BAB III PERANCANGAN SISTEM

Transkripsi

1 41 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Tujuan Perancangan Dalam pembuatan suatu sistem kontrol atau kendali, perancangan merupakan tahapan yang sangat penting untuk dilalui atau dilakukan. Perancangan adalah langkah awal pada tahap pengembangan atau konstruksi suatu alat atau sistem. Perancangan dapat didefinisikan sebagai proses untuk mengaplikasikan berbagai macam teknik dan prinsip untuk tujuan pendefinisian secara rinci suatu alat, proses atau sistem agar dapat direalisasikan dalam suatu bentuk fisik. Pada tahap perancangan ita terlebih dahulu memahami sifat maupun karakteristik komponen yang akan digunakan. Untuk memahami masing-masing komponen kita dapat melihat dari data sheet komponen, membaca buku petunjuk penggunaan hingga bertanya langsung pada ahli agar apa yang akan kita rancang dapat sesuai dengan yang diinginkan serta menghindari kesalahan-kesalahan dalam proses perancangan.

2 3.2 Metodologi Perancangan Dalam pembahasan perihal pokok permasalahan yang tertuang pada bab sebelumnya, telah dijelaskan bahwa pada proyek tugas akhir ini penulis akan melakukan rancang bangun sistem Automatic Transfer Switch (ATS) - Automatic Main Failure (AMF) dan Charge Discharge (CDC) yang dilengkapi dengan sistem start-stop genset melalui SMS GSM. Sebelum memulai, kita akan membagi pokok permasalahan kedalam subpermasalahan, yaitu : 1. Bagaimana kita merancang dan merencanakan konstruksi rangkaian utama, termasuk ketersediaan komponen-komponen utama serta komponen-komponen pendukung lainnya. 2. Bagaimana memprogram, mengkonfigurasi atau men-setting sehingga alat dapat berfungsi dengan benar 3. Bagaimana mengkontruksi alat dalam perangkat kerasnya. 4. Bagaimana mecoba alat yang disesuaikan dengan lingkup aplikasi sebenarnya. 5. Bagaimana pengembangan rancangan bangun sebagai upaya penyempurnaan sistem yang diinginkan. 3.3 Langkah-langkah Perancangan Perancangan rangkaian dan rencana pembuatan alat akan terdiri dari beberapa langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pembuatan Rangkaian Pengontrol Utama 42

3 Rangkaian pengontrol utama alat ini adalah sebuah perangkat PLC keluaran dari Omron dengan type Omron Zen V2 yang dikombinasikan dengan modul kontrol keluaran Smartgen dengan type HGM Pemograman PLC untuk Omron Zen V2 dan konfigurasi modul kontrol HGM Konstruksi Rangkaian Input dan Output Rangkaian kontak bantu dan kontak masukan untuk I/O (Input/Output) Omron Zen V2 dan Smartgen HGM7210 dengan menggunakan relay, saklar tombol, selector switch dan lampu indikator serta sistem pengkabelannya. 4. Pembuatan rangkaian pencatu daya teregulasi 24 VDC. 5. Penentuan box panel sebagai wadah utama dari alat kontrol untuk mempermudah pengoperasian alat Data-data Penunjang Untuk Perancangan Agar perancangan alat ini dapat dilakukan dengan mudah, maka diperlukan data-data pendukung sebagai referensi dan panduan lainnya yang bersesuaian. Data-data ini dapat berupa : 1. Catatan atau temuan-temuan peristiwa yang berisikan atau menggambarkan kelemahan dari alat yang mepunyai fungsi yang sama dengan alat yang akan dibuat. 2. Catatan atau temuan-temuan yang berisikan data-data untuk nilai setting dari parameter-parameter yang diperlukan dalam perancangan, misalnya kebutuhan waktu yang sesuai untuk setiap panel setelah start 43

4 dan kondisi tegangan yang diperlukan untuk bekerjanya sinyal status PLN dan Genset. 3. Gambar rangkaian dari sistem yang akan dirancang dari sistem sebelumnya. 4. Datasheet atau spesifikasi dari masing-masing komponen. 5. Buku petunjuk penggunaan dari masing-masing komponen Diagram Blok Rangkaian Untuk pempermudah perancangan, kita buat blok diagram untuk memperlihatkan kondisi dan rencana perancangan, sebagaimana terlihat dalam gambar dibawah ini : a. Diagram Blok Sistem ATS-AMF Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ATS-AMF 44

5 Gambar diatas merupakan diagram blok dasar rancangan, diagram blok ini memberikan gambaran kepada kita mengenai sistem ATS-AMF sederhana. b. Diagram Blok Sistem ATS-AMF-CDC Menggunakan PLC Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem ATS-AMF-CDC menggunakan PLC Gambar 3.2 merupakan gambar blok dari perancangan yang akan kita siapkan. Perancangan ini dimaksudkan sebagaimana yang telah dijelaskan dalam pembahasan latar belakang masalah dan pokok permasalahan, yaitu rancang bangun sistem ATS-AMF berbasis PLC yang dilengkapi dengan sistem CDC. Untuk ATS-AMF-CDC yang akan kita rancang adalah dengan menggunakan kombinasi antara PLC dengan modul pengontrol genset yang dilengkapi dengan modem GSM untuk pengendali start-stop 45

6 genset via SMS. Untuk Sistem ATS, semua perintah dikontrol oleh PLC, kemudian untuk sistem AMF, PLC diprogram untuk mampu berinteraksi dengan modul pengontrol Genset, sedangkan untuk sistem CDC, PLC diprogram sebagai penerima input dari UPS dan mengendalikan sistem start-stop pada saat UPS dalam kondisi mengalami kegagalan maupun kondisi normal, artinya secara garis besar sistem CDC terjadi jika interaksi dari UPS dan PLC berjalan. Gambar 3.3 sampai dengan 3.5 merupakan diagram kontrol sistem ATS-AMF-CDC dengan menggunakan PLC yang dikombinasi dengan modul pengontrol genset (dapat dilihat lebih jelas pada lampiran) Gambar 3.3 Wirring Diagram (a) ATS-AMF-CDC dengan PLC 46

7 Gambar 3.4 Wirring Diagram (b) ATS-AMF-CDC dengan PLC Gambar 3.5 Wirring Diagram (c) ATS-AMF-CDC dengan PLC yang dikombinasi dengan modul pengontrol genset. 47

8 c. Diagram Alir Sistem Kerja Rancangan Diagram alir dimaksudkan untuk memberikan suatu gambaran perancangan yang lebih terinci sebagai pendekatan cara kerja keseluruhan dari rangkaian atau program yang dirancang. Dibawah ini merupakan diagram alir yang dimaksud, sebagai berikut : Gambar 3.6 Diagram Alir Sistem Rancangan 48

9 Omron Zen V2 adalah salah satu perangkat kontrol yang akan kita pakai sebagai kontrol ATS-AMF-CDC, Input-Output (IO) dihubungkan untuk pemrosesan PLC yang nantinya akan mengontrol PLN, UPS dan Genset melalui relay bantu. Untuk mempermudah dalam melakukan pemrograman kita list kebutuhan Input-Output (IO) nya dan comment perintahnya kedalam tabel. Tabel 3.1 List kebutuhan Input Output Omron Zen V2 Input Terminal Comment Lokasi 1 I0 PLN Input Main 2 I1 Genset Volt Input Main 3 I2 Fuel On (Manual) Main 4 I3 Start On (Manual) Main 5 I4 UPS Low Input Main 6 I5 Emergency Input Main 7 X0 Auto Mode Expansion 8 X1 PLN Cont (Manual) Expansion 9 X2 Gen Cont (Manual) Expansion 10 X3 GSM Input Expansion Output Terminal Comment Lokasi 1 Q0 AMF Remote Main 2 Q1 UPS Low Batt Main 3 Q2 PLN Contactor Main 4 Q3 Emergency Stop Main 5 Y0 Genset Contactor Expansion 6 Y1 Start On Expansion 7 Y2 Fuel On Expansion 8 Y3 GSM Remote Expansion 49

10 Sedangkan Smartgen HGM72210 adalah salah satu perangkat kontrol, akan nanti akan dikombinasikan dengan Omron Zen V2. Perangkat ini nantinya akan membantu sistem ATS-AMF-CDC yang dikendalikan oleh PLC Omron Zen V2. Smartgen HGM7210 sendiri memiliki Input-Output (IO) yang dapat digunakan sesuai kebutuhan sistem genset yang diinginkan. Untuk mempermudah dalam melakukan pemrograman kita list kebutuhan Input-Output (IO) nya dan comment perintahnya kedalam tabel dibawah ini : Tabel 3.2 List kebutuhan Input-Output dari HGM7210 Input Terminal Comment Lokasi 1 22 Genset Closing Main HGM 2 23 Aux Switch Temp Main HGM 3 24 Aux Low OP Main HGM 4 25 GSM Remote Main HGM 5 26 Remote AMF Main HGM 6 28 Remote CDC Main HGM Output Terminal Comment Lokasi 1 6 Gen Contactor Main HGM 2 9 Genset On Main HGM 3 11 UPS Charge Status Main HGM 4 13 UPS Discharge Status Main HGM 5 15 PLN Fail Status Main HGM 6 16 GSM Ready Status Main HGM 3.4 Perancangan Program Omron Zen V2 PLC ini harus diprogram terlebih dahulu agar dapat disesuaikan dengan program yang diinginkan. PLC tidak dapat berfungsi apabila masih dalam 50

11 keadaan kosong (tanpa terprogram) sehingga tidak ada perintah yang dikenalinya. Program harus ditulis dengan bahasa dan file program yang dikenali, setelah itu baru kita tulis kedalam PLC melalui kabel data serial Data-data Penunjang Untuk Pemograman Agar pemograman untuk PLC dapat dilakuan dengan mudah, maka diperlukan persiapan-persiapan atau data-data penunjang sebagai berikut : 1. Datasheet PLC dan Software PLC 2. Gambaran diagram alur yang telah direncanakan (Gambar 3.4) dan list kebutuhan input output (Tabel 3.1) 3. Software Program PLC yang telah terinstal dikomputer serta kabel data. Setelah semua sudah dapat dipastikan siap, kita buat programnya sesuai dengan diagram alur yang telah direncanakan dan list kebutuhan input output. 51

12 Gambar 3.7 Program ATS-AMF-CDC berbasis PLC 3.5 Persiapan Komponen / Material Perancangan Sebelum kita masuk kedalam proses konstruksi panel, terlebih dahulu kita melakukan persiapan alat dan bahan-bahan yang diperlukan dalam proses konstruksi antara lain sebagai-berikut : 52

13 a. Bahan-bahan /komponen-komponen : 1. Box Panel : 1 buah 2. Ducting Cable : 1 set 3. Rel MCB : 1 set 4. Terminal Kontrol : 50 buah 5. Kabel NYAF 0,75 mm 1,5 mm : 2 rol 6. Skun Kabel : 200 buah 7. Selector switch : 10 buah 8. Emergency Push Button : 1 buah 9. Lampu Indikator : 15 buah 10. Modul HGM7210 : 1 set 11. PLC Omron Zen V2 : 1 set 12. MCB : 4 buah 13. Relay : 8 buah 14. Power Supply 24 VDC : 1 buah 15. Cable Ties : 200 buah b. Alat-alat : 1. Tang Skun 2. Tang Potong 3. Tang Kombinasi 4. Obeng (+) 5. Obeng (-) 6. Testpen 7. Multitester 53

14 8. Penggaris Siku 9. Bor Listrik 10. Mata bor dan holesaw 3.6 Konstruksi Panel Rangkaian Untuk menempatkan keseluruhan rangkaian kontrol dan komponen diperlukan suatu media yang disebut box panel. Panel yang akan kita rancang atau kita konstruksikan harus sesuai dengan kebutuhan dari komponen yang digunakan serta pengkabelan rangkaian sehingga memudahkan kita dalam proses perancangan panel itu sendiri. Dibawah ini merupakan gambar desain box panel dan layout komponen. Gambar 3.8 Desain Box Panel dan Layout Komponen 54

15 Panel ini dapat menampung komponen-komponen dan bagian lainnya dari perancangan ini, sehingga menjadikannya lebih rapi dan teratur serta tidak memakan tempat. Atas dasar itu panel yang dirancang ini menggunakan box panel berukuran tinggi 600 mm dan lebar 500 mm. Gambar 3.9 Peletakan bahan-bahan / komponen-komponen Setelah proses peletakan komponen-komponen selesai, maka selanjutnya proses pengkabelan. Proses pengkabel dapat dilihat pada Gambar 3.7 dibawah ini. 55

16 Gambar 3.10 Proses Pengkabelan (Wiring) Setelah proses pengkabelan selesai, maka selanjutnya adalah proses perapihan dan setelah itu unit siap untuk diuji. 56

17 Gambar 3.11 Panel siap uji 57