BAB III METODE PERANCANGAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PERANCANGAN 3.1. Tujuan Perancangan Perancangan sistem merupakan tahapan penting yang perlu diperhatikan sebelum memasuki tahapan merakit suatu sistem, baik pernagkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). Adapun tempat yang akan digunakan untuk pengambilan data dan perancangan control ini yaitu di ruang kontrol boiler di PT Dian Swastatika Sentosa unit Tangerang, mengingat PLC yang akan digunakan telah terpasang di tempat tersebut. Tujuan perancangan ini adalah untuk mendesain sebuah rancangan agar dalam pembuatan proyek akhir ini sesuai dengan yang diharapkan. Dalam proses perancangan sistem ini diawali dengan mempertimbangkan segi kualitas, ekonomis, kemudahan dalam pengoperasian, keamanan dan manfaat dari sistem tersebut. 3.2 Blok Diagram Rangkaian Blok diagram rangkaian dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Pressure Transmitter Flowmeter Transmitter PLC HMI / PC Boiler Thermocoulpe Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sistem Start-stop boiler 1

2 Tahapan Perancangan Pemasangan transmitter akan diletakan pada steam header, karena transmitter tersebut kedepannya akan digunakan sebagai referensi untuk melakukan start-stop boiler no.1 sampai dengan boiler no.5, walaupun pada masing masing boiler terpasang pressure transmitter. Namun pada tugas akhir ini hanya digunakan untuk boiler no1. Gambar 3.1 Illustrasi Posisi Steam Header

3 3 Gambar 3.2 Pemasangan Transmitter di Steam Header Untuk mencapai hasil yang optimal, maka penulis menggunakan metoda perancangan sebagai berikut : 1. Perancangan Perangkat Keras (hardware) 2. Perancangan Perangkat Lunak (software) Perancangan Perangkat Keras (hardware) Perangkat keras yang gunakan pada Proyek Akhir ini adalah berupa PLC (Programmable Logic Controller), Pressure Transmitter, Vortex flowmeter, pressure switch, Thermocouple, selector switch `Programmable Logic Controller (PLC) Pada sistem ini PLC merupakan kontroler utama yang melakukan proses mulai dari squential proses, pengolahan data, sampai dengan proses pengiriman data. Agar semua sistem dapat diintegrasikan dengan benar,

4 4 maka pada perancangan hardware PLC dibutuhkan beberapa modul tambahan selain CPU dengan tipe SLC L532E utama sebagai otak, yaitu antara lain : 1747-SN 1746-BAS-5/ IB OB16 RIO Scanner BASIC Module M0/M1 capable 16-Input (SINK) 24VDC 16-Output(TRANS-SRC) 10/50 VDC Pressure Transmitter Pressure Transmitter adalah instrument atau alat yang berfungsi mengubah besaran ukur (dalam hal ini tekanan) menjadi besaran lain sesuai dengan besaran standard instrumentasi. (besaran ini bisa berupa pressure : mbar, electronic : 4-20 ma, dll) Prinsip dasarnya pressure/tekanan adalah sebentuk gaya/force yang dibutuhkan utnuk menahan gas atau fluida keluar, biasanya ditetapkan sebagai besarnya gaya per unit area, sensor pressure digunakan untuk mengukur tekanan tersebut dan mengirimkannya berupa signal yang biasanya berupa electrical signal (bisa juga optical signal, visual signal, atau auditory signal). Pada poyek ini besaran yang ukur adalah tekanan 0 10 Bar yang dirubah menjadi 4 20 ma.

5 Flow meter Pengukuran Flow adalah sangat penting dalam beberapa industri. Di industri digunakan untuk menentukan jumlah fluida,gas, liquid, atau steam yang keluar melalui suatu titik pengecekan pada suatu proses produksi pada tiap harinya. Flowmeter adalah alat untuk mengukur jumlah atau laju aliran dari suatu fluida yang mengalir dalam pipa atau sambungan terbuka. alat ini terdiri dari primary device, yang disebut sebagai alat utama dan secondary device (alat bantu sekunder). Flowmeter umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu alat utama dan alat bantu sekunder. Untuk proyek ini flowmeter yang digunakan adalah Vortex flowmeter, Vortex flowmeter adalah sensor yang mengukura aliran fluida gas dalam suatu pipa. Prinsip kerjanya didasarkan oleh karakteristik Aliran Karman vortex. Sistem kerja alat adalah menempatkan suatu pemecah aliran yang dinamakan bluff body ditengah aliran fluida laminar, aliran yang sebelumnya laminar akan menjadi turbulen dan membuat suatu getaran sebanding dengan kuat aliran. Getaran tersebut dideteksi oleh sensor piezoelektrik menjadi suatu frekuensi. Gambar 3.3 Vortex flowmeter

6 6 Pada proyek ini besaran yang ukur adalah tekanan 0 10 t/h yang dirubah menjadi 4 20 ma. Sinyal analog 4 20 ma tersebut yang akan masuk ke module PLC. Untuk pressure transmitter dan vortex flowmeter, sinyal yang masuk ke PLC adalah berupa sinya analog 4 20 ma. Gambar 3.4 Wiring analog input ke input PLC Thermocouple Alat ini dipasang untuk membaca berapa suhu yang terdapat pada steam header. Alat ini juga berfungsi sebagai referensi apabila ada masalah pada pressure transmitter, karena perbandingan tekanan berbanding lurus dengan suhunya

7 Pressure Switch Pressure switch disini digunakan sebagai safety system, apabila terjadi tekanan yang sangat tinggi, maka pressure switch ini akan segera memberhentikan boiler. Berdasarkan fungsinya tersebut maka pressure switch ini dipasang langsung ke boiler Modifikasi Instalasi Panel Kontrol Boiler Untuk modifikasi pada panel control boiler dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 3.5 Sebelum di modifikasi

8 8 Gambar 3.6 Sesudah di modifikasi Perancangan Perangkat Lunak (software) Untuk membuat suatu sistem kontrol dengan menggunakan PLC diperlukan beberapa tahap seperti pada diagram Pendekatan Sistematik Disain Programmable Controller

9 9 Memahami syarat sistem kontrol Gambar Flowchart sistem kontrolnya Hubungkan semua peralatan Terjemahkan Tes program Flowchart ke diagram ladder PLC Cek program Tes dan simulasikan Tidak Apakah Program sesuai Cek program Apakah Program sesuai Ya Download program ke PLC Dokumentasikan End Gambar 3.7 Sistematik Disain Programmable Controller Flow chart start dan stop boiler Flow chart berikut ini memperlihatkan cara kerja dari sistem yang akan dibuat mulai dari proses inisialisasi sampai proses selesai.

10 10 Start Inisialisasi I/O Ya Auto Setpoint Tidak Selesai Low Setpoint High Setpoint Start Boiler Stop Boiler Proses Produksi Gambar 3.7 Flow chart proses start dan stop boiler

11 11 Pada alur program ini setelah proses inisialisai I/O selesai maka operator akan memutuskan apakah boiler tersebut jalan dengan mode auto atau tidak. Jika Ya maka operator juga harus menentukan setpoint untuk batas bawah (low setpoint) dan batas atas (high setpoint). Jika operator memilih Tidak maka boiler dijalankan secara manual, akan tetapi proses monitoring tetap berjalan. Pada saat tekanan boiler mencapai batas bawah, maka boiler akan jalan secara otomatis. Jika tekanan boiler mencapai batas atas maka secara otomatis boiler akan stop Ladder Program Pada tugas akhir ini ada 2 ladder yang di tampilkan yaitu : monitoring steam dan start-stop boiler. Gambar 3.8 Monitoring steam

12 12 Tabel 3.1 Daftar I/O untuk monitoring steam I/O T4:3/DN Keterangan Startup Power Bit F8:0 SCALLING STEAM FLOW BOILER 1 m3/hours F8:1 SCALLING STEAM PRESSURE BOILER 1 F8:2 VOLUME CORRECTION BOILER 1 F8:3 DENSITY PRESSURE BOILER 1 F8:4 ENTALPHY BOILER 1 F8:5 MASS FLOW RATE BOILER 1 TON/HOURS F8:6 HEAT RATE BOILER 1 Gambar 3.9 Ladder Start stop boiler

13 13 Tabel 3.2 Daftar I/O untuk Start Stop Boiler I/O Keterangan O:4/10 O:4/11 B14:2/8 B14:3/0 B14:3/1 B14:3/2 OUTPUT RELAY BOILER AUTO START BIT BOILER STOP BIT TOMBOL AUTO START BIT TOMBOL AUTO STOP BIT BOILER AUTO I/O Configuration Berikut ini table dari I/O configuration yang terpasang. Tabel 3.3 I/O Configuration Slot Keterangan L532E 5/03 CPU - 16K Mem. OS302 Series C SN RIO Scanner BAS-5/02 BASIC Module - M0/M1 capable IB16 16-Input (SINK) 24 VDC OB16 16-Output (TRANS-SRC) 10/50 VDC IB16 16-Input (SINK) 24 VDC

14 Pengawatan Gamber berikut memperlihatkan cara pemasangan input untuk transmitter dan output untuk relay. Gambar 3.10 Pengawatan flowmeter dan pressure transmitter Gambar 3.11 Pengawatan Digital Output untuk start Boiler

15 Perancangan HMI Berikut ini gambar - gambar dari HMI yang telah di buat dengan menggunakan software RSView32 antara lain : Gambar 3.12 Menu Utama Menu utama ini menampilkan data-data yang akan dilhat. Gambar 3.13 Sistem konfigurasi

16 16 Gambar diatas merupakan sistem konfigurasi yang menghubungkan dari transmitter ke PLC. Gambar 3.14 Data Proses Gambar diatas memperlihatkan dari proses produksi steam dan setting untuk kontrol boiler. Gambar 3.15 Monitor Boiler 1, 2 dan 3

17 17 Gambar diatas berfungsi juga untuk memperlihatkan boilernya jalan atau tidak. Gambar Menu Login Gambar diatas merupakan menu untuk menjalankan dan mematikan dari HMI tersebut.

18 18 Tabel berikut adalah daftar dari tag database yang akan digunakan oleh HMI. Tabel 3.4 Daftar Tag Database Tag Name Tipe Keterangan Boiler01\auto_status Digital Boiler-01 Status Boiler01\Density Analog Boiler-01 Density Boiler01\Enthalpy Analog Boiler-01 Enthalpy Boiler01\Flow_PV Analog Boiler 01 Flow Process Value Boiler01\Heat_Rate Analog Boiler-01 heat rate Boiler01\Highsetpoint Analog Setpoint High Stop Boiler01\Lowsetpoint Analog Setpoint LOW start Boiler01\Mass_Rate Analog Boiler-01 mass rate Boiler01\Pressure_PV Analog Boiler 01 Pressure Process Value Boiler01\ProcessState Analog Process State Boiler01\start Digital Start boiler Boiler01\Total_Flow Analog Boiler-01 total flow Boiler01\Total_Heat Analog Boiler-01 total heat Boiler01\Total_Hours Analog Boiler 01 Total Operation In Hours Boiler01\Total_Minutes Analog Boiler-01 total minutes Boiler01\Total_Reset Digital Reset Running Hours,Steam Totalizer Boiler01\Volume_Correction Analog volume correction SteamHeader\SH01_PV Analog Pressure Steam Header SteamHeader\Temperature Analog Steam Header Temperature

19 Sistem Konfigurasi HMI Untuk sistem konfigurasi pada HMI terdiri dari beberapa sistem yaitu : 1. System\Channel 2. System\Node 3. System\User Accounts 4. System\Security Codes