BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan
Kemajuan teknologi saat sekarang ini begitu cepat mempengaruhi seluruh
aspek pada kehidupan ini. Tidak bisa dipungkiri lagi, kebutuhan akan teknologi
begitu besar bila dibandingkan beberapa dekade yang lalu. Salah satu akibatnya,
adanya persaingan global, terutama dibidang industri. Beberapa pelaku industri
membangun atau meng-upgrade sistem di Industri untuk menghasilkan produk
yang unggul dari para pesaingnya. Beberapa pelaku industri fokus pada kecepatan
dalam menghasilkan suatu produk. Salah satu yang mempengaruhi ialah motor
elektrik.
Kebutuhan akan motor elektrik merupakan kebutuhan pokok untuk
memajukan suatu industri. Proyeksi kebutuhan akan motor elektrik di dunia akan
meningkat 6,5 % setiap tahun. Wilayah Asia/Pasifik yang memiliki penjualan
terbesar. Proyeksi ini berdasarkan data statistik permintaan motor elektrik pada
tahun 2002, 2007, dan 2012 (Demand and Sales Forecast, 2013). Kemudian
industri baja besar PT.Krakatau Steel, khususnya di divisi CTCM (Continous
Tendem Cold Mill) memiliki motor DC 30 set yang berdaya 180Kw – 1900 Kw
(Ibrahim, 2014). Data ini menunjukkan bahwa motor elektrik, salah satunya motor
DC sangat berperan penting dalam kecepatan produksi dan kualitas. Namun,
seringkali dalam penggunaan motor DC di lingkungan industri mengalami
kesulitan dalam hal pengaturan nilai torsi. Para peneliti dari Thailand juga
memaparkan bahwa variabel torsi pada motor DC sulit untuk diukur sehingga
mereka hanya bisa mencari estimasi variabel torsi (Khajorntraidet dkk, 2009).
Salah satunya proses penipisan baja di industri baja besar PT Krakatau Steel,
khususnya divisi CTCM (Continous Tendem Cold Mill). Menurut Ibrahim, dalam
proses penipisan baja hingga 10% dari ketebalan semula pemrosesanya melalui 5
stand motor DC yang berbeda nilai kecepatan dan torsinya. Setiap stand memiliki
workroll yang akan bersentuhan langsung dengan lempengan baja sehingga
workroll berperan dalam proses penipisan. Untuk itu, workroll
harus diatur
kecepatan dan torsinya, Serta pengaturan dari satu stand menuju stand berikutnya
sehingga dibutuhkanya keharmonisan gerak antara motor di satu stand dengan
motor di stand berikutnya. Untuk itu, motor DC di setiap stand harus diatur
pergerakanya melalui dua parameter yaitu, kecepatan dan torsi. Dua parameter
inilah yang mempengaruhi proses penipisan baja sehingga perlu dilakukan
penelitian mengenai sistem kontrolnya, khususnya sistem kontrol torsi yang
jarang diteliti. Beberapa pelaku industri rumahan sering mengeluhkan motor yang
terbakar karena beban berlebih yang menyebabkan torsi motor tidak mampu
menahan sehingga arus listrik meningkat. Diharapkan konsep yang dimiliki bisa
digunakan untuk keperluan industri di bidang perminyakan, industri rumahan, dan
lainnya.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang mengenai motor DC yang sudah dipaparkan dapat ditarik
suatu permasalahan mengenai cara pengaturan torsi melalui arus pada motor DC
sehingga motor tidak terbakar meskipun bebannya berlebih.
1.3 Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu, mampu mengatur nilai
arus yang di inginkan sehingga nilai torsi yang di inginkan bisa dipertahankan.
Setelah mendapatkan nilai torsi yang di inginkan, kita bisa membuat nilai
torsi nominal yang akan membatasi penggunaan torsi berlebih yang akan
mengakibatkan motor rusak sehingga salah satu manfaatnya ialah sebagai proteksi
motor otomatis.
1.4 Batasan Masalah
Dalam melakukan penelitian ini, masih luas kaitannya dengan pengaruh
rangkaian, alat yang digunakan, dan faktor lain yang dapat menyimpangkan suatu
pokok bahasan sehingga diperlukan batasan dalam penelitian ini. Adapun
beberapa batasan dalam melakukan penelitian ini sebagai berikut.
1. Motor yang digunakan dalam penelitian ini ialah motor bor listrik AC
universal satu fasa yang dimodifikasi menjadi motor DC penguat terpisah.
2. Maksimal beban uji sebesar 3690 gram.
3. Simulator pembebanan mekanik menggunakan sistem brake.
4. Tegangan field tetap.
5. Nilai induktansi motor DC diabaikan.
6. Speed regulation sebagai reference.
7. Sistem kontrol menggunakan PI-kontrol dengan metode Ziegler-Nichols.
1.5 Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan digunnakan pada penelitian ini diantaranya
sebagai berikut.
a. Menentukan topik utama dalam penelitian
Dari beberapa contoh kasus di industri mengenai kualitas dan kuantitas hasil
produksi yang dipengaruhi motor DC hingga kerusakan motor DC yang
disebabkan beban pada rotor berlebih. Untuk itu, topik utama dalam penelitian
ini ialah pengaturan motor DC yang berfokus pada pengaturan torsinya.
b.
Studi literatur
Studi literatur dilakukan untuk mencari dasar – dasar teori akan cara kerja
motor DC di industri dan pengaturnya. Kemudian studi literatur ini diperluas
dengan wawancara para karyawan di industri dan mencari beberapa rangkaian
dalam pengaturan motor DC sehingga sistem kontrol motor DC di industri
bias dibuat dalam rangkaian pengganti tanpa mengubah sistem di industri.
c. Perancangan dan pembuatan sistem
a. Perancangan sistem kontrol kecepatan
Pada perancangan sistem kontrol kecepatan dibuat menggunakan metode
PI (Proportional - Integral) kontrol yang direalisasikan dengan IC (
Integrated Circuit ) dari operational amplifier. Dengan tegangan sinyal
berasal dari tacho generator yang digunakkan sebagai sensor kecepatan.
b. Perancangan sistem kontrol arus
Perancangan sistem kontrol arus konsepnya sama seperti sistem kontrol
kecepatan yaitu, menggunakan metode PI (Proportiona - Integral) kontrol
yang derealisasikan dengan operational amplifier. Perbedaanya terletak
pada tegangan sebagai arus reference berasal dari tegangan keluaran
sistem kontrol kecepatan sedangkan tegangan sebagai arus sinyalnya
berasal dari sensor arus.
c. Perancangan sistem motor DC penguat terpisah dan tacho generator
Pada pembuatan motor DC penguat terpisah menggunakan motor bor
listrik AC (Alternating Current) universal satu fasa yang dimodifikasi
menjadi motor DC penguat terpisah. Kemudian rotor motor bor
dihubungkan dengan rotor dari tacho generator.
d. Pengujian sistem
Pengujian sistem terdiri dari pengujian kecepatan, pengujian torsi, dan
pengujian kontrol PI.
e. Pembahasan
Pembahaan dilakukan untuk membahas hasil yang didapat dari pengujian
sistem.
1.6 Sistematika penulisan
Sistematika penulisan laporan ini sebagai berikut :
 BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat
penelitian, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika
penulisan.
 BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang beberapa peneliti – peneliti sebelumnya pernah
meneliti tentang penelitian ini. Kemudian hasil penelitianya dijadikan
acuan dalam penelitian ini.
 BAB III : LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang dasar – dasar mengenai objek dan metode yang
digunakan dalam penelitian ini yang dijelaskan secara teoritis maupun
praktis.
 BAB IV : PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi perancangan sistem secara keseluruhan maupun
perancangan pengujian sistem.
 BAB V : IMPLEMENTASI
Bab ini berisi implementasi sistem yang sudah dirancang dari bab yang
sebelumnya.
 BAB VI : HASIL PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil dari implementasi sistem yang sudah diuji
menghasilkan sejumlah data percobaan. Kemudian data – data tersebut
dianalisis berdasarkan perumusan dan dibahas.
 BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari penelitian yang sudah dilakukan. Serta
saran untuk membuat penelitian dengan metode yang lebih baik lagi.