Perancangan Automatic Backwash pada Tangki Sand Filter di IPA 1 PDAM Gresik

Transkripsi

1 SEMINAR TUGAS AKHIR Perancangan Automatic Backwash pada Tangki Sand Filter di IPA 1 PDAM Gresik Oleh : Nur Rahmah Awaliyah Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA

2 LATAR BELAKANG (1) LUMPUR TERFILTER PERLU BACKWASH Penyaringan tidak optimal

3 LATAR BELAKANG (2) Akibat kesalahan Waktu Pelaksanaan Backwash Backwash terlalu dini Terlambat Backwash Air bersih dari reservoar terbuang Tangki sand filter Over Flow

4 LATAR BELAKANG (3) Backwash lebih dari 1 tangki sand filter pada saat yang bersamaan OVERFLOW pada Clarifier dan Level air Reservoar BERKURANG

5 PERMASALAHAN Bagaimana merancang sistem Automatic Backwash pada 4(empat) tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik. Bagaimana mensimulasikan dinamika dari sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA1 PDAM Gresik dengan menggunakan SIMULINK.

6 TUJUAN Akan dilakukan perancangan sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik. Akan dilakukan pemodelan dinamik dari sistem Automatic Backwash pada tangki sand filter di IPA 1 PDAM Gresik.

7 BATASAN MASALAH (1) Keempat tangki sand filter dianggap identik. Hambatan air (R) dimodelkan secara analogi seperti sebuah resistor yang mempresentasikan hambatan yang dialami oleh air di dalam tangki sand filter. Diasumsikan fluktuasi level air di dalam tangki sand filter diakibatkan oleh tingkat kekeruhan air yang masuk. Tingkat kejenuhan air di dalam tangki sand filter ditunjukkan dengan level permukaan air dalam tangki sand filter. Sistem pengendalian bekerja atas dasar informasi level permukaan air dalam tangki sand filter yang aktif. Urutan prioritas backwash saat terjadi permintaan backwash dari 2 atau lebih tangki sand filter secara bersamaan adalah tangki sand filter 1, tangki sand filter 2, tangki sand filter 3, kemudian tangki sand filter 4.

8 BATASAN MASALAH (2) Hasil perancangan berupa simulasi. Simulasi dilakukan untuk proses backwash dengan lama waktu filtrasi tetap untuk satu kali running. Input nilai hambatan air (R) adalah input yang diberikan sebelum dilakukan simulasi. Pemrograman yang disusun pada logic solver adalah pemrograman untuk mengatur urutan proses backwash pada masing-masing tangki sand filter dan mengatur sistem antrian backwash apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang jenuh pada waktu yang bersamaan dengan waktu awal backwash yang sama.

9 MULAI Studi literatur dan studi lapangan Perancangan sistem automatic backwash Pemodelan tangki sand filter Perancangan logic solver Penyusunan Wiring Diagram sistem Automatic Backwash Simulasi dengan Simulink Pengujian dan analisa penyusunan laporan SELESAI

10 SAND FILTER Saringan Besi dan Nozzle Clarifier Reservoar Drainage Reservoar Udara

11 Liquid Level Control Relay RM4L Keadaan Elektroda Tidak dikenai fluida Dikenai Fluida Output RM4L 0 ma Max. 8 ma

12 Logic Solver Logic solver adalah instrumen untuk menerima sinyal input dari sensor, membuat keputusan yang tepat berdasarkan keluaran dari sinyal sensor, serta menghasilkan sinyal output yang sesuai. Sinyal output dari logic solver bekerja berdasarkan logika atau program yang didefinisikan sendiri oleh pengguna. Bentuk fisik logic solver dapat menggunakan semacam piranti elektronik yang mampu diprogram, seperti relay, mikrokontroller, atau programmable logic controller (PLC).

13 BACKWASH BACKWASH Pengosongan tangki Scouring Rinsing Filtrasi Harus dilakukan tepat saat tangki sand filter jenuh dan Langkah-langkah backwash harus dilakukan sesuai standar.

14

15 PEMODELAN TANGKI SAND FILTER Qin Qout A. Qin Qin A. R H t H t H Clarifier Qin Nilai R diperoleh: R= u Drainage dengan u adalah besar sinyal input (masukan) R yang kita berikan saat dilakukan simulasi Reservoar R Reservoar Udara Qout

16 WIRING DIAGRAM MODEL TANGKI SAND FILTER PADA SIMULINK

17 PEMODELAN SENSOR SENSOR LIQUID LEVEL CONTROL RELAY Keadaan Elektroda Tidak dikenai fluida Dikenai Fluida Output RM4L 0 ma Max. 8 ma H air Output sensor 1 Output sensor 2 Output sensor 3 Output sensor 4 < Hx 0 ma 0 ma 0 ma 0 ma >=Hx 1 ma 2 ma 4 ma 8 ma

18 Nilai C untuk TSF 1 1 ma TSF 2 2 ma TSF 3 4 ma TSF 4 8 ma PEMODELAN SENSOR

19 PERANCANGAN LOGIC SOLVER Penjumlahan Output Keempat Sensor Jumlah nilai di-hold Selama waktu tertentu Logic Solver Pengosongan Selama 5 menit Scouring Selama 2 menit Rinsing Selama 5 menit MATLAB Function Tangki 1 MATLAB Function Tangki 2 MATLAB Function Tangki 3 MATLAB Function Tangki 4

20 Jumlah keluaran sensor Tangki yang jenuh 1 Tangki 1 2 Tangki 2 4 Tangki 3 8 Tangki 4 3 Tangki 1 dan 2 5 Tangki 1 dan 3 9 Tangki 1 dan 4 6 Tangki 2 dan 3 10 Tangki 2 dan 4 12 Tangki 3 dan 4 7 Tangki 1,2, dan 3 11 Tangki 1, 2, dan 4 13 Tangki 1,3, dan 4 14 Tangki 2,3, dan 4 15 Tangki 1,2,3, dan 4

21 PERANCANGAN LOGIC SOLVER Tangki Sand Filter 1 Tangki Sand Filter 2 Tangki Sand Filter 3 Selalu menempati urutan Backwash pertama menempati urutan Backwash pertama menempati urutan Backwash kedua menempati urutan Backwash pertama menempati urutan Backwash kedua menempati urutan Backwash ketiga MATLAB Function 1 MATLAB Function 2 MATLAB Function 3

22 Urutan backwash Valve Keadaan Normal Keadaan Berlawanan Mengalami Keadaan Berlawanan pada menit ke- 1 Input Buka Tutup t 0 s.d. t Output Buka Tutup t 0 s.d. t Drainage Tutup Buka t 0 s.d. t 0 +5 dan t 0 +7 s.d. t Udara Tutup Buka t s.d t 0 +7 Backwash Tutup Buka t 0 +7 s.d. t Input Buka Tutup t s.d. t Output Buka Tutup t s.d. t Drainage Tutup Buka t s.d. t & t s.d. t Udara Tutup Buka t s.d t Backwash Tutup Buka t s.d. t Input Buka Tutup t s.d. t Output Buka Tutup t s.d. t Drainage Tutup Buka t s.d. t dan t s.d. t Udara Tutup Buka t s.d t Backwash Tutup Buka t s.d. t Input Buka Tutup t s.d. t Output Buka Tutup t s.d. t Drainage Tutup Buka t s.d. t & t s.d. t Udara Tutup Buka t s.d t Backwash Tutup Buka t s.d. t 0 +48

23 SISTEM AUTOMATIC BACKWASH Tangki sand filter Valve ON-OFF (5 buah untuk setiap tangki) Sensor Level Logic Solver Wiring Diagram Sistem Automatic Backwash

24 PENGUJIAN MODEL TANGKI SAND FILTER Sinyal Uji 4.4 Respon 1.8

25 SINYAL UJI pada LOGIC SOLVER 300

26 Out 4 LS valve scouring tangki 1 1 pada menit ke Out 5 LS Valve backwash tangki 1 1 pada menit ke HASIL PENGUJIAN LOGIC SOLVER Out 1 LS valve input tangki 1 nol pada menit ke Out 3 LS valve drainage tangki 1 1 pada menit ke dan menit ke

27 SINYAL UJI SISTEM AUTOMATIC BACKWASH (300,480)

28 PENGUJIAN AUTOMATIC BACKWASH valve input tangki 1 Menutup pada menit ke valve drainage tangki 1 buka pada menit ke dan menit ke valve scouring tangki 1 membuka pada menit ke Out 5 LS Valve backwash tangki 1 membuka pada menit ke

29 Level Air pada Tangki

30 KESIMPULAN Telah dirancang sistem Automatic Backwash dengan menggunakan Logic Solver. Proses backwash dilakukan selama 12 menit dengan rincian: 5 menit pengosongan tangki, 2 menit scouring, dan 5 menit rinsing. Apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang perlu backwash, maka dilakukan antrian. Valve yang membuka pada saat pengosongan tangki sand filter adalah valve drainage, valve yang membuka pada saat scouring adalah valve udara, valve yang membuka pada saat rinsing adalah valve drainage dan valve backwash, sedangkan valve input dan valve output membuka saat filtrasi.

31