PEMBUATAN ALAT PENGAMAN SISTEM PENDINGIN OPERASIONAL FURNACE RUHSTRAT

Transkripsi

1 PEMBUATAN ALAT PENGAMAN SISTEM PENDINGIN OPERASIONAL FURNACE RUHSTRAT -BATAN, Babarsari Yogyakarta ABSTRAK PEMBUATAN ALAT PENGAMAN SISTEM PENDINGIN OPERASIONAL FURNACE RUHSTRAT. Telah dilakukan pembuatan alat pengaman sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat. Alat pengaman sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat terdiri dari : probe, rangkaian penguat, rangkaian swicthing dan rangkaian daya ke kontrol operasi furnace. Komponen utama meliputi: trafo / 9- Volt, relay dc Volt, saklar Volt 1 Amper, hambatan ( Ohm, 1 Ohm, Ohm, 1 Ohm,, Kohm), diode 1N7, diode 1N118, diode zener 6-1 Volt, kapasitor ( µf 5 Volt, 1 µf 5 Volt), LED, transistor C1815). Komponen tersebut dirakit ke printed circuit board dan diinstal ke dalam chasis berukuran panjang cm lebar,5 cm dan tinggi 1 cm dilengkapi dengan relay ac bertegangan Volt 1 Amper untuk menghidupkan dan mematikan operasi furnace. Untuk mengetahui unjuk kerja alat dilakukan uji fungsi tanpa beban dan dengan beban (terintegrasi terhadap kontrol operasi furnace). Hasil uji fungsi alat pengaman sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat menunjukkan bahwa: alat dapat bekerja dengan baik pada level medium 1-5 cm dan level tertinggi 1-5 cm pada air. Uji fungsi dengan beban terintegrasi terhadap kontrol operasi furnace dapat bekerja secara baik pada debit rerata aliran pendingin utama 8,6 liter / menit. Kata kunci : Pengaman sistem pendingin furnace Ruhstrat ABSTRACT FABRICATION OF SAFETY DEVICE OPERATION COOLING SYTEM FURNACE RUHSTRAT DTA. Safety device operation cooling system furnace ruhstrat has been fabricated. Safety device operation cooling system furnace ruhstrat consist of : probe, amplifier circuit, swithing circuit and switch to operation control furnace. Main components include : transformator / 9- Volts, relay dc Volts, power switch Volts current 1 Amperes, resistor ( Ohm, 1 Ohm, Ohm, 1 Ohm dan, K Ohm), diode 1N7, diode 1N118, zener diode 6-1 Volts, capasitor ( µf 5 Volts, 1 µf 5 Volts) LED, transistor C The components were assembled to printed circuit board and were instaled in the chasis which size cm long,5 cm wide and 1 cm high that were completed with relay ac voltage Volts current 1 Amperes for return on and return off operation furnace. To get device performance, it has been tested with and without loud (integrated to operation furnace control). Result of testing safety device operation cooling system furnace ruhstrat showed : the device coul operate well of medium level 1-5 cm and highest level 1-5 cm in water. The testing with integrated load to operation furnace control could operate well of overage main cooling flowrate liters / minute. Kata Kunci : Safety cooling system furnace Ruhstrat Buku I hal 16 ISSN

2 PENDAHULUAN F urnace Ruhstrat DTA berkapasitas 19 KVA dengan suhu 15- O C merupakan salah satu perangkat yang dapat digunakan untuk proses grafitisasi. Furnace terdiri dari beberapa bagian pokok meliputi: unit power supplay dengan tegangan primer 8 Volt 5 Hz dengan tegangan sekunder Volt, temperature controller analoge 15- O C, control variac Volt, furnace dan sistem pendingin. Furnace DTA merupakan generasi furnace lama dengan ukuran fisik yang besar, tetapi ruang pemanas relatif sempit. Untuk memperoleh suhu pemanasan dapat dilakukan dengan mengatur tegangan pada variac - Volt melalui kontrol operasi more less. Pada prinsipnya kontrol bekerja atas dasar kerja dua magnetik kontaktor secara bergantian untuk menghubungkan tegangan dan perubahan polaritas motor driver Volt dc kearah putaran kanan atau kekiri yang dapat menggeser sikat pada variac keatas (more) atau kebawah (less). Gerakan motor driver dihubungkan ke redukser roda gigi untuk dihubungkan ke tuas berulir yang terpasang pada sikat pemindah tegangan listrik. Kecepatan putaran motor driver dapat diatur melalui pengaturan tegangan input transformator regulator -1 Volt. Furnace Ruhstrat DTA 19 KVA telah terinstal dan digunakan untuk proses pemanasan grafit dengan waktu cukup lama tetapi belum dilengkapi alat pengaman air pendingin, sehingga dapat mengakibatkan kerusakan pada ruang furnace, karena bekerja tanpa pendinginan, seperti kerusakan yang terjadi pada ruang pemanas akibat kelalaian menghidupkan air pendingin (1). Untuk mengamankan sistem pendingin pada furnace dibuat sistem pengaman secara elektronik yang digunakan untuk memberikan masukan ke sistem operasi furrnace. Alat pengaman air poendingin pada furnace Ruhstrat pada dasarnya merupakan level kontrol air yang bekerja melalui probe diteruskan ke rangkaian penguat dan switching dengan keluaran relay onoff yang dihubungkan ke kontrol operasi furnace. Apabila batang probe yang terdiri level dasar, level menengah dan level tertinggi terkena air akan memberikan masukan ke rangkaian switching dan mengaktipkan relai dc secara on-off yang digunakan sebagai masukan ke kontrol operasi. Keluaran dapat juga dihubungkan ke selenoid valve untuk mengalirkan tandon air sebagai pendinginan darurat, sehingga terhindar dari kerusakan pada furnace (). Apabila air pendingin tidak mengalir, maka sistem elektronik pada kondisi off dan kontrol operasi start tidak dapat diaktipkan. Kondisi mati akan berubah menjadi kondisi hidup apabila air pendingin yang mengalir ke furnace dengan debit yang cukup (8,6 liter / menit), maka kontrol on pada furnace telah aktip (). Dengan dibuatnya alat pengaman sistem pendingin furnace, maka kerja sistem operasi menjadi rangkaian tertutup (clouse loop system). Sebagai peraba terpasang probe yang dicelupkan ke salah satu outlet air pendingin furnace. Keluaran alat pengaman elektronik berupa kondisi on-off yang dihubungkan ke kontrol operasi dan solenoid valve tandon air pendingin, sehingga pendinginan saat operasi furnace tidak terputus () D1 D D5 D6 + 9 Volt dc C1 NC Tr 9 V V D D Ground R1 R R NO Relay Vdc Coil E E Probe D5 Ground R6 TR1 TR C R LED R7 C DZ R5 LED1 + Volt dc Gambar 1. Rangkaian elektronik alat pengaman sistem pendingin furnace dengan peraba probe. ISSN Buku I hal 165

3 Keterangan Gambar 1. D1-D = Diode penyearah 1N7 D5-D6= Diode penyearah 1N118 DZ =Diode zener 6-1 Volt LED1= Merah LED = Hijau R1= Ohm R=1 Ohm R= Ohm R= 1 Ohm R5 = Ohm R6 = Ohm R7 = Ohm E1= Probe level atas E= Probe level tengah E= Probe level bawah Relay = Volt dc TR1-TR= C1815 Trafo = Volt / 9- Volt SP = Saklar power Posisi on = Kontak 8 dan 5, posisi off = Kontak 8 dan 6 Terminal 5, 6 dan 8= Output relay ke kontrol operasi furnace Ruhstrat. Pada Gambar 1 keluaran berupa kontak relay dan masukan berupa probe, level terbawah terhubung ke terminal 1, level tengah terhubung ke terminal dan level tertinggi terhubung ke terminal. Alat pengaman sistem pendingin telah terinstal pada furnace dapat dilihat pada Gambar. B. Bahan yang dibutuhkan: Printed circuit board (PCB) 1x15 cm, chasis x,5x1 cm, solid state relay (SSR) Volt dc 5 Amper, relay ac SN-, pelarut PCB, stop kontak Volt 16 Amper, terminal kabel Volt 16 Amper, kabel serabut x1,5 mm, penyearah Volt dc, kipas kecil Volt, lampu indikator Volt, saklar on-off-on Volt 16 Amper, mur baut, penyangga PCB, kabel serabut,5 mm, pilok warna perak, probe, steker Volt 16 Amper, hambatan ( Ohm, 1 Ohm, Ohm, 1 Ohm, Ohm), diode 1N7, diode 1N118, diode zener 6-1 Volt, kondensator ( µf 5 Volt, 1 µf 5 Volt, relay dc Volt, LED, transistor C1815. Gambar. Pemasangan probe pada salah satu outlet pendingin furnace. Gambar. Alat pengaman sistem pendingin telah terinstal pada furnace TATA KERJA A. Peralatan yang dibutuhkan: Automatic peeling plier boss tools, automatic wire tripper & cutter JRF-WS-1, digital multimeter Sanwa CD 8 a, tang ampermeter kew snap 55 / AC / DC Clampmeter, peralatan mekanik, hand crimping tools, toolsets dan boor listrik. Gambar. Kontrol operasi pada furnace Ruhstrat DTA. C. Metodologi. Langkah-langkah yang dilakukan dalam melaksanakan kegiatan pembuatan alat pengaman sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat yaitu: 1. Dipelajari rangkaian elektronik level kontrol air menggunakan probe (tiga batang kawat tembaga) yang mampu mendeteksi aliran air pendingin furnace secara responsip.. Diinventarisasi komponen yang diperlukan baik komponen utama maupun komponen pendukungnya. Buku I hal 166 ISSN

4 . Dibuat PCB sesuai rangkaian elektronik dengan ukuran 1x15 cm.. Dilakukan perakitan komponen utama yang telah dirakit dalam PCB dan komponen pendukungnya ke dalam chasis secara benar dan rapi. 5. Dibuat chasis berukuran x,5 x 1 cm untuk menempatkan hasil rakitan. 6. Dilakukan perakitan komponen utama yang telah dirakit dalam PCB dan komponen pendukungnya ke dalam chasis secara benar dan rapi. 7. Dilakukan pengecekan ulang hasil rakitan untuk menyakinkan bahwa hasil rakitan telah benar dan aman. 8. Dilakukan uji fungsi tanpa beban maupun berbeban untuk memperoleh unjuk kerja alat yang diharapkan mampu mengamankan sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat. HASIL DAN PEMBAHASAN Telah dibuat alat pengaman sistem pendingin operasional pada furnace Ruhstrat DTA untuk proses pengolahan grafit. Dengan dibuatnya alat pengaman sistem pendingin akan mangamankan operasional furnace bila sewaktuwaktu terjadi gangguan air pendingin. Hasil uji fungsi alat pengaman sistem pendingin tanpa beban dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil uji fungsi alat pengaman sistem pendingin tanpa beban. No Jarak probe, cm Keterangan Level terendah Level Level tertinggi menengah Respon keluarannya bai dan relay bekerja Dari hasil uji fungsi alat pengaman sistem pendingin tanpa beban yang ditunjukkan pada Tabel 1 menghasilkan respon cukup baik dan cepat. Dalam uji fungsi tanpa beban level terendah dibuat tetap atau cm, sedangkan level terendah dan level tertinggi dibuat variasi jarak antara 1-5 cm dengan hasil respon cukup baik. Probe yang digunakan dalam uji fungsi berupa batang tembaga diameter mm panjang 6 cm dicelupkan kedalam gelas ukur 1 liter. Uji fungsi alat pengaman sistem pendingin operasional furnace dapat dilihat pada Tabel. Dari hasil uji fungsi alat sistem pengaman pendingin furnace yang ditunjukkan pada Tabel merupakan uji fungsi berbeban dengan berbagai kondisi air pendingin. Pada kondisi satu merupakan kondisi awal dimana dua sumber air pendingin dalam keadaan tak mengalir, maka hasil pengamanannya terhadap kontrol operasi furnace adalah off. Pada kondisi uji fungsi ke dua dimana air pendingin utama telah dialirkan dan air pendingin cadangan tidak dialirkan, maka hasil keluaran alat pengaman on dan mengaktipkan kontrol operasi furnace (start, stop, more dan less) Kondisi ke dua ini disebut sebagai kondisi normal dalam pengoperasian furnace. Pada kondisi uji fungsi ke tiga dimana air pendingin utama tidak dialirkan dan air pendingin cadangan dialirkan secara grafitasi, maka sistem pengaman on dan mengaktipkan kontrol operasi furnace (start, stop, more dan less). Kondisi ketiga ini merupakan kondisi darurat. Pada kondisi uji fungsi ke empat dimana air pendingin utama mengalir dan air pendingin cadangan dialirkan, kontrol operasi furnace dapat bekerja on. Pada kondisi ke empat ini merupakan kondisi operasi furnace sangat darurat, karena menggunakan dua sumber air pendingin. ISSN Buku I hal 167

5 Tabel. Uji fungsi alat pengaman sistem pendingin operasional furnace. Kondisi uji fungsi: 1. Debit aliran air pendingin rerata= 8,6 liter / menit. Suhu furnace =- OC. Tegangan furnace=,5 Volt. Waktu= 1 menit No Kondisi uji fungsi Kondisi kontrol operasi Kondisi I Kondisi II furnace 1 Air pendingin utama Air pendingin Kontrol operasi belum belum mengalir cadangan belum dapat bekerja. mengalir. Air pendingin utama dialirkan dengan debit 8,6 liter / menit. Air pendingin utama tidak mengalir. Air pendingin utama mengalir Air pendingin cadangan belum mengalir. Air pendingin cadangan mengalir secara grafitasi. Air pendingin cadangan mengalir secara grafitasi. Kontrol operasi furnace dapat bekerja (start, stop, more,less). Kontrol operasi furnace dapat bekerja (start, stop, more, less). Kontrol operasi furnace dapat bekerja (start, stop, more, less). Kondisi alat pengaman elektronik off, sehingga belum berfungsi terhadap kontrol operasi furnace. on, sehingga telah berfungsi terhadap sistem kontrol operasi furnace. on, sehingga telah berfungsi terhadap sistem kontrol operasi furnace (hanya dilakukan dalam keadaan darurat). on, sehingga telah berfungsi terhadap sistem kontrol operasi furnace (hanya dilakukan dalam keadaan sangat darurat). KESIMPULAN Dari hasil pembuatan alat pengaman sistem pendingin operasional furnace dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Telah dibuat alat pengaman sistem pendingin untuk operasional furnace yang dapat memberikan keluaran on-off ke kontrol operasi furnace, sehingga furnace terhindar dari operasi tanpa pendinginan yang dapat menyebabkan kelelehan atau kerusakan. Untuk menjaga respon probe baik ke alat pengaman sistem pendingin, ujung probe harus selalu bersih dari korosi.. Untuk aliran air pendingin utama 8,6 liter / menit sudah cukup bagus terespon oleh probe ke alat pengaman sistem pendingin furnace. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Parimun dan Bapak Dedy HR yang telah membantu pelaksanaan kegiatan pembuatan dan uji fungsi alat pengaman sistem pendingin operasional furnace Ruhstrat. DAFTAR PUSTAKA 1. NONAME, Manual High Temperature Furnace Unit Up to OC Ruhstrat West Germany.. NONAME, Electron, No. Th 198 ISSN EDI LEKSONO IR, KATSHUHITO OGATA, Teknik Kontrol Automatik, Jilid I, Institut Teknologi Bandung, Penerbit Erlangga, Jl, Kramat IV No 11 Jakarta 1 Th TANYA JAWAB Saminto Cara kerja singkat rangkaian pengaman sistem pendingin? Apabila probe E1, E, E terkena air pendingin yang mengalir pada furnace akan memicu transistor T1 C1815 untuk mentriger transistor T menggerakkan relay RL volt Buku I hal 168 ISSN

6 dc dan keluaran relay dihubungkan ke control operasi (control start dan stop). Bila air pendingin mengalir di bawah 8 liter/menit, rangkaian off.tidak drop dan cukup stabil Sudarydi Mohon jelaskan cara kerja sistem pendingin ini! Apa pengaruhnya suhu operasi dengan fungsi pengaman ini? Apabila probe E1, E, E terkena air pendingin yang mengalir pada furnace akan memicu transistor T1 C1815 untuk mentriger transistor T menggerakkan relay RL volt dc dan keluaran relay dihubungkan ke control operasi (control start dan stop). Bila air pendingin mengalir di bawah 8 liter/menit, rangkaian off. Sistem operasi akan dipengaruhi oleh fungsi sistem pendingin, karena hubungan ke control start dan stop tersambung seri sehingga kalau sistem pengaman tidak aktif (tidak ada air) keluaran akan membuka dan control operasi off. ISSN Buku I hal 169