iv
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap tahun 2003/2004
PEMODELAN DINAMIK DAN SIMULASI SISTEM PROSES PENGUMPANAN MATERIAL
PADA PABRIK SEMEN
Johan Tanadi 0400530421 Hendrik Kurniawan Candra 0400539300 Ferry Senja Usman 0400539446
Abstrak
Latar belakang dari pembuatan skripsi ini adalah untuk membuat model dinamik dan simulasi sistem pengumpanan material pada pabrik semen. Adapun manfaat yang diperoleh ialah sebagai alat untuk menilai proses dan alat bantu ajar bagi operator proses untuk meningkatkan ketrampilan. Dalam sistem ini digunakan program Visual Basic .Net pada komputer untuk mensimulasikan konversi hasil perhitungan matematis, dan metode yang digunakan adalah metode penelitian analitik. Berdasarkan hasil penelitian, didapatkan bahwa hasil simulasi dapat memperlihatkan hasil akhir dari proses pencampuran, dengan menentukan nilai ketiga parameter LSF, AM, dan SM yang menunjukkan sifat semen dengan perbedaan dengan data lapangan sekitar 2 %.
Kata kunci :
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Pemodelan Dinamik dan Simulasi Sistem Proses Pengumpanan Material pada Pabrik Semen” dengan baik dan tepat waktu.
Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan jenjang studi Strata-1 pada jurusan Sistem Komputer peminatan Robotika dan Otomasi di Universitas Bina Nusantara, Jakarta.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan untuk penyempurnaan skripsi ini.
Selama penyusunan skripsi ini, penulis telah memperoleh banyak bantuan, dorongan, semangat, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini, yaitu kepada :
1. Orang tua tercinta dan saudara-saudara terkasih yang selama ini memberi dukungan semangat baik secara moril maupun spiritual kepada penulis.
2. Ibu Dr. Ir. Theresia Widia Soerjaningsih, M.M., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara.
vi
4. Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara.
5. Bapak Robby Saleh, S.kom, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara.
6. Bapak Nanda Avianto Wicaksono, ST. MT., selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
7. Pimpinan dan seluruh staff institut pabrik semen yang telah memberikan kesempatan dan bantuan kepada penulis untuk penelitian dan observasi.
8. Segenap dosen Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan bekal ilmu yang berguna bagi penulis.
9. Segenap keluarga kami yang mencintai kami, yang telah memberikan bantuan doa, dukungan moril dan materiil selama ini.
10. Kepada teman-teman dan segenap rekan lain yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan doa dan dukungan moril selama ini. Akhir kata penulis berharap agar karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkannya.
Jakarta, Juni 2004
vii DAFTAR ISI
Halaman Judul Dalam ……….. i
Halaman Judul Luar ……….. ii
Halaman Persetujuan Softcover ……….. iii
Abstrak ……….. iv
Kata Pengantar ……….. v
Daftar Isi ……….. vii
Daftar Tabel ……….. xi
Daftar Gambar ……….. xii
Daftar Lampiran ……….. xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan ……….. 1
1.2 Tujuan dan Manfaat ……….. 2
1.3 Ruang Lingkup ……….. 3
1.4 Metode Penelitian ……….. 4
1.5 Sistematika Pembahasan ……….. 5
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Kerangka Teori ………. 7
2.1.1 Macam-Macam Semen ………. 7
2.1.1.1 Semen Portland ………. 7
2.1.1.2 Semen Abu Terbang ………. 9
viii
2.1.1.4 Semen Sumur Minyak ………. 9
2.1.1.5 Blended Cement ………. 9
2.1.2 Bahan Baku Pembuatan Semen ………. 10
2.1.3 Sifat-Sifat Semen ………. 10
2.1.3.1 Hidrasi Semen ………. 10
2.1.3.2 Panas Hidrasi ………. 11
2.1.3.3 Setting and Hardening ………. 11
2.1.3.4 Hubungan antara Kekuatan dan Komposisi Semen ……. 11
2.1.3.5 Kelembaban ………. 12
2.1.3.6 Pengerutan ………. 12
2.1.3.7 Daya Tahan Sulfat ………. 12
2.1.4 Raw Material ………. 12
2.1.4.1 Komponen Lime ………. 13
2.1.4.2 Komponen Clay ………. 16
2.1.4.3 Bahan / Unsur Perbaikan ………. 18
2.1.4.4 Campuran Komponem dari Materi Dasar Semen ………. 19
2.1.4.4.1 Magnesium Oxide ………. 19
2.1.4.4.2 Alkalies ………. 20
2.1.4.5 Komposisi Potensial Clinker ………. 22
2.1.4.6 Modul-Modul Semen ………. 24
2.1.4.6.1 Hydraulic Modulus ………. 24
2.1.4.6.2 Silica Ratio ………. 25
ix
2.1.4.7 Rumus-Rumus Lime ………. 27
2.1.4.7.1 Faktor Saturasi Lime ………. 27
2.1.4.7.2 Standar Lime ………. 29
2.1.4.8 Modul-modul lain ………. 32
2.2 Kerangka Berfikir ………. 33
2.2.1 Motor Servo ………. 33
2.2.2 Komposisi ………. 37
2.2.3 State Space ………. 39
2.2.4 Runge Kutta Orde 4 ………. 40
2.2.4.1 Persamaan definisi yang dipakai ………. 40
2.2.4.2 Persamaan antar k11, k12, k21, k22, k31, k32, k41, k42 . 41
2.2.4.3 Persamaan Solusi ………. 41
BAB III PEMODELAN PROSES PENGUMPANAN PADA PROSES PENGGILINGAN AWAL 3.1 Rancangan Perangkat Keras ………. 43
3.1.1 Diagram-diagram alir ………. 43
3.1.2 Diagram blok sistem ………. 48
3.1.3 Modul-modul sistem dan cara kerjanya ……….. 49
3.1.3.1 Analisa komposisi penentu dalam pencampuran ………. 49
3.1.3.2 Analisa Produksi ………. 56
x
BAB IV HASIL SIMULASI PROSES PENGUMPANAN AWAL MATERIAL PADA PENGGILINGAN AWAL DAN ANALISISNYA
4.1 Pembahasan Hasil Penelitian ………. 68
4.1.1 Tampilan Software ………. 68
4.1.2 Cara Kerja Software ………. 70
4.1.3 Tampilan Grafik dan Analisa Grafik ………. 74
4.2 Penyajian Data Penelitian ………. 79
4.3 Pengolahan Terhadap Data Terkumpul ………. 80
4.3.1 Analisa Hubungan antar Komposisi ………. 80
4.3.1.1 Pengaruh LSF pada CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 …….. 80
4.3.1.2 Pengaruh SM pada CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ……… 81
4.3.1.3 Pengaruh AM pada CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ……… 83
4.3.1.4 Pengaruh LSF pada limestone, shale,silica, dan Iron Ore 84
4.3.1.5 Pengaruh SM pada limestone, shale,silica, dan Iron Ore 85
4.3.1.6 Pengaruh AM pada limestone, shale,silica, dan Iron Ore 87
4.3.2 Analisa Komposisi Material ………. 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………. 91
5.2 Saran ………. 91 DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN-LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan CaCO3 dalam berbagai jenis material ………. 15
Tabel 2.2 Kandungan bahan kimia dalam limestone ………. 16
Tabel 2.3 Komposisi kimiawi dari clay ………. 17
Tabel 2.4 Komposisi Kimia dari bahan perbaikan ………. 19
Tabel 2.5 Komposisi clinker ………. 23
Tabel 4.1 Raw Mix Design ………. 78
Tabel 4.2 Perbandingan LSF terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ………. 81
Tabel 4.3 Perbandingan SM terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ………. 81
Tabel 4.4 Perbandingan AM terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ………. 83
Tabel 4.5 Perbandingan LSF terhadap Limestone, Shale , Silica & Iron Ore ……… 85
Tabel 4.6 Perbandingan SM terhadap Limestone, Shale , Silica & Iron Ore ……… 85
Tabel 4.7 Perbandingan AM terhadap Limestone, Shale , Silica & Iron Ore ……… 87
Tabel 4.8 Perbandingan Pengaruh LSF, SM, AM ……… 89
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkaian motor servo ………. 34
Gambar 2.2 Diagram blok motor servo ………. 36
Gambar 3.1 Gambar proses produksi Pengumpanan Material ………. 44
Gambar 3.2 Gambar aliran produksi pada pengumpanan material ………. 45
Gambar 3.3 Diagram alir Pengumpanan Material ………. 46
Gambar 3.4 Blok Diagram Proses Produksi (Pengumpanan Material) ………. 48
Gambar 3.5 Blok diagram Raw Mix Design ………. 51
Gambar 3.6 Blok Diagram Perhitungan Kecepatan Alir sistem ………. 56
Gambar 3.7 Blok diagram sistem kontrol linear dalam domain frekuensi …………. 58
Gambar 3.8 Flow Chart ……… 64
Gambar 4.1 Tampilan awal ………. 68
Gambar 4.2 Tampilan Komposisi Material ………. 69
Gambar 4.3 Tampilan Setting Motor ………. 70
Gambar 4.4 Perbandingan Set point, Actual point, Volt Motor dari Limestone …… 74
Gambar 4.5 Perbandingan Set point, Actual point, Volt Motor dari Shale ………… 75
Gambar 4.6 Perbandingan Set point, Actual point, Volt Motor dari Silica ………… 76
Gambar 4.7 Perbandingan Set point, Actual point, Volt Motor dari Iron Ore ……... 77
Gambar 4.8 Perbandingan LSF terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ……… 80
Gambar 4.9 Perbandingan SM terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ………. 82
Gambar 4.10 Perbandingan AM terhadap CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 ………….. 83
xiii
xiv
