4. BAB II - Teknik Elektro

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Zelio Logic Smart Relay
Smart relay adalah suatu alat yang dapat diprogram oleh suatu
bahasa tertentu yang biasa digunakan pada proses automation.
Terdapat 2 tipe smart relay yaitu tipe compact dan tipe modular.
Perbedaannya adalah pada tipe modular dapat ditambahkan extension
module sehingga dapat ditambahkan input dan output. [1]
Pemrograman yang digunakan pada smart relay telemecanique adalah
dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Dengan cara menggunakan tombol-tombol yang terdapat pada
smart relay sehingga dapat mengubah program secara langsung
dari smart relay tersebut.
2. Menggunakan komputer yang menggunakan software ”Zelio Soft ”.
Cara kerja smart relay pertama adalah:
1. Memeriksa kondisi input, Smart relay akan memeriksa setiap input
yang ada. Kemudian semuanya akan diinputkan ke dalam memori.
2. Mengeksekusi porogram pada suatu instruksi, sehingga kerja
smart relay adalah berdasarkan program. Setiap kondisi ditentukan
oleh programnya.
3. Mengatur status pada perangkat keluaran.
6
Keuntungan menggunakan Smart Relay adalah:
1. Pemrograman yang sederhana. Dengan adanya layar LCD (Liquid
Crystal
Display)
memungkinkan
dilakukannya
pemrograman
melalui front panel atau menggunakan Zelio Soft 2 Software.
2. Instalasi yang mudah.
3. Harga lebih murah dibandingkan dengan menggunakan PLC.
4. Fleksibel dan dapat ditambahkan modul tambahan bila diperlukan,
dual programming language
dan multiple power capabilities
(12VDC, 24VDC, 24VAC dan 120 VAC).
5. Open connectivity sistem Zelio dapat dimonitor secara jarak jauh
dengan cara menambahkan extension modul berupa modem. Juga
tersedia modul modbus sehingga Zelio dapat menjadi slave OLC
(Optical Link Commissioning)dalam suatu jaringan PLC (Program
Logic Control).
2.2 Smart Relay Telemecanique SR3 B261 BD
Sfesifikasi smart relay SR3 B261 BD yang digunanakan dalam
proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
 Smart relay SR3 B261 BD adalah merk Telemecanique yang dibuat
oleh pabrikan Schneider.
 Smart relay ini merupakan Smart relay modular yang dapat
diexpand.
7
 Software yang digunakan untuk Smart relay ini adalah Zelio Soft 2.
Yang menggunakan bahasa ladder diagram atau bisa juga
menggunakan function block diagram.
 Memiliki layar yang dapat digunakan untuk melihat maupun
mengganti program yang telah diinput ke dalam Smart relay ini.
 Smart relay ini juga memiliki data backup yang dilakukan oleh
EEPROM Flash memory.
 Komunikasi yang digunakan adalah jaringan Modbus.
 Smart relay ini memiliki range power supply yang 24 VDC. Batasan
tegangan supplynya adalah 19,2-30 VDC.
POWER
SUPPLAY
INPUT DIGITAL
INPUT
ANALOG
SLOT CENECTOR
TO PC
TOMBOL
FUNCTION
OUTPUT
Gambar 2.1 Gambar Smart Relay Telemecanique SR3 B261 BD
8
Dari gambar di atas dapat kita lihat
1. Layar yang dapat digunakan untuk melakukan pemrograman
secara langsung dari smart relay tanpa harus menggunakan
perangkat komputer.
2. Tombol-tombol yang telah disediakan kita dapat memrogram
dengan lebih mudah.
3. Supply 24 volt dengan I/O berjumlah 10 diskrit input dan 6
discrit/analog input dan output 10 kontak relay.
Untuk komunikasi dengan Smart Relay Zelio Logic menggunakan
software Zelio Soft 2, PLC harus terhubung dengan komputer
menggunakan kabel SR2CBL01 untuk menghubungkan modul ke PC
melalui serial port atau SR2USB01 untuk menghubungkan modul ke PC
melalui USB port.
Gambar 2.2 Kabel SR2CBL01 [1]
9
Gambar 2.3 Kabel SR2USB01[1]
2.3 Input Zelio Soft Smart Relay
Didalam pengerjaan proyek akhir ini menggunakan beberapa jenis
sensor baik sensor otomatis dan sensor manual
sebagai Input ke
Smart Relay, yaitu:
2.3.1 Sensor Fiber Optic
Fiber Optic adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang
terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari
sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal
cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang
digunakan biasanya adalah dari sinar laser atau LED.
Pada
prinsipnya fiber
optik
memantulkan
dan
membiaskan
sejumlah cahaya yang merambat di dalamnya. Sebuah kabel fiber
optics terbuat dari serat kaca murni, sehingga meski panjangnya
berkilo-kilo meter, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke
ujung lainnya.Sehingga kecepatan transmisi dengan mengunakan
10
sensor fiber optic sangat cocok untuk mendeteksi objek yang bergerak
cepat dan akurat
Cara Kerja FO (Fiber Optik ). [2]
 Optical Transmitter (Pemancar)
Optical transmitter merupakan sebuah komponen yang bertugas
untuk
mengirimkan
sinyal-sinyal
cahaya
ke
dalam
media
pembawanya. Di dalam komponen ini terjadi proses mengubah
sinyal-sinyal elektronik analog maupun digital menjadi sebuah
bentuk sinyal-sinyal cahaya. Sinyal inilah yang kemudian bertugas
sebagai
sinyal
korespondensi
yang
akan
di
gunakan
utk
mendeteksi sebuah objek.
 Kabel Fiber Optik
Komponen inilah yang merupakan pemeran utama dalam sistem
ini. Kabel fiber optik biasanya terdiri dari satu atau lebih fiber optik
yang akan bertugas untuk memandu cahaya-cahaya tadi dari lokasi
asalnya hingga sampai ke tujuan.

Optical Receiver (Penerima)
Optical receiver memiliki tugas untuk menangkap semua cahaya
yang dikirimkan oleh optical transmitter. Setelah cahaya ditangkap
dari media fiber optic, maka sinyal ini akan didecode menjadi
sinyal-sinyal digital yang akan menjadi output dari sensor fiber optic
tersebut.
11
Gambar 2.4 Sensor Fiber Optic [2]
2.3.2 Sensor Magnet
Pengertian
Sensor
Magnet
adalah
alat
yang
akan
terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan
kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi
(on/off)
yang
digerakkan
oleh
adanya
medan
magnet
disekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk
kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap
maupun uap.
Cara Kerja Magnet Sensor ini akan bekerja ketika jenis
konduktor berada/mempengaruhi keberadaan medan magnet
sehingga magent dapat tertarik atau tertolak sesuai pengaruh
yang diberikan. [3]
12
Gambar 2.5 Sensor Magnet [3]
2.3.3 Sensor Limit Swicth
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan
katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit
switch
sama
seperti
saklar
Push
ON
yaitu
hanya
akan
menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan
tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup
tidak ditekan.[4] Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor
posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Limit switch memiliki 2
kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close)
dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.
Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di
bawah.
13
Gambar 2.6 Limit Swicth [4]
2.3.4 Selector Swicth dan Phus Botton
Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk
memutuskan dan menghubungkan aliran listrik. Jadi saklar pada
dasarnya
adalah
suatu
alat
yang
dapat
atau
berfungsi
menghubungkan atau pemutus aliran listrik (arus listrik) baik itu
pada jaringan arus listrik kuat maupun pada jaringan arus listrik
lemah. Sakar manual yang digunakan dalam proyek ini adalah
seagai berikut:

Selector Switch
Saklar pemilih ini menyediakan beberapa posisi kondisi on dan
kondisi off, ada dua, tiga, empat bahkan lebih pilihan posisi,
dengan berbagai tipe geser maupun putar. Selector yang
digunakan adalah selector 1 kutup NO dima fungsinya untuk
menghubungkan source ke modul atau ke instalasi.
14
 Saklar Push Botton
Saklar push button adalah tipe saklar yang menghubungkan aliran
listrik sesaat saja saat ditekan dan setelah dilepas maka kembali
lagi pada posisi off. Saklar tipe ini banyak digunakan pada
rangkaian elektronika yang di kombinasikan dengan rangkaian
pengunci.Sakalar ini digunakan sebagai tonbol start –stop pada
sistem Smart Relay
Gambar 2.7 Selector Dan Phus Botton [4]
2.4 Output Zelio Logik Smart Relay
Didalam mengerjakan pengerjaan proyek ini ouput yang akan di
control lewat program Zelio Loic Smart Relay ini hanya ada 2 macam
yaitu sebagai berikut:
2.4.1 Selenoid Valve
Solenoid valve pneumatic adalah katup yang digerakan oleh
energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang
berfungsi untuk menggerakan plunger yang dapat digerakan oleh arus
AC maupun DC. Solenoid valve pneumatic atau katup (valve)
solenoida mempunyai lubang keluaran, lubang masukan, lubang
15
jebakan udara (exhaust) dan lubang Inlet Main. Lubang Inlet Main,
berfungsi sebagai terminal / tempat udara bertekanan masuk atau
supply (service unit), lalu lubang keluaran (Outlet Port) dan lubang
masukan (Outlet Port), berfungsi sebagai terminal atau tempat tekanan
angin keluar yang dihubungkan ke pneumatic, sedangkan lubang
jebakan udara (exhaust), berfungsi untuk mengeluarkan udara
bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau pindah posisi
ketika solenoid valve pneumatic bekerja.[5]
Prinsip kerja dari solenoid valve/katup solenoida yaitu katup
listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil
mendapat supply tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi
medan magnet sehingga menggerakan plunger pada bagian dalamnya
ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari
solenoid valve pneumatic akan keluar udara bertekanan yang berasal
dari supply (service unit), pada umumnya solenoid valve pneumatic ini
mempunyai tegangan kerja 100/200 VAC namun ada juga yang
mempunyai tegangan kerja DC.
Gambar 2.8 Konstruksi dan Fisik Solenoid Valve [5]
16
2.4.2 Inverter
Inverter merupakan alat atau komponen yang cukup banyak
digunakan karena fungsinya untuk mengubah listrik DC menjadi AC.
Meskipunsecara umum kita menggunakan tegangan AC untuk
tegangan masukan/ input dari Inverter tersebut. Inverter digunakan
untuk mengatur kecepatan motor-motor listrik.[6]
Prinsip kerja inverter adalah mengubah input motor (listrik AC)
menjadi DC dan kemudian dijadikan AC lagi dengan frekuensi yang
dikehendaki sehingga motor dapat dikontrol sesuai dengan kecepatan
yang diinginkan.
Fungsi Inverter adalah untuk merubah kecepatan motor AC dengan
cara merubah Frekuensi Outputnya:
f = frekuensi (Hz)
p = jumlah kutub
Gambar 2.9 Inverter [6]
17
2.5
Power Supply
Power supply untuk mengerakkan control system ini ada 2
macam yaitu :
2.5.1 Power Listrik AC 220V
Power listrik AC 220V ini adalah sebagai sumber utama
untuk penngerak system ini, dan power ini kita peroleh dari PLN.
Yang perlu di perhatikan dalam penggunaan power tersebut adalah
system proteksinya, dalam instalasi energy listrik tersebut akan di
protek menggunakan MCB (Mini Circuit Breaker) dimana fungsinya
adalah sebagai

Pengaman arus hubung singkat (Short Circuit)

Pengaman beban lebih (Over load)

Saklar utama instalasi
Gambar 2.10 Mini Circuit Breaker (MCB) [7]
18
2.5.2 Power Listrik DC 24V
Power DC 24V ini diperoleh dari power AC220V yaitu di
konversi mengunakan adaptor. DC Power Supply atau Adaptor
pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan
arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya
adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator
GAMBAR 2.11 Diagram Blok DC Power Supply
 Transformator atau disingkat dengan Trafo yang digunakan untuk
DC Power supply adalah Transformer jenis Step-down yang
berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik sesuai dengan
kebutuhan komponen Elektronika yang terdapat pada rangkaian
adaptor (DC Power Supply).
 Rectifier
atau
Penyearah
Gelombang
adalah
rangkaian
Elektronika dalam Power Supply (catu daya) yang berfungsi untuk
mengubah gelombang AC menjadi gelombang DC setelah
tegangannya
Rangkaian
diturunkan
Rectifier
oleh
biasanya
Transformator
terdiri
Step
down.
dari komponen
Dioda.
Terdapat 2 jenis rangkaian Rectifier dalam Power Supply yaitu
“Half Wave Rectifier” yang hanya terdiri dari 1 komponen Dioda
19
dan “Full Wave Rectifier” yang terdiri dari 2 atau 4 komponen
dioda.[8]
 Filter digunakan untuk meratakan sinyal arus yang keluar dari
Rectifier. Filter ini biasanya terdiri dari komponen Kapasitor
(Kondensator) yang berjenis Elektrolit atau ELCO (Electrolyte
Capacitor).
 Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur tegangan
sehingga tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus
beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter.
Voltage
Regulator pada
umumnya
terdiri
Zener, Transistor atau IC (Integrated Circuit).
Gambar 2.12 Power Supplay DC [7]
20
dari Dioda
2.6 Perhitungan Cost Operasional
Dalam pengoperasian mesin tidak bisa menghilangkan yang
namanya cost dari biaya produksi seperti biaya energy dan biaya
preventive.
Untuk mengeahui biaya operasional harus mengetahui:
-
Kapasitas mesin
-
Energy yang di serap mesin
-
Sistem kerja msin untuk melakukan perawatan.
Setelah mengetahui hal tersebut maka bisa dihitung kapasitas
target yang akan atau sudah di capai.
1. Kapasitas mesin
Untuk menghitung kapasitas mesin adalah menghitung langkag
kerja mesin dalam meghasilkan 1 kesatuan product. Di kali
dengan jam operasional mesin.
𝐂𝐨𝐬𝐭 𝐤𝐚𝐩𝐚𝐬𝐢𝐭𝐚𝐬 = 𝐉𝐮𝐦𝐥𝐚𝐡 𝐬𝐪𝐮𝐧𝐳𝐞 × 𝐉𝐚𝐦 𝐎𝐩𝐞𝐫𝐚𝐬𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥
2. Energy mesin
Untuk menghitung energy adalah dengan menghitung total daya
yang di gunakan mesin tersebut di tambah dengan total daya
mesin yang terintergrasi dengan mesin tersebut dan di kali
dengan harga energy
𝐂𝐨𝐬𝐭 𝐄𝐧𝐞𝐫𝐠𝐲 = 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐝𝐚𝐲𝐚 × 𝐇𝐚𝐫𝐠𝐚 𝐄𝐧𝐞𝐫𝐠𝐲
21
3. Preventive mesin
Untuk menhitung biaya preventive adalah menentukan part yang
akan di preventive dan menghitung harga pembelian part lalu di
kali 1 % dari harga untuk biaya perawata part tersebut.
𝐂𝐨𝐬𝐭 𝐩𝐫𝐞𝐯𝐞𝐧𝐭𝐢𝐯𝐞 = 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐡𝐚𝐫𝐠𝐚 𝐩𝐚𝐫𝐭 × 𝟏%
22