENGONTROLAN GENERATOR

OTOMATIS/ATS (AUTOMATIC TRANSFER

SWITCH)

LAPORAN PROYEK AKHIR

Oleh :

JERRY JULIAN FERNANDO NIM : 3211411002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI BATAM

2017

(2)

PANEL PENGONTROLAN GENERATOR

OTOMATIS/ATS (AUTOMATIC TRANSFER

SWITCH)

LAPORAN PROYEK AKHIR

Oleh :

JERRY JULIAN FERNANDO

NIM : 3211411002

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Program Diploma III Program Studi Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

POLITEKNIK NEGERI BATAM

(3)

(4)

(5)

iii

PANEL PENGONTROLAN GENERATOR OTOMATIS/ATS (AUTOMATIC TRANSFER SWITCH)

Nama Mahasiswa : Jerry Julian Fernando

NIM : 3211411002

Pembimbing : Arif F. Juwito Ridwan

Email : [email protected]

ABSTRAK

Dengan menggunakan teknologi otomasi, setiap orang dapat melakukan sesuatu tanpa harus bertindak secara langsung . Dengan kemudahan yang ditawarkan tersebut, kebutuhan manusia akan penerapan otomasi akan selalu meningkat. Salah satu conto hnya adalah pada generator yang berada di rumah-rumah. Pengoperasian generator secara manual dinilai masih kurang efisien karena masih memerlukan usaha dan waktu yang lebih dalam pengoperasiannya. Panel pengontrolan generator otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch) ini dirasa mampu untuk memenuhi masalah tersebut. Hanya dengan sebuah panel beserta isi rangkaian kontrol di dalamnya, kita dapat mengontrol generator secara otomatis untuk menghidupkan dan mematikan generator, serta dapat mentransfer power dari generator ke beban maupun PLN ke beban secara otomatis.

(6)

iv

AUTOMATIC GENERATOR CONTROL PANEL/ATS (AUTOMATIC TRANSFER SWITCH)

Student Name : Jerry Julian Fernando

NIM : 3211411002

Supervisor : Arif F. Juwito Ridwan

Email : [email protected]

ABSTRACT

By using automation technology, everyone can do something without having to act directly. With the convenience offered , the human need for automation will always increase. One example is the generator that are in homes . Operation of the gate manually is less efficient because they require more effort and time in the operation. Automatic generator control panel/ATS (Automatic Transfer Switch) controller is deemed able to solve these problems . Only with a panel control circuit along with the contents there in, we can control the generator to automatically turn on and off the generator, and can transfer power from the generator to the load or PLN to load automatically.

(7)

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir dengan judul “Panel Pengontrolan Generator Otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch)” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi Diploma III di Politeknik Negeri Batam.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran akan senantiasa penulis terima dengan senang hati.

Dengan segala keterbatasan penulis menyadari pula bahwa laporan tugas akhir ini tidak akan terwujud tanpa bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Kedua orang tua atas dukungan baik doa maupun material yang tak ternilai harganya dan sangat membantu penulis .

2. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto, selaku Direktur Politeknik Negeri Batam.

3. Bapak Sumantri Kurniawan Risandriya, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

4. Bapak M. Syafei Gozali, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika dan dosen wali selama menjalani pendidikan perkuliahan. 5. Bapak Didi Istardi, sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan -masukan di setiap kesempatan dan telah menjad i orang tua selama mengerjakan proyek akhir ini.

6. Bapak Ridwan,sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan -masukan selama mengerjakan proyek akhir ini.

7. Bapak Arif F. Juwito, sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan -masukan selama mengerjakan proyek akhir ini.

8. Seluruh staff pengajar dan administrasi Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu, fasilitas, saran, serta kritikan yang membangun untuk penulis .

9. Seluruh teman kampus terutama jurusan teknik elektro atas dukungan serta pengorbanan yang diberikan selama ini.

(8)

vi 10.Seluruh teman ditempat penulis berkerja di PT. I-TECH General Engineering terimakasih atas dukungan serta pengorbanan yang diberikan selama ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan dan selalu mencurahkan kasih karunia-Nya. Amin

Batam, 28 Desember 2016

Penulis

(9)

vii

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN AKHIR ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ...v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ...x BAB 1 PENDAHULUAN ...1 1.1 Latar Belakang ...1 1.2 Perumusan Masalah ...2 1.3 Batasan Masalah ...2

1.4 Tujuan dan Manfaat ...2

1.5 Sistematika Penulisan ...2

BAB 2 DASAR TEORI ...4

2.1 PLC ...4

2.2 Relay ...5

2.3 Battery Charger ...6

2.4 DC to DC Boost Converter 12VDC to 24VDC ...7

2.5 Tombol Emergency Stop ...8

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM ...9

3.1 Rancangan Penelitian ...9

3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ...9

3.2.1 Blok Diagram Sistem Perangkat Keras ...9

3.2.2 Mekanik ... 10

3.2.3 Rangkaian Elektronika ... 11

3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ... 13

3.3.1 Diagram Blok Perangkat Lunak ... 13

3.3.2 Diagram Alir (Flowchart) Perangkat Lunak .. 14

BAB 4 HASIL DAN ANALISA ... 16

4.1 Pengukuran Tegangan dan Waktu ... 18

4.1.1 Pengukuran Tegangan Relay ... 18

4.1.2 Pengukuran Tegangan Incoming PLN ... 20

4.1.3 Pengukuran Tegangan Outgoing dari PLN….21 4.1.4 Pengukuran Tegangan Incoming generator….21 4.1.5 Pengukuran Tegangan Outgoing dari generator……….22

(10)

viii 4.2 Tabel Data Pengukuran Tegangan, Diagram Timing,

Tabel Data Percobaan Perubahan Waktu Terhadap

Generator dan Analisa ... 23

4.2.1 Tabel Data Pengukuran Tegangan…………..23

4.2.2 Diagram Timing……….25

4.2.3 Tabel Data Percobaan Perubahan Waktu Terhadap Generator ... 27 4.2.4 Analisa………...30 BAB 5 PENUTUP ... 31 5.1 Kesimpulan ... 31 5.2 Saran ... 31 DAFTAR PUSTAKA ... 32

(11)

ix

DAFTAR GAMBAR

Ga mbar 2.1 PLC ... 4

Ga mbar 2.2 Re lay ... 5

Ga mbar 2.3 Bagian-bagian Re lay ... 6

Ga mbar 2.4 Simbol Re lay ... 6

Ga mbar 2.5 Ba ttery Cha rger ... 6

Ga mbar 2.6 DC to DC Boost Converter 12VDC to 24VDC ... 7

Ga mbar 2.7 To mbol Emergency Stop ... 8

Ga mbar 3.1 Blok Diagra m ... 9

Ga mbar 3.2 Desain Ta mpak Depan ... 10

Ga mbar 3.3 Desain Ta mpak Da la m... 10

Ga mbar 3.4 Desain Rangka ian Elektronika ... 13

Ga mbar 3.5 Diagra m Blok Perangkat Lunak ... 13

Ga mbar 3.6 Flowcha rt ... 14

Ga mbar 4.1 Pengujian Alat ... 16

Gambar 4.2 Panel Pengontrolan Generator Otomatis/ATS (Automa tic Tra nsfer Switch) ... 17

Ga mbar 4.3 Pengukuran Re lay 1R1 (VA C) ... 18

Ga mbar 4.4 Pengukuran Re lay 1R2 (VA C) ... 19

Ga mbar 4.5 Pengukuran Re lay 2R1 (VDC) ... 19

Ga mbar 4.6 Pengukuran Re lay 2R2 (VDC) ... 20

Ga mbar 4.7 Pengukuran Tegangan Incoming PLN ... 20

Ga mbar 4.8 Pengukuran Tegangan Outgoing dari PLN ... 21

Ga mbar 4.9 Pengukuran Tegangan Incoming Generator ... 22

Ga mbar 4.10 Pengukuran Tegangan Outgoing dari Generator ... 23

Gambar 4.11 Diagram Timing Menghidupkan Generator Ketika PLN Mati/Pada m ... 25

Gambar 4.12 Diagram Timing Mematikan Generator Ketika PLN Hidup... 26

(12)

x

DAFTAR TABEL

Table 4.1 Pengukuran Tegangan Proses 1 ... 23

Table 4.5 Perubahan Waktu Cra nk Terhadap Generator saat PLN mat i/padam ... 27

Table 4.6 Perubahan Waktu Close/Open GCB Terhadap Generator saat PLN mat i/padam ... 27

Table 4.7 Perubahan Waktu Fuel Solenoid Terhadap Generator saat PLN hidup ... 28

Table 4.8 Perubahan Waktu Close/Open GCB Terhadap Generator saat PLN hidup ... 29

Table 4.9 Perubahan Waktu Close/Open MCB Terhadap Generator saat PLN hidup ... 29

(13)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem otomasi dapat didefinisikan sebagai suatu teknologi yang berkaitan dengan aplikasi mekanik, elektronik dan sistem yang berbasis komputer (komputer, PLC atau mikro). Otomasi juga merupakan sebuah bidang ilmu dimana kita dituntut untuk membuat/merubah sebuah mesin yang manual menjadi otomatis. Dengan menggunakan teknologi otomasi, setiap orang dapat melakukan sesuatu tanpa harus bertindak secara langsung. Dengan kemudahan yang ditawarkan, kebutuhan manusia akan penerapan otomasi akan selalu meningkat. Salah satu contohnya adalah pada generator yang berada di rumah-rumah. Pengoperasian generator secara manual dinilai masih kurang efisien karena masih memerlukan usaha dan waktu yang lebih dalam pengoperasiannya, terlebih lagi jika pemilik rumah sedang sibuk atau sedang ada kegiatan lain.

Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis ingin mengangkat

Proyek Akhir dengan judul “Panel Pengontrolan Generator

Otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch)”. ATS merupakan singkatan

dari kata Automatic Transfer Swicth, jika dipahami berdasarkan arti kata tersebut maka ATS adalah sakelar yang bekerja otomatis, namun kerja otomatisnya berdasarkan kemungkinan jika sumber listrik dari PLN terputus atau mengalami pemadaman maka sakelar akan berpindah kesumber listrik yang lainnya misalnya adalah generator. Alat ini berguna untuk menghidupkan dan menghubungkan power generator ke beban secara otomatis pada saat PLN padam. Pada saat PLN hidup kembali, alat ini akan memindahkan sumber daya ke beban dari power generator ke PLN. Beberapa jenis ATS di bedakan menurut kapasitas daya yang di butuhkan atau berdasar Phasa dan Ampere yang melalui panel tersebut, Semakin tinggi pemakaian daya listrik, tentunya akan semakin besar pula spesifikasi komponen-komponennya, namun untuk prinsip kerjanya sama.

Diketahui bahwa sebelumnya telah dilakukan project yang serupa oleh Eko Susanto, Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang tahun 2013[1]_{, namun hanya sebatas prototype dengan menggunakan power}

inverter. Oleh karena itu dalam proyek akhir ini penulis ingin mengembangkan project tersebut dengan pengaplikasian langsung pada

(14)

2 generator serta dengan tambahan adanya sistem pengecasan baterai generator otomatis menggunakan battery charger, berfungsi untuk membackup atau mengecas otomatis baterai generator agar tidak habis atau drop.

1.2 Perumusan Masalah

Mengacu pada perancangan “Panel Pengontrolan Generator Otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch)” ini, permasalahan yang

didapat dalam pengerjaan alat adalah sebagai berikut :

a. Bagaimana cara menghidupkan generator otomatis saat sumber tegangan PLN tidak ada?

b. Bagaimana cara mentransfer otomatis sumber tegangan dari PLN ke beban (load) dan bagaimana cara mentransfer otomatis sumber tegangan dari generator ke beban (load) pada saat PLN padam?

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembuatan proyek akhir ini memiliki batasan masalah sebagai berikut:

a. Sistem pengontrolan generator otomatis menggunakan PLC Zelio dan relay.

b. Sistem pengecasan baterai generator otomatis menggunakan battery charger.

1.4 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini adalah untuk otomasi sistem hidup mati generator dan metransfer secara otomatis sumber tegangan dari PLN ke beban (load) atau generator ke beban (load) pada saat PLN padam. Manfaat yang diperoleh adalah mempermudah dan meringankan pekerjaan masyarakat dalam menghidupkan dan mematikan generator.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika Penulisan merupakan bagian dari penulisan laporan yang mempunyai tujuan untuk mempermudah pembaca terhadap pemahaman pembaca terhadap isi yang terkandung di dalamnya, hal ini untuk menghindari kesalahan penafsiran.

(15)

3 Penulisan laporan ini dikelompokkan menjadi beberapa bab berdasarkan pokok pembahasanya yaitu :

BAB I Pendahuluan berisikan latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, dan sistematika penulisan.

BAB II Landasan teori menerangkan teori dasar yang digunakan. BAB III Perancangan sistem menggambarkan desain perancangan

mekanik, perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) secara lengkap.

BAB IV Pengujian dan analisa sistem menjelaskan tentang cara pengujian dan menganalisa sistem.

BAB V Berisi tentang kesimpulan yang diperoleh dari analisa proyek akhir perancangan panel pengontrolan generator otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch) serta saran-saran yang memungkinkan untuk pengembangan tugas akhir ini.

(16)

4

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 PLC [2]

Gambar 2.1 PLC

Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam. Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah: sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan didesain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog.

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

a. Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.

(17)

5

b. Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.

Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.

Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.

2.2 Relay[3]

Gambar 2.2 Relay

Relay adalah sakelar listrik/elektrik yang membuka atau menutup sirkuit/rangkaian lain dalam kondisi tertentu. Jadi alat kontak ini pada dasarnya adalah sakelar yang membuka dan menutupnya (open dan close-nya) dengan tenaga listrik melalui coil yang terdapat di dalamnya. Pada

(18)

6

awalnya sebuah relay memiliki koil/lilitan tembaga/cooper yang melilit pada sebatang logam, pada saat koil di beri masukan arus/tegangan listrik/elektrik maka koil akan membuat medan elektromagnetik yang mempengaruhi batang logam di dalam lingkaran-nya tersebut untuk menjadikannya sebuah magnet.

Kekuatan magnet yang terjadi pada batang logam tersebut menarik lempeng logam lain yang terhubung melalui armature /tuas ke sebuah sakelar. Biasanya relay memicu sakelar terbuka dan tertutup, dan hal ini tergantung type dan kebutuhan.

Gambar 2.3 Bagian-bagian Relay Gambar 2.4 Simbol Relay

2.3 Battery Charger[4]

(19)

7

Battery charger adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengisi battery dengan tegangan konstan hingga mencapai tegangan yang ditentukan. Bila level tegangan yang ditentukan itu telah tercapai, maka arus pengisian akan turun secara otomatis sesuai dengan settingan dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga indikator menyala menandakan battery telah terisi penuh.

Didalam rangkaian battery charger terdapat rangkaian regulator dan rangkaian komparator. Rangkaian regulator berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran agar tetap konstan, sedangkan rangkaian komparator berfungsi untuk menurunkan arus pengisian secara otomatis pada battery pada saat tegangan pada battery penuh dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga menyebabkan indikator aktif menandakan battery telah terisi penuh.

2.4 DC to DC Boost Converter 12VDC to 24VDC

Gambar 2.6 DC to DC Boost Converter 12VDC to 24VDC

DC to DC Boost Converter berfungsi untuk menaikkan tegangan daya listrik searah (DC) ke bentuk daya listrik searah (DC) lainnya ke level yang lebih tinggi yang terkontrol arus, atau tegangan, atau dua-duanya. Ia merupakan bentuk power-supply yang diperlukan ketika tegangan yang dibutuhkan oleh suatu perangkat atau rangkaian elektronik lebih tinggi dari tegangan suplai yang tersedia. DC to DC Boost Converter dapat dibagi menjadi 2 kategori besar, yaitu yang terisolasi dan yang tak

(20)

8

terisolasi. Kata ’isolasi’ disini secara sederhana bermakna adanya

penggunaan trafo (isolasi galvanis) antara tegangan masukan dan tegangan keluaran. DC to DC Boost Converter yang tak terisolasi biasa disebut dengan istilah direct converter, dan DC to DC Boost Converter yang terisolasi biasa disebut dengan istilah indirect converter.

2.5 Tombol Emergency Stop

Gambar 2.7 Tombol Emergency Stop

Emergency Stop merupakan jenis saklar yang apabila di tekan akan terkunci dan untuk melepasnya harus di putar, disebut emergency stop untuk memudahkan pengguna mengetahui fungsi saklar ini yaitu untuk mematikan sistem secara darurat.

(21)

9

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Rancangan Penelitian

Dalam pengerjaan proyek akhir ini terdapat beberapa tahapan yang akan dilakukan. Rancangan atau tahapan penelitian ini berguna untuk menjawab rumusan masalah pada proyek akhir ini yang langkah-langkahnya sebagai berikut :

a. Membuat desain box panel untuk meletakkan komponen di dalamnya.

b. Mengambil data dari generator. c. Melakukan instalasi kabel/wiring.

d. Membuat program yang bisa memproses menghidupkan dan mematikan generator serta mentransfer tegangan dari PLN/generator ke beban secara otomatis.

e. Melakukan pengujian pada rangkaian kontrol ATS. f. Membuat buku Proyek Akhir.

3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

3.2.1 Blok Diagram Sistem Perangkat Keras

Gambar 3.1 Blok Diagram

Diagram blok diatas merupakan gambaran umum rancangan dari keseluruhan sistem. Sistem ini diawali dengan salah satu input PLN atau generator aktif maka salah satu yg aktif akan mengirim sinyal trigger ke PLC, dan akan diproses oleh PLC yang mana akan mengaktifkan relay untuk mengirim tegangan ke load/beban.

Sehingga dari gambar 3.1 dapat disimpulkan bahwa secara garis besar proses yang terdapat pada blok yaitu :

(22)

10

a. Masukan / input : pada unit ini dijelaskan bahwa masukan yang merupakan input ialah PLN/generator, yang mana input tersebut akan diproses oleh PLC.

b. Unit proses : unit ini menjelaskan bahwa sistem proses terhadap data-data yang diterima untuk selanjutnya ditampilkan di bagian output. Dari gambar 3.1 terlihat bahwa yang berlaku sebagai unit pemroses adalah PLC. PLC yang akan dipakai pada proyek akhir ini adalah PLC Zelio.

c. Keluaran / Output : unit ini menjelaskan keluaran hasil input yang telah diproses oleh PLC berupa aktifnya relay yang berfungsi untuk mengirimkan arus listrik ke load/beban.

3.2.2 Mekanik

Gambar 3.2 Desain Tampak Gambar 3.3 Desain Tampak Depan Dalam

Keterangan Gambar: Ukuran Panel 400mm x 300mm

300

400

300

400

fusefusefuse F1 fuse F2 F3 F4 MCB 2P DEPAN DALAM

(23)

11

3.2.3 Rangkaian Elektronika N L N L X1 X2 X1 X2 G 102 101 100 201 202 200 F2:2A PLN GENSET NR 100

INCOMING PLN INCOMING GENSET

F1:2A V 0-500VAC Voltmeter Generator + 3 TO LOAD A1 A2 1R1 F3:2A X1 X2 OUTGOING A1 A2 1R2 101 100 300 301 302 N L 200 201 2R2 201 200 N L 200 2R1 DC 12V DC 0V BATTERY GENSET 502 503A Q1:4A F4:2A 50 1 5 0 0 50 2 5 03 A 502A 504 503 DC 12V DC 0V D1:6A DC 12V DC 0V 505 + -L N BATTERY CHARGER 12VDC/6A 301 300 301 300 502 503A FROM OUTGOING 1R2 5 02 A A 5 03 A A + -CONVERTER 12VDC TO 24VDC + -12VDC 24VDC 502 503A 502 503A TO PLC 503 502A 503 502 503A

(24)

12

505 505 506 507 PLN TRIP 505 505 1R1 1R2 EMERGENCY STOP 508 505 DC 24V DC 0V PUSHBUTON EMERGENCY STOP TO STARTER SWITCH GENERATOR FROM COMMON DC 12V KONEKSI OUTPUT PLC

(25)

13

Gambar 3.4 Desain Rangkaian Elektronika (Wiring Diagram)

3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

3.3.1 Diagram Blok Perangkat Lunak

Gambar 3.5 Diagram Blok Perangkat Lunak

Gambar 3.5 menjelaskan gambaran umum tentang sistem kerja dari PLC, dimana sistem dimulai dengan aktifnya salah satu

Salah satu input PLN/generator

aktif

Sinyal trigger dari input akan

diproses oleh PLC PLC akan memproses data PLC akan mengaktifkan relay Arus listrik akan

melewati relay yang aktif untuk diteruskan

ke load/beban DC 12V 502 502 502 502 509 510

(26)

14

input PLN/generator. PLC akan mengolah data dari input. Setelah PLC mengolah data dan memprosesnya lalu akan mengaktifkan relay untuk meneruskan arus listrik ke load/beban.

3.3.2 Diagram Alir (Flowchart) Perangkat Lunak

Gambar 3.6 Flowchart

Dari gambar 3.6 kita dapat mengetahui jalannya program pada PLC. Sistem akan bekerja apabila input PLN aktif (PLN

Start PLN hidup PLC Generator mati PLN padam PLC Timer Generator hidup Timer Relay Beban/ Load Stop Ya Ya Tidak

(27)

15

hidup). Artinya input dari PLN akan diproses selanjutnya melalui PLC yang akan memprogram untuk mematikan generator. Generator akan hidup jika input dari PLN tidak aktif (PLN padam).

(28)

16

BAB 4

HASIL DAN ANALISA

Dalam sebuah penelitian, pengujian merupakan proses yang sangat penting karena dengan melakukan pengujian kita dapat mengetahui kemampuan kerja alat dan dapat mengetahui kesalahan jika terjadi error pada sistem. Pada gambar 4.1 di bawah dijelaskan tentang proses pengujian alat.

Gambar 4.1 Pengujian Alat

Pengujian dilakukan dengan multimeter pada komponen-komponen listrik yang terdapat pada panel kontrol.

(29)

17

Gambar 4.2 Panel Pengontrolan Generator Otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch)

(30)

18

Gambar 4.2 menjelaskan gambaran bentuk jadi dari apa yang telah dibuat berdasarkan judulnya yaitu Panel Pengontrolan Generator Otomatis/ATS (Automatic Transfer Switch).

Dimana dalam pengukuran ini terbagi menjadi empat proses yaitu adalah: a. Proses 1 : Pengukuran tegangan incoming PLN

b. Proses 2 : Pengukuran tegangan outgoing dari PLN c. Proses 3 : Pengukuran tegangan incoming generator d. Proses 4 : Pengukuran tegangan outgoing dari generator

4.1 Pengukuran Tegangan dan Waktu

Pengukuran dilakukan dengan multimeter dan stopwatch.

4.1.1 Pengukuran Tegangan Relay

Pengukuran untuk mencari tegangan pada relay, dimana probe merah pada multimeter diletakkan pada kaki 13, dan probe hitam diletakkan pada kaki 14 relay.

(31)

19

Gambar 4.4 Pengukuran Relay 1R2 (VAC)

(32)

20

Gambar 4.6 Pengukuran Relay 2R2 (VDC)

4.1.2 Pengukuran Tegangan Incoming PLN

Pengukuran untuk mengetahui tegangan incoming PLN, tegangan incoming PLN akan melalui relay 2R1 untuk diteruskan selanjutnya ke beban (load), dimana untuk melakukan pengukuran probe merah pada multimeter diletakkan pada kaki 5 atau pada label kabel (101), dan probe hitam diletakkan pada kaki 8 relay 2R1 atau pada label kabel (100).

(33)

21

4.1.3 Pengukuran Tegangan Outgoing dari PLN

Pengukuran untuk mengetahui tegangan outgoing yang berasal dari sumber PLN, tegangan outgoing yang berasal dari sumber PLN yang telah melalui relay 2R1 untuk diteruskan selanjutnya ke beban (load), dimana untuk melakukan pengukuran probe merah pada multimeter diletakkan pada kaki 9 atau pada label kabel (301), dan probe hitam diletakkan pada kaki 12 relay 2R1 atau pada label kabel (300).

Gambar 4.8 Pengukuran Tegangan Outgoing dari PLN

4.1.4 Pengukuran Tegangan Incoming Generator

Pengukuran untuk mengetahui tegangan incoming generator, tegangan incoming generator akan melalui relay 2R2 untuk diteruskan selanjutnya ke beban (load), dimana untuk melakukan pengukuran probe merah pada multimeter diletakkan pada kaki 5 atau pada label kabel (201), dan probe hitam diletakkan pada kaki 6 relay 2R2 atau pada label kabel (200).

(34)

22

Gambar 4.9 Pengukuran Tegangan Incoming Generator

4.1.5 Pengukuran Tegangan Outgoing dari Generator

Pengukuran untuk mengetahui tegangan outgoing yang berasal dari sumber generator, tegangan outgoing yang berasal dari sumber generator yang telah melalui relay 2R2 untuk diteruskan selanjutnya ke beban (load), dimana untuk melakukan pengukuran probe merah pada multimeter diletakkan pada kaki 9 atau pada label kabel (301), dan probe hitam diletakkan pada kaki 10 relay 2R2 atau pada label kabel (300).

(35)

23

Gambar 4.10 Pengukuran Tegangan Outgoing dari Generator

4.2 Tabel Data Pengukuran Tegangan, Diagram Timing, Tabel

Data Percobaan Perubahan Waktu Terhadap Generator dan Analisa

4.2.1 Tabel Data Pengukuran Tegangan

Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan Proses 1 Pengukuran Tegangan Incoming PLN Percobaan

Ke- Tegangan (V) Waktu (s) 1 223.8 V 5 s 2 224.5 V 5 s 3 225.9 V 5 s 4 226.3 V 5 s 5 226.4 V 5 s Rata-rata 225.38 V

(36)

24

Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan Proses 2 Pengukuran Tegangan Outgoing dari PLN Percobaan

Tabel 4.3 Pengukuran Tegangan Proses 3 Pengukuran Tegangan Incoming Generator Percobaan

Tabel 4.4 Pengukuran Tegangan Proses 4 Pengukuran Tegangan Outgoing dari

Generator Percobaan

(37)

25

Dari data tabel 4.1 sampai data tabel 4.4 diatas menjelaskan hasil percobaan pengukuran yang telah dilakukan pada tegangan incoming dan outgoing PLN, serta tegangan yang ada pada incoming dan outgoing generator. Untuk sekali pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali percobaan, pada setiap sekali percobaan pengukuran dilakukan selama 5 detik untuk diambil data pengukuran tegangannya.

4.2.2 Diagram Timing

Gambar 4.11 Diagram Timing Menghidupkan Generator Ketika PLN mati/padam

`

Dari gambar 4.11 diatas menjelaskan sistem kerja bagaimana menghidupkan generator ketika PLN mati/padam dalam bentuk diagram timing. Ketika PLN mati/padam input dari PLN akan mengirim sinyal ke PLC, lalu PLC akan mengaktifkan fungsi Crank. Crank berfungsi untuk menghidupkan generator. Fungsi Crank diberi Delay ON 5 detik untuk memastikan PLN sudah benar-benar mati/padam dan aktif selama 3 detik. Aktifnya fungsi Crank bersamaan dengan aktifnya fungsi Fuel Solenoid, Fuel Solenoid aktif selama generator hidup. 5 detik setelah fungsi Fuel Solenoid aktif, PLC akan mengaktifkan fungsi Close/Open GCB. Close/Open GCB berfungsi untuk mentransfer tegangan generator ke beban.

(38)

26

Gambar 4.12 Diagram Timing Mematikan Generator Ketika PLN hidup

Dari gambar 4.12 diatas menjelaskan sistem kerja bagaimana mematikan generator ketika PLN hidup dalam bentuk diagram timing. Ketika PLN hidup input dari PLN akan mengirim sinyal ke PLC, lalu PLC akan mematikan fungsi Close/Open GCB terlebih dahulu untuk memutuskan tegangan dari generator ke beban. Fungsi Close/Open GCB diberi Delay OFF 5 detik. Setelah fungsi Close/Open GCB mati PLC akan mengaktifkan fungsi Close/Open MCB. Close/Open MCB berfungsi untuk mentransfer tegangan PLN ke beban. Close/Open MCB diberi Delay ON 3 detik setelah fungsi Close/Open GCB mati. Aktifnya fungsi Close/Open MCB selama PLN hidup. Setelah tegangan PLN sudah ditransferkan ke beban PLC akan mematikan fungsi Fuel Solenoid untuk mematikan generator. Fungsi Fuel Solenoid diberi Delay OFF 3 detik setelah fungsi Close/Open MCB aktif.

(39)

27

4.2.3 Tabel Data Percobaan Perubahan Waktu Terhadap

Generator

Tabel 4.5 Perubahan Waktu Crank Terhadap Generator saat PLN Mati/Padam Percobaan Ke- Delay ON (s) Delay OFF (s) Hasil 1 1 s 3 s Generator Start 2 2 s 3 s Generator Start 3 3 s 3 s Generator Start 4 4 s 3 s Generator Start 5 5 s 3 s Generator Start

Note: Delay OFF dapat disesuaikan sesuai kondisi generator, untuk generator AIRMAN SDG25 adalah 3 detik

Dari data tabel 4.5 diatas dapat disimpulkan bahwa Delay ON pada Crank generator saat PLN mati/padam bertujuan agar saat PLN mati/padam generator tidak langsung hidup karena diberi waktu untuk memastikan sumber dari PLN sudah benar-benar mati/padam (Delay ON dapat disesuaikan sesuai kebutuhan).

Aktifnya fungsi Crank bersamaan dengan aktifnya fungsi Fuel Solenoid. Fuel solenoid aktif selama generator hidup.

Tabel 4.6 Perubahan Waktu Close/Open GCB Terhadap Generator saat PLN Mati/Padam Percobaan Ke- Delay ON (s) Hasil 1 2 s

Tegangan belum bisa ditransfer ke beban karena fungsi Crank belum aktif/generator belum hidup

2 4 s

3 6 s

(40)

28

4 8 s

Fungsi Crank aktif, tegangan belum bisa ditransfer ke beban karena tegangan dari generator belum stabil

5 10 s

Fungsi Crank aktif, tegangan generator sudah stabil (220V), tegangan sudah siap untuk ditransfer ke beban

Note: Delay ON dapat disesuaikan sesuai kondisi generator, untuk generator AIRMAN SDG25 adalah 10 detik

Dari data tabel 4.6 diatas dapat disimpulkan bahwa Delay ON pada Close/Open GCB bertujuan untuk memastikan tegangan yang ada pada generator sudah stabil (220V) sebelum ditransfer ke beban (Delay ON dapat disesuaikan sesuai kondisi generator).

Tabel 4.7 Perubahan Waktu Fuel Solenoid Terhadap Generator saat PLN hidup Percobaan Ke- Delay OFF (s) Hasil 1 1 s

Generator belum boleh mati karena fungsi Close/Open GCB dan Close/Open MCB belum aktif

2 3 s

Generator belum boleh mati karena fungsi Close/Open GCB dan Close/Open MCB belum aktif

3 5 s

Fungsi Close/Open GCB aktif, generator belum boleh mati karena fungsi Close/Open MCB belum aktif

4 9 s

Fungsi Close/Open GCB dan Close/Open MCB aktif, generator sudah boleh mati

5 11 s

Fungsi Close/Open GCB dan Close/Open MCB aktif, generator sudah boleh mati

(41)

29

Dari data tabel 4.7 diatas dapat disimpulkan bahwa Delay OFF pada Fuel Solenoid bertujuan untuk mematikan generator saat sumber tegangan dari PLN sudah masuk ke beban (Delay OFF dapat disesuaikan sesuai kebutuhan).

Tabel 4.8 Perubahan Waktu Close/Open GCB Terhadap Generator saat PLN hidup

Percobaan Ke-

Delay OFF

(s) Hasil

1 1 s Sumber tegangan dari generator ke beban terputus

3 3 s Sumber tegangan dari generator ke beban terputus

Dari data tabel 4.8 diatas dapat disimpulkan bahwa Delay OFF pada Close/Open GCB bertujuan untuk memutuskan sumber tegangan dari generator ke beban (Delay OFF dapat disesuaikan sesuai kebutuhan).

Tabel 4.9 Perubahan Waktu Close/Open MCB Terhadap Generator saat PLN hidup Percobaan Ke- Delay ON (s) Hasil 1 4 s

Sumber tegangan dari PLN ke beban belum boleh dihubungkan karena fungsi Close/Open GCB masih aktif

2 5 s

Sumber tegangan dari PLN ke beban belum boleh dihubungkan karena fungsi Close/Open GCB masih aktif 3 6 s Fungsi Close/Open GCB sudah

(42)

30

PLN ke beban sudah boleh dihubungkan

4 7 s

Fungsi Close/Open GCB sudah tidak aktif, sumber tegangan dari PLN ke beban sudah boleh dihubungkan

5 8 s

Fungsi Close/Open GCB sudah tidak aktif, sumber tegangan dari PLN ke beban sudah boleh dihubungkan

Dari data tabel 4.9 diatas dapat disimpulkan bahwa Delay ON pada Close/Open MCB bertujuan untuk mentransfer sumber tegangan dari PLN ke beban (Delay ON dapat disesuaikan sesuai kebutuhan).

4.2.4 Analisa

Dari hasil data yang didapat rata-rata nilai tegangan incoming dan outgoing PLN yang melewati relay 2R1 adalah 224.85 V dan rata-rata nilai tegangan incoming dan outgoing generator yang melewati relay 2R2 adalah 225 V. Jadi hal ini membuktikan bahwa komponen listrik yang ada pada panel pengontrolan generator otomatis masih berfungsi dengan baik dimana hasil data yang didapat bervariasi, hal ini dikarenakan sumber yang diberikan adalah tegangan PLN 220VAC pada rumah dan tegangan output generator 220VAC. Hal ini juga membuktikan bahwa tidak ada kesalahan pada rangkaian dimana sistem panel pengontrolan generator otomatis ini berfungsi sesuai tujuannya, proses untuk menghidupkan generator secara otomatis ketika PLN mati/padam dibutuhkan waktu selama 5 detik dan untuk mentransfer tegangan ke beban setelah generator hidup dibutuhkan waktu selama 5 detik, jadi total waktu yang dibutuhkan dari menghidupkan generator hingga mentransfer tegangan ke beban adalah 10 detik. Dan untuk proses pemindahan transfer tegangan ke beban dari generator ke PLN apabila PLN hidup kembali dibutuhkan waktu 8 detik dan untuk mematikan kembali generator dibutuhkan waktu 3 detik. Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pemindahan transfer tegangan ke beban dari generator ke PLN hingga mematikan generator secara otomatis apabila PLN hidup kembali adalah 11 detik.

(43)

31

BAB 5 PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan analisa pada sistem yang telah dibuat, maka didapat beberapa kesimpulan yaitu:

1. Rata-rata nilai tegangan incoming dan outgoing PLN yang melewati relay 2R1 adalah 224.85 V.

2. Rata-rata nilai tegangan incoming dan outgoing generator yang melewati relay 2R2 adalah 225 V.

3. Total waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan generator disaat PLN dalam keadaan mati/padam hingga mentransfer tegangan ke beban adalah 10 detik.

4. Total waktu yang dibutuhkan untuk pemindahan sumber tegangan ke beban dari generator ke PLN disaat PLN dalam keadaan hidup hingga mematikan generator secara otomatis adalah 11 detik.

5.2. Saran

Untuk pengembangan alat dan penelitian lebih lanjut kedepannya penulis menyarankan untuk menambahkan breaker atau komponen proteksi lainnya sebagai pengaman relay, ini bertujuan agar ketika terjadi short circuit pada rangkaian kontrol tidak merusak relay serta komponen outgoing lainnya.

(44)

32

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Susanto, Eko, “Automatic Transfer Switch”, Jurnal Teknik Elektro,

vol. 5, no. 1, Jan-Jun. 2013.

[2]. Wicaksono, Handy. 2009. PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER Teori, Pemrograman dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[3]. Wicaksono, Handy. 2009. Relay-Prinsip dan Aplikasi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[4]. ”Baterai Charger” Internet:

http://www.technoflex.dk/files/nyhedsarkiv/battery_care_brochure. pdf [June. 13, 2016]

(45)

(46)

__OF__ 1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B C D E F G 7 8 9 10 11 12 A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 N L N L X1 X2 X1 X2

G

102 101 100 201 202 200 F2:2A PLN GENS ET N R 100

INCOMING PLN INCOMING GENSET

F1:2A V 0-500VAC Voltmeter Generator + 3 TO LOAD A1 A2 1R1 F3:2A X1 X2 OUTGOING A1 A2 1R2 101 100 300 301 302 N L 200 201 2R2 201 200 N L 200 2R1

(47)

__OF__ 1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B C D E F G 7 8 9 10 11 12 A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DC 12V DC 0V BATTERY GENSET 502 503A Q1:4A F4:2A 5 0 1 5 0 0 5 0 2 5 0 3 A 502A 504 503 DC 12V DC 0V D1:6A DC 12V DC 0V 505 + -L N BATTERY CHARGER 12VDC/6A 301 300 3 0 1 3 0 0 5 0 2 5 0 3 A FROM OUTGOING 1R2 5 0 2 AA 5 0 3 AA + -CONVERTER 12VDC TO 24VDC + -12VDC 24VDC 502 503A 5 0 2 5 0 3 A TO PLC 503 5 0 2 A 5 0 3 5 0 2 5 0 3 A

(48)

__OF__ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(49)

__OF__ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12 A G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 505 5 0 5 5 0 6 5 0 7 PLN TRIP 505 5 0 5 1R1 1R2 EMERGENCY STOP 5 0 8 5 0 5 DC 24V DC 0V PUSHBUTON EMERGENCY STOP

(50)