PEMERINTAH KABUPATEN CILACAP DINAS PENDIDIKAN, PEMUDA DAN OLAH RAGA

(1)

MODUL PEMBELAJARAN

PANEL KENDALI

PROGRAM STUDI KEAHLIAN :

TPTL

KOMPETENSI KEAHLIAN

:

TITL

MATA PELAJARAN

:

MSPE

KLAS

:

XII (Duabelas)

Penyusun :

SISWANTA, S.Pd

NIP. 19700720 200801 1 007

PEMERINTAH KABUPATEN CILACAP

DINAS PENDIDIKAN, PEMUDA DAN OLAH RAGA

SMK NEGERI NUSAWUNGU

Jl. Perintis – Klumprit - Nusawungu Telp / Fax (0282) 5500450 email : smkn_nswg@yahoo.co.id

CILACAP

(2)

KATA PENGANTAR

Modul pembelajaran dengan judul

PERAKITAN PANEL KENDALI

ini

merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai panduan siswa Sekolah

Menengah Kejuruan (SMK) Negeri Nusawungu Cilacap untuk membentuk

salah satu bagian dari kompetensi pada mata pelajaran Mengoperasikan

Sistem Pengendali Elektromagnetik (MSPE) semester 5.

Modul ini menguraikan tentang peralatan- peralatan panel kendali,

diagram-diagram rangkaian kendali dan cara pemasangan panel kendali.

Modul ini memuat lembar informasi maupun lembar kerja sehingga

diharapkan dapat membantu siswa dalam mempelajari panel kendali listrik

baik teori maupun praktek sehingga tercapai standar kompetensi sesuai yang

diharapkan.

Nusawungu, 1 Juli 2012

(3)

PRASYARAT

Untuk

melaksanakan

modul

PERAKITAN

PANEL

KENDALI

memerlukan kemampuan awal yang harus dimiliki siswa, yaitu :



Siswa telah memahami konsep pengendali kelistrikan.



Siswa telah memahami komponen-komponen pengendali, seperti

kontaktor magnet, tombol tekan dll.



Siswa telah memahami gambar skema diagram pengendali.



Siswa dapat menggunakan alat-alat tangan.

(4)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...

i

KATA PENGANTAR ...

ii

PRASYARAT ...

iii

DAFTAR ISI ...

iv

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ...

v

TUJUAN ...

v

KEGIATAN BELAJAR 1

...

1 Lembar Informasi ...

1 Lembar Kerja ...

7 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ...

7 Langkah Kerja ...

7 Lembar Latihan ...

8 KEGIATAN BELAJAR 2

...

9 Lembar Informasi ...

9 Lembar Kerja ...

13 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ...

14 Langkah Kerja ...

14 Lembar Latihan ...

14 KEGIATAN BELAJAR 3

...

15 Lembar Informasi ...

15 PERAKITAN PANEL KENDALI

Panel Pengoperasian Motor dengan Kontaktor ...

18 Panel Pengoperasian Motor dari 2 tempat ...

22 Panel Pengoperasian Motor 2 arah putar ...

25 Panel Pengoperasian Motor berurutan ...

28 Panel Pengoperasian Motor starting bintang segitiga ...

30

(5)

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mempelajari modul :

1. Persiapkan alat dan bahan yang digunakan pada setiap kegiatan

belajar.

2. Pelajari dengan baik lembar informasi sehingga konsep dan

persamaan-persamaan dapat dipahami dengan baik.

3. Dalam mempersiapkan alat untuk praktek hitunglah dulu besaran-besar

dalam rangkaian, kemudian tentukan batas alat yang digunakan.

4. Rakitlah setiap komponen sesuai dengan gambar rangkaian yang

diberikan pada setiap kegiatan belajar.

5. Ceklah kembali rangkaian yang sudah dibuat.

6. Konsultasikan rangkaian kepada instruktur sebelum dihubungkan ke

sumber tegangan.

7. Hati-hatilah selama melaksanakan praktik.

8. Kembalikan semua peralatan praktik yang digunakan.

TUJUAN

(6)

KEGIATAN BELAJAR 1

PERALATAN PANEL KENDALI

Lembar Informasi

Peralatan yang digunakan pada pemasangan panel kendali selain alat-alat pengendali secara umum adalah sebagai berikut:

1. Box Panel

Box Panel merupakan tempat alat-alat kendali dirangkai. Terdiri dari alat yang dipasang tetap (dalam box pada pelat pemasangan) dan alat yang dipasang bergerak (pada pintu panel).

Gambar 1. Box Panel

Keterangan gambar :

1. Rangka 2. Pintu Panel

3. Braket sambungan Tanah / Ground 4. Braket Pemasangan

4. Braket Instalasi 6. Jepitan selang 7. Selang pelindung 8. Kunci

(7)

2. Saluran Pengawatan (Kanal E) / Cable Duct

Pada pengawatan tipe ini, kawat-kawat penghubung dari terminal strip ke peralatan atau dari satu alat ke alat lainnya dipasang dalam saluran plastik yang menempel pada panel pemasangan.

Saluran pengawatan untuk sistem listrik ( saluran segi empat dengan tutup sistem pegas) terbuat dari plastik abu-abu.

Gambar 2. Saluran Pengawatan

Untuk pemasangan dan penahanan kawat penghantar pada tempatnya, alasnya berlubang-lubang.

Gambar 3. Ukuran saluran pengawatan

Saluran pengawatan dengan lebar antara 25 mm sampai 62,5 mm

Saluran pengawatan harus dipasang pada permukaan yang kuat (pelat pemasangan ) dan tidak cocok untuk instalasi yang menopang sendiri.

Untuk pemasangan saluran pengawatan digunakan elemen-elemen pemasangan utama yang terbuat dari bahan isolasi, misalnya paku keling plastik yang mekar sendiri atau sekerup plastik.

Bila menggunakan elemen pemasangan dari logam, misalnya sekerup, keling dari pipa dsb, harus diberi penutup yang menjamin agar tidak akan merusakkan isolasi kawat penghantar.

(8)

Gambar 5. Pemasangan dengan sekerup dan ring plastik

Bila memasang saluran pengawatan, harus diingat agar terdapat celah yang cukup ( +/- 40 mm) antara saluran dan terminal strip atau antara saluran dan peralatan untuk memungkinkan adanya gerakan dalam penyambungan kawat-kawat.

Pada sambungan, gigi-gigi pada dinding samping dipatahkan untuk menyesuaikan dengan lebar saluran yang tersambung.

Apabila diperlukan untuk melewatkan satu ikat kawat penghantar melalui dinding samping, dibuat lubang secukupnya dengan mematahkan dinding samping.

Gambar 6. Tata letak Saluran Pengawatan pada Pelat pemasangan

Kawat-kawat penghantar diletakkan dalam saluran selonggar mungkin dan dengan celah yang luas. Diusahakan supaya masing masing saluran dilalui kawat yang seragam.

Sebagai pembantu digunakan penahan kawat dalam saluran pengawatan untuk menahan kawat-kawat yang terpasang

Gambar 7. Penahan Kawat

3. Pengikat Kabel / Cable Ties / Tiret kabel

Pengikat kabel digunakan pada pengawatan ikatan bulat. Kawat-kawat digabungkan menjadi berkas yang bulat. Ikatan bulat diikat dengan pengikat kabel dari plastik dan tidak boleh menyentuh pelat pemasangan.

(9)

Gambar 8. Pengikat kabel

Pada pengawatan ikatan bulat, saluran pengawatan tidak diperlukan. Ikatan hantaran dipasang diantara alat-alat. Kawat dimasukkan dalam terminal dengan lintasan melengkung. Keuntungannya bila suatu ketika perlu pemindahan klem atau terjadi kawat putus, masih mempunyai kelebihan panjang.

4. Terminal Strip/ Terminal Block

Untuk menghubungkan (tempat sambungan ) kabel dari dalam Panel ke pintu panel maupun dari dalam panel kel luar panel, digunakan terminal sambungan. Salah satunya adalah terminal. Misalnya terminal Strip. Terminal dipasang pada dudukan (misalnya rel topi) dengan ukuran menyesuaikan.

Gambar 9. Terminal

5. Rel Topi

Rel topi digunakan sebagai dudukan alat-alat pengendali seperti MCB, Magnetik Kontaktor dll. Rel topi dipasang pada pelat pemasangan.

Gambar 10. Rel Topi

6. Selang Pelindung / Selang Flexibel / Spiral Conduit

(10)

Gambar 11. Selang pelindung

7. Macam-macam baut-mur / sekrup

Digunakan untuk memasang peralatan panel kendali. Terdiri dari berbagai bentuk dan ukuran disesuaikan dengan penggunaannya.

8. Macam-macam Kabel.

A. Kabel NYA

Kabel NYA adalah kabel standar berpenghantar tembaga berisolasi PVC dan berinti tunggal. Sampai diameter 10 mm2, penghantarnya terdiri dari kawat pejal, di atas diameter tersebut, terdiri dari sejumlah kawat yang dipilin menjadi satu.

Pada panel kabel NYA digunakan pada pemasangan tetap (tidak bergerak) dalam panel, karena sifatnya yang kaku / tidak flexibel. Pemasangan kabel ini jika dalam panel tidak menggunakan saluran pengawatan.

Gambar 12. Kabel NYA

B. Kabel NYAF

Kabel NYAF adalah kabel standar berpenghantar tembaga berisolasi PVC dan berinti serabut.

Pada panel kabel NYAF digunakan pada pemasangan bergerak, misalnya dari dalam box panel ke pintu panel, karena sifatnya yang flexibel/ lentur. Digunakan juga pada pemasangan tetap apabila menggunakan saluran pengawatan.

Panel

Pintu

min

15 cm

Terminal Strip

Pipa

Flexibel

Klem selang

Isolasi

(11)

Gambar 13. Kabel NYAF

C. Kabel NYM / NYMF

Kabel NYM merupakan kabel berpenghantar tembaga polos berisolasi PVC dan berselubung. Sampai diameter 10 mm2, terdiri dari kawat tunggal. Untuk 16 mm2 ke atas terdiri dari sejumlah kawat yang dipilin menjadi satu.

Jumlah uratnya antara 1 sampai 5. Uratnya dibelit jadi satu dan diberi selubung luar karet atau plastik lunak supaya bentuknya menjadi bulat.

Gambar 14. Kabel NYM

Penggunaan kode warna kabel

Untuk penggunaan warna kabel, kode warna untuk kawat tunggal dan kabel berisolasi disarankan sebagai berikut :

No

Penghantar

Kode warna

1 Rangkaian utama 3 fasa

3 Rangkaian Kendali arus bolak-balik Merah

4 Rangkaian kendali arus searah Biru

Ada juga pendapat yang menyarankan agar kabel rangkaian kendali

menggunakan warna yang berbeda dengan kabel rangkaian utama,

dengan maksud untuk memudahkan pencarian kesalahan apabila

rangkaian kendali tidak bekerja dengan baik.

(12)

9. Sepatu Kabel (Skun kabel)

Digunakan sebagai alat bantu pada penyambungan kabel dengan alat-alat kendali lainnya yang menggunakan sekrup/ baut misal kontaktor, overload dan sebagainya. Sepatu kabel digunakan sebagai pengganti mata itik (bulatan pada ujung kabel).

Gambar 15. Kabel Skun

Lembar Kerja

Alat dan bahan :

1. Box Panel ...

1 buah

2. Saluran Pengawatan ...

2 meter

3. Rel topi ...

0,5 meter

4. Terminal Blok ...

2 buah

5. Bor Listrik ...

1 buah

6. Penitik ...

1 buah

7. Obeng + ...

1 buah

8. Gergaji ...

1 buah

9. Kikir bulat ...

1 buah

10. Sekrup / baut ...

secukupnya

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1. Gunakan alat sesuai dengan fungsinya

2. Gunakan kelengkapan pakaian kerja

3. Hat-hati dalam melakukan pengeboran plat pemasangan

4. Perhatikan ukuran-ukuran pemasangan peralatan sesuai perencanaan.

5. Tanyakan kepada instruktur jika mengalami kesulitan

Praktek Pengesetan Box Panel

Langkah Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan pada praktek ini

2. Ukurlah kebutuhan saluran pengawatan sesuai gambar.

3. Potonglah saluran pengawatan sesuai ukuran

(13)

6. Tentukan tata letak saluran pengawatan, rel topi dan terminal blok pada

pelat pemasangan.

7. Buatlah titik-titik pengeboran untuk tempat baut pemasangan

menggunakan penitik.

8. Bor titik-titik yang telah ditandai tadi.

9. Haluskan hasil pengeboran menggunakan kikir bulat.

10. Pasanglah saluran pengawatan, rel topi, terminal sesuai tata letak

dengan menggunakan baut.

11. Tentukan tata letak tombol tekan pada pintu panel.

12. Buatlah titik-titik pengeboran untuk tempat pemasangan tombol tekan.

13. Haluskan hasil pengeboran menggunakan kikir bulat.

Pintu

Plat pemasangan

Gambar 16. Tata Letak Peralatan box panel

Lembar latihan

1. Sebutkan bagian-bagian dari box panel kendali dan jelaskan

masing-masing bagian secara singkat dan jelas.

2. Jelaskan fungsi dari saluran pengawatan !

3. Jelaskan fungsi dari cable ties pada pemasangan panel kendali !

(14)

KEGIATAN BELAJAR 2

ALAT-ALAT PENGENDALI

Lembar Informasi

Alat-alat pengendali yaitu peralatan yang digunakan untuk mengendalikan suatu mesin produksi. Peralatan ini biasanya digolongkan menjadi elemen awal dan elemen akhir.

1. KONTAKTOR

Kontaktor termasuk elemen awal dalam sistem pengendali. Penandaan Alat Operasi = K

Simbol :

Gambar 17. Simbol kontaktor

Jenis Kontak Pada Kontaktor:

 Kontak NO : Normally Open Dalam Keadaan normal terbuka

 Kontak NC : Normally Closed Dalam Keadaan normal tertutup

 Kontak Utama

Digunakan pada rangkaian utama

 Kontak Bantu/ Tambahan

Digunakan pada rangkaian pengendali

Cara Kerja Kontaktor

Jika Coil (A1, A2) diberi sumber tegangan, koil akan menjadi magnet dan menarik kontak-kontak kontaktor, Kontak NO-nya menutup, kontak NC-nya membuka.

A1

(15)

2. TOMBOL TEKAN / PUSH BUTTON

Tombol tekan merupakan saklar dengan gaya balik. Mempunyai gerakan linier atau berputar.

Penandaan Alat Operasi = S Simbol – Susunan Kontak

Tombol tekan manual untuk mematikan (OFF) Biasanya dipakai warna merah

Tombol tekan manual untuk menyalakan (ON) Biasanya dipakai warna hijau

Tombol tekan manual ON -OFF

Gambar 18. Simbol tombol tekan

3. Tombol Tekan OFF Darurat /Emergency

Jika terjadi bahaya, maka seluruh jaringan harus dimatikan dengan cara mengoperasikan tombol tekan OFF darurat

Penandaan Alat Operasi : S

Simbol:

Warna Merah - tombol tekan kepala jamur besar

Gambar 19. Simbol saklar darurat

4. Saklar Pembatas

Kontak Normal terbuka (NO)

Dioperasikan dengan sensor mekanik (cakram, rol)

Kontak Normal tertutup (NC) Dioperasikan dengan tekanan

Kontak Normal terbuka (NO) Dioperasikan dengan tegangan

Kontak pemindah (changeover) Dioperasikan dengan putaran

(16)

5. SAKLAR

Saklar tidak mempunyai gaya balik dan harus dikembalik ke posisi awal secara manual.

Saklar satu arah kutub tunggal

Saklar pemindah dengan posisi nol

Saklar dua arah kutub tunggal Saklar pemindah tanpa posisi nol

Saklar tingkat atau saklar pemilih / selector switch

Gambar 20. Simbol saklar

6 RELAI WAKTU / TIMING RELAY

Relai waktu mempunyai skala dan dapat disetel untuk berbagai waktu pengoperasian. Waktu operasi dapat dikontrol secara mekanik atau elektronik

Penandaan Alat Operasi : K Simbol :

Masuk tunda

Putus tunda

Kontaktor tambahan dengan waktu tunda

Gambar 21. Simbol Relay Waktu

K

t

K t

Kontak NO, penutupan tertunda

Kontak NC, pembukaan tertunda

Kontak NO, pembukaan tertunda

(17)

7 KEMUDI BEBAN LEBIH TERMAL

Thermal overload trip (TOT), Thermal overload relay (TOR), Overload (OL)

Karena sekering tidak memberikan pelindung motor yang dapat diandalkan, maka digunakan saklar pelindung motor dari kemudi beban lebih termal dengan lempeng bimetal. Bimetal ini dipanaskan oleh arus motor.

Jika motor memakai terlalu banyak arus, bimetal akan bengkok dan rangkaian kontrol akan diputus melalui sambungan mekanik.

Penandaan Alat Operasi : F

Simbol :

Gambar 22. Simbol Overload

8. PELINDUNG MOTOR PENUH

Pada perkakas mesin, dengan menggunakan motor, pelindung motor kemudi arus termal kadang tidak digunakan.

Dalam pelindung motor penuh, temperatur lilitan diukur dengan elemen semikonduktor, dan dimasukkan ke relai kemudi (tripping) yang akan mematikan kontaktor motor saat temperatur tertentu telah dicapai.

Sensor temperatur (Resistor PTC/NTC) dipasang oleh pabrik didalam lilitan motor pada sisi dimana udara dikeluarkan. Sensor temperatur mempunyai tahanan hampir konstan yang akan berubah dengan cepat saat temperatur operasi mencapai kisaran antara - 20o C dan temperatur yang telah ditentukan.

Kenaikan tahanan diukur oleh alat kemudi elektronik yang akan mengatur kontaktor utama pada motor.

Penandaan alat operasi: F

Simbol

Gambar 23. Simbol pelindung motor penuh

(18)

9. MCB 1 Fasa dan 3 Fasa

 MCB kependekan dari Miniatur Circuit Breaker yaitu sebuah alat yang berfungsi sebagai pembatas arus rangkaian.

 Bekerja atas prinsip elektromagnetik (lilitan elektromagnetik) dan termolistrik (bimetal).

 Akan memutuskan arus rangkaian apabila terjadi beban lebih (overload) pada rangkaian, Putus setelah bimetal panas. (ada selang waktu)  Bimetal yang bekerja.

 Akan memutuskan arus rangkaian apabila terjadi hubung singkat (Konslet) pada rangkaian. Putus seketika  lilitan elektromagnetik yang bekerja.

 Setelah alat trip /putus dapat dikembalikan ke posisi awal (ON)

Penandaan alat Operasi :

F

Simbol :

Gambar 24. MCB

Lembar Kerja

Alat dan bahan :

1. Kontaktor Magnet SN-21 / SK 12 ...

1 buah

2. Push Button On /OFF ...

1 buah

3. MCB 1 Fasa ...

1 buah

4. MCB 3 Fasa ...

1 buah

5. Over load ...

1 buah

6. Relay waktu / timer ...

1 buah

7. Macam-macam saklar ...

1 buah

8. Peralatan Gambar ...

1 buah

MCB 1 Fasa

MCB 3 Fasa

(19)

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1. Gunakan alat sesuai dengan fungsinya

2. Gunakan kelengkapan pakaian kerja

3. Jangan membongkar alat-alat pengendali

4. Tanyakan kepada instruktur jika mengalami kesulitan

Praktek Identifikasi Alat-alat Pengendali

Langkah Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan pada praktek ini

2. Ambillah sebuah kontaktor tipe SN -21 dan tipe SK 12

3. Amati bentuk fisik mengenai cara pemasangan pada rel topi, jumlah

dan macam nomor kontaknya, letak nomor kontaknya.

4. Gambarkan secara fisik dari pandangan atas dan samping lengkap

dengan letak kontak dan nomor kontaknya.

5. Ambillah sebuah overload

6. Amati bentuk fisik mengenai cara pemasangan pada kontaktor, jumlah

dan macam nomor kontaknya, letak nomor kontaknya.

7. Gambarkan secara fisik dari pandangan atas dan samping lengkap

dengan letak kontak dan nomor kontaknya.

8. Ulangi langkah-langkah di atas dengan alat-alat yang lain yaitu : tombol

tekan, MCB, timer, saklar dll.

9. Kembalikan alat dan bahan

Lembar Latihan :

1. Sebutkan alat-alat pengendali, dan jelaskan masing-masing fungsinya !

2. Gambarkan simbol kontaktor secara lengkap dan jelaskan macam-macam

jenis kontaknya !

(20)

KEGIATAN BELAJAR 3

DIAGRAM SKEMA

Lembar informasi

Diagram skema digunakan untuk menggambarkan peralatan listrik dengan bantuan simbol. Peralatan operasi dapat ditunjukkan dengan bentuk yang disederhanakan. Diagram skema selalu menunjukkan alat tanpa diberi energi, dalam kondisi tidak aktif secara mekanik.

Ada beberapa cara penggambaran diagram skema dengan mengacu standar gambar yang digunakan misalnya : NEC, JIS, DIN dll. Dalam materi ini akan digunakan gambar skema dengan acuan standar DIN (Jerman).

Jenis-jenis Diagram Skema : 1. Diagram Kawat

Diagram kawat merupakan diagram yang paling sering digunakan untuk menggambarkan rangkaian dalam teknik listrik.

Ada 2 macam diagram kawat yaitu : a. Diagram Kawat rangkaian utama b. Diagram kawat rangkaian kendali

Gambar Diagram Kawat Rangkaian Utama

(21)

Gambar Diagram Kawat Rangkaian Kendali

2. Diagram Jalur Tunggal

Merupakan penggambaran rangkaian satu fasa yang disederhanakan. 3. Diagram Rangkaian Lengkap

Merupakan penggambaran rangkaian dengan semua detailnya. Karena kedua rangkaian utama dan rangkaian kontrol digambar dalam satu diagram, maka diagram ini akan lebih rumit dan menyebabkan kesulitan dalam mencari kesalahan.

4. Diagram tata Letak

Merupakan dokumen untuk pengawatan komponen. Semua peralatan ditunjukkan dalam posisi yang benar. Contoh : Diagram tata letak jika rangkaian kendali dirangkai dalam panel pengendali.

X2.5

1. Plat pemasangan 2. Rel topi

3. MCB 1 Fasa 4. MCB 3 Fasa 5. Kontaktor 6. Overload

(22)

5. Diagram Alat

Memberi Informasi tentang alat pembagi listrik (kontaktor, pengontrol dan saklar utama, dsb), tetapi pada konstruksinya. Posisi sakelar dan kontak harus mempunyai penandaan yang sama pada diagram kawat. Diagram alat bisa digambar di bawah alat yang diinformasikan.

6. Diagram Terminal