sistem control dan monitoring level tekanan angin turbo air 3000 compressor centrifugal pmb pt....
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tema Judul dan Batasannya
Tema judul yang digunakan pada pelaksanaan kerja praktik ini adalah
“SISTEM CONTROL DAN MONITORING LEVEL TEKANAN ANGIN
TURBO AIR 3000 CENTRIFUGAL COMPRESSOR PMB DI PT. INDAH
KIAT PULP & PAPER, TBK”.
Mengingat terlalu luasnya aspek-aspek yang menyangkut tentang
Sistem kompresor maka dalam penyusunan laporan kerja praktik ini
diberikan batasan yaitu
1. Membahas tentang sistem pengendalian level tekanan angin pada
Turbo air 3000 centrifugal compressor PMB PT Indah Kiat Pulp &
Paper, Tbk.
2. Instrumentasi pengendalian level tekanan angin compressor dengan
CMC Mikrokontroller.
1.2 Latar Belakang Pemillihan Tema Judul
Dalam sebuah perusahaan ataupun industri besar maupun kecil kebutuhan
angin untuk proses produksi sangatlah penting. Seiring dengan perkembangan
waktu dan kebutuhan produksi yang besar, maka di perlukan kebutuhan angin
dengan volume yang besar dengan tekanan yang konstan untuk memenuhi
produksi. Untuk memenuhi kebutuhan angin dengan volume yang besar, industri
atau perusahaan menggunakan sebuah kompresor turbo yang dapat mengasilkan
volume angin yang lebih besar di bandingkan dengan kompresor biasa, termasuk
di PT.Idah Kiat Pulp & Paper. Salah satu kompresor turbo yang di gunakan oleh
PT.Indah Kiat Pulp & Paper adalah Turbo air 3000 Centrifugal Compressor.
Berdasarkan alasan diatas saya tertarik untuk mengetahui pengontrolan
yang dilakukan untuk sistem pengendalian kompresor air turbo 3000 sentrifugal
dengan menggunakan modul CMC mikrokontroller pada perusahaan PT Indah
Kiat Pulp & Paper Tbk.
2
1.3 Tujuan Kerja Praktik
a. Memahami penerapan ilmu akademik teknik elektro dalam bidang
industri atau praktisi.
b. Memahami dan mendapatkan gambaran nyata tentang performa
kompresor dan paramater yang mempengaruhi kinerja kompresor.
c. Mengenal dan mempelajari prinsip kerja pengontrolan sistem
compressor menggunakan CMC controller.
d. Mengetahui data dan setting Turbo Air 3000 Centrifugal Compressor
PMB PT Indah Kiat Pulp & Paper.
1.4 Tempat dan Waktu Pelaksanaan kerja praktik
Pelaksanaan Kerja Praktik di PT.Indah Kiat Pulp & Paper, Tbk. Jl.
Raya Serang Km 76 Kragilan, Kab.Serang , Banten. Bertempat di bagian
Electric & Intelect Maintenance Utility Section. Waktu pelaksanaan tanggal 3
November 2014 sampai dengan 28 November 2014.
1.5 Metodologi Pengumpulan Data
Dalam pengumpulan data, penulis menerapkan beberapa metode yang
dilakukan selama kerja praktik berlangsung di PT.Indah Kiat Pulp & Paper
Tbk sebagai penunjang untuk penyusunan laporan ini. Adapun metode–
metode tersebut adalah:
a. Metode Observasi
Metode observasi adalah suatu cara pengumpulan data dengan cara
mengadakan pengamatan secara langsung ke lapangan bersama
pembimbing serta petugas yang berwenang.
b. Metode Wawancara
Metode wawancara adalah suatu cara pengumpulan data dengan
melakukan wawancara serta diskusi dengan orang-orang yang berkenaan
dengan pembahasan.
c. Metode Partisipasi
3
Metode partisipasi adalah suatu cara pengumpulan data dengan cara
melibatkan diri secara langsung di dalam kegiatan-kegiatan yang
berlangsung di perusahaan tempat penulis kerja praktek.
d. Metode Studi Literatur
Metode studi literatur ini penulis lakukan dengan membaca manual
book, desain book, maintenance book, function code, dan menggunakan
sarana perpustakaan yang tersedia serta mencari literatur dari situs yang
berhubungan dengan data yang penulis cari.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan laporan kerja praktek ini penulis membagi menjadi
beberapa bab. Sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah sebagai
berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan mengenai tema judul, latar belakang
pemilihan judul, tujuan kerja praktik, tempat dan waktu
pelaksanaan kerja praktik, batasan masalah, metode pengumpulan
data dan sistematika penulisan laporan.
BAB II : TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
Pada Bab ini menjelaskan profil PT.Indah Kiat Pulp &
Paper Tbk, yaitu sejarah pembangunan, gambaran produksi, lokasi
pabrik, departemen-departemen, jam kerja karyawan dan peraturan
di perusahaan.
BAB III : DASAR TEORI
Bab ini membahas mengenai sistem kontrol secara umum,
klasifikasi sistem kontrol, karakteristik sistem kontrol, serta
penjelasan mengenai kompresor.
BAB IV : ANALISA DAN PEMBAHASAN
4
Pada bab ini akan dibahas tentang Deskripsi Umum Proses
Kompresor, Instrumentasi sistem pengendalian, , elemen-elemen
dalam sistem pengendalian, Field instrument yang terdapat di
kompresor, data level tekanan angin pada kompresor turbo
sentrifugal air 3000 PMB PT.Indah Kiat Pulp & Paper Tbk.
BAB V : KESIMPULAN
Bab ini membahas mengenai kesimpulan dan juga saran–
saran mengenai kegiatan kerja praktik itu sendiri.
5
BAB II
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Sejarah Berdirinya Perusahaan
Atas dasar rekomendasi yang diberikan oleh Presiden RI Pada tanggal 11
September 1978, maka didirikanlah PT. Indah Kiat Pulp and Paper untuk
memenuhi kebutuhan kertas baik dalam negeri maupun luar negeri. PT. Indah
Kiat Pulp and Paper didirikan oleh Bapak Sutomo Jananto, seorang pengusaha
kelahiran Pematang Siantar – Sumatera Utara yang bekerja sama dengan
pengusaha Taiwan.
Tahap-tahap berdirinya adalah sebagai berikut :
1. Tanggal 23 September 1976 berlangsung kerjasama antara PT. IKPP Tbk.
Serang Mill didepan Ridwan Soesilo, SH. Untuk pengajuan pendirian
pabrik kertas yang berlokasi di Jalan Raya Tangerang, Serpong KM. 8
dengan luas tanah 35 Ha. yang berstatus penanaman modal asing (PMA).
Susunan awal pemegang saham PT. IKPP (sebelum bergabung dengan
Grup Sinarmas) dan masih berstatus penanaman modal asing (PMA)
adalah:
a. Chung Hwa Pulp Corp. : 35 %
b. Yuen Foong Yu Paper Manufacturing Co. Ltd. : 14 %
c. Berkat Indah Kiat : 51 %
2. Pada tahun 1983 didirikan sebuah pabrik pulp yang berlokasi di Perawang,
Bengkalis – Riau dengan kapasitas 250 ton per hari yang mulai
berproduksi pada bulan Mei 1984. Selanjutnya, pada tahun 1988 didirikan
juga pabrik kertas dilokasi yang sama.
3. Pada bulan Juni 1990 PT. Indah Kiat Pulp and Paper go public dengan
menjual sahamnya di Bursa Efek Jakarta dan Surabaya kepada masyarakat
umum yang mengakibatkan susunan pemegang sahamnya sebagai berikut :
a. PT. Puri Nusa Eka Persada : 54,39 %
b. Chung Hwa Pulp : 19 %
c. Yuen Foong Yu Global Investment : 8,54 %
6
d. Yuen Foong Yu Co. Ltd. : 0,15 %
e. Masyarakat umum : 16,93 %
Sedangkan pada bulan Desember 1991, PT. IKPP Corp. mengakuisisi
PT. Sinar Dunia Makmur, pabrik kertas industri yang mempunyai kapasitas
produksi 1000 ton per hari, pada tahun 1992 PT. IKPP Corp. mengambil alih
PT. Sinar Dunia Makmur. Pada tanggal 31 Desember 1995 kepemilikan
saham adalah sebagai berikut :
1. PT. Puri Nusa Eka Persada : 56,75 %
2. Chung Hwa Pulp : 16,11 %
3. Yuen Foong Yu Global Investment : 7,77 %
4. Masyarakat umum : 19,37%
Susunan pemegang saham PT. IKPP Corp. setelah bergabung dengan
Sinarmas Group sebelum go public adalah :
1. PT. Puri Nusa Eka Persada : 67 %
2. CHP Internasional (BVI) Corp. : 23 %
3. YFY Global Investment (BVI) Corp. : 10%
PT. IKPP Corp. Serang merupakan salah satu pabrik kertas yang
memproduksi kertas industri antara lain adalah :
a. Ivory
b. Flutting Medium
c. Manila
d. Liner Board
e. Art Board
f. Chips Board
g. Dupleks
h. White Kraft
i. Gloss coated
j. Tripleks
7
Gambar 2.1. Logo PT Indah Kiat Pulp & Paper [11]
2.2 Lokasi Pabrik
Lokasi PT. IKPP Corporation Serang terletak di jalan Raya Serang –
Jakarta Km. 76 Desa Kragilan, Serang-Banten, yang bersebelahan dengan
Sungai Ciujung dan memiliki luas area 600 Ha.
2.3 Struktur Organisasi Perusahaan
PT. IKPP Corporation Serang dipimpin oleh seorang Vice Presiden
Director yang berkedudukan di Jakarta. Pelaksanaan operasi di PT. IKPP
Corp. dipimpin oleh Vice Presiden Director yang membawahi 6 divisi, 20
Departemen, dan 90 seksi. Dengan demikian pelimpahan kekuasaan dari
pimpinan ke bawahan dan pertanggung-jawaban terhadap atasan berjalan
vertikal sesuai dengan wewenang.
2.4 Visi dan Filosofi
Visi :
PT IKPP Serang, Tbk merupakan perusahaan pertama di Asean yang
telah mendapatkan penghargaan dari BIR atas komitmennya untuk mendaur
ulang kertas bekas sebagai bahan baku produksi. Pencapaian ini tentu saja tidak
lepas dari hasil penerapan visi perusahaan yaitu:
to become the 21st century number one Pulp and Paper company with the
highest international standards in the world, and with the strongest
commitment to providing superior value to customers, shareholders,
employees and the community (Company Profile, 2012: 2).
Berdasarkan pernyataan tersebut, PT IKPP Serang berjuang untuk
menjadi perusahaan kertas nomor satu di abad dua puluh satu dengan standar
internasional tertinggi di dunia dan komitmen penuh untuk menyediakan nilai
superior kepada para pelanggan, pemegang saham, karyawan dan komunitas.
Visi ini diraih dengan kerja keras, beberapa diantaranya dibuktikan
melalui keberhasilan meraih sertifikasi ISO 14001 (2004) untuk manajemen
lingkungan, ISO 9001 (2008) untuk kertas dan konverting, FDA (Food Drugs
Administration), PEFC, International Public Relations (2006) atas
8
pemberdayaan masyarakat lokal, dan lainnya. Secara nasional, PT IKPP
Serang, Tbk juga telah mendapatkan sertifkasi dari Pemkab Serang sebagai
industri ramah lingkungan, pembayar pajak terbesar, pengelolaan lingkungan
hidup dan limbah (2012) dari Warta Ekonomi.
Filosofi :
1. Sumber daya manusia adalah kunci mencapai kesuksesan.
2. Menyeimbangkan kebutuhan lingkungan dengan kebutuhan perusahaan
agar terlaksana operasi yang sustainable.
3. Pengembangan kepedulian dari karyawan terhadap kebutuhan konsumen.
4. Tidak hanya bertanggung jawab pada shareholder tetapi juga bertanggung
jawab pada masyarakat luas.
5. Memegang prinsip pemerintah yang baik untuk membangun bisnis yang
sustainable.
2.5 Produksi PT Indah Kiat Pulp & Paper
2.5.1 Paper Machine 1 (PM # 1)
Start up : Agustus 1994
Product : 125-275 GSM Liner Board & 150-200
GSM Corrugating Medium
Capasity : 350.000 MT/year
Design Speed : 850 m/minute
Reel Trim : 6,5 m
2.5.2 Paper Machine 2 (PM # 2)
Start up : April 1996
Product : 112-150 GSM Corrugating Medium
Capasity : 350.000 MT/year
Design Speed : 1.200 m/minute
Reel Trim : 6,5 m
2.5.3 Paper Machine 3 (PM # 3)
Start up : Agustus 1996
9
Product : 210-400 GSM Sinar Fold; 250-450 GSM
Duplex Board; 210-400 GSM Ivory
Board; 210-400 GSM Triplex Board
Capasity : 200.000 MT/year
Design Speed : 600 m/minute
Reel Trim : 4,2 m
2.5.4 Paper Machine 4 (PM # 4)
Start up : Juni 2007
Product :125-150 GSM Liner Board & 125-150 GSM
Corrugating Medium
Capasity : 200.000 MT/year
Design Speed : 800 m/minute
Reel Trim : 4,5 m
2.5.5 Paper Machine 5 (PM # 5)
Start up : Oktober 2008
Product : 125-200 GSM White Liner
Capasity : 500-700 MT/day
Design Speed : 740 m/minute
Reel Trim : 4,5 m
2.5.6 Paper Machine 6 (PM # 6)
Start up : April 1996
Product : 210-400 GSM Sinar White; 250-450
GSM Sinar Royal; 210-400 GSM Ivory
Board; 210-400 GSM Triplex Board
Capasity : 200.000 MT/year
Design Speed : 600 m/minute
Reel Trim : 4,2 m
2.6 Penjualan dan Distribusi
PT. Indah Kiat Pulp and Paper Serang Mill sendiri memiliki anak
perusahaan yang khusus melayani pemasaran domestik yaitu PT. Cakrawala
Mega Indah (CMI). Staf perusahaan penjualan juga menentukan hubungan
10
bisnis yang sangat baik dengan grosir dan eceran, serta pelayanan terhadap
pelanggan konverter container board secara luas dan industri-industri lain.
Kegiatan penjualan produk PT. IKPP Serang skala internasional
dikoordinasikan dan dipimpin oleh APP World Wide. Disamping pemasaran
domestik, produk kertas industri dan karton utamanya dipasarkan di Asia
Tenggara, Asia Pasifik, Timur Tengah dan Asia Selatan, saat ini perusahaan
memperluas cakupannya lebih dari 40 negara yang tersebar di seluruh dunia
diantaranya: Denmark, Belgia, Prancis, Spanyol, Italia, Yordania, Saudi
Arabia, UEA, Pakistan, India, Bangladesh, Myanmar, Srilangka, UK,
Hongkong, Vietnam, Thailand, China, Korea, Taiwan, Filipina, Kamboja,
Malaysia, Singapura, Mauritius, Afrika Selatan, Australia, New Zealand,
USA, Kanada dan Argentina.
2.7 Kebijakan Lingkungan
PT. IKPP Serang produsen kertas industri berkomitmen untuk
meminimalkan dampak lingkungan yang merugikan dari kegiatan operasinya,
senantiasa berkeinginan mencapai perbaikan yang berkesinambungan dari
kinerja lingkungannya dengan mengadopsi teknologi produksi yang ramah
lingkungan.
Menggunakan energi dan sumber daya alam secara efisien, pengelolaan
yang efektif dapat mengontrol dan meminimalkan dampak polusi. Perusahaan
berkeinginan untuk mematuhi perundangan mengenai lingkungan yang sesuai
dengan persyaratan lainnya yang diwajibkan untuk mendukung perlindungan
dan pelestarian lingkungan. PT. Indah Kiat Pulp and Paper akan menentukan
dan meninjau tujuan dan sasaran untuk mencapai peningkatan kinerja
lingkungan dari operasinya, dan membuat rencana yang terperinci untuk
mencapainya.
Manajemen perusahaan juga berkeinginan untuk meningkatkan kinerja
lingkungannya melalui training dan peningkatan - peningkatan pengetahuan
tenaga kerjanya. Manajemen akan mengkomunikasikan kebijakan ini kepada
karyawan komunitas serta pihak - pihak terkait dan stakeholder untuk
11
merangsang dukungan dan partisipasi yang aktif dalam pencapaian tujuan
lingkungan.
2.8 Prospek Masa Depan
Mampu menembus negara bagian Asia Pasifik dan menjadikan produk
Serang Mill sebagai “Best Quality” dipasaran secara berkesinambungan dan
hadir di lebih dari 25 % bagian produsen kertas dunia, sehingga membawa
keoptimisan bagi perusahaan.
Berkualitas produk unggul dan pelayanan setelah pengiriman sebagai
pertimbangan utama, PT. IKPP Serang Mill telah memiliki posisi yang cukup
baik yang mendatangkan keuntungan dari pertumbuhan permintaan pasar pada
perkembangan Zona Ekonomi Asia Pasifik. PT. IKPP Serang tidak hanya
dominan pada pasaran domestik akan tetapi tampil menembus kekuatan global
dengan baik, sehingga dalam menembus arus kapasitas produksinya PT. IKPP
Serang secara konsisten menambah penerapan manajemen, fasilitas
operasional, proses dan sumber daya manusia, serta mencari lahan baru untuk
pertumbuhan dan perluasan kedepannya. Rencana perluasan meliputi
peningkatan pokok pada rentang volume produk yang dihadirkan, perbaikan
mesin yang digunakan untuk memproduksi tambahan produk bernilai tinggi,
dan meningkatkan kepuasan konsumen.
Berdasarkan strategi perencanaan perluasan, produk berkualitas terbaik
dan tampil dipasaran secara kuat baik domestik maupun internasional. PT.
IKPP Serang mengatur besaran point baru dalam lahan yang dinamik untuk
produk packaging. Hal ini sebagai langkah kedepan dalam mengupayakan
total kepuasan konsumen dan menciptakan kondisi yang lebih baik diberbagai
bagian.
12
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1. Sistem Kontrol
3.1.1 Definisi Kontrol
Dalam proses industri, sering dibutuhkan besaran-besaran yang
memerlukan kondisi atau persyaratan yang khusus, seperti ketelitian yang
tinggi, harga yang konstan untuk selang waktu yang tertentu, nilai yang
bervariasi dalam suatu rangkuman tertentu, perbandingan yang tetap antara 2
(dua) variabel, atau suatu besaran sebagai fungsi dari besaran lainnya. Jelas,
kesemuanya itu tidak cukup dilakukan hanya dengan pengukuran saja, tetapi
juga memerlukan suatu cara pengontrolan agar syarat-syarat tersebut dapat
dipenuhi. Karena alasan inilah diperkenalkan suatu konsep pengontrolan
yang disebut Sistem Kontrol. [13]
Ada beberapa definisi yang harus dimengerti untuk lebih memahami
Sistem Kontrol secara keseluruhan, yaitu: Sistem, Proses, Kontrol dan Sistem
Kontrol. Definisi dari beberapa istilah tersebut adalah sebagai berikut:
a. Sistem : kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja bersama-
sama melakukan sesuatu untuk sasaran tertentu.
b. Proses: perubahan yang berurutan dan berlangsung secara kontiniu dan
tetap menuju keadaan akhir tertentu.
c. Kontrol: suatu kerja untuk mengawasi, mengendalikan, mengatur dan
menguasai sesuatu
d. Sistem kontrol : proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu
atau beberapa besaran (variabel atau parameter) sehingga berada pada
suatu harga atau range tertentu. Contoh variabel atau parameter fisik,
adalah: tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature),
ketinggian (level), pH, kepadatan (viscosity), kecepatan (velocity), dan
lain-lain.
PROSESINPUT OUTPUT
13
Hubungan sebuah sistem dan proses dapat diilustrasikan seperti
terlihat pada Gambar 3.1 di bawah ini. [13]
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem [13]
3.1.2. Klasifikasi Sistem Kontrol
Secara umum, sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Sistem Kontrol Manual dan Otomatis
b. Sistem Lingkar Terbuka (Open Loop) dan Lingkar Tertutup (Closed
Loop)
c. Sistem Kontrol Kontiniu dan Diskrit
d. Menurut sumber penggerak: Elektrik, Mekanik, Pneumatik, dan
Hidrolik
Penjelasan singkat dari jenis-jenis sistem kontrol diatas akan dibahas berikut
ini.
Sistem Kontrol Manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari
seperti pada pengaturan suara radio, televisi, cahaya layar televisi,
pengaturan aliran air melalui keran, pengendalian kecepatan kendaraan, dan
lain-lain. Sedangkan Sistem Kontrol Otomatis banyak ditemui dalam proses
industri (baik industri proses kimia dan proses otomotif), pengendalian
pesawat, pembangkit tenaga listrik dan lain-lain. [14]
Sistem Kontrol Lingkar Terbuka (Open Loop) adalah sistem pengontrolan
di mana besaran keluaran tidak memberikan efek terhadap besaran masukan,
sehingga variable yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga
yang diinginkan. Sedangkan Sistem Kontrol Lingkar Tertutup (Closed Loop)
adalah sistem pengontrolan dimana besaran keluaran memberikan efek
terhadap besaran masukan, sehingga besaran yang dikontrol dapat
PROSESINPUT OUTPUT
PROSESINPUT OUTPUT
14
dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Selanjutnya, perbedaan harga
yang terjadi antara besaran yang dikontrol dengan harga yang diinginkan
digunakan sebagai koreksi yang merupakan sasaran pengontrolan [14].
Open Loop Control System memiliki karakteristik sebagai berikut:
a. Tidak terdapat proses pengukuran
b. Variabel yang dikontrol tidak mempengaruhi aksi pengontrolan
c. Banyak didasari oleh waktu atau urutan proses
d. Kurang akurat, lebih stabil, murah
Sedangkan Closed Loop Control System mempunyai karakteristik sebagai
berikut:
a. Terdapat proses pengukuran
b. Variabel yang dikontrol mempengaruhi aksi pengontrolan (feedback)
c. Lebih akurat, dapat terjadi ketidakstabilan
d. Mahal
Gambar 3.5 di bawah ini, mengilustrasikan blok diagram Open Loop
Control System dan Closed Loop Control System. Selanjutnya, sebagian
besar pembahasan Sistem Kontrol adalah berdasarkan kepada Closed Loop
Control System atau lebih dikenal dengan Sistem Kontrol Umpan Balik
(Feedback Control System). [14]
(a) Sistem Kontrol Lingkar Terbuka [14]
(b) Sistem Kontrol Lingkar Tertutup [14]
Gambar 3.2. Sistem Kontrol Lingkar Terbuka dan Tertutup
15
Sementara itu, Sistem Kontrol Kontinu adalah sistem yang
memanfaatkan pengendali (controller) berbasis nilai kontinu, seperti:
Proportional (P), Integrator (I), dan Differensiator (D), atau kombinasi dari
ketiganya (PI, PD, atau PID). Sedangkan Sistem Kontrol Diskrit adalah
sistem yang menggunakan pengontrol (controller) dengan nilai diskrit,
seperti pengendali ON-OFF atau pengendali posisi ganda (switch selector).
[14]
3.1.3. Pengontrolan Proses
Dalam bidang kontrol dan instrumentasi, masalah otomasi adalah
keharusan. Hal ini untuk memenuhi tingkat kehandalan dari sistem yang
dikontrol. Dalam pengontrolan secara otomasi ini peran operator dalam
sistem kontrol manual digantikan oleh suatu alat yang disebut kontroler. Pada
proses pengontrolan otomatis, hal yang dilakukan oleh kontroler adalah
membandingkan harga yang sebenarnya dari keluaran plant (measured
variable) dengan harga yang diinginkan (set point), menentukan deviasi
(error) dan menghasilkan sinyal kontrol yang akan memperkecil deviasi
sampai nol atau sampai suatu harga yang kecil. [14]
Pada dasarnya ada 4 tahapan dalam suatu proses yaitu mengukur,
menghitung, membandingkan dan mengoreksi. Dalam hal ini yang diukur
adalah variabel proses. Sedangkan besar variabel proses dengan set point
disebut error (deviasi).
Error = Set point – variabel proses
Menghitung dalam pengontrolan suatu proses merupakan suatu cara
atau teknik memanipulasi error, dengan tujuan memperkecil error tersebut.
Dari hasil perhitungan tadi maka dilakukanlah langkah ke 4 yaitu mengoreksi.
Keempat langkah tersebut di atas dapat dilakukan secara otomatis
oleh instrumen. Operator hanya perlu menentukan set point. Secara umum
elemen-elemen dasar dari sistem pengontrolan tersebut sebagai berikut:
1. Proses
16
Operasi yang dibuat dan berlangsung secara kontinyu yang ditandai oleh
suatu deretan perubahan tertentu yang dikontrol dan diarahkan secara
sistematis menuju suatu keadaan akhir yang diharapkan. [14]
2. Controlled Variabel
Merupakan besaran yang dikontrol oleh sistem. Misalkan Tekanan, suhu,
tegangan atau arus dan lain-lain. [14]
3. Manipulated Variabel
Masukan dari suatu proses yang dapat diubah-ubah besarnya agar
variabel proses atau controlled variabel besarnya sama dengan set point.
[14]
4. Disturband atau load
Merupakan suatu besaran lain dari luar yang dapat menyebabkan
berubahnya control variabel besarnya sama dengan set point. [14]
5. Sensing element
Merupakan bagian paling ujung dari suatu sistem pengukuran yaitu yang
akan membaca besaran atau parameter yang akan dikontrol. [14]
6. Transmitter
Merupakan suatu alat yang berfungsi untuk membaca dan meneruskan
sinyal sensing element. [14]
7. Transducer
Merupakan alat yang berfungsi untuk mengalihkan sinyal besaran
tertentu menjadi besaran lain yang akan diolah lebih lanjut. [14]
8. Measured variabel
Merupakan sinyal yang keluar dari transmitter. [14]
9. Controller
Merupakan elemen yang akan mengerjakan 3 dari 4 langkah
pengontrolan, yaitu membandingkan set point dengan measured variable,
menghitung berapa koreksi yang perlu dilakukan dan mengeluarkan
sinyal koreksi sesuai dengan hasil perhitungan sebelumnya. Kontroler
sepenuhnya menggantikan peranan manusia dalam mengendalikan
sebuah proses. [14]
17
10. Control Unit
Merupakan bagian dari kontroler yang menghitung besarnya koreksi
yang diperlukan. Input dari unit kontrol adalah error, dan outputnya
adalah sinyal yang keluar dari kontroler (manipulated variabel). Unit
kontrol memiliki fungsi alih yang tergantung pada jenis kontroler.
Keluaran dari unit kontrol hasil penyelesaian matematika fungsi alih
dengan memasukkan nilai error sebagai input. [14]
11. Final Control Element
Merupakan bagian terakhir dari instrumentasi sistem kontrol. Bagian ini
berfungsi merubah measured variable dengan cara mengubah besarnya
manipulated variable berdasarkan perintah kontroler. Langkah
menghitung dalam hubungan dengan manipulasi error dalam
pengeontrolan proses terdapat pada unit kontrol. Aksi menghitung ini
dilakukan oleh kontroler. [14]
3.1.4. Sistem Kontrol PID
Sistem Kontrol PID (Proportional–Integral–Derivative controller)
merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi
dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tersebut (Feed back).
Sistem kontrol PID terdiri dari tiga buah cara pengaturan yaitu kontrol P
(Proportional), D (Derivative) dan I (Integral), dengan masing-masing
memiliki kelebihan dan kekurangan. Dalam implementasinya masing-
masing cara dapat bekerja sendiri maupun gabungan diantaranya. Dalam
perancangan sistem kontrol PID yang perlu dilakukan adalah mengatur
parameter P, I atau D agar tanggapan sinyal keluaran system terhadap
masukan tertentu sebagaimana yang diinginkan [7].
18
Gambar 3.3. Blok Diagram Sistem Kendali PID [7]
1. Kontrol Proporsional
Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) •
e maka u = Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp
berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada
kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan
karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam
aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk
memperbaiki respon transien khususnya rise time dan setting time [7].
2. Kontrol Integratif
Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t) =
[integrale(t)dT] Kidengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan
diatas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u = Kd.[deltae / deltat] Jika e(T)
mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar
sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati
nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki
sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang
tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat
menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru
dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde sistem. [7]
3. Kontrol Derivatif
Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan
sebagai G(s) = s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol
D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia
dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi
error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada
perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal
ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiri.
[7]
3.1.5. Aplikasi Sistem Kontrol
19
Pemakaian Sistem Kontrol Otomatis banyak ditemui dalam
kehidupan sehari-hari, baik dalam pemakaian langsung maupun tidak
langsung. Pemakaian dari Sistem Kontrol dapat dikelompokkan sebagai
berikut:
1. Sistem Kontrol Proses: seperti temperatus, aliran, tinggi permukaan
cairan, dan lain-lain. Misalnya pada industri kimia, makanan, tekstil,
pengilangan, dan lain-lain.
2. Sistem Kontrol Energi: seperti pada pengendalian pembangkit tenaga
Listrik dan pendistribusian tenaga.
3. Sistem Kontrol Numerik: seperti pengontrolan operasi yang
Membutuhkan ketelitian tinggi dalam proses yang berulang-ulang.
Misalnya pada proses pengeboran, pembuatan lubang, pengelasan dan
kerja-kerja otomotif.
4. Sistem Kontrol Transportasi: seperti elevator, eskalator, pesawat
terbang,kereta api, konveyor, dan lain-lain.
5. Sistem Kontrol Servo Mekanis: sistem yang berhubungan dengan
posisi,kecepatan dan pergerakan.
6. Bidang Non Teknis: seperti sistem ekonomi, sistem sosial dll
3.2. Sistem Pneumatik
Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang
bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat
keseimbangan. Orang pertama yang dikenal dengan pasti telah menggunakan
alat pneumatik adalah orang Yunani bernama Ktesibio. Dengan demikian
istilah pneumatik berasal dari Yunani kuno yaitu pneuma yang artinya
hembusan (tiupan). Bahkan dari ilmu filsafat atau secara philosophi istilah
pneuma dapat diartikan sebagai nyawa. Dengan kata lain pneumatik berarti
mempelajari tentang gerakan angin (udara) yang dapat dimanfaatkan untuk
menghasilkan tenaga dan kecepatan [8].
20
Gambar 3.4. Pneumatik Sircuit [8]
Pneumatik merupakan cabang teoritis aliran atau mekanika fluida dan tidak
hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran,
yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang, gawai (device) dan sebagainya,
tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat. Udara yang dimampatkan
adalah udara yang diambil dari udara lingkungan yang kemudian ditiupkan
secara paksa ke dalam tempat yang ukurannya relatif kecil. [8]
3.3. Kompresor
Kompresor adalah peralatan mekanik yang digunakan untuk
memberikan energi kepada fluida gas/udara, sehingga gas/udara dapat
mengalir dari suatu tempat ke tempat lain secara kontinyu. Untuk
menghasilkan udara bertekanan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
1. Menurunkan volume ruang tertutup.
2. Memberikan tambahan energi dengan sudu-sudu putar ke fluida.
Kompresor mempunyai bidang pengunaan yang luas mulai dari Industri
kecil sampai ke Industri perminyakan dan Gas Bumi. Beberapa jenis
penggerak yang sering digunakan sebagai penggerak kompresor antara lain :
1. Elektro motor
2. Internal Combustion Engine (Motor Mesin Diesel Dan Turbin Gas)
3. Eksternal Combustion Engine (Turbin Uap)
Beberapa bentuk penggunaan kompresor antara lain adalah :
1. Kompresor udara untuk bebagai keperluan
2. Blower udara sederhana dalam pengolahan sulfur
3. Blower udara kapasitas besar dalam unit katalis
21
4. Kompresor refrigerant temperature rendah yang digunakan untuk unit
pengolahan ethylene dan pethylen. [4]
3.4. Jenis – Jenis Kompresor
Secara umum kompresor dibedakan menjadi dua jenis yaitu kompresor
dinamis dan kompresor perpindahan positif.
3.4.1. Kompresor Perpindahan Positif
Kompresor perpindahan positif dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu
kompresor piston (reciprocating compressor) dan kompresor putar (rotary).
1. Kompresor Piston (Reciprocating)
a. Kompresor Piston Kerja Tunggal
Kompresor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan
perpindahan piston, kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong
oleh poros engkol (crankshaft) untuk memampatkan udara/ gas. Udara akan
masuk ke silinder kompresi ketika piston bergerak pada posisi awal dan
udara akan keluar saat piston/torak bergerak pada posisi akhir/depan. [4]
Gambar 3.5. Kompresor Piston Kerja Tunggal [4]
b. Kompresor Piston Kerja Ganda
Kompresor piston kerja ganda beroperasi sama persis dengan kerja
tunggal, hanya saja yang menjadi perbedaan adalah pada kompresor kerja
ganda, silinder kompresi memiliki port inlet dan outlet pada kedua sisinya.
[4]
22
Gambar 3.6. Kompresor Piston Kerja Ganda [4]
Sehingga meningkatkan kinerja kompresor dan menghasilkan udara
bertekanan yang lebih tinggi dari pada kerja tunggal.
2. Kompresor Diafragma
Kompresor diafragma adalah jenis klasik dari kompresor piston, dan
mempunyai kesamaan dengan kompresor piston, hanya yang membedakan
adalah, jika pada kompresor piston menggunakan piston untuk
memampatkan udara, pada kompresor diafragma menggunakan membran
fleksible atau difragma. [4]
Gambar 3.7. Kompresor Diafragma [4]
3.4.2. Kompresor Putar (Rotary)
1. Kompresor Screw (Rotary Screw Compressor)
Kompresor screw merupakan jenis kompresor dengan mekanisme putar
perpindahan positif, yang umumnya digunakan untuk mengganti kompresor
23
piston, bila diperlukan udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih
besar. [4]
Gambar 3.8. Kompresor Screw [4]
2. Kompresor Dinamis
Kompresor dinamis dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor aksial dan
kompresor sentrifugal. [4]
a. Kompresor Aksial
Kompresor aksial adalah kompresor yang berputar dinamis yang
menggunakan serangkaian kipas airfoil untuk semakin menekan aliran
fluida. Aliran udara yang masuk akan mengalir keluar dengan cepat tanpa
perlu dilemparkan ke samping seperti yang dilakukan kompresor
sentrifugal. Kompresor aksial secara luas digunakan dalam turbin gas/udara
seperti mesin jet, mesin kapal kecepatan tinggi, dan pembangkit listrik skala
kecil. [4]
Gambar 3.9. Kompresor Aksial [4]
b. Kompresor Sentrifugal
24
Kompresor sentrifugal, (kadang-kadang dikenal sebagai kompresor
radial) adalah suatu kelas khusus aliran radial dari mesin turbo yang bekerja
dengan pengisapan yang meliputi pompa, fan, blower dan kompresor.
Bentuk awal dari mesin turbo dinamik ini adalah pompa, fan, dan blower.
Apa yang membedakan mesin turbo awal ini dari kompresor yaitu fluida
yang bekerja dapat di pertimbangkan untuk tidak di mampatkan dengan
begitu memperbolehkan analisa yang akurat melalui persamaan Bernoulli.
Bedanya, kompresor sentrifugal modern mempunyai kecepatan dan analisa
yang tinggi dan harus berhadapan dengan aliran termampatkan. Untuk
tujuan-tujuan definisi, kompresor sentrifugal sering mempunyai berat jenis
yang meningkat lebih besar dari 5 persen. Juga, sering mengalami
percepatan fluida relatif di atas Mach 0.3 ketika fluida yang bekerja adalah
udara atau nitrogen. Perbedaannya, fan atau blower sering dipertimbangkan
untuk mempunyai berat jenis yang meningkat kurang dari 5 persen dan
puncak kecepatan fluida relatif di bawah Mach 0.3.
Pada pengertian yang ideal, kompresor dinamik mencapai suatu
kenaikan tekanan dengan penambahan energi kinetik/percepatan untuk
aliran kontinu yang melewati rotor atau impeller. Energi kinetik ini
kemudian dikonversi untuk pengingkatan tekanan statis dengan
memperlambat aliran yang melalui diffuser. [4]
Gambar 3.10. Kompresor Sentrifugal [4]
3.5. Compressor Modul Controller (CMC) Panel Mikrokontroller
25
Panel Compressor Modul Controller (CMC) adalah kontrol berbasis
mikroprosesor dan sistem monitoring untuk kompresor centac dan sentrifugal.
Panel CMC dapat melaksanakan tugas untuk mengontrol kompresor dan fungsi
monitoring; serta, kontrol peralatan bantu instrumen lain seperti motor starter,
pengontrolan panas minyak, dan pompa pelumasan. [15]
Panel CMC adalah board komputer yang memiliki mikrokontroler dan
memori chip untuk memberi perintah apa yang harus dilakukan. Seperti
mencatat berbagai masukan tekanan, suhu dan getaran. Semua perangkat keras
untuk analisis data, pengontrolan yang baik dan proteksi untuk kompresor. [15]
Gambar 3.11. Panel CMC Mikrokontroller
Fiture dari sistem CMC mikrokontroller adalah :
1. Modulasi dan modus operasi ganda otomatis.
2. Deteksi gelombang dan kontrol.
3. Batas arus tinggi untuk drive utama pelindung motor listrik.
4. Basis control module CPU berjalan pada 25Mhz.
5. Modul kontrol dasar, antar muka operator pengguna dan komunikasi
yang universal, modul mampu komunikasi serial pada 38,400 baud.
26
6. Port opsional untuk berkomunikasi dengan sistem udara controller,
sistem udara manajer atau sistem pengendali terdistribusi lain melalui
protokol Modbus.
Spesifikasi CMC Mikrokontroller :
Tabel 3.1 Spesifikasi CMC Mikrokontroller
Processor Speed 24 MHz
RAM ( Application
Memory )
128 Kb
Storage Memory 256 Kb
Terminal Blocks 300 VAC design for #22 trought #10 wire size
Display LCD
Revolution
240x128
Dimensions
Controller Board
35.5 x 24.6 x 2.5 cm
Control Iterposing
Relays
Two normally open and two normally closed contacs
rated :
1/3 HP 10Amp 120VAC
1/2 HP 10Amp 240VAC
Contacs Normally open, 5 Amp at 120 VAC
Control Operating
Environment.
Electrical Operation :
115 VAC 5%
24 VDC instrument except three wire RTD
32 VA of AC power requirement
50/60 Hz AC supply frequency
Temperture :
Operating temperature 0 to 60 oC
Storage temperature -2 to 70 oC
27
Relative Humidity 95% (maximum) non-conseding
Communication Ports 1
UCM required for
communication
Yes
Multi Unit Control
Communication
4
Laverage Platform No
3.6. Sensor Resistance Thermal Detector (RTD)
Resistance Thermal Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor
Temperatur Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan
nilai atau besaran suatu temperatur/suhu dengan menggunakan elemen
sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni, yang memberikan nilai
tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran
suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi
nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. PT100 merupakan tipe RTD
yang paling populer yang digunakan di industri.
Gambar 3.12. Sensor Resistance Thermal Detector [9]
Resistance Thermal Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini
membutuhkan energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan
resistansi adalah kawat nikel, tembaga, dan platina murni yang dipasang
dalam sebuah tabung guna untuk memproteksi terhadap kerusakan mekanis.
Resistance Temperature Detector (PT100) digunakan pada kisaran suhu -200
0C sampai dengan 650 0C. Dalam proses penurunan suhu minyak ini
28
digunakan air sebagai pendingin. Air pendingin ini berasal dari cooling tower
(dengan suhu 28-30 0C) dan dari mesin water chiller (dengan suhu 7-10 0C).
RTD (PT100) dipasang pada tangki rystalizer (untuk mengawasi penurunan
suhu dari minyak) dan dipasang pada saluran pipa masukan air pendingin ke
dalam tangki crystalizer (untuk mengatur debit air dan perubahan penggunaan
air cooling menjadi air chilling).
Gambar 3.13. Konstruksi Sensor RTD [9]
Dalam penggunaannya, RTD (PT100) juga memiliki kelebihan dan kekurangan.
Kelebihan dari RTD (PT100) :
1. Ketelitiannya lebih tinggi dari pada termokopel.
2. Tahan terhadap temperatur yang tinggi.
3. Stabil pada temperatur yang tinggi, karena jenis logam platina lebih stabil
dari pada jenis logam yang lainnya.
4. Kemampuannya tidak akan terganggu pada kisaran suhu yang luas.
Kekurangan dari RTD (PT100) :
1. Lebih mahal dari pada termokopel.
2. Terpengaruh terhadap goncangan dan getaran.
3. Respon waktu awal yang sedikit lama (0,5 s/d 5 detik, tergantung kondisi
penggunaannya).
4. Jangkauan suhunya lebih rendah dari pada termokopel. RTD (PT100)
mencapai suhu 650 0C, sedangkan termokopel mencapai suhu 1700 0C.
3.7. Pressure Transmitter
Transmitter adalah alat yang digunakan untuk mengubah perubahan
sensing element dari sebuah sensor menjadi sinyal yang mampu diterjemahkan
oleh controller. Sinyal untuk mentransmisikan ini ada dua macam yaitu
pneumatic dan electric. Sistem transmisi pneumatic adalah transmisi
29
menggunakan udara bertekanan untuk mengirimkan sinyal. Besar tekanan
udara yang digunakan adalah sekitar 3-15 psi. Sistem ini adalah system lama
sebelum kemunculan era elektrik. Sistem transmisi elektronik adalah transmisi
menggunakan sinyal elektrik untuk mengirimkan sinyal. Range yang
digunakan untuk transmisi ini adalah 4-20mA dan 1-5 VDC. [16]
Gambar 3.14. Pressure Transmitter [16]
Transmitter sendiri ada yang berfungsi sebagai pengirim sinyal saja, atau
ada juga yang mengkonversi besaran yang diinginkan. Selain ditransmisikan ke
controller (control room), transmitter juga memiliki display di lapangan yang
digunakan untuk pengecekan secara manual. Biasanya besaran yang
ditunjukkan di lapangan adalah berapa persen dari tekanan. Dari situ bisa
dikonversikan menjadi berapa flowrate (jika mengukur flow) atau berapa level
(jika mengukur kedalaman). Ada juga transmitter yang kemunculan nilai
besarannya sudah berupa besaran yang diinginkan misalkan mengukur flow
dengan differensial pressure. Pada transmitter bisa langsung menunjukkan
berapa besar flownya, bukan berapa besar differential pressurenya. Semakin
baru teknologi yang digunakan maka semakin bagus juga performa dari
transmitter tersebut. [16]
3.8. SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Silicon Controlled Rectifier ( SCR ) adalah salah satu komponen yang
mirip dengan transistor karena memiliki tiga buah kaki. Tapi kaki pada SCR
tidak sama dengan kaki yang terdapat pada transistor. Kaki yang terdapat
30
pada SCR terdiri dari ; A = Anoda, G = Gate, K = Katoda. Jadi jelaslah
bahwa fungsi SCR ini beda dengan transistor.
Gambar 3.15. Silicon Controlled Rectifier ( SCR )
SCR ini memiliki berbagai macam daya dan kekuatan, misalnya saja
SCR yang memiliki daya dan kekuatan sebesar 100 V / 2A. Ini berartii SCR
tersebut hanya bisa dipakai tidak lebih dari 2 Ampere atau sama dengan tak
lebih dari 200 Watt. Fungsi SCR adalah sebagai pengatur daya dan juga
sebagai saklar arus yang otomatis.
Dengan karakteristik yang serupa tabung thiratron, maka SCR atau
Tyristor (Therystor) masih termasuk keluarga semikonduktor. Kaki gate (G)
adalah sebagai pengendalinya. Sebetulnya SCR terbuat dari bahan campuran
P dan N. SCR berisi bahan-bahan yang terdiri dari PNPN (Positif Negatif
Positif Negatif) dan biasanya disebut sebagai PNPN Trioda.
3.9. Motor AC
Motor AC 3 phase bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa sumber
untuk menimbulkan gaya putar pada rotornya. Jika pada motor AC 1 phase
untuk menghasilkan beda phase diperlukan penambahan komponen Kapasitor
(baca disini), pada motor 3 phase perbedaan phase sudah didapat langsung
dari sumber seperti terlihat pada gambar arus 3 phase berikut ini:
31
Gambar 3.16. Grafik Arus 3 Fasa [12]
Pada gambar di atas, arus 3 phase memiliki perbedaan phase 60 derajat antar
phasenya. Dengan perbedaan ini, maka penambahan kapasitor tidak diperlukan.
3.9.1 Kontruksi Motor AC 3 Fasa
Motor induksi tiga fasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor,
bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air
gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor induksi tiga fasa
berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan
(wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan
yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor)
yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan
logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi,
kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam
terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.
Gambar 3.17. Kontruksi Motor AC 3 Fasa [12]
3.9.2 Prinsip Kerja Motor Listrik 3 Fasa
Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan
timbul medan putar dengan kecepatan seperti rumus berikut :
Ns = 120 f/P .........................................................................................................(1)
dimana:
Ns = Kecepatan Putar
f = Frekuensi Sumber
P = Kutub motor
32
Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena
batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan
menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di dalam medan magnet akan
menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F)
pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah
dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang
konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut
timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator
(ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr).
Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan
S= (ns- nr)/ ns ........................................................................................................
(2)
Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang
konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari cara
kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Diagram Alir Angin Kompresor
Inlet Valve Stage 2
DryerFilter Inter Cooler
Mill Air & Insttrumen
Air
Stage 1
Filter After Cooler
Tangki Central
Stage 3
33
Gambar 4.1 Proses Diagram Alir Angin Kompresor
Inlet Valve merupakan pintu gerbang atau katup pertama untuk masuknya
angin dari atmosfer menuju kompresor. Angin yang masuk ke dalam kompresor
mempunyai tekanan 0 bar. Angin yang masuk di hisap oleh invaler atau baling-
baling yang terdapat pada stage 1 kompresor. Di stage 2 dan 3 merupakan
merupakan bagian proses untuk menghasilkan tekanan tinggi dari input tekanan
rendah. Dengan Gearbox invaler bisa menghasilkan tekanan lebih tinggi dengan
rasio tekanan 1:10 karena mempengaruhi kecepatan motor yang semakin cepat.
Selain untuk menghasilkan tekanan yang lebih tinggi, pada stage 2 dan juga
terdapat cooler untuk membuat suhu angin tidak terlalu panas. Karena, jika suhu
terlalu panas dapat merusak dan juga mempengaruhi kerja dari kompresor.
Kemudian, angin yang di hasilkan dari kompresor akan masuk dan di simpan
dalam tangki central, sebelum akhirnya masuk ke dalam filter after cooler. Filter
after cooler ini bertujuan untuk menurunkan suhu angin yang tinggi dari tengki
central. Output angin kemudian masuk ke Dryer untuk menghilangkan kadar air
dalam udara, namun juga membuat suhu angin kembali meningkat. Setelah di
proses pada dryer, angin masuk ke filter inter cooler untuk membuat suhu lebih
rendah sebelum ke tangki mill air atau tangki alat produksi dan juga tangki ist air
atau tangki alat instrumen dan juga terakhir ke user. Volume angin yang di
hasilkan oleh kompresor turbo air 3000 centrifugal ini adalah sekitar 10.000 -
30.000 m3.
Tabel 4.1 Hasil Data Kompresor Sentrifugal Turbo Air 3000
TanggalPressure System
Setpoint
Status MessageSystem Pressure
Suhu Masuk (OC)
Suhu Keluar (OC)
10/11/2014 6.90 Bar 6.23 Bar 31 3611/11/2014 6.90 Bar 6.19 Bar 32 3712/11/2014 6.90 Bar 6.22 Bar 33 3713/11/2014 6.90 Bar 6.22 Bar 32 3714/11/2014 6.90 Bar 6.21 Bar 32 3615/11/2014 6.90 Bar 6.20 Bar 31 3716/11/2014 6.90 Bar 6.19 Bar 30 36
34
17/11/2014 6.90 Bar 6.28 Bar 32 3818/11/2014 6.90 Bar 6.24 Bar 33 4019/11/2014 6.90 Bar 6.23 Bar 33 3820/11/2014 6.90 Bar 6.21 Bar 32 3721/11/2014 6.90 Bar 6.22 Bar 31 3622/11/2014 6.90 Bar 6.24 Bar 32 3723/11/2014 6.90 Bar 6.23 Bar 32 3824/11/2014 6.90 Bar 6.22 Bar 33 3725/11/2014 6.90 Bar 6.22 Bar 31 3926/11/2014 6.90 Bar 6.24 Bar 31 3827/11/2014 6.90 Bar 6.23 Bar 30 3728/11/2014 6.90 Bar 6.23 Bar 32 37
Dari data dapat di lihat bahwa Setpoint kompresor yang di gunakan
sebesar 6,90 bar, hal ini di karenakan tekanan ideal dari sebuah kompresor adalah
6-9 bar. Namun tekanan yang di hasilkan oleh kompresor rata-rata hanya 6,24 bar
tidak pernah mencapai 6,90 bar. Hal ini di karenakan parameter – parameter yang
mempengaruhi kerja kompresor tidak berjalan dengan baik. Kemudian suhu
output kompresor lebih tinggi di bandingkan dengan suhu input.
Dari data yang di dapat, maka bisa di hitung eror dari proses kendali
kompresor dengan menggunakan persamaan :
Error = Set point – variabel proses
Error = 6.90 – 6.24 = 0.66
Maka Error = 0.666.90
x 100 %=9.56 %
Gambar 4.2. Setting Set Point Pada Panel Compresor Modul Controller
35
Setting set point pada CMC mikrokontroller di lakukan melalui display CMC
pada kompresor. Dengan memilih menu – setting – pressure system.
4.2 Prinsip Kerja Kompresor
Kompresor adalah peralatan mekanik yang digunakan untuk memberikan
energi kepada fluida gas/udara, sehingga gas/udara dapat mengalir dari suatu
tempat ke tempat lain secara kontinyu. Penambahan energi ini bisa terjadi karena
adanya gerakan mekanik, dengan kata lain fungsi kompresor adalah mengubah
energi mekanik (kerja) ke dalam energi tekanan (potensial) dan energi panas yang
tidak berguna. Sedangkan kompresor sentrifugal, termasuk dalam kelompok
kompresor dinamik adalah kompresor dengan prinsip kerja mengkonversikan
energi kecepatan gas/udara yang dibangkitkan oleh aksi/gerakan impeller yang
berputar dari energi mekanik unit penggerak menjadi energi potensial (tekanan) di
dalam diffuser. [17]
Karakteristik kompresor sentrifugal secara umum sebagai berikut :
1. Aliran discharge uniform.
2. Kapasitas tersedia dari kecil sampai besar.
3. Tekanan discharge dipengaruhi oleh density gas/udara.
4. Mampu memberikan unjuk kerja pada efisiensi yang tinggi dengan
beroperasi pada range tekanan dan kapasitas yang besar.
4.3 Air Compressor Performance
Performa sentrifugal air compressor di tentukan oleh kondisi unit itu sendiri
dan juga akan di pengaruhi oleh dua hal, yaitu :
1. Piping System
2. Unit Control System
a. Piping System
Piping system sangat berpengaruh terhadap performa kompresor untuk
memenuhi kebutuhan aliran udara dalam system. Secanggih atau sebesar
apapun pemakain unit compressor untuk memnuhi kebutuhan hal tersebut
akan sia-sia, bila tidak di dukung oleh piping system yang baik dan
memenuhi syarat. Piping system merupakan “First Capital Investment”
36
dan seiring dengan perjalanan waktunya tidak pernah ada anggaran biaya
untuk peremajaan pipa.
Piping system terbagi menjadi 3 bagian pokok :
1. Pipa Header
Gambar 4.3. Pipa Header [6]
2. Pipa Distribusi
Gambar 4.4. Pipa Distribusi [6]
3. Supply Point
Gambar 4.5. Supply Point [6]
Dan ketiga bagian di atsa dapat berubah performance, karena :
1. Adanya perubahan permukaan dalam pipa akibat karat dan kerak oli.
2. Adanya penyambungan pipa baru.
37
3. Ada kebocoran pada titik pemakaian karena penggunaan selang udara
yang telah rapuh.
4.4 Parameter Yang Mempengaruhi Unjuk Kerja Kompresor
Unjuk kerja kompresor centrifugal dipengaruhi oleh beberapa
parameter, antara lain sebagai berikut :
1. Pengaruh Suhu Gas Masuk.
Bila suhu gas masuk naik menyebabkan :
a.Kerapatan massa gas menurun pada kapasitas yang sama.
b.Laju aliran massa yang dihasilkan menurun.
c.Daya yang dibutuhkan oleh kompresor naik.
d.Pressure ratio menurun.
e.Begitu pula sebaliknya. [17]
2. Pengaruh Tekanan Gas Masuk.
Pada kompresor yang beroperasi pada putaran konstan dan laju aliran
volume yang sama, maka penurunan tekanan gas masuk menyebabkan :
a.Laju aliran gas keluar kompresor turun.
b.Tekanan gas keluar kompresor turun.
c.Kebutuhan daya kompresor turun.
d.Untuk menjaga tekanan gas keluar kompresor yang konstan, maka
kompresor diharuskan beroperasi dengan putaran tinggi, akibatnya daya
yang dibutuhkan oleh kompresor bertambah. [17]
3. Pengaruh Jenis Gas.
Bila jenis gas berubah komposisinya dan spesific gravity (S.G) gas
turun menyebabkan :
a.Laju aliran massa menurun.
b.Daya yang dibutuhkan kompresor menurun. [17]
4. Pengaruh Perubahan Diameter Luar Impeler.
Perubahan ukuran diameter luar impeler mempunyai pengaruh yang
sama dengan perubahan putaran.
Bila ukuran diameter luar impeler diperbesar dimana kompresor beroperasi
pada putaran tetap, maka menyebabkan :
38
a. Kenaikan kapasitas sebanding dengan perbandingan kenaikan diameter.
b. Kenaikan head sebanding dengan perbandingan kenaikan diameter
impeler pangkat 2.
c. Kenaikan daya yang diperlukan kompresor sesuai dengan perbandingan
kenaikan diameter impeller pangkat 3.
d. Dan begitu pula sebaliknya. [17]
5. Pengaruh Laju Aliran Massa.
Pada kondisi awal yang sama, maka kenaikan laju aliran massa mengakibatkan :
a.Kenaikan tenaga yang diperlukan kompresor. Dan begitu pula sebaliknya.
[17]
4.5. Bagian Utama Kompresor dan Fungsinya
Kompresor terdiri dari beberapa bagian yang fungsinya satu dengan yang lain
saling berhubungan, diantaranya adalah :
4.5.1. Bagian Statis
1. Casing
Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungsi :
Gambar 4.6. Casing [6]
a. Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari luar.
b. Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian-bagian yang
bergerak.
c. Sebagai tempat kedudukan nozel suction dan discharge serta bagian
diam lainnya. [6]
2. Inlet Wall
Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi
suction sebagai inlet channel dan berhubungan dengan inlet nozle. Karena
berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage pertama, maka meterialnya
harus tahan terhadap abrasive dan erosi. [6]
39
Gambar 4.7. Inlet Wall [6]
3. Guide Vane
Guide vane di tempatkan pada bagian depan eye impeller pertama
pada bagian suction (inlet channel). Fungsi utama guide vane adalah
mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan distribusi yang
merata.
Konstruksi vane ada yang fixed dan ada yang dapat di atur (movable) posisi
sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai
effisiensi dan stabilitas yang tinggi. [6]
Gambar 4.8. Guide Vane [6]
4. Eye Seal
Eye seal ditempatkan di sekeliling bagian luar eye impeller dan di
tumpu oleh inlet wall. Eye seal selalu berbentuk satu set ring logam yang
mengelilingi wearing ring impeller. Berfungsi untuk mencegah aliran balik
dari gas yang keluar dari discharge impeller (tekanan tinggi) kembali masuk
ke sisi suction (tekanan rendah). [6]
40
Gambar 4.9. Eye Seal [6]
5. Diffuser
Diffuser berfungsi untuk merubah energi kecepatan yang keluar dari
discharge impeller menjadi energi potensial (dinamis). Untuk multi stage
dipasang diantara inter stage impeller. [6]
Gambar 4.10. Diffuser [6]
6. Labirinth Seal
Labirinth seal digunakan untuk menyekat pada daerah :
a. Shaft dan diafragma sebagai shaft seal.
b. Casing dan shaft sebagai casing seal. [6]
Gambar 4.11. Labirinth Seal [6]
7. Return Bend
Return bend sering juga disebut crossover yang berfungsi membelokan
arah aliran gas dari diffuser ke return channel untuk masuk pada
stage/impeller berikutnya. Return bend di bentuk oleh susunan diafragma
yang dipasang dalam casing. [6]
41
Gambar 4.12. Return Bend [6]
8. Return Channel
Return channel adalah saluran yang berfungsi memberi arah aliran gas
dari return bend masuk ke dalam impeller berikutnya. Return channel ada
yang dilengkapi dengan fixed vane dengan tujuan memperkecil swirl (olakan
aliran gas) pada saat masuk stage berikutnya sehingga dapat memperkecil
vibrasi. [6]
Gambar 4.13. Return Channel [6]
9. Diafragma
Diafram adalah komponen bagian dalam kompresor yang berfungsi
sebagai penyekat antar stage dan tempat kedudukan eye seal maupun inter
stage seal. Dengan pemasangan diafragma secara seri, akan terbentuk tiga
bagian penting, yaitu diffuser, return bend, dan return channel. Diafragma
ditempatkan didalam casing dengan hubungan tongue-groove sehingga
mudah dibongkar pasang. [6]
Gambar 4.14. Diafragma Kompresor [6]
42
4.5.2. Bagian Dinamis
1. Shaft and Shaft Sleeve.
Shaft atau poros transmisi digunakan untuk mendukung impeller dan
meneruskan daya dari pengerak ke impeller. Untuk penempatan impeller pada
shaft di gunakan pasak (key) dan pada multi stage, posisi pasak di buat selang-
seling agar seimbang. Sedangkan jarak antar stage dari impeller di gunakan
shaft sleeve, yang berfungsi sebagai pelindung shaft terhadap pengaruh korosi,
erosi dan abrasi dari aliran dan sifat gas dan untuk penempatan shaft seal
diantara stage impeller. [6]
Gambar 4.15. Shaft and Shaft Sleeve [6]2. Impeller
Impeller berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar,
sehingga menimbulkan gaya. Hal ini menyebabkan gas masuk/mengalir dari
inlet tip (eye impeller) ke discharge tip. Karena adanya perubahan jari-jari dari
sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudt keluar maka terjadi
kenaikan energi kecepatan. [6]
Gambar 4.16. Shaft Impeller dan Impeller
3. Bantalan (Bearing)
43
Bearing adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk
mendukung beban radial dan aksial yang berputar dengan tujuan memperkecil
gesekan dan mencegah kerusakan pada komponen lainnya. [6]
Gambar 4.17. Bearing [6]
Pada kompresor sentrifugal terdapat dua jenis bearing, yaitu :
1. Journal bearing
Digunakan untuk mendukung beban dengan arah radial (tegak lurus poros).
Gambar 4.18. Journal Bearing [6]
2. Thrust bearing
Digunakan untuk mendukung beban kearah aksial (sejajar poros).
Gambar 4.19. Thrust bearing [6]
4. Oil Film Seal
Oil film seal merupakan salah satu jenis seal yang digunakan dalam
kompresor. Oil film seal terdiri dari satu atau dua seal ring. Pada seal jenis ini
diinjeksikan minyak (oil) sebagai penyekat/perapat (seal oil) antara kedua
seal ring yang memiliki clearence sangat kecil terhadap shaft. [6]
44
Gambar 4.20. Oil Film Seal [6]
Tekanan masuk seal oil dikontrol secara proporsional berdasarkan
perbedaan tekanan sekitar 5 psi diatas tekanan internal gas dan perbedaan
tekanan oil-gas selalu dipertahankan. Sehubungan dengan kondisi operasi
tidak selalu konstan, maka untuk mempertahankan perbedaan tekanan antar
seal oil dan gas dapat sesuai dengan kondisi operasi, digunakan overhead
tank. Sistem overhead tank adalah memasang tanki penampung seal oil
dengan ketinggian tertentu diatas kompresor dan level seal oil dalam tanki
dikontrol melalui level control operated valve, kemudian tekanan gas stream
dimasukan kedalam tanki melalui bagian atas (top) sehingga memberikan
tekanan pada permukaan seal oil. Dengan sistem overhead tank, maka head
static seal oil secara otomatis dapat menyesuaikan dengan kondisi operasi
kompresor, sehingga perbedaan tekanan oil-gas proses dapat dipertahankan
konstan.
4.6. Kelistrikan Pada Kompresor
Pada kompresor, sumber tegangan listrik yang digunakan berasal dari
sumber pembangkit sebesar 20 KV kemudian masuk ke trafo step down
untuk di jadikan 3.3 KV. Sebagai penggerak, yang digunakan pada
kompresor adalah motor listrik. Motor listrik yang digunakan pada kompresor
terdapat dua macam, yaitu motor AC 3 Fasa 3.3 KV dan motor AC 3 Fasa
380V. Motor AC 3 Fasa 3.3 KV digunakan sebagai penggerak utama pada
kompresor, sedangkan motor AC 3 Fasa 380V digunakan sebagai pengatur
untuk tekanan oil kompresor. Berikut ini adalah spesifikasi motor AC 3 Fasa
3.3 KV pada kompresor:
Tabel 4.2 Spesifikasi Motor AC 3 Fasa Pada Kompresor Turbo.
45
MerkTeco
WestinghouseSerial No EV.AD105212-1
Type AECK-LDA06Volts 3300Amps 119
Hz 50RPM 2975
Weight 3950 KgBearing 6315C3/6315C3
4.7. Kendali Motor Pada Kompresor
Motor induksi 3 fasa pada kompresor ini di nyalakan dengan
mengunakan soft stater SCR. SCR (Silicon Control Rectifier) adalah salah
satu switch elektronika yang cukup banyak di gunakan di industri. SCR
difungsikan sebagai saklar yang dibentuk seperti metode Y-∆ sehingga
nantinya memperkecil arus start pada motor induksi. Dengan SCR dapat
menghilangkan efek bunga api yang biasa terjadi pada kontaktor
yang akan mempengaruhi komponen-komponen yang terhubung dengannya
dari aspek pengaruh fisik lainnya. Dengan menggunakan metode ini,
komponen alat elektronika daya pada era teknologi sekarang akan
memberikan banyak keuntungan baik dari segi teknis maupun ekonomis. [12]
Gambar 4.21. Rangkaian Star Delta Dengan SCR [12]
Secara prinsip kerja dari rangkaian pada gambar adalah sebagai berikut,
apabila sumber tegangan 3 phasa telah terhubung pada rangkaian dan
46
rangkaian control trigger SCR telah di ON kan maka SCR yang disusun
sesuai dengan susunan “Y” akan langsung ON karena gate SCR telah diberi
tegangan langsung.
Maka beban motor bekerja pada arus start yang telah diperkecil. Berapa detik
kemudian penyulutan gate akan berpindah pada rangkaian susunan ”∆” dan
secara otomatis rangkaian yang pertama OFF dan yang kedua ON sehingga
beban motor bekeja pada putaran dan arus nominal. Kecepatan motor
berpengaruh pada tekanan yang di hasilkan oleh kompresor. Semakin cepat
kecepatan motor makan tekanan yang di hasilkan lebih besar di karenakan
laju aktuator yang maksimal, seperti motor dan aktuator peneumatic seperti
piston, katup dan impeller kompresor, begitu juga dengan sebaliknya.
Selanjutnya motor induksi di kendalikan dengan menggunakan panel CMC
mikrokontroller.
4.8. Compressor Modul Controller (CMC) Panel Mikrokontroller
Compressor Modul Controller (CMC) Panel Mikrokontroller memiliki
dua mode kontrol kinerja atau metode operasi. Mode ini adalah modulasi dan
autodual untuk kompresor udara yang beroperasi di aplikasi tekanan konstan.
4.8.1. Modulasi Kontrol
Kontrol tekanan konstan adalah metode kerja yang sering diperlukan
untuk kompresor udara sentrifugal dan centac. Jika tekanan tidak terkendali,
tekanan discharge kompresor akan naik dan turun sepanjang kurva kinerja
karena permintaan sistem berubah. Modulasi adalah syarat untuk memenuhi
kontrol tekanan konstan. Modulasi mempertahankan tekanan sistem
pembuangan pada tekanan sistem set point yang masuk ke dalam cmc oleh
pengguna. Setelah dimuat, kompresor akan beroperasi sepanjang garis
tekanan konstan sampai pengguna beralih untuk menghentikan atau
menekan tombol stop. Pengendalian dilakukan dengan memodulasi katup
inlet dalam jangkauan katup penutup kompresor.
47
Gambar 4.22. Modulasi Kontrol [15]
Ketika permintaan sistem kurang dari kapasitas minimum, tekanan
debit dipertahankan oleh modulasi katup dan ventilasi beberapa atau semua
udara ke atmosfer. Katup ini dibuka sesaat sebelum mencapai garis
gelombang. Setiap kali katup bypass terbuka, katup inlet mempertahankan
posisinya di minimum pengaturan kapasitas katup penutup. Memodulasi
memberikan tekanan debit konstan dengan kapasitas variabel dari desain
untuk nol. Metode kontrol ini digunakan ketika kontrol stabil tekanan debit
diperlukan. Memodulasi adalah metode kontrol yang paling umum
digunakan untuk kompresor sentrifugal dan centac.
48
Gambar 4.23. Grafik Perbandingan Tekanan dan Tegangan Motor
Grafik di atas menunjukkan bila tekanan yang di hasilkan oleh kompresor
kecil maka tegangan akan semakin besar. Begitu pula sebaliknya. Hal ini di
karenakan tegangan besar yang di hasilkan oleh motor membuat stage-stage pada
kompresor mengalami penurunan kinerja, sehingga tekanan yang di hasilkan tidak
terlalu besar.
Gambar 4.24. Grafik Perbandingan Tekanan dan Arus Motor
Grafik perbandingan arus dan tekanan di atas memunjukkan nilai arus dan
tekanan berbanding lurus. Nilai arus yang semakin membesar akan menghasilkan
tekakanan yang lebih besar. Hal ini di karenakan arus yang di hasilkan oleh motor
induksi membuat kinerja dari stage-stage kompresor lebih baik sehingga
menghasilkan tekanan yang lebih besar dan lebih konstan.
4.8.2. Autodual – Energy Saving Control
Autodual energi otomatis kompresor terjadi ketika beban tekanan angin
terlalu tinggi dan menghentikan kompresor saat tekanan terlalu rendah. Ketika
kompresor mengendalikan tekanan setpoint dan permintaan ke dalam katup
terbuka sangat tinggi, CMC akan menggunakan cara yang sama seperti
memodulasi untuk mendapatkan tekanan konstan. Ketika kompresor
mengendalikan ke setpoint tekanan dan permintaan sistem rendah, kompresor
dioperasikan untuk menutup katup penutup. Autodual otomatis menghentikan
kompresor ketika menutup katup yang terbuka buka di luar titik untuk jangka
49
waktu yang diprogram dengan tujuan untuk menghemat konsumsi daya dari
kompresor.
Gambar 4.25. Autodual Kontrol [15]
4.9. Cara Kerja Sistem Pneumatik
Udara di hisap oleh kompresor dan di simpan pada reservoir air
(tabung udara) hingga mencapai tekanan kira-kira sekitar 6 – 9 bar. Kenapa
harus 6 – 9 bar? Karena bila tekanan hanya dibawah 6 bar akan menurunkan
daya mekanik dari cylinder kerja pneumatik dan sedangkan bila bertekanan
diatas 9 bar akan berbahaya pada sistem perpipaan atau kompresor.
Selanjutnya udara bertekanan itu disalurkan ke sirkuit dari pneumatik dengan
pertama kali harus melewati air dryer (pengering udara) untuk menghilangkan
kandungan air pada udara. [8]
Gambar 4.26. Cara Kerja Sistem Pneumatik [8]
50
Dan dilanjutkan menuju ke katup udara (shut up valve), regulator,
selenoid valve dan menuju ke cylinder kerja. gerakan air cylinder ini
tergantung dari selenoid. Bila selenoid valve menyalurkan udara bertekanan
menuju ke inlet dari air cylinder maka piston akan bergerak maju sedangkan
bila selenoid valve menyalurkan udara bertekanan menuju ke outlet dari air
cylinder maka piston akan bergerak mundur. Jadi dari selenoid valve inilah
penggunaan aplikasi pneumatik bisa juga di kombinasikan dengan elektrik,
seperti PLC ataupun rangkaian kontrol listrik lainnya. Dalam penggunaan
sistem pneumatik semuanya menggunakan udara sebagai fluida kerja dalam
arti udara mampat sebagai pendukung, pengangkut, dan pemberi tenaga. [8]
Adapun ciri-ciri dari para perangkat sistem pneumatik yang tidak
dipunyai oleh sistem alat yang lain, adalah sebagai berikut :
1. Sistem pengempaan, yaitu udara disedot atau diisap dari atmosfer
kemudian di mampatkan (dikompresi) sampai batas tekanan kerja
tertentu (sesuai dengan yang diinginkan).Dimana selama terjadinya
kompresi ini suhu udara menjadi naik.
2. Pendinginan dan penyimpanan, yaitu udara hasil kempaan yang naik
suhunya harus didinginkan dan disimpan dalam keadaan bertekanan
sampai ke obyek yang diperlukan.
3. Ekspansi (pengembangan), yaitu udara diperbolehkan untuk
berekspansi dan melakukan kerja ketika diperlukan.
4. Pembuangan, yaitu udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi
ke atmosphere (dibuang). [8]
Dalam penerapannya, sistem pneumatik banyak digunakan sebagai
sistem automasi. Dalam kaitannya dengan bidang kontrol, pemakaian sistem
pneumatik sampai saat ini dapat dijumpai pada berbagai
industri seperti pertambangan, perkeretaapian, konstruksi, manufacturing,
robot dan lain-lain. Dasar dari aktuator tenaga fluida adalah bahwa fluida
mempunyai tekanan yang sama ke segala arah. Udara sebagai fluida kerja
pada sistem pneumatik memilik karakteristik khusus antara lain :
51
1. Jumlah udara tidak terbatas.
2. Transfer udara relatif mudah dilakukan.
3. Dapat dimampatkan.
4. Mencari tekanan yang lebih rendah.
5. Memberi tekanan yang sama ke segala arah.
6. Selalu menyesuaikan dengan bentuk yang ditempatinya.
7. Mengandung kadar air.
8. Tidak sensitive terhadap suhu.
9. Tahan ledakan.
10. Kebersihan.
11. Kesederhanaan konstruksi.
12. Kecepatan dan kamanan.
Kelebihan pada sistem pneumatik:
1. Ramah lingkungan / bersih (jika terjadi kebocoran dalam sistem
perpipaan).
2. Udara sebagai tenaga penggerak memiliki jumlah yang tak terbatas
3. Lebih cepat dan responsif jika dibandingkan dengan hidrolik
4. Harganya yang murah
Kekurangan pada sistem pneumatik:
1. Daya mekanik yang dihasilkan kecil
2. Membutuhkan perawatan yang lebih tinggi, karena udara sebagai
penggeraknya biasanya kotor dan mengandung air sehingga gesekan
antara piston cylinder dan rumah cylinder besar dan mempercepat
kerusakan pada air cylinder. [8]
BAB V
KESIMPULAN
1. Kompresor sentrifugal turbo air 3000 PMB PT.Indah Kiat Pulp & Paper di
kendalikan oleh sebuah modul mikrokontroller yang di sebut dengan CMC
Mikrokontroller. CMC Mikrokontroller mempunyai 2 mode kontrol. Yaitu
Modulasi dan Autodual (Energy Saving Control ).
52
2. Tekanan angin yang di hasilkan kompresor sentrifugal turbo air 3000 PMB
PT.Indah Kiat Pulp & Paper adalah rata-rata sebesar 6.24 bar, dengan set
point sebesar 6.90 bar. Sehingga mendapatkan eror sebesar 9.56 %. Hal ini
di karenakan kerja sistem yang tidak maksimal.
3. Kinerja kompresor sentrifugal yang tidak maksimal di pengaruhi oleh
beberapa parameter, di anatara nya :
e. Pengaruh dari kompresor
1. Head
2. Efisiensi
3. Kapasitas
4. Daya
b. Pengaruh dari Luar
1. Pengaruh suhu gas masuk
2. Pengaruh tekanan gas masuk
3. Pengaruh jenis gas
4. Pengaruh perubahan diameter luar impeller
5. Pengaruh laju aliran massa