Lt-2a Elang Ihza L. 08 Job 6.docx

LAPORAN PRAKTIKUM JOB 6 RANCANGAN PROYEK ‘APLIKASI WLC (WATER LEVEL CONTROL) UNTUK SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA SUATU INDUSTRI’ Mata Kuliah: Rancangan Listrik Kendali Industri Dosen Pengampu : Djodi Antono,B.Tech.M.Eng

Disusun oleh: Elang Ihza Lesmono LT-2A 3.31.16.0.08

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018

I.

Tujuan 1. Tujuan Intruksional Umum Setelah akhir kuliah mahasiswa dapat menyelesaikan rancangan kendali lengkap secara teknis pada suau proyek dengan baik.

2. Tujuan Intruksional Khusus Setelah akhir kuliah diharapkan mahasiswa dapat:

 Memahami suatu sketsa sebuah plant,  Memahami deskripsi kerja sebuah plant,  Merancang diagram rangkaian kendali dan daya sebuah plant,  Membuat diagram blok sistem kelistrikan,  Merancang diagram fungsi dan diagram alir sesuai deskripsi kerja plant,  Merancang panel kendali pada sebuah plant,  Membuat daftar kebutuhan peralatan II.

Dasar Teori Sketsa sebuah plant berikut adalah menunjukkan sistem penyediaan air bersih di sebuah industri. Sumber air bersih diperoleh dari sumur dalam (deep well), air diangkat oleh sebuah pompa sumur dalam submersible (submersible deepwell pump) dimasukkan ke dalam bak penampung air (ground reservoir). Air dari bak penampung diangkat oleh dua pompa sentrifugal dimasukkan ke menara air (water tower) dan didistribusikan ke pemakai secara grafitasi. Sketsa plant yang dimaksud ditunjukkan pada Gambar 6.1 berikut. Sistem penyediaan air bersih seperti ditunjukkan pada sketsa Gambar 6.1 terdiri atas 2 gugus yang terpisah secara kendali. Gugus pertama, yaitu Pompa DWP P3 sebagai gugus pompa penyedia air, sedangkan gugus kedua ialah pompa sentrifugal P1 dan P2 sebagai pompa distribusi. Setiap gugus pompa dapat dioperasikan secara manual dan otomatis

Gambar 6.1 Sketsa Sistem Penyediaan Air Bersih Untuk mengendalikan pompa tersebut digunakan sebuah sensor ketinggian air yang bernama WLC selain itu untuk mendukung WLC tersebut digunakan alat dan bahan kelistrikan lainnya 1. WLC (Water Level Control) Rangkaian Water Lever Control atau yang sering disingkat dengan WLC atau rangkaian kontrol level air merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian konvensional dalam bidang tenaga listrik yang diaplikasikan pada motor listrik khususnya motor induksi untuk pompa air. Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk mengontrol level air dalam sebuah tangki penampungan yang banyak dijumpai di rumah-rumah atau bahkan disebuah industri di mana pada level tertentu motor listrik atau pompa air akan beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati. Untuk mengontrol level air dalam tangki penampungan dapat menggunakan tiga buah elektroda yang mana masing-masing dari elektroda tersebut menentukan common power, low level dan high level dari level ketinggian air. Jadi pada saat anda sedang menjalankan pompa air, air dalam tangki sudah penuh maka pompa akan padam dengan sendirinya tanpa harus menekan tombol stop. Demikian juga apa bila air dalam tangki atau bak mulai berkurang sesuai dengan batas yang telah ditentukan maka pompa akan jalan dengan sendirinya. Level controller berfungsi untuk melakukan kendali terhadap ketinggian air di dalam tangki dengan jalan mengirimkan output sinyal kepada kendali motor. Salah satu contoh

level controller adalah Floatless Level Switch Omron 61F-G. Omron 61F-G bekerja pada tegangan supply 220 VAC. WLC ini dapat bekerja secara 2 sistem yakni: a) Kontrol Suplai Air Otomatis Kontrol ini bekerja saat air sudah tidak menyentuh E2 maka Kontaktor akan bekerja dan menghubungkan tegangan menuju pompa setelah itu air akan bergerak menyentuh E2, pompa tetap ON setelah menyentuh E1 maka sensor WLC akan memindahkan kontak Tc-Tb menuju ke Tc-Ta dan Pompa akan mati.Setelah air surut dan tidak menyentuh E3 Pompa tetap OFF namun saat air sudah tidak menyentuh E2 maka kontak Tc-Ta yang sebelumnya tersambung akan terputus dan berubah menjadi Tc-Tb dan Pompa akan kembali ON. Disini E3 berfungsi sebagai Common. Lebih jelasnya lihat Gambar 6.2.

Gambar 6.2 Diagram Pengawatan dan Prinsip Kerja WLC Omron 61F-G Secara Kontrol Suplai Air Otomatis

b) Kontrol Drainase Otomatis Sistem ini bekerja saat air menyentuh E1 maka Kontaktor akan bekerja dan menghubungkan tegangan menuju pompa setelah itu air sudah tidak menyentuh E1, pompa tetap ON setelah menyentuh E2 maka sensor WLC akan memindahkan kontak Tc-Tb menuju ke Tc-Ta dan Pompa akan mati.Setelah air diisi kembali dan menyentuh E2 Pompa tetap OFF namun saat air sudah menyentuh kembali E1 maka kontak Tc-Ta yang sebelumnya tersambung akan terputus dan berubah menjadi Tc-Tb dan Pompa akan kembali ON. Disini E3 berfungsi sebagai Common. Lebih jelasnya lihat Gambar 6.3. prinsip ini dapat digunakan untuk locking suatu pompa. Dimana pompa tersebut dapat menyala pada ketinggian tertentu.

Gambar 6.3 Diagram Pengawatan dan Prinsip Kerja WLC Omron 61F-G Secara Kontrol Drainase Otomatis 2. Relay kaki 8 Relay merupakan suatu kompnen listrik yang bekerja secara elktromagnetik dimana saat Coil Relay diberi tegangan sesuai name plate maka relay tersebut akan menarik kontak-kontaknya. Untuk penomoran kakinya sesuai dengan Gambar 6.4

Gambar 6.4 Penomoran Kaki pada Relay Berkaki 8 3. Push Button Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik saat ditekan saja. Dalam Push Button terdapat dua jenis kontak yakni NO (Normally Open) dan NC (Normally Close).

Gambar 6.5 Prinsip Kerja Push Button

4. Kontaktor Kontaktor adalah sebuah alat elektro magnetik yang prinsip kerjanya memanfaatkan teori bahwa arus listrik yang mengalir pada sebuah tembaga akan menghasilkan medan magnet. Biasanya kontaktor digunakan untuk sistem listrik 3 fasa. Penomoran pada Kontaktor adalah sebagai berikut:

Gambar 6.6 Nomor Kaki dan Keadaan pada Kontaktor

5. Selector Switch Selector Switch atau biasa disebut dengan Rotary Switch adalah sakelar yang dioperasikan/difungsikan dengan cara memutar. Saklar ini digunakan bila diperlukan lebih dari 2 posisi yang dipilih.

6. Timer Delay Relay (TDR) Fungsi dari TDR ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Penomoran pada TDR adalah sebagai berikut:

Gambar 6.7 Nomor Kaki dan Keadaan pada TDR

7. Saklar Impuls Saklar impuls adalah saklar yang bekerja dengan menggunakan prinsip elektro magnetis. Ketika tegangan masuk kedalam coil maka akan menggerakkan tuas saklar. Di saat ada tegangan masuk lagi maka akan menggerakkan tuas saklar kembali ke posisi awal.

8. Box Panel Listrik Untuk melindungi bagian dalam panel, terlebih lagi yang diletakkan di area outdoor, terdapat box panel listrik. Tak hanya melindungi, box yang terbuat dari bahan logam berisi rangkaian panel dengan ukuran yang berbeda. Sebut saja, box panel listrik ada yang berukuran 20x30x15 cm. Namun, untuk ukuran besar ada yang berdimensi 80 x 100 x 30 cm. Karena berbeda ukuran, harga box panel listrik dijual dengan harga yang berbeda.

Gambar 6.8 Box Panel Listrik 9. Lampu Indikator Komponen panel listrik lainnya adalah lampu indikator. Lampu indikator dalam panel listrik memiliki fungsi untuk mengetahui apakah rangkaian bekerja dengan benar atau tidak. Tak hanya itu, lampu indikator juga berfungsi untuk tanda peringatan jika terjadi sesuatu.

Gambar 6.9 Lampu Indikator

10. MCB Miniature Circuit Breaker (MCB) merupakan salah satu komponen yang berfungsi untuk pengaman atau pembatas arus karena daya atau tegangan yang naik melebihi batas atau beban. MCB memiliki 2 jenis yakni MCB 1 phase dan 3 phase.

Gambar 6.10 Box Panel Listrik 11. Penghantar / Kabel a) Kabel NYAF

Gambar 6.11 Kabel NYAF Kabel NYAF mempunyai isolator tebal dari bahan PVC. Kabel ini cukup lentur karena di dalamanya terdiri dari kabel serabut yang disusun per kelompok. Kabel NYAF digunakan untuk instalasi perangkat-perangkat elektronik dan listrik yang membutuhkan fleksibilitas tinggi.

b) Kabel NYM Kabel NYM memiliki lapisan isolator PVC dua lapis berwarna putih dan abu-abu yang terdiri dari 2 sampai 4 kabel di dalamnya. Dari segi keamanan kabel ini relatif lebih tahan luka/cacat dibanding kabel NYA dan harganya pun lebih mahal dari kabel NYA. Kabel ini dapat dipergunakan di lingkungan kering dan basa tetapi tidak dianjurkan untuk ditanam di dalam tanah.

Gambar 6.12 Kabel NYM III.

Alat Dan Komponen 1. Alat NO

NAMA

JUMLAH

1

Obeng plus

1 buah

2

Obeng minus

1 buah

3

Tang Kombinasi

1 buah

4

Tang Potong

1 buah

5

Tang Pengkupas

1 buah

6

Cutter

1 buah

7

Lem Tembak

1 buah

8

Isi Lem Tembak

2 buah

NO

NAMA

JUMLAH

1

WLC Omron 61F-G

5 buah

2

MCB 1 phase

1 buah

3

MCB 3 phase

1 buah

4

Kontaktor 220 VAC

3 buah

5

Relay Kaki 8, 220 VAC

6 buah

6

Sakelar Impuls

1 buah

7

TDR

1 buah

8

Lampu Indikator

8 buah

9

Push Button

6 buah

10

Selector Switch

1 buah

2. Komponen

11

Box Panel

1 buah

12

Terminal Kabel

2 buah

13

Kabel NYAF

Secukupnya

14

Kabel NYM

Secukupnya

15

Ember

4 buah

16

Kran Air

3 buah

17

Selang Air

3 meter

18

Motor 3 phase 380V/680V

3 buah

IV.

Gambar Rangkaian

1. Rangkaian Kontrol

Gambar 6.12 Rangkaian Kontrol Rancangan Proyek

2. Rangkaian Daya

Gambar 6.13 Rangkaian Daya Rancangan Proyek

V.

LANGKAH PERCOBAAN 1. Siapkan alat dan bahan 2. Rangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian 3. Cek kembali rangkaian. 4. Setting elektroda pada ember yang sudah disiapkan sebagai sumur, Ground Reservoir(GR), dan Tangki. 5. Instal juga rangkaian star pada ketiga motor 3phase.

Langkah Pengujian: Manual 1. Hidupkan MCB, putar selector switch pada posisi manual.

2. Keadaan sumur, Ground Resevoir, dan tangki kosong. Maka lampu locking pada Ground Reservoir dan Sumur menyala. Apabila PB on-P1 , PB on-P2, PB on-P3 ditekan , tidak ada motor yang bekerja. 3. Kemudian sumur diisi sampai penuh, maka lampu locking sumur padam. Tekan PBP3, motor P3 berputar. Air akan mengalir dari sumur menuju Ground Reservoir. Motor P3 dapat di off kan sewaktu-waktu tanpa melihat level air pada ground reservoir, jadi apabila ground reservoir belum penuh, motor P3 bisa di off kan dengan menekan PB off-P3. Misal, ground reservoir sudah tidak dalam keadaan locking, maka motor P1 dan P2 bisa dinyalakan dengan menekan PB on-P1 dan PB on-P2. Maka air dari ground reservoir akan mengalir menuju tangki. Motor P1 dan P2 bisa di off sewaktu-waktu dengan menekan PB off-P1 dan PB off-P2. 4. Ketiga motor bias dinyalakan semua secara bersamaan maupun tidak bersamaan, asalkan tidak dalam keadaan locking. Locking adalah keadaan dimana pompa tidak bias memompa air karena air dalam keadaan batas terbawah.

Automatis 1. Hidupkan MCB, putar selector switch pada posisi automatis. 2. Keadaan sumur, ground reservoir, dan tangki kosong. Maka lampu locking sumur dan ground reservoir menyala. 3. Isikan sumur dengan air sampai penuh, dengan begitu lampu locking akan padam, dan saat sumur penuh, motor P3 akan langsung berputar, air mengalir dari sumur menuju ground reservoir. Pada ground reservoir memiliki 3 tingkatan, low, medium , dan high. Misal, air pada ground reservoir sudah di level medium, lampu locking mati dan motor P1 menyala dan setelah beberapa detik motor P2 menyala. Air dari ground reservoir mengalir ke tangki. Kemudian apabila ground reservoir sudah penuh, motor P3 off. 4. Lalu apabila air pada tangki sudah mencapai level medium, salah satu motor(P1 atau P2) off, hanya salah satu motor saja yang berputar sampai tangki terisi penuh. Setelah tangki terisi penuh, motor(P1/P2) off. 5. Namun , semisal air tangki digunakan, sampai air pada level medium, maka motor yang bekerja untuk mengisi tangki yaitu bukan motor yang mengisi terakhir kali, melainkan satunya atau dengan kata lain gantian. Contoh, apabila saat pengisian pertama, motor yang terakhir berputar adalah motor P2. Maka saat pengisian kedua, motor yang berputar gantian yaitu motor P1. Begitu seterusnya sampai air pada ground reservoir menyentuh level medium.

6. Jika, air pada ground reservoir menyentuh level medium, motor P3 akan langsung ON untuk mengisi ground reservoir.

Motor juga dilengkapi dengan TOLR, TOLR berfungsi pengaman bagi motor P1, P2, P3 apabila beban pada motor tersebut berlebihan. Jika TOLR aktif, maka lampu indicator akan menyala dan motor tidak bias berputar. TOLR disetting pada keadaan manual maupun automatis.

VI.

HASIL PERCOBAAN

Tabel data hasil percobaan Automatis KONDISI

MOTOR

SUMUR GR

TANGKI

P1

LOW

LOW

LOW

LOCKING LOCKING LOCKING

HIGH

LOW

LOW

LOCKING LOCKING ON

HIGH

LOW

LOW

ON

ON

ON

HIGH

HIGH

LOW

ON

ON

OFF

HIGH

HIGH

MEDIUM OFF

ON

OFF

HIGH

HIGH

HIGH

OFF

OFF

HIGH

HIGH

MEDIUM ON

OFF

OFF

HIGH

HIGH

HIGH

OFF

OFF

HIGH

HIGH

MEDIUM OFF

ON

OFF

HIGH

MEDIUM HIGH

OFF

OFF

ON

HIGH

HIGH

HIGH

OFF

OFF

OFF

LOW

HIGH

MEDIUM ON

OFF

OFF

LOW

MEDIUM HIGH

OFF

LOCKING

LOW

MEDIUM MEDIUM OFF

ON

LOCKING

LOW

LOW

HIGH

LOW

LOW

MEDIUM LOCKING LOCKING LOCKING

LOW

LOW

LOW

OFF

OFF

OFF

P2

P3

LOCKING LOCKING LOCKING

LOCKING LOCKING LOCKING

Tabel data hasil percobaan Manual PUSHBUTTON ON P1

OFF P1

MOTOR ON P2

OFF P2

ON P3

OFF P3

DITEK AN DITEK AN DITEK AN DITEK AN DITEK AN DITEK AN DITEK

DITEK

DITEK

AN

AN

AN

VII.

DITEK

DITEK

DITEK

AN

AN

AN

P1

P2

P3

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

OFF

OFF

OFF

PEMBAHASAN PERCOBAAN Berdarkan data hasil praktiK, dan berdasarkan pengujian maka yang perlu dibahas yaitu prinsip kerja dari Omron 61F-GP-N. Elektroda tersebut disetting dengan meletakan E3 paling bawah, E2 di tengah dan E1 paling atas. Saat proses pengisian, air menyentuh E3 kemudian naik sampai menyentuh E2. Saat air menyentuh E3 dan E2 , kontak TC TB belun bekerja. Lalu saat air sudah menyentuh E3, E2, E1maka kontak TC TB bekerja menjadi TC TA. Jadi TC sebagai common menggerakan tuasnya dari TB ke TA. Sedangkan roses pengosongan yaitu pada saat air tidak lagi menyentuh E1, kontak masih belum berubah (TC TA). Lalu pada saat air tidak menyentuh E1 dan E2 atau hanya menyentuh E3 maka kontak kembali seperti semula (TC TA). S0 dan S2 dihubungkan pada tegangan 220V.

VIII.

KESIMPULAN Dari beberapa hal yang tertulis di atas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa untuk mengontrol kerja pompa air berdasarkan level air dapat digunakan alat Omron 61F-GP-N. Tentunya dengan berbagai komponen pendukung lainya seperti relay, kontaktor, timer, saklar impuls dll untuk dapat dioperasikan sesuai dengan langkah pengujian tersebut. Prinsip kerja Omron 61F-GP-N berdasarkan level air yang dideteksi oleh elektroda sehingga menggerakan kontak pada komponen tersebut. Pada rangkaian yang telah dibuat kali ini bias dioperasikan secara manual maupun automatis. Pada keadaan manual, menyalakan motor dengan menekan tombol PB on dan mematikan motor dengan menekan PB off sesuai dengan motor mana yang ingin dinyalakan. Menghidupkan motor bias kapan saja tanpa memandang level air (kecuali keadaan locking). Dan mematikan bias kapan saja juga tidak harus penuh. Sedangkan automatis proses bekerjanya yaitu berdasarkan level air pada sumur, ground reservoir dan tangki yang sudah dirancang sedemikian rupa sehingga dapat terintegrasi dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Supegina, Fina. 2012.Dasar Sistem Kontrol.Universitas Macu Buana

Riko, Hnedra.2014.Makalah Pengaturan Teknik ( Water Level Control ).Malang.Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Karya.

Indiastuti, Diah. Casromi dkk.2013 Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika Water Level Control.Jakarta.Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana.

Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik & Elektronika Daya. Gramedia. 1995.

http://egatek.com/ketahui-komponen-komponen-pada-panel-listrik/

http://thamaro.blogspot.co.id/2016/06/saklar-impulspengertiancara-kerja.html

http://electric-mechanic.blogspot.co.id/2010/10/timer.html

http://infopromodiskon.com/news/detail/262/jenis-3-posisi-selector-switch-dan-simbolnyaberdasarkan-standar-internasional.html https://rekayasalistrik.wordpress.com/2013/03/29/apa-itu-kontaktor/

http://www.panellistrik.id/2017/04/cara-kerja-relay-listrik.html