MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK
PENGENDALIAN FLOWRATE BAHAN BAKAR DENGAN MENGGUNAKAN VARIABLE SPEED DRIVER (VSD)
DI PT. PERTAMINA UPMS IV INSTALASI PENGAPON SEMARANG
Yudha Prasetyo¹, Iwan Setiawan, ST, MT.²
¹Mahasiswa dan ²Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto S.H Tembalang, Semarang
Abstrak – Perkembangan teknologi pada saat ini sangat pesat. Penggunaan perangkat tambahan pada mesin-mesin listrik digunakan untuk membantu kinerja mesin tersebut supaya lebih optimal, Variable Speed Drive merupakan salah satunya. Variable Speed Drive merupakan sebuah alat yang bagiannya berupa Rectifier, DC-Link- dan Inverter. Penggunaan Variable Speed Drive sangat penting dalam Industri. Salah satu aplikasi dari VSD yaitu untuk mengatur kecepatan motor pompa. Dengan mengatur kecepatan putar motor pompa, maka laju aliran fluida ( flowrate) juga bisa diatur. Pengaturan flowrate ini sangat penting agar pada saat pengisian bahan bakar ke mobil tangki tidak terjadi eror yang disebabkan karena adanya flowrate yang terlalu besar atau terlalu kecil dari standar flowrate yang telah ditetapkan. Maka dari itu dengan adanya penambahan Variable Speed Drive sangat membantu untuk mengurangi kerugian yang disebabakn oleh ketidaktepatan volume minyak yang diisi pada mobil tangki.
Kata kunci : VSD, flowrate, motor pompa
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang begitu pesatnya menuntut untuk adanya sistem
kendali yang sangat baik untuk
meningkatkan efisiensi dalam suatu
pekerjaan. Sebagai contoh, pada sistem
pendistribusian bahan bakar di
PT.PERTAMINA UPMS IV instalasi
Pengapon Semarang, telah menerapkan sistem kendali untuk mengendalikan laju flowrate yang hendak didistribusikan kepada pelanggan.
Untuk menunjang sistem distribusi
BBM, dalam pengoprasiannya tugas
Pertamina tersebut tentunya membutuhkan sistem kendali yang baik. Untuk itu, maka dipergunakanlah Variable Speed Driver (VSD). VSD merupakan alat yang salah satu pengaplikasiannya dapat digunakan untuk mengatur kecepatan putar motor pompa. Pengaturan kecepatan putar motor pompa ini bertujuan untnuk mengendalikan flowrate bahan bakar yang akan digunakan untuk
mengisi bahan bakar ke dalam mobil tangki dalam rangka proses pendistribusian bahan
bakar kepada konsumen. Pengaturan
flowrate bahan bakar ini menjadi sangat penting mengingat jika flowrate yang masuk ke dalam tangki tidak sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh pihak terkait, maka akan mengakibatkan volume yang bahan bakar yang diisikan kedalam mobil
tangki menjadi tidak sesuai seperti
bagaimana mestinya. Volume dalam tangki bisa menjadi lebih banyak atau juga mengecil.
1.2 Tujuan
a. Untuk mengetahui sistem distribusi bahan bakar.
b. Untuk belajar dan memberi
pengetahuan bagaimana proses
pendistribusian bahan bakar di PT Pertamina.
c. Untuk mengetahui bagian-bagian dari perangkat pendistribusian bahan bakar .
1.3 Batasan Masalah
1. Hanya akan dibahas mengenai sistem pendistribusian bahan bakar, untuk
troubleshooting tidak dijelaskan dalam
laporan ini.
2. Hanya dijelaskan bagian hardware dari sistem pendistribusian bahan bakar.
II. Sistem Pendistribusian Bahan Bakar
Pertamina merupakan perusahaan Negara yang bergerak di bidang pertambangan
khususnya pertambangan minyak
bumi.Pertamina terdapat Unit Operasi
terbagi menjadi 8 unit pemasaran.Salah satu diantaranya adalah di Semarang. Pertamina Semarang hanya berfungsi sebagai tempat menerima , menimbun, dan menyalurkan BBM.
Gambar 2.1 Sistem Penerimaan, penimbunan dan penyaluran BBM
2.1 Proses Penerimaan
Pada proses ini penerimaan bahan bakar dilakukan langsung dari kapal. Ketika kapal telah mendekati daratan kapten kapal akan mengirim pesan ke Pertamina untuk menyiapkan proses penerimaan dengan menyiapkan tangki timbun yang kosong. Setelah dilakukan pengecekan terhadap visual check density dan warna serta kualitas dan kuantitas BBM yang terdapat pada kapal tanker maka selang dari pompa yang terdapat di kapal dihubungkan ke SBM (single bouy mooring) yaitu Suatu alat
connector yang digunakan untuk
pembongkaran BBM di tanker untuk
dipompakan ke tangki timbun darat
mengapung di tengah laut sekitar 6 km lepas pantai.
Gambar 2.2 SBM
selama proses penerimaan dilakukan
pengecekan secara visual diantaranya
density, flowrate dan volume tangki timbun. Hal-hal yang harus diperhatikan dan harus dipersiapkan pada prose penerimaan adalah:
Pesiapan Penerimaan
- Persiapan jalur penerimaan (MOV 047, Gate Valve)
- Persiapan tangki timbun (mengukur tangki timbun)
- Persiapan peralatan pengukuran
penerimaan (Densitometer, Roll tape dll)
Selama Penerimaan
- Permeriksaan visual BBM /
densitometer (labolatorium apabila di persyarakatkan)
- Monitor flowrate dan volume BBM di tangki tiimbun penerima
Setelah Penerimaan
- Dilakukan pengukuran tangki timbun (kualitas BBM yang diterima)
- Pemeriksaan visual BBM dan shorts
test laboratorium setiap tangki
penerimaan oleh petugas QQ inst. Pengapon.
2.2 Proses Penimbunan
Untuk menjaga stok bahan bakar minyak berupa premium, kerosin, solar, dan
pertamax. Pertamina mengadakan
permintaan pasar selama minimal 10 hari, bila stok kurang dari 10 hari maka hal itu merupakan lampu merah untuk bagian Penimbunan dan Penyaluran. Apabila hal ini terjadi maka bagian PP akan melakukan permintaan pengiriman pengirman BBM ke pertamina pusat. Kemudian dari pertamina pusat akan mengirim minyak yang berasal dari unit pengolahan cilacap melalui kapal tangker.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam proses penimbunan adalah.
Dilakukan rutin check pengukuran
tangki timbun
Pemeriksaan rutin visual BBM
Density dan Temperatur(laboratorium test apabila di persyaratkan)
Pemeriksaan Short Test di
Laboratorium Unit Produksi Pelumas
Cilacap setiap 3 bulan sekali
(Laboratorium yang sudah
terakreditasi oleh KAN.
Gambar 2.3 Tangki timbun
2.3 Sistem Penyaluran BBM
Dalam struktur organisasi di pertamina bagian Penerimaan dan penimbunan yang menentukan tanki timbun mana yang akan dijual untuk masing-masing jenis BBM. Setiap hari unit ini akan mengeluarkan laporan mengenai persediaan BBM yang ada di tanki timbun. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah
Persiapan penyaluran
Persiapan Jalur Pipa penyaluran
Persiapan tanki timbun yang disalurkan
Persiapan pompa yang digunakan
Persiapan Filling Shed yang digunakan
Filling shed adalah sebuah rumah yang digunakan untuk pengisian minyak kedalam mobil tanki. Didalam filling shed ini terdapat meter arus dan loading arm. Loading arm sendiri adalah suatu system pipa fleksibel yang menjadi lengan pengisi yang menghubungkan pipa penyaluran dengan mobil tanki menggunakan quick coupling.
Gambar 2.4 Filling shed
Pengambilan sample di pipa pompa untuk
pemeriksaan visual check density dan temperature sebelum disalurkan.
Selesai pemriksaan visual check, sample
tiap produk disimpan di laboratorum
Selama penyaluran
Setelah 30 menit dilakukan pemeriksaan
visual check setiap produk yang
disalurkan (siapkan Test Report untuk Indsustri)
Pemeriksaan visual BBM density dan
temperature setiap 2 jam sekali
Check flowrate di meter arus setiap saat
Check ketinggalan BBM terhadap ijik
bout Mobil Tanki
Check kandungan Air di dasar Mobil
Tanki dengan menggunakan Pasta Air
Lakukan penyegelan di Manhole, Quick
Coupling dan Box untuk jaminan mutu Di Pertamina juga terdapat beberapa pompa untuk proses penyaluran bahan bakar ke filling shed. Setiap jenis bahan bakar memiliki pompa sendiri dengan kapasitas yang berbeda dalam penyaluranya.
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memberi tekanan pada cairan agar dapat mencapai tempat tertentu dengan kecepatan aliran sesuai yang diharapkan. Salah satu pompa yang berada di PT. Pertamina UPMS IV Instalasi Pengapon adalah pompa produk, pompa ini digunakan unuk mengalirkan BBM dari tangki timbun menuju filling shed untuk kemudian disalurkan ke mobil tanki. Setiap produk memiliki pompa yang berbeda untuk menghindari tercampurnya BBM yang dipompa.. Produk yang ada PT Pertamina (persero) UPMS IV instalasi pangapon: a. Pertamax - 1 Unit kapasitas 500 GPM b. Pompa Pemium - 2 Unit kapasitas 420 GPM - 2 Unit kapasitas 500 GPM c. Pompa Kerosine - 1 Unit Kapasitas 420 GPM - 2 Unit Kapsaitas 500 GPM d. Pompa solar - 1 Unit Kapasitas 420 GPM - 3 Unit Kapasitas 500 GPM - 2 Unit Kapasitas 1500 GPM e. Pompa Feed Stock
- 2 Unit kapasitas 500 GPM f. Pompa Cadangan
- 2 Unit Kapasitas 420 GPM - 1 Unit Kapasitas 500 GPM
Gambar 2.5 Pompa Produk
Pompa-pompa ini setiap harinya tidak beroprasi semua hanya 3-4 pompa yang beroprasi sesuai kebutuhan BBM.
III. PENGENDALIAN FLOWRATE
DENGAN MENGGUNAKAN
VARIABLE SPEED DRIVER (VSD) 3.1 Komponen Penyusun
3.1.1 Variable Speed Driver (VSD)
VSD atau Variable Speed Drive adalah suatu alat kontrol yang digunakan untuk mengatur kecepatan putar dari sebuah motor AC agar dapat berputar dengan kecepatan yang diinginkan. VSD ini biasa banyak dijual bebas di pasaran dan digunakan sebagai alat kontrol motor AC 3 phasa dalam industri.
Rangkaian dalam VSD pada umumnya terdiri dari sebuah rectifier untuk mengubah masukkan dari tegangan AC menjadi
tegangan DC, sebuah inverter untuk
merubah kembali tegangan DC menjadi tegangan AC dengan frekuensi yang diinginkan, serta sebuah rangkaian driver untuk mengontrol inverter agar dapat bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan. Inverter dalam VSD berfungsi untuk mengontrol nilai frekuensi dari sinyal tegangan output AC yang keluar dari VSD. Sedangkan kecepatan putar dari motor AC bergantung pada nilai frekuensi sinyal tegangan AC yang masuk ke dalam motor. perkotaan, serta daerah pedesaan.
Gambar 3.1 VSD ABB tipe ACS550-01
3.1.2 Pompa
Pada PT PERTAMINA UPMS IV Semarang, jenis pompa yang digunakan adalah pompa dengan tipe sentrifugal.
Gambar 5.9 Pompa
3.1.3 MOXA NPORT 5600
platform tunggal untuk berkomunikasi dengan protokol serial yang berbeda yang sedang digunakan di seluruh jaringan yang ada. Alat ini memudahkan untuk membuat aplikasi untuk mengkonversi antara protokol serial yang berbeda. Misalnya untuk menghubungkan RS-232, RS-422/485 , atau RS-232/422 / 485 ke perangkat lain seperti PLC, meter, dan sensor-ke Ethernet
Gambar 3.2 MOXA NPORT 5600
3.1.4 Hub
Hub adalah istilah umum yang
digunakan untuk menerangkan sebuah
central connection point untuk komputer
pada network. Fungsi dasar yang dilakukan oleh hub adalah menerima sinyal dari satu
komputer dan mentransmisikannya ke
komputer yang lain
3.1.5 I-button
.I-Button adalah chip komputer tertutup
dalam stainless steel setebal 16mm . Sebuah iButton menggunakan stainless steel “can” sebagai interface komunikasi elektronik. Masing-masing dapat memiliki data kontak, yang disebut “lid”, dan salah satu kontak
ground, yang disebut “base”.
Untuk membaca I button cukup dengan menyentuhkan I- button ke I-reader. Dengan begitu I-button dapat terbaca. Setiap I-button
berisi tentang 16 digit angka yang berbeda-beda
(a) (b)
Gambar 3.3 (a) I-button (b)Probe I-reader
3.1.6 PLC
PLC (Programmable Logic Control) pada dasarnya adalah sebuah computer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variable secara kontinu seperti pada sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja
Pada Sistem ini PLC digunakan untuk mengatur VSD.
Gambar 3.4 PLC Scneider
3.1.7 Flowmeter
Flowmeter adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur flowrate cairan, suhu dan lain sebagainya, Namun pada sistem ini alat ini digunakan untuk mengukur flowrate bahan bakar yang dikontrol. Pada PT PERTAMINA UPMS IV
Instalasi Pengapon flow meter yang dipakai merupakan produk buatan AH dan SATAM
Gambar 3.5 Flowmeter AH
3.1.8 HMI
Human Machine Interface (HMI) atau
sering juga disebut dengan Man Machine
Interface (MMI) adalah software yang
digunakan untuk memonitor dan mengontrol mesin atau proses di suatu pabrik. Dalam dunia otomasi industri, HMI diinstall pada
komputer desktop, sebelum
menggunakannya harus membuat aplikasi (project) terlebih dahulu sesuai dengan fungsi yang diinginkan
Gambar 3.6 HMI kinerja VSD Premium 3.2 Skema Sistem
Tangki Timbun 1 Tangki Timbun 2 Tangki Timbun 3
P-4 P-5
Pump 1 Pump 2 Pump 3
Hub Hub Server Media Coverter MOXA VSD Client VSD Hub Kirim D ata CONTROL ROOM RUANG GENSET Fiber Optik
Gambar 3.7 Skema Sistem Pengontrolan Flow rate dengan VSD
Cara kerja sistem ini adalah pertama operator yang berada pada control room member masukan setpoint berupa nilai
flowrate yang diinginkan. Untuk memulai
proses pengisian bahan bakar ke dalam mobil tangki digunakanlah I-button sebagai
trigger untuk mengaktifkan proses pengisian
bahan bakar ke dalam tangki. Ketika
button di tempelkan pada probe reader, I-reader akan mendeteksi adanya I-button
yang ditempelkan. Kemudian I-button akan mengirim data.
Data tersebut akan dikirim ke bagian
control room melalui jaringan fiber optic.
Sebelum itu data melewati media converter agar data yang dikirm tadi bisa disalurkan lewat fiber optic. Disini fiber optic merupakan backbone dalan sistem ini. Selain itu data juga dikirim ruang genset
melalui komunikasi wireless. Di PT
PERTAMINA UPMS IV ini komunikasi
wireless yang dipakai adalah dengan merk ALCON buatan Taiwan.
Setelah data diterima receiver yang berada pada ruang genset, maka data tersebut akan langsung di olah oleh PLC yang ada pada ruang genset. Kemudian PLC itulah yang mengendalikan VSD. Oleh VSD informasi yang diberikan oleh PLC tadi digunakan untuk mengatur kecepatan aliran pompa untuk mengalirkan bahan bakar. Dengan begitu flow rate yang dihasilkan berubah- ubah bergantung dari sinyal keluaran dari VSD
3.3 Data Flow Sistem
1 GROSS TOTAL 2.PRESET 3.FLOWRATE 4.TOTALIZER
1.16 DIGIT CODE BUTTON
MOXA FLOWMETER SOLAR
MONICA SERVER 1.FLOWRATE 2.STATUS BUTTON
HMI VSD 1.AMBIL FLOWRATE RERATA PRODUK 2.COMPARASI RERATA DG SETPOINT 3.MEMERINTAH PLC MELAKUKAN REAKSI SESUAI
HASIL COMPARASI
PLC 1.MENGIRIM SIGNAL START VSD
2.MENERIMA STATUS VSD 3.MENYESUAIKAN KEC POMPA SESUAI SETPOINT Motor Pompa
Ketika button reader membaca adanya
I-button yang terdeteksi oleh prob I-I-button,
maka informasi tersebut akan dikirim ke
“monica server”. Setelah data sampai pada server maka pengisain BBM segera dimulai.
Pada proses pengisian pun akan dimulai,
flowmeter akan mengirim informasi tentang flowrate yg keluar dari selang ke server.
Kemudian oleh server informasi tersebut di teruskan ke server HMI VSD. Pada server tersebut, hasil pengukuran flowrate yang dilakukan oleh flowmeter akan dibandingkan dengan setpoint yang telah diatur. Kemudian
server akan memberi perintah kepada PLC
sesuai dengan hasil komparasi. Kemudian
PLC akan meneruskan informasi ke VSD
untuk mengatur kecepatan motor pompa agar flowrate yang dihasilkan sesuai dengan
setpoint yang diinginkan.
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan
1. Pada dasarnya sistem pengaturan flowrate ini digunakan agar volume bahan bakar yang diisikan pada mobil tangki sesuai. 2. Pada sistem ini, setiap jenis bahan bakar
menggunakan set point flowrate yang berbeda beda ,
3. Penentuan nilai setpoint dari masing-masing jenis bahan bakar dilakukan oleh Badan Metrologi dengan menggunakan metode trial-error
4. Pengaturan- pengaturan berbagai nilai set point dapat dilakukan dari control room, tanpa harus menuju ke lapangan.
4.2 Saran
1. Maintenance dari sistem ini harus dilakukan secara berkala mengingat sistem ini merupakan sistem yang sangat vital pada PT PERTAMINA UPMS IV Instalasi Pengapon agar sering tidak terjadi trouble yang tentunya sangat menghambat pendistribusian bahan bakar ke masyarakat umum.
2. Dalam pengendalian flowrate dapat menggunakan metode control yang lain agar lebih stabil.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ACS 550-01 User Manual book [2] http://wiratama-ma.com/content/view/64/1/ [3] http://www.maxim-ic.com/products/ibutton/ibuttons/ [4] www.google.com BIODATA PENULIS Yudha Prasetyo (L2F607057) dilahirkan di Palembang 05 Oktober 1989, menempuh seluruh pendidikan dari SD sampai SMA di
Semarang dan saat ini sedang melanjutkan studi S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang konsentrasi Kontrol.
Semarang, Maret 2011 Mengetahui dan Mengesahkan,
Dosen Pembimbing
Iwan Setiawan, ST,MT NIP. 197308262000121001
