Control Temperatur Ruangan Menggunakan PLC pada Proses Pengolahan Karet Zuliantoni, Hendra & Heriansyah Jurusan Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Bengkulu Jl. W.R. Supratman Kandang Limun Bengkulu Telepon: (0736) 344087, 22105 - 227 Email: [email protected] ABSTRACT Di era yang serba modern seperti sekarang ini banyak bermunculan inovasi – inovasi baru untuk memudahkan pekerjaan manusia baik dalam bidang industri, pertanian, perkebunan maupun di bidang ilmu pengetahuan. Untuk itu pergeseran dari proses yang dilakukan secara manual kearah yang dilakukan secara digital diharapkan mampu meningkatkan proses produksi terutama dibidang pertanian. Dimana saat ini proses untuk mendapatkan lembaran karet dari awal sampai akhir membutuhkan waktu yang tidak sedikit, dimulai dari penyadapan getah karet pada batang hingga proses pengeringan. Pada saat ini proses pengeringan karet masih banyak dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan panas yang di dapat dari matahari secara langsung. Untuk mengatasi masalah tersebut dibuatlah sebuah prototipe serta kontrol temperatur untuk mengatasi masalah tersebut. Kontrol yang digunakan yaitu PLC, sedangkan protipe dibuat dengan menggunakan kaca akrilik. Hasil pengujian menunjukan bahwa prototipe yang dibuat dengan kondisi menggunakan blower mendapatkan hasil yang sangat baik dimana persentase kering karet mencapai 0%, dibandingkan dengan kondisi tertutup dan berventilasi. Ini dipengaruhi oleh aliran udara yang membantu proses pengeringan didalam boks pemanas. Kata kunci : Proses Pengeringan, Digital, PLC, Karet, Box Pemanas. PENDAHULUAN Sistem kontrol adalah proses pengaturan ataupun pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu. Di dalam dunia industri, dituntut suatu proses kerja yang aman dan berefisiensi tinggi untuk menghasilkan produk dengan kualitas dan kuantitas yang baik serta dengan waktu yang telah ditentukan. Otomatisasi sangat membantu dalam hal kelancaran operasional, keamanan (investasi, lingkungan), ekonomi (biaya produksi), mutu produk, dll. 1 Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia (otomatis). Ada dua sistem kontrol pada sistem kendali/kontrol otomatis yaitu open loop dan close loop. eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem. Kerugiannya adalah tidak dapat mengambil aksi perbaikan terhadap suatu gangguan sebelum gangguan tersebut mempengaruhi nilai prosesnya. Skema dari blok diagram terbuka dapat dilihat pada Gambar 2. Open Loop (Loop Terbuka) Suatu sistem kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi pengontrolan. Dengan demikian pada sistem kontrol ini, nilai keluaran tidak di umpan-balikkan ke parameter pengendalian. Skema dari blok diagram terbuka dapat dilihat pada Gambar 1, Gambar 1. Diagram Blok Sistem Pengendalian Loop Terbuka Close Loop (Loop Tertutup) Suatu sistem kontrol yang sinyal keluarannya memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Sinyal error yang merupakan selisih dari sinyal masukan dan sinyal umpan balik (feedback), lalu diumpankan pada komponen pengendalian (controller) untuk memperkecil kesalahan sehingga nilai keluaran sistem semakin mendekati harga yang diinginkan. Keuntungan sistem loop tertutup adalah adanya pemanfaatan nilai umpan balik yang dapat membuat respon sistem kurang peka terhadap gangguan Gambar 2. Diagram Blok Sistem Kontrol Tertutup Sebuah PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang ada pada sistem kontrol konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, berupa menghidupkan atau mematikan keluaran. Program yang digunakan adalah berupa ladder diagram yang kemudian harus dijalankan oleh PLC. Dengan kata lain PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrument keluaran yang berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. Proses yang di kontrol ini dapat berupa regulasi variabel secara kontinyu seperti pada sistem - sistem servo, atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (on/off) saja, tetapi dilakukan secara berulangulang seperti umum dijumpai pada 2 mesin pengeboran, sistem konveyor dan lain sebagainya. Gambar 3. PLC Zelio Smart Relay SR3B261BD Karet remah atau crumb rubber adalah produk karet alam yang relatif baru. Dalam perdagangan dikenal dengan nama karet spesifikasi teknis. Karena penentuan kualitas dan penjenisannya dilaksanakan secara teknis dengan analisi yang mutakhir. Pada awalnya sebagian besar karet alam Indonesia diperdagangkan dalam bentuk karet lembaran yaitu karet sit asap (ribbed smoked sheet). Teknologi karet remah diperkenalkan sejak tahun 1968. Sejak saat itu, produksi karet sit menurun digantikan dengan karet remah. Hampir 90% karet alam Indonesia setiap tahunnya diproduksi menjadi karet remah. Karet remah menjadi salah satu olahan karet yang diperjualbelikan di pasar baik dalam negeri maupun internasional. Permintaan yang tinggi dari sektor transportasi terhadap karet alam sukar dipenuhi oleh karet lembaran, karena karet jenis ini memerlukan waktu pengolahan yang cukup lama yakni 7-14 hari. Dengan teknologi karet remah, bahan olah karet secara cepat, kurang dari 1 hari dapat diolah menjadi karet mentah yang siap untuk dijual. Karet remah lebih bermutu jika dibandingkan dengan karet lembaran yang penilaiannya hanya berdasarkan teknis langsung. Karet remah lebih banyak digunakan untuk bahan dasar produksi barang-barang yang membutuhkan unsur keelastisan seperti ban. Bentuk dari karet jenis crumb rubber dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Karet Jenis Crumb Rubber METODE EKSPERIMENTAL Penelitian ini membahas tentang pengontrolan temperatur ruangan menggunakan alat kontrol PLC Zelio SR3B261BD dan modul LM35 sebagai sensor. Dalam penelitian ini dilakukan perancangan dan pembuatan perangkat pengontrolan temperatur ruangan berupa prototip ruangan yang terbuat dari bahan kaca akrilik. Kemudian suhu di dalam ruangan tersebut dikontrol menggunakan PLC Zelio SR3B261BD dengan kipas angin sebagai output. 3 Dalam penyelesaian penelitian ini terdapat beberapa tahapan yang dilakukan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. 7 6 8 1 5 3 2 Gambar 5. Diagram Alir Mekanisme Sistem Pengering Karet dengan Kondisi Boks Pengering Menggunakan Blower Adapun diagram alir mekanisme kerja alat pengering untuk kondisi boks tertutup dan berventilasi mempunyai mekanisme kerja yang sama. Perbedaan dari kondisi boks yang mempunyai blower yaitu hanya pada sirkulasi udara, untuk kondisi yang tertutup dan berventilasi udara panas dibiarkan mengalir sendiri tanpa bantuan dari blower. Gambar rancangan boks pemanas untuk penering karet secara umum dapat dilihat pada Gambar 6 4 Gambar 6 Boks Pemanas dan Alat Penggerak Keterangan : 1. Motor penggerak 2. Sensor pendeteksi karet 3. Sesnror LM35 4. Blower 5. Alas 6. Heater 7. Boks pemanas 8. Konveyor Pada Gambar 3.14 dapat dilihat rancangan boks secara keseluruhan dimana terdapat bagian-bagian utama dari sistem pemanas yang di buat. Setiap bagian tersebut mempunyai fungsi masing-masing, yaitu motor berfungsi sebagai komponen penggerak untuk menggerakan konveyor. Sedangkan sensor yang terpasang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan karet dan sensor LM35 sebagai pendeteksi kondisi temperature yang ada didalam boks. Blower berperan sebagai pensirkulasi udara panas di dalam boks, dan konveyor berfungsi sebagai komponen gerak karet agar bisa 4 keluar dan pemanas. masuk kedalam boks HASIL DAN PEMBAHASAN Aadapun untuk hasil pengujian yang pertama yaitu pengujian boks Pemanas dengan keadaan tertutup. Perandingan nilai kadar air sebelum dan setelah pengeringan dapat dilihat pada Gambar 7 Gambar 7. Grafik Perbandingan Kadar Air Karet Sebelum Dan Sesudah Pengeringan Pada Suhu 50°C-60°C Dengan Kondisi Boks Pemanas Tertutup. Pada Gambar 7 terlihat bahwa persntase kadar air sebelum pengeringan berada diatas 20% dengan berat awal 40 gram. Setelah dilakukan pengeringan selama 2 jam dengan kondisi boks pengeringan tertutup dan suhu diatur konstan pada 50°C-60°C terjadi penurunan kadar air pada karet mencapai kadar air 0%. Akan tetapi tidak semua bagian karet mengalami penurunan mencapai 0%. Karet 1 dan 2 masih memiliki persentase kadar air diantara 5-15 %, hal ini terjadi karena karet berada pada posisi ujung boks pemanas sehingga panas yang mengalir kurang baik. Selain itu pengeringan dengan kondisi tertutup juga memiliki kekurangan, diantaranya jika suhu yang digunakan terlalu tinggi maka dapat menyebabkan komponen didalam boks rusak. Selain itu suhu panas yang tidak mengalir didalam boks dapat menyebabkan karet meleleh. Sehingga pegeringan menggunakan boks dengan kondisi tertutup kurang baik. Kondisi karet awal juga berpengaruh pada lambatnya proses pengeringan termasuk tingginya tingkat air yang terkandung didalam karet itu sendiri. Selanjutnya hasil pengujian prototipe dilakukan pada boks dengan kondisi berventilasi dengan suhu pengeringan 50°C-60°C selama 2 jam. Adapun Grafik perbandingan kadar air karet sebelum dan sesudah pengeringan dapat dilihat pada Gambar 8 Gambar 8 Grafik Perbandingan Kadar Air Karet Sebelum Dan Sesudah Pengeringan Pada Suhu 50°C-60°C Dengan Kondisi boks Pemanas Berventilasi. Pada Gambar 8 terlihat bahwa penurunan kadar air cukup signifikan dibandingkan dengan pada saat kondisi tertutup. Dimana pada sisi A paling bayak karet yang mengalami penurunan kadar air mencapai 0%. Ini dipengaruhi oleh tingkat udara yang melewati 5 ventilasi yang dibuat. Semakin banyak udara yang mengalir maka tingkat pengeringan yang berlangsung akan semakin baik. Akan tetapi hasil yang diperoleh pada kondisi ini belum begitu baik dikarenakn pencapain kadar air setelah pengeringan belum 100% kering. Pada pengujian terakhir keadaan boks dirubah menggunakan blower pada kedua sisi samping boks menggunakan kipas 12 Vdc dengan arus 1.5 A. adapun Grafik hasil pengujian perbandingan kadar air sebelum dan sesudah pengeringan dapat dilihat pada Gambar 9 Gambar 9 Grafik Perbandingan Kadar Air Karet Sebelum Dan Sesudah Pengeringan Pada Suhu 50°C-60°C Dengan Kondisi Boks Pemanas Menggunakan Blower . Pada Gambar 9 terlihat jika pada keseluruhan karet yang dikeringkan kadar air yang dicapai pada tahap akhir adalah 0%. Dari hasil ini dapat dianalisis bahwa pengeringan dengan kondisi boks pemanas menggunakan blower mempunyai efektifitas yang sangat baik. Ini dipengaruhi oleh faktor udara panas yang dibuat mengalir oleh kipas yang dipasang pada bagian samping boks. Udara berfungsi mengalirkan udara panas yang berada sisalam boks keluar melewati karet sehingga uap air yang terdapat pada karet bisa terbawa oleh udara panas, sehingga kadar air yang terdapat pada karet perlahan-lahan hilang seiring lamanya pengeringan yang berlangsung. Dengan kondisi boks Menggunakan blower juga tidak menyebabkan karet meleleh sehingga pengeringan pada kondisi ini sangat baik untuk digunakan. Dengan bentuk karet yang seperti susu, tidak dapat dipungkiri bahwa kandungan terbesar di dalam karet segar adalah air. Pada karet segar, air memiliki jumlah lebih besar di bandingkan karet. Dalamkaret segar, sekitar 59.62% kandungan air di dalamnya, sedangkan pada karet kering hanya terdapat 1.0% kandungan air di dalamnya[14]. Dari beberapa kandungan yang terdapat di dalam karet, dapat terlihat bahwa selain air semua kandungan yang terdapat di dalamnya menjadi lebih besar setelah di keringkan, Selain itu faktor lain yang juga berpengaruh adalah kondisi dari lateks tersebut sendiri yang pada saat akan memasuki proses pengeringan dimungkinkan memiliki kadar air yang cukup tinggi sehingga proses pengeringannya berjalan lambat. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat ditarik beberapa analilisis, diantaranya kondisi pada boks pengering sangat berpengaruh pada proses pengeringan.Pertama pada 6 kondisi boks yang cenderung tertutup menyebabkan laju pengeringan cenderung lambat diakibatkan tidak adanya aliran udara yang mengalir disekitar karet sehingga meyebabkan penguapan yang terjadi pada karet tidak terjadi dengan baik. Selain itu kondisi karet yang dihasilkan cenderung meleleh dan lengket jika disentuh. Untuk kondisi boks pemanas yang mempunyai ventilasi hasilnya juga hampir sama dengan kondisi yang tertutup, akan tetapi laju pengeringanya sudah relatif lebih baik, ini dikeranakan adanya aliran udara dari luar ataupun aliran udara panas dari dalam sehingga penguapan air yang terjadi pada karet bisa mengalir dan, selain itu karet yang dihasilkan juga meleleh dan lengket jika di pegang ataupun ketika disentuhkan dengan karet yang lain. Sedangkan pada boks pemanas yang menggunakan blower laju pengeringanya cukup baik, ini disebabkan oleh adanya aliran udara yang mengalir dari dalam boks menuju keluar sehingga penguapan air yang terjadi pada karet bisa terbawa oleh udara keluar dari boks. Selain itu faktor yang mempengaruhi lambatnya laju pengeringan yaitu tingkat kadar air yang terkandung pada karet berbeda-beda antara karet satu dengan yang lainya. Faktor selanjutnya yaitu posisi karet didalam boks dimana karet yang berada ditengah lebih cepat kering dikarenakn dekat dengan sumber panas. Posisi dari konveyor juga menjadi penghalang panas yang memancar dari heater. KESIMPULAN Setelah melakukan pengujian terhadap program dan prototipe yang telah dibuat didapatkan kesimpulan, yaitu : 1. Pada pengujian yang telah di lakukan dimulai dari pembuatan program ladder diagram sampai ketahap pengujian, PLC dapat berfungsi dengan baik dalam melakukan kontrol terhadap temperatur. Dimana ketika suhu berada diatas 60°C secara otomatis PLC memutus aliran listrik yang mengalir pada pemanas. Sedangkan pada saat suhu berada di bawah 50°C PLC langsung mengalirkan arus listrik pada pemanas sehingga heater kembali menyala untuk mengkondisikan suhu didaam boks konstan diantara 50°C-60°C. 2. Dari kedua sisi karet yang telah mengalami proses pengeringan didapat bahwa pada sisi A karet mengalami penurunan kadar air yang cukup baik. Ini disebabkan oleh pada sisi A tersebut panas yang diterimah oleh karet lebih besar dibandingkan sisi B. Selain itu pengaruh dari letak karet yang digantung pada hanger juga berpengaruh, semakin jauh hanger dari pemanas, maka panas yang diterimah oleh karet juga semakin kecil. 3. Setelah melakukan pengujian dengan kondisi boks tertutup, berfentilasi dan menggunakan 7 blower didapat bahwa pengujian yang paling baik adalah boks dengan menggunakan blower dan pada suhu pengeringan 50°C-60°C dimana perubahan nilai kadar air mencapai 0% pada keseluruhan karet. Redi. 2012. Penggunaan PLC dalam Pengontrolan Temperatur, Simulasi pada Prototype Ruangan. Universitas Bengkulu Volume III, Nomor 2. Malino, Mariana B. Sulasri. dkk. 2014. DAFTAR PUSTAKA Sasmita, Erinofriardi, Supardi Nurul Iman, dan Ramadhan Nur. 2016. Pengeringan Lembar Karet (Sheet) Dengan Cara Penjemuran Pengeringan Rumah Kaca Dan Pengasapan. Lampung: Universitas Lampung. Penentuan Kadar Kering Karet (K3) Dan Pengukuran Konstanta Dielektrik Lateks Menggunakan Arus Bolak Balik Berfrekuensi Tinggi. Pontianak: Tanjungpura. Vol. Universitas II, No. 1 (2014), Hal. 11 – 14. Pusari, Dewi dan Haryanti Sri. 2014. Rahardiansyah Hervian, dkk. 2014. Pemanenan Getah Karet (Hevea Kajian brasiliensis dan Dengan Unit Pengering Bertenaga Penentuan Kadar Karet Kering Listrik Pada Pengolahan Karet (KKK) dengan Variasi Temperatur (Heven brassiliensis). Universitas Pengovenan di PT. Djambi Waras Jember. Vol. 08 No. 02. Jujuhan Jambi. Muell. Arg) Kabupaten Universitas Pengeringan Lateks Bungo, diponegoro Volume XXII, Nomor 2. Talarosha, Basaria. 2005. Menciptakan Kenyamanan Thermal Dalam Bangunan. Universitas sumatera utara. Volume 6, No. 3:1-11. 8
