IMPLEMENTASI AUTOMATIC TRANSFER SWITCH DENGAN SISTEM MONITORING BAHAN BAKAR MINYAK DAN TEMPERATUR GENSET MENGGUNAKAN HUMAN MACHINE INTERFACE (HMI) BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Oleh: Mas Haris Affandy 201110130311047 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, nikmat, hidayah, dan ridho-nya, sehingga peneliti dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul: IMPLEMENTASI AUTOMATIC TRANSFER SWITCH DENGAN SISTEM MONITORING BAHAN BAKAR MINYAK DAN TEMPERATUR GENSET MENGGUNAKAN HUMAN MACHINE INTERFACE (HMI) BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL...i LEMBAR PERSETUJUAN...ii LEMBAR PENGESAHAN...iii SURAT PERNYATAAN...iv ABSTRAK...v ABSTRACT...vi LEMBAR PERSEMBAHAN...vii KATA PENGANTAR...viii DAFTAR ISI...ix DAFTAR GAMBAR...xii DAFTAR TABEL...xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Rumusan Masalah...2 1.3 Batasan Masalah...2 1.4 Tujuan Penelitian...3 1.5 Sistematika Penulisan...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sumber Listrik PLN...5 2.2 Genset...6 2.2.1 Sistem Kerja Genset...8 2.2.2 Kapasitas Genset...9 2.3 Programmable Logic Control (PLC)...10 2.3.1 Prinsip Kerja PLC...11 2.3.2 Pemrograman PLC...12 2.4 Human Machine Interface (HMI)...15 2.4.1 Fitur Fitur HMI...16 2.4.2 Pemrograman HMI...17 2.5 Sensor Level Bahan Bakar...20 2.6 Sensor Termokopel...21 2.6.1 Prinsip Kerja Termokopel...22 2.6.2 Jenis Jenis Termokopel...23 2.7 Buzzer...24 BAB III PERENCANAAN SISTEM 3.1 Programmable Logic Control (PLC)...28 3.2 Human Machine Interface (HMI)...28 3.3 Sensor...29 3.3.1 Komparator...29
3.3.2 Sensor Level Bahan Bakar...30 3.3.3 Sensor Termokopel...31 3.4 Perancangan Alarm...32 3.5 Perancangan Sistem ATS...32 3.5.1 Program Ladder Diagram PLC...34 3.5.2 Perancangan dan Konfigurasi HMI...36 BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Sistem ATS...41 4.1.1 Pengujian Sistem ATS Secara Otomatis...42 4.1.2 Pengujian Sistem ATS Secara Manual...44 4.2 Pengujian Sensor...48 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...50 5.2 Saran...50 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Generator Set...6 Gambar 2.2 Kontroler Programmable Logic Control (PLC)...11 Gambar 2.3 Blok Diagram Prinsip Kerja PLC...11 Gambar 2.4 Contoh Ladder Diagram...12 Gambar 2.5 Pembacaan Ladder Diagram...13 Gambar 2.6 Contoh Kontak Ladder Diagram Aktif atau Tidak Aktif...13 Gambar 2.7 Ladder Diagram Logika AND...14 Gambar 2.8 Ladder Diagram Logika OR...14 Gambar 2.9 Ladder Diagram Logika NOT...15 Gambar 2.10 Layout Sistem Proses Plant Pada HMI...16 Gambar 2.11 Konfigurasi Tipe HMI Pada Software CX-Designer...17 Gambar 2.12 Menentukan Layout Pada HMI...18 Gambar 2.13 Menentukan Alamat Address Pada Layout HMI...18 Gambar 2.14 Mentransfer Layout Program ke HMI...19 Gambar 2.15 Menentukan Jenis Penghubung Antara PC dengan HMI...19 Gambar 2.16 Proses Transfer dari PC ke HMI...20 Gambar 2.17 Sensor Level Bahan Bakar Minyak...20 Gambar 2.18 Sistem Kerja Fuel Level...21 Gambar 2.19 Skema Bentuk Sensor Termokopel...22
Gambar 2.20 Prinsip Kerja Termokopel...23 Gambar 2.21 Buzzer...24 Gambar 3.1 Blok Diagram ATS...25 Gambar 3.2 Flowchart Sistem ATS...27 Gambar 3.3 PLC OMRON CP1E-NA20DR-A...28 Gambar 3.4 HMI OMRON 7 NB7W-TW00B...28 Gambar 3.5 Komaparator...29 Gambar 3.6 Sensor Ketinggian Pelampung...30 Gambar 3.7 Skema Rancangan Sensor BBM...31 Gambar 3.8 Sensor Termokopel...31 Gambar 3.9 Skema Rancangan Sensor Termokopel...31 Gambar 3.10 Skema Rancangan Alarm...32 Gambar 3.11 Skema Rancangan Suplai Daya PLN...32 Gambar 3.12 Skema Rancangan Suplai Daya Genset...33 Gambar 3.13 Ladder Diagram Sistem ATS...34 Gambar 3.14 Perancangan HMI dengan PLC...36 Gambar 3.15 Perancangan Layout pada HMI...37 Gambar 3.16 Konfigurasi Komponen pada HMI...37 Gambar 3.17 Simulator Sistem ATS Pada HMI...39 Gambar 4.1 Implementasi Sistem ATS...40 Gambar 4.2 Diagram Blok Sistem ATS Secara Otomatis...42
Gambar 4.3 Simulasi Program PLC Sistem ATS Secara Otomatis...43 Gambar 4.4 Layout HMI menunjukan Baterai memback-up PLN OFF...44 Gambar 4.5 Layout HMI menunjukan Genset ON...44 Gambar 4.6 Layout HMI menunjukan sumber PLN ON...44 Gambar 4.7 Layout HMI menunjukan PLN mensuplai Beban...44 Gambar 4.8 Diagram Blok Sistem ATS Secara Manual Suplai Dari Genset...44 Gambar 4.9 Proses Manual Program PLC Sistem ATS Suplai Dari Genset...45 Gambar 4.10 Layout HMI menunjukan back-up Baterai, Suplai Genset secara manual...46 Gambar 4.11 Layout HMI menunjukan suplai Genset secara manual...46 Gambar 4.12 Diagram Blok Sistem ATS Secara Manual Suplai Dari PLN...46 Gambar 4.13 Proses Manual Program PLC Sistem ATS Suplai Dari PLN...47 Gambar 4.14 Layout HMI menunjukan perpindahan suplai daya dari Genset ke PLN secara Manual...47 Gambar 4.15 Layout HMI menunjukan sumber PLN ON...47 Gambar 4.16 Proses Kerja Sensor Pada Sistem ATS...48 Gambar 4.17 Proses PLC Mengindikasi Sensor Indikator Genset...49 Gambar 4.18 Layout HMI menunjukan BBM habis...49 Gambar 4.19 Layout HMI menunjukan Suhu Genset melebihi batas...49
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Pengalamatan Input dan Output PLC...33 Tabel 3.2 Konfigurasi Ladder Diagram PLC...35 Tabel 3.3 Konfigurasi Alamat Address dan Fungsi Komponen HMI...38 Tabel 4.1 Hasil Sistem ATS Secara Otomatis...42 Tabel 4.2 Hasil Sistem ATS Secara Manual Suplai Dari Genset...45 Tabel 4.3 Hasil Sistem ATS Secara Manual Suplai Dari PLN...46 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor...48
DAFTAR PUSTAKA [1] Setiawan, Iwan. 2006. Programmable Logic Control (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol. Andi. Semarang. [2] Jayadi, 2016. Perancangan Automatic Transfer Switch Berbasis PLC, Universitas Pakuan Bogor. [3] Budhi Anto, 2011.Saklar Pemindah Otomatis Untuk Genset Portabel Berbasis Mikrokontroler Attiny 2313. Jurnal Sains dan Teknologi. [4] Eka Samsul, 2016. Logika Dasar Pemrograman PLC, Jurnal Otomasi [5] Meri Wardana, 2014. Proses Konversi Analog PLC Menjadi Data. Blogspot [6] Moch. Safrudin, Nur Huda Faturohman, 2016. Pemanfaatan Genset Sebagai Energi Alternatif Energi Ketika Pemadaman Listrik. Politeknik Negeri Semarang. [7] Modul Praktek Human Machine Interface (HMI). 2015. Politeknik Manufaktur Astra Jakarta [8] Paul Hendry Ginting, 2012. Perancangan Automatic Transfer Switch Parameter Transisi Berupa Tegangan Dan Frekuensi Dengan Mikrokontroler ATMEGA16, Universitas Diponegoro. [9] Trikueni Dermanto, 2014. Desain Sistem Kontrol Industri. Jakarta [10] Rezon Arif, Perancangan Aplikasi PLC OMRON SYSMAC CP1L Pada Sistem Otomasi Overhead Crane Untuk Proses Perendaman Logam. Universitas Diponegoro Semarang. [11] Handy Wicaksono, 2009. Prinsip dan Aplikasi Relay, Universitas Kristen Petra. [12] Sarjono Wahyu Jatmiko, 2015. Apikasi Kendali Hibrid Fuzzy-PID Kecepatan Motor Induksi Untuk Purwarupa Pembangkit Listrik Pico Hidro Berbasis PLC. Universitas Muhammadiyah Jakarta. [13] Kartika Kusuma Winahyu, 2015. Desain HMI OMRON NB7W-TW00B Pada Plant Filtrasi Menggunakan Modul Ultrafiltrasi. Universitas Diponegoro Semarang.