BAB II LANDASAN TEORI

5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Pengenalan Umum Programmable Logic Control (PLC)
PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama
perancangan PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan
penggantian sistem kontrol mesin berbasis relay. Bedford Associate (Bedford,
MA) mengajukan usulan yang diberi nama MODICON (kepanjangan Modular
Digital controller) untuk perusahaan-perusahaan mobil di Amerika. Sedangkan
perusahaan lain mengajukan sistem berbasis komputer (PDP-8). MODICON 084
merupakan PLC pertama di dunia yang digunakan pada produk komersil. Saat
kebutuhan produksi berubah maka demikian pula dengan sistem kontrol-nya. Hal
ini menjadi sangat mahal jika perubahannya terlalu sering. Karena relai
merupakan alat mekanik, maka, tentu saja, memiliki umur hidup atau masa
penggunaan yang terbatas, yang akhirnya membutuhkan jadwal perawatan yang
ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi cukup membosankan jika
banyak relai yang digunakan. Bayangkan saja sebuah panel kontrol yang
dilengkapi dengan monitor ratusan hingga ribuan relai yang terkandung pada
sistem kontrol tersebut. Bagaimana kompleks-nya melakukan pengkabelan pada
relai-relai tersebut. Bayangkan saja hal ini. Dengan demikian "pengontrol baru"
(the new controller) ini harus memudahkan para teknisi perawatan dan teknisi
lapangan melakukan pemrograman. Umur alat harus menjadi lebih panjang dan
program proses dapat dimodifikasi atau dirubah dengan lebih mudah. Serta harus
mampu bertahan dalam lingkungan industri yang keras. Jawabannya ?
Penggunaan teknik pemrograman yang sudah banyak digunakan (masalah
kebiasaan dan pada dasarnya bahwa 'people do not like to change') dan mengganti
bagian-bagian mekanik dengan teknologi solid-state (IC atau mikroelektronika
atau sejenisnya) Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan
adalah sekuenser mesinkondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901
dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B.
Mikroprosesor konvensional kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat
logika PLC untuk semua PLC, kecuali PLC kecil. Setelah mikroprosesor
konvensional mengalami perbaikan dan pengembangan, PLC yang besar-besar
mulai banyak menggunakan-nya. Bagaimanapun juga, hingga saat ini ada yang
masih berbasis pada AMD 2903. Kemampuan komunikasi pada PLC mulai
muncul pada awalawal tahun 1973. Sistem yang pertama adalah Modbus-nya
MODICON. Dengan demikian PLC bisa berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa
ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang
kemampuan komunikasi ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima
berbagai macam tegangan untuk membolehkan dunia analog ikut terlibat.
Sayangnya, kurangnya standarisasi mengakibatkan komunikasi PLC menjadi
mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringa-jaringan yang tidak kompatibel.
Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC. pada
6
tahun 1980an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan protokol
otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring
Automation Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran
PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui pemgromaman
simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemrogram atau penggunaan
pemrogram genggam (handled programmer).
Gambar 2.1 PLC Omron Zen
2.1.1
Pengertian PLC
Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah
sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan didisain untuk pemakaian di
lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat
diprogram
untuk
penyimpanan
secara
7
internal
instruksi-instruksi
yang
mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan,
pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui
modul-modul I/O digital maupun analog.
Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :
1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk
menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah
fungsi atau kegunaannya.
2. Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik
dan
logic
(ALU),
yakni
melakukan
operasi
membandingkan,
menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR,
dan lain sebagainya.
3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur
proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
2.1.2
Dasar-dasar Kendali Sistem PLC
2.1.2.1 Pengertian Sistem Kendali
Istilah sistem kendali dalam teknik listrik mempunyai arti suatu peralatan
atau sekelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi kerja suatu
mesin dan memetakan tingkah laku mesin tersebut sesuai dengan yang
dikehendaki. Fungsi kerja mesin tersebut mencakup antara lain menjalankan
(start), mengatur (regulasi), dan menghentikan suatu proses kerja. Pada
umumnya, sistem kendali merupakan suatu kumpulan peralatan listrik atau
8
elektronik, peralatan mekanik, dan peralatan lain yang menjamin stabilitas dan
transisi halus serta ketepatan suatu proses kerja.
Sistem kendali mempunyai tiga unsur yaitu input, proses, dan output.
Gambar 2.2 Unsur-unsur sistem kendali
Input pada umumnya berupa sinyal dari sebuah transduser, yaitu alat
yang dapat merubah besaran fisik menjadi besaran listrik, misalnya tombol tekan,
saklar batas, termostat, dan lain-lain. Transduser memberikan informasi mengenai
besaran yang diukur, kemudian informasi ini diproses oleh bagian proses. Bagian
proses dapat berupa rangkaian kendali yang menggunakan peralatan yang
dirangkai secara listrik, atau juga berupa suatu sistem kendali yang dapat
diprogram misalnya PLC.
Pemrosesan informasi (sinyal input) menghasilkan sinyal output yang
selanjutnya digunakan untuk mengaktifkan aktuator (peralatan output) yang dapat
berupa motor listrik, kontaktor, katup selenoid, lampu, dan sebagainya. Dengan
peralatan output, besaran listrik diubah kembali menjadi besaran fisik.
Sistem kendali dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kendali loop terbuka dan
sistem kendali loop tertutup, berikut ini penjelasannya :
a)
Sistem Kendali Loop Terbuka
9
Sistem kendali loop terbuka adalah proses pengendalian di mana variabel
input mempengaruhi output yang dihasilkan. Gambar 2.3 menunjukkan
diagram blok sistem kendali loop terbuka.
Gambar 2.3 Diagram blok sistem kendali loop terbuka
Dari gambar di atas, dapat dipahami bahwa tidak ada informasi yang
diberikan oleh peralatan output kepada bagian proses sehingga tidak
diketahui apakah hasil output sesuai dengan yang dikehendaki.
b)
Sistem Kendali Loop Tertutup
Sistem kendali loop tertutup adalah suatu proses pengendalian di mana
variabel yang dikendalikan (output) disensor secara kontinyu, kemudian
dibandingkan dengan besaran acuan.
Variabel yang dikendalikan dapat berupa hasil pengukuran temperatur,
kelembaban, posisi mekanik, kecepatan putaran, dan sebagainya. Hasil
pengukuran tersebut diumpan-balikkan ke pembanding (komparator)
yang dapat berupa peralatan mekanik, listrik, elektronik, atau pneumatik.
Pembanding membandingkan sinyal sensor yang berasal dari variabel
yang dikendalikan dengan besaran acuan, dan hasilnya berupa sinyal
kesalahan. Selanjutnya, sinyal kesalahan diumpankan kepada peralatan
kendali
dan
diproses
untuk
10
memperbaiki
kesalahan
sehingga
menghasilkan output sesuai dengan yang dikehendaki. Dengan kata lain,
kesalahan sama dengan nol.
Gambar 2.4 Sistem Kendali Loop Tertutup
2.1.2.2 Sistem Kendali PLC
Hingga akhir tahun 1970, sistem otomasi mesin dikendalikan oleh relai
elektromagnet. Dengan semakin meningkatnya perkembangan teknologi, tugastugas pengendalian dibuat dalam bentuk pengendalian terprogram yang dapat
dilakukan antara lain menggunakan PLC (Programmable Logic Controller).
Dengan PLC, sinyal dari berbagai peralatan luar diinterfis sehingga fleksibel
dalam mewujudkan sistem kendali. Disamping itu, kemampuannya dalam
komunikasi jaringan memungkinkan penerapan yang luas dalam berbagai operasi
pengendalian sistem.
Dalam sistem otomasi, PLC merupakan jantung sistem kendali. Dengan
program yang disimpan dalam memori PLC. Dalam eksekusinya, PLC dapat
memonitor keadaan sistem melalui sinyal dari peralatan input, kemudian
didasarkan atas logika program menentukan rangkaian aksi pengendalian
peralatan output luar.
11
PLC dapat digunakan untuk mengendalikan tugas-tugas sederhana yang
berulang-ulang, atau di-interkoneksi dengan yang lain menggunakan komputer
melalui sejenis jaringan komunikasi untuk mengintegrasikan pengendalian proses
yang kompleks. Cara kerja sistem kendali PLC dapat dipahami dengan diagram
blok seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5..
Gambar 2.5 Diagram blok PLC
Sebuah PLC bekerja dengan cara menerima data dari peralatan-peralatan
input yang berupa saklar-saklar, tombol-tombol, sensor-sensor dan lain
sebagainya, kemudian oleh PLC dibentuk menjadi keputusan-keputusan yang
bersifat logika yang selanjutnya disimpan dalam suatu program ingatan. Dengan
adanya perubahan dari kondisi input yang kemudian diolah oleh PLC, selanjutnya
perintah-perintah dari input akan ditransfer oleh PLC ke output yang kemudian
dapat digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin atau suatu alur proses
produksi.
Dari gambar blok diagram di atas, PDT (Program Development
Terminal), yang berupa keyboard dilengkapi dengan simbol-simbol perintah untuk
12
melaksanakan, mengedit dan memonitor program-program dari rangkaian control
mesin atau alur proses produksi.
Program-program rangkaian kontrol yang telah dibentuk pada bagian
PDT kemudian ditransfer ke CPU dan selanjutnya akan diolah dan disimpan
dalam register memori. Sinyal-sinyal input yang datang dari rangkaian luar akan
dikirim ke modul input PLC, yang selanjutnya sinyal tersebut dirubah menjadi
sinyalsinyal logic yang kemudian diolah oleh CPU sesuai dengan kondisi program
yang telah ditetapkan untuk selanjutnya diteruskan ke output modul untuk
menggerakkan mesin-mesin atau proses produksi. Sinyal yang masuk ke input
diisolasikan terhadap sinyal yang terjadi di CPU dari pengaruh kejutan-kejutan
listrik yang umumnya sering terjadi di lingkungan industri. Jadi untuk lebih
jelasnya, fungsi dari komponen-komponen dasar dari blok diagram dari PLC di
atas, adalah :
1.
Program Development Terminal (PDT) atau sering pula disebut
Programming Console, berfungsi untuk memprogram rangkaian kontrol
(Ladder Diagram & Statement List) yang dirancang untuk suatu sistem
kerja mesin atau suatu alur proses produksi.
2.
Central Processing Unit (CPU), berfungsi untuk menyimpan dan
mengolah program rangkaian control yang ditransfer dari PDT dan
sebagai penghubung ke modul-modul input dan output. CPU juga
berfungsi untuk menyelesaikan dan mengolah fungsi-fungsi logika
untuk dibentuk menjadi fungsi-fungsi yang diinginkan berdasarkan
program-program yang telah ditetapkan.
13
3.
Modul input dan modul output berfungsi untuk merubah sinyal-sinyal
listrik yang datang dari peralatan luar menjadi besaran tegangan dengan
level rendah dan selanjutnya akan diproses oleh CPU menjadi bentuk
sinyal dengan level-level tertentu untuk mengontrol peralatan-peralatan
atau mesin-mesin di industri. Sinyal yang dating dari modul input dan
sinyal-sinyal yang diproses pada CPU diisolasi secara optik terhadap
noise-noise listrik.
4.
Peralatan input dan output (I/O Device) adalah peralatan-peralatan luar
yang dihubungkan ke modul input dan modul output yang dapat berupa
saklar-saklar, tombol-tombol tekan, relai-relai, kontaktor-kontaktor,
motor-motor starter, solenoidsolenoid dan lain sebagainya.
2.1.3
Fungsi PLC
PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial
dalam suatu system kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat
dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di
bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa
pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang
telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang
digunakan sudah dimasukkan.Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada
dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan
meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan
yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak
terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki
14
output banyak. Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC
dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah
sebagai berikut :
1) Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output
yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan
(sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam
proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
2) Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status suatu
system (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan
mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang
dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan
pesan tersebut pada operator.
2.1.4
Komponen-komponen PLC
PLC terbagi dalam beberapa komponen utama. Untuk memahaminya,
perhatikan gambar yang menampilkan hubungan PLC dengan peralatan lain
berikut.
Gambar 2.6 Hubungan PLC dengan peralatan lain
15
Dari gambar nampak bahwa PLC memiliki komponen yang terhubung
dengan input device dan output device. PLC juga terhubung dengan PC untuk
kebutuhan pemrograman (umumnya menggunakan RS 232 serial port). Secara
umum PLC terbagi dalam beberapa komponen berikut :
1.
Power Supply / Catu Daya
Power supply atau catu daya merupakan penyedia daya bagi PLC.
Range tegangan yang dimilikinya bisa berupa tegangan AC (misal :
120/240 Vac) maupun tegangan DC (misal : 24 V DC). PLC juga
memiliki power supply (24V DC) internal yang bisa digunakan untuk
menyediakan daya bagi input/output devices PLC. Berikut ini contoh
modul power supply dari Omron.
Gambar 2.7 Salah satu model Power Supply dari Omron
2. Prosesor / CPU (Central Proccesing Unit)
Prosesor ialah bagian PLC yang bertugas membaca dan mengeksekusi
instruksi program. Prosesor mempunyai elemen kontrol yang disebut
Arithmetic and Logic Unit (ALU), sehingga mampu mengerjakan
16
operasi logika dan aritmetika. Berikut ini contoh modul processor dari
Omron.
Gambar 2.8 Contoh bentuk fisik CPU dari Omron
3.
Memori
Memori ialah tempat penyimpanan data dalam PLC. Memori ini
umumnya menjadi satu modul dengan processor/CPU. Jika berbentuk
memori eksternal maka itu merupakan memori tambahan.
Gambar 2.9 Contoh bentuk fisik memori dari Omron
17
Berikut ini data yang tersimpan di memori :
4.
a.
Operating System PLC
b.
Status input-output, memori data
c.
Program yang dibuat pengguna
Modul Input-Output
Modul input-output ialah perantara dari PLC ke peralatan di dunia
nyata. Gambar berikut menunjukkan posisi keduanya.
Gambar 2.10 Hubungan Input-Output dengan peralatan
Modul input-output pada PLC compact umumnya sudah built-in di
PLC. Sedang untuk PLC modular berupa modul I/O tersendiri yang
terpisah dari CPU. Secara umum terbagi menjadi :
a.
Modul input/output diskrit
18
Modul input/output diskrit berfungsi untuk menghubungkan
input diskrit fisik (saklar, sensor) dengan PLC. Modul ini tersedia
dalam tegangan DC dan AC (umumnya : 240 VAC, 120 VAC, 24
VDC, dan 5 VDC). Di dalamnya terdapat “optoisolator” untuk
mencegah lonjakan tegangan tinggi masuk PLC (sebagai pengaman).
Berikut ini skema didalam modul input diskrit untuk tegangan DC dan
AC. Sebagai catatan, modul input yang dapat menerima tegangan AC
memiliki rangkaian penyearah didalamnya.
Gambar 2.11 Modul input-output diskrit dengan tegangan DC
Gambar 2.12 Modul input diskrit dengan tegangan AC
19
b.
Modul output diskrit
Modul output diskrit menghubungkan output diskrit fisik
(lampu, relay, solenoid, motor) dengan PLC. Jenis- jenis Digital Output
Module ialah :

Triac output (output tegangan AC)

Transistor output (output tegangan DC)

Relay output (output tegangan AC/DC)
Gambar 2.13 Macam-macam modul output diskrit
c.
Modul Input / Output Analog
Selain modul input/output diskrit, terdapat juga modul input/output
analog. Modul input analog dapat menerima tegangan dan arus dengan
level tertentu (misal 0 – 10 V, 4 – 20 mA) dari peralatan input analog
20
(misal : sensor analog, potensiometer). Sedang modul output analog
dapat memberikan tegangn dan arus dengan level tertentu (misal 0 – 10
V, 4 – 20 mA) pada outpu device analog (misal : motor DC, motor AC,
control valve).
Gambar 2.14 Modul input / output analog
5.
Alat Pemograman
Alat pemograman ialah alat untuk membuat atau mengedit program
PLC. Pada mulanya berupa hand held programmer seperti gambar 2.15 di
bawah. Keuntungannya ialah dapat dibawa ke mana saja karena bentuknya
kecil, namun alat ini sulit untuk melihat program secara keseluruhan karena
yang ditampilkan ialah program per baris saja.
21
Gambar 2.15 Hand held programmer dari PLC Allen Bradley
Dengan perkembangan komputer yang cepat, dan disertai ukurannya
yang semakin mengecil, maka PC atau laptop jauh lebih sering digunakan
sekarang ini. PC terhubung dengan PLC melalui programming port
(umumnya RS 232).
2.2
Pengenalan Perangkat Kontrol dan Pengaman Lainnya
2.2.1
Relay
Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk
mengoperasikan seperangkat kontak saklar. Susunan paling sederhana terdiri dari
kumparan kawat penghantar yang dililit pada inti besi (koil). Bila kumparan ini
dienergikan, medan magnet yang terbentuk menarik armatur berporos yang
digunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar.
Sebagai komponen dalam suatu rangkaian listrik, relay mempunyai peran
penting untuk menggerakan sebuah perangkat yang memerlukan arus besar tanpa
22
terhubung langsung dengan perangkat pengendali yang mempunyai arus kecil,
dengan demikian relay dapat berfungsi pula sebagai pengaman.
Gambar 2.16 Bentuk relai yang banyak dipasaran
Secara umum relai digunakan untuk memenuhi fungsi-fungsi sebagai berikut :
a. Remote Control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh.
b. Penguatan Daya : menguatkan arus atau tegangan, contoh : starting relay
pada mesin diesel atau genset.
c. Pengontrol logika kontrol suatu sistem.
2.2.1.1 Prinsip Kerja dan Simbol
Relai terdiri dari coil dan contact (lihat gambar 2.17), coil adalah
kumparan yang berupa gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact
adalah sejenis saklar yang pergerakannya ada atau tidaknya arus listrik di coil.
Contact ada dua jenis, yaitu :
a.
Normally Open : yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan berada pada
posisi terbuka.
b.
Normally Closed : yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan berada
pada posisi tertutup.
23
Secara sederhana prinsip kerja relai adalah ketika coil mendapat energi
listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature
yang berpegas, dan contact akan menutup.
Gambar 2.17 Skema relay
Selain berfungsi sebagai komponen elektronik relay juga berfungsi
sebagai pengendali sistem, sehingga relai mempunyai dua macam symbol yang
digunkan pada rangkaian listrik (hardware) dan program (software).
(a) Simbol pada rangkaian listrik.
(b) simbol pada program
Gambar 2.18 Rangkaian dan simbol logika relay
24
Tabel 2.1 Contoh Data Koil Relai LY Omron
Tabel 2.2 Contoh Data Kontak Relai LY Omron
Sumber : OMRON, General Purpose Relay LY Specifications
25
2.2.1.2 Jenis-jenis Relay
Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasar pole dan
throw yang
dimilikinya. Berikut adalah definisi pole dan throw:
a. Pole adalah banyaknya contact yang dimiliki relay
b. Throw adalah banyaknya kondisi (state) yang mungkin dimiliki contact.
Berikut ini penggolongan relay berdasar jumlah pole dan throw:
a. SPST (Single Pole Single Throw) : Relay ini memiliki empat terminal.
Dua terminal kumparan (coil) dan dua terminal saklar (A dan B) yang
dapat terhubung dan terputus.
b. DPST (Double Pole Single Throw) : Relay ini mempunyai enam
terminal. Dua terminal kumparan (coil), dan empat terminal merupakan
dua pasang saklar yang dapat terhubung dan terputus (A1 dan B1 - A2
dan B2).
c. SPDT (Single Pole Double Throw) : Relay ini memiliki lima terminal.
Dua terminal kumparan (coil) dan tiga terminal saklar (A,B, dan C) yang
dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat
terminal A terputus dengan terminal pusat (C) maka terminal lain (B)
terhubung dengan terminal C, demikian juga sebaliknya.
d. DPDT (Double Pole Double Throw) : Relay ini mempunyai delapan
terminal. Dua terminal kumparan (coil), enam terminal merupakan dua
set saklar yang dapat terputus dan terhubung (A1,B1,C1 dan A2, B2, C2)
26
e. 3PDT (Three Pole Double Throw) : Relay ini mempunyai delapan
terminal. Dua terminal kumparan (coil), sembilan terminal merupakan
tiga set saklar yang dapat terputus dan terhubung.
f. 4PDT (Four Pole Double Throw) : Relay ini mempunyai delapan
terminal. Dua terminal kumparan (coil), 12 terminal merupakan empat
set saklar yang dapat terputus dan terhubung.
Gambar 2.19 Rangkain Jenis Relay
2.2.2
Kontaktor
Kontaktor adalah sejenis saklar atau kontak yang bekerja dengan bantuan
daya magnet listrik dan mampu melayani arus beban listrik yang relatif besar.
Kontaktor magnit adalah saklar yang bekerja berdasarkan elektromagnetis
digunakan untuk membuka dan menyambung rangkaian listrik .
Kontaktor
magnit bekerja untuk merubah kontak-kontak Normally Open (NO) dan Normally
Close (NC).
27
Gambar 2.20 Simbol Kontak dan Koil pada Kontaktor
Prinsip kerja kontaktor adalah apabila kumparan (coil) mendapatkan
tegangan listrik atau diberi arus, maka arus yang mengalir didalam kumparan akan
menghasilkan fluk yang mengalir dalam inti. Beda kutub yang terjadi antara
jangkar dan inti besi mengakibatkan jangkar dan inti besi tarik menarik. Pada
waktu jangkar tertarik oleh inti besi maka kontak akan beroperasi. Bila tegangan
kumparan dilepas, maka daya magnet akan hilang dan jangkar akan kembali pada
posisi semula karena dorongan pegas dengan sendirinya unit kontak juga akan
kembali pada posisi normal baik menghubung atau memutus.
28
Gambar 2.21 Struktur Kontaktor
29
Gambar 2.22 Kontaktor yang umum berada dipasaran
2.2.3
MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem
tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada
semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada
kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.
Miniature Circuit Breaker (MCB) di desain dengan fungsi utama untuk :
a. mengamankan kabel terhadap beban lebih dan arus hubung singkat.
b. melewatkan arus tanpa pemanasan lebih.
c. membuka dan menutup sebuah sirkit di bawah arus pengenal.
Pemilihan MCB ditentukan oleh beberapa hal, antara lain :
1. Standar
 SPLN 108 / SLI 175, bila digunakan oleh pemakai umum (instalasi
perumahan kapasitas pemutusan rendah)
30
 IEC 60947-2, bila digunakan oleh ahlinya (aplikasi industri - kapasitas
pemutusan tinggi)
2. Kapasitas pemutusan
Kapasitas pemutusan suatu pemutus tenaga harus lebih besar dari arus
hubung singkat pada titikinstalasi di mana pemutus tenaga tersebut
dipasang. Pada diagram garis suatu sistem, disarankan untuk juga
menyebutkan besar kapasitas pemutusan di samping arus pengenal
pemutus tenaga yang digunakan.
3. Arus Pengenal
Arus pengenal pemutus tenaga harus disesuaikan dengan besarnya arus
beban yang dilewatkan kabel dan lebih kecil dari arus yang diijinkan pada
kabel.
4. Tegangan
Tegangan operasional pengenal pemutus tenaga harus lebih besar atau
sama dengan tegangan sistem.
5. Jumlah kutub
6. Bentuk kurva trip (Kurva C atau Kurva D)
Menentukan besar magnetis trip terhadap arus pengenal.
7. Frekuensi sistem
8. Aplikasi beban
Tipe kabel yang diamankan, tembaga atau alumunium.
31
Gambar 2.23 Jenis MCB
Gambar 2.24 Kontruksi MCB
32
2.2.4
Sakelar Tekan (Push Button)
Sakelar Tekan banyak digunakan pada rangkaian kontrol/kendali untuk
mengoperasikan dan sebagai penghubung atau pemutus. Ada dua jenis sakelar
tekan yaitu jenis terkunci dan jenis tidak terkunci. Jenis sakelar tekan terkunci,
kontaknya akan tetap terbuka atau terhubung setelah tombol ditekan. Kontak akan
kembali pada posisi normal setelah tombol ditekan kembali. Jenis sakelar tekan
tidak terkunci, kontaknya akan terbuka atau terhubung pada saat sakelar ditekan
saja dan setelah tekanan dilepas maka kontak akan kembali segera pada posisi
semula atau normal.
a). sakelar tekan tunggal
b). sakelar tekan ganda
Gambar 2.25 Simbol (a, b) dan jenis sakelar tekan
33
2.2.5
Sakelar Putar/Pemilih (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. Saklar pemilih biasanya dipasang pada panel kontrol untuk
memilih jenis operasi yang berbeda, dengan rangkaian yang berbeda pula. Saklar
pemilih memiliki beberapa kontak dan setiap kontak dihubungkan oleh kabel
menuju rangkaian yang berbeda, misal untuk rangkaian putaran motor cepat dan
untuk rangkaian putaran motor lambat.
Gambar 2.26 Jenis-jenis Sakelar Pemilih
34
2.2.6
Module Controller (Modul Pengontrol)
Modul
Pengontrol
merupakan
suatu
perangkat
pengembangan
Programmable Logic Controller (PLC) dan Microcontroller dengan memberikan
fungsi-fungsi siap pakai sehingga memudahkan dalam pembuatan kontrol untuk
menjalankan sebuah sistem proteksi dan start-stop genset. Modul ini tercipta guna
bertujuan untuk menggantikan logika dan pengerjaan sirkuit kontrol relay yang
masih bersifat konvensional atau masih menggunakan banyak relay. Penggunaan
modul pengontrol ini jauh lebih ekonomis dibandingan dengan menggunakan
PLC. Dengan penggunaan modul ini proses kerja sistem dapat disimulasikan
secara software maupun melalui modul itu sendiri. Modul ini juga dilengkapi
dengan fungsi SMS (Short Message Service). Ketika genset mengkhawatirkan,
pengontrol dapat mengirim pesan singkat melalui SMS secara otomatis ke
maksimal 5 nomor telepon. Selain itu, status generator dapat dikontrol dan
diperiksa menggunakan SMS. Beberapa keunggulan yang dapat dicapai dengan
menggunakan modul pengontrol adalah :
a. Sangat mudah dalam mengimplementasikan dengan waktu yang relatif
efisien.
b. Fleksibel dan handal.
c. Mudah dalam konfigurasi dan komunikasi.
d. Status sistem dapat termonitor.
e. Ekonomis
35
Terdapat beberapa tipe dan jenis modul pengontrol yang beredar di
Indonesia, salah satunya yang dipakai dalam rancang bangun yang penulis buat ini
adalah seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.27 Tampak Muka dari Modul Pengontrol Tipe : HGM7210
Dibawah ini adalah diagram aplikasinya :
Gambar 2.28 Diagram Modul Pengontrol Type HGM7210
36
2.2.7 Battery Charger (Pengisi Baterai)
Sesuai dengan namanya, Battery Charger (Pengisi Baterai) ini
adalah suatu peranti digunakan untuk memasukkan energi listrik ke acuu.
Pada umumnya nilai energi yang dimasukkan ke aki adalah 12 V atau 24
V. Berdasarkan cara kerjanya, battery charger ini mendapat suplai energi
dari sumber listrik utama atau PLN yang kemudian dikonversi
keluarannya menjadi 12 atau 24 V
Battery Charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu.
Dalam sistem ATS-AMF, battery charger mendapatan dapat suplai
masukan dari PLN dan menyuplai keluar ke accu, apabila PLN dalam
keadaan normal dan akan terputus pada saat genset bekerja. Accu yang
digunakan oleh mesin diesel pada genset harus dalam keadaan baik dengan
tegangan dan arus yang normal, oleh karena itu diperlukan battery charger
untuk menjaga agar kondisi accu tetap stabil. Pada umumnya suplai
keluaran battery charger adalah 12 VDC atau 24 VDC.
Gambar 2.29 Contoh bentuk fisik Battery Charger
37
2.2.8 Modem
Modem berasal dari singkatan Modulator Demodulator. Modulator
merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal
pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan, sedangkan Demodulator
adalah bagian yang memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau
pesan) dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi tersebut
dapat diterima dengan baik. Modem merupakan penggabungan keduaduanya, artinya modem adalah alat komunikasi dua arah. Setiap perangkat
komunikasi jarak jauh dua-arah umumnya menggunakan bagian yang
disebut "modem", seperti VSAT, Microwave Radio, dan lain sebagainya,
namun umumnya istilah modem lebih dikenal sebagai Perangkat keras
yang sering digunakan untuk komunikasi pada komputer.
Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada modem
untuk diubah menjadi sinyal analog, ketika modem menerima data dari
luar berupa sinyal analog, modem mengubahnya kembali ke sinyal digital
supaya dapat diproses lebih lanjut oleh komputer. Sinyal analog tersebut
dapat dikirimkan melalui beberapa media telekomunikasi seperti telepon
dan radio. Setibanya di modem tujuan, sinyal analog tersebut diubah
menjadi sinyal digital kembali dan dikirimkan kepada komputer atau
perangkat lainnya seperti modul pengontrol dan PLC. Terdapat dua jenis
modem secara fisiknya, yaitu modem eksternal dan modem internal.
38
Sebagai penunjang sistem pada Tugas Akhir ini, penulis akan
menggunakan Modem GSM buatan Smartgen Technology Co. Ltd dengan
type GSM-2/3. Berikut ini spesifikasi teknisnya :
a.
Power Supply
: +5 - 35VDC
b.
Antenna Interface
: 50O/SMA (cathode)
c.
SIM
: 1.8/3V, Deteksi Otomatis
d.
Maksimal Konsumsi Power
: 2W pada frekwensi 900 MHz dan
1W pada frekwensi 1800 MHz.
e.
RS-232 Interface
: DB15
f.
Dimensi (mm)
: 88 x 60 x 26 mm.
g.
Berat
: 100 g
h.
Temperatur Kerja
: -20 ºC sampai dengan +55ºC
i.
Temperatur Penyimpanan
: -25ºC sampai dengan +70ºC
j.
Kelembaban
: 95% (tanpa kondensasi)
Gambar 2.30 Bentuk fisik Modem GSM 2/3 buatan Smartgen
39
Gambar 2.31 Diagram instalasi Modem GSM 2/3
40