BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1. Sistem Water Filter Sistem water filter adalah sistem pengolahan air dengan metode penyaringan menggunakan media filter untuk memisahkan kandungan partikel-partikel yang terkandung dalam air. Media penyaringan ditempatkan didalam tanki, sehingga pada saat air masuk kedalam tanki melalui pipa inlet tanki dan menuju outlet tanki akan melewati media filter, sehingga partikel-partikel yang terkandung dalam air dapat tersaring oleh media tersebut. Media filter terdiri dari Pasir dan carbon aktif. 3.2. Prinsip Kerja Sistem Water Filter Prinsip proses pada sistem water filter ini terdapat empat sequen proses yang harus dilakukan agar sistem ini dapat beroperasi dengan baik dan menghasilkan air yang sesuai dengan yang diinginkan, yaitu : 1. Proses Filter Proses filter adalah proses terjadinya penyaringan air baku dengan media pasir dan carbon. Alur prosesnya adalah air dari raw water dipompa dengan filter pump melalui pipa melewati motorized valve inlet 1 lalu masuk kedalam sand filter tank melewati media pasir lalu keluar melewati motorized valve inlet 2 dan masuk ke carbon filter tank lalu melewati media carbon selanjutnya keluar melalui motorized valve outlet 2 dan melewati motorized outlet 3 dan masuk kedalam reservoir tank. 13
14 2. Proses Sand Backwash Pada proses sand backwash adalah pencucian media pasir pada sand filter tank yang mengalami clogging akibat dari penumpukan partikel-partikel yang tersaring dari air yang melaluinya saat proses filter. Alur prosesnya adalah air dari reservoir tank dipompa dengan backwash pump melalui pipa menuju sand filter tank dengan melewati motorized valve outlet 1 lalu masuk ke sand filter tank lalu mendorong media pasir agar melayang sehingga partikel-partikel yang menempel pada media pasir dapat terlepas dan terbawa oleh air menuju keluar tanki melalui pipa inlet dan melalui motorized valve drain 1 selanjutnya dibuang ke saluran air. 3. Proses carbon backwash. Pada proses carbon backwash adalah pencucian media carbon pada carbon filter tank yang mengalami clogging akibat dari penumpukan partikel-partikel dari air yang melaluinya saat proses filter. Alur prosesnya adalah air dari reservoir tank dipompa dengan backwash pump melalui pipa menuju carbon filter tank dengan melewati motorized valve outlet 2 lalu masuk ke carbon filter tank lalu mendorong media carbon agar melayang sehingga partikel-partikel yang menempel pada media carbon dapat terlepas dan terbawa oleh air menuju keluar tanki melalui pipa inlet dan melalui motorized valve drain 2 selanjutnya dibuang ke saluran air.
15 4. Proses Seattling Proses Seattling adalah proses mengendapkan kembali media pasir dan carbon yang melayang akibat proses backwash sehingga media kembali padat dan siap selanjutnya untuk proses filter. Pada setiap proses terjadi pengoperasian alat yang akan mendukung sistem proses dapat beroperasi dengan baik dan tercapai tujuan dari proses tersebut. Dalam menjalankan proses dengan mengoperasikan alat dapat dengan cara manual pada panel mimic, cara manual pada SCADA dan cara auto pada SCADA. Gambar 3.1 Flow Diagram Procces Water Filter 3.3. Komponen Utama Pada sistem Supervisory Control and Data Aquicisition Water Filter ini menggunakan beberapa komponen untuk mendukung proses dapat berjalan dengan baik, komponen utama yaitu :
16 1. Panel Mimic Panel Mimic difungsikan sebagai tempat komponen dan peralatan control suatu peralatan. Selain itu berfungsi sebagai pelindung komponen dari kerusakan akibat adanya gangguan fisik dari luar. Gambar 3.2 Panel 2. Power Supply Power supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam panel mimic yang membutuhkan tegangan DC. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC) sehingga power supply mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC yang sesuai dengan kebutuhan yaitu 24VDC. Gambar 3.3 Power Supply DC
17 3. PLC PLC adalah suatu peralatan control yang dapat diprogram untuk mengontrol proses atau operasi mesin. Kontrol program dari PLC adalah menganalisa sinyal input kemudian mengatur keadaan output PLC sesuai dengan program. Gambar 3.4 PLC Omron CPM1A 4. Relay Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah pengantar dialiri oleh arus listrik, maka disekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya di induksikan ke logam ferromagnetis. Gambar 3.5 Relay
18 5. Switch Selector Switch selector adalah perangkat yang digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik dengan beberapa kondisi atau pilihan. Gambar 3.6 Switch Selector 6. Saklarl Tekan/Push Button Tombol tekan atau saklar tekan adalah yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian-bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain. Saklar tekan terdiri dari saklar tekan start, stop, reset dan emergency stop. Gambar 3.7 Push Button
19 3.4. Sistem Control Water Filter Sistem control water filter menggunakan Programmable Logic Controller dengan mendapatkan input dari switch selector dan push button. Sedangkan output menghidupkan relay dan lampu mimic. Penggunaan alamat input dan output harus disesuaikan antara koneksi di PLC dengan program ladder diagram dan program SCADA, sehingga input dan output dapat beroperasi sesuai dengan program yang direncanakan tanpa ada kesalahan. Pada sistem control water filter mempunyai 3 status pengoperasian dalam menjalankan sistem proses yaitu : 1. Status Manual Panel Mimic Pada status manula panel mimic, pengoperasian alat hanya dapat dilakukan dipanel mimic. Sedangkan di layar SCADA hanya sebagai pengawasan dan acquisition data. 2. Status Manual SCADA Pada status manual SCADA, pengoperasian alat hanya dapat dilakukan pada layar SCADA. Sedangkan dipanel mimic hanya sebagai pengawasan dengan memberikan indicator LED dengan berubah warna dari merah (off/close) menjadi hijau (run/open) dan lampu push button pada setiap alat yang beroperasi. 3. Status Auto SCADA Pada status auto SCADA, pengoperasian alat dan status sistem proses dilakukan secara auto oleh program SCADA. Dilayar panel mimic hanya
20 sebagai pengawasan dan dilayar SCADA sebagai pengwasan dan acquisition data. 3.5. Flow Chart Untuk mempermudah dalam perancangan alat, maka harus dibuat flowchart / alur diagram proses, sebagai acuan dalam pembuatan program PLC dan program SCADA. Gambar.3.8 Flow Chart Program Procces
21 3.6. Deskripsi Alamat I/O pada PLC Penggunaan alamat input dan output pada PLC mengikuti aturan nomor yang sesuai dengan jenis dan tipe PLC nya. Hal ini sangat berpengaruh dalam penulisan kode program diagram ladder dan I/O pada SCADA. Sehingga antara wiring PLC, diagram ladder dan SCADA mempunyai kode yang sama. Tabel 3.1 Tag name alamat input OMRON, CPM1A-30CDR-D-V1 NO CH INPUT TAGNAME KETERANGAN 1 0 00 2 01 Push Button 01 RUN Pump 1 (Feed Filter ) 3 02 Push Button 02 ON Motorized Valve Inlet 1 4 03 Push Button 03 ON Motorized Valve Drain 1 5 04 Push Button 04 ON Motorized Valve Outlet 1 6 05 Push Button 05 ON Motorized Valve Inlet 2 7 06 Push Button 06 ON Motorized Valve Drain 2 8 07 Push Button 07 ON Motorized Valve Outlet 2 9 08 Push Button 08 ON Motorized Valve Outlet 3 10 09 Push Button 09 RUN Pump 2 (Backwash) 11 10 Push Button 10 RUN Pump 3 (Distribution ) 12 11 13 1 00 Switch Selector Auto Manual 14 01 15 02
22 16 03 Tabel 3.2 Tag name alamat output OMRON, CPM1A-30CDR-D-V1 NO CH OUTPUT TAGNAME KETERANGAN 1 10 00 Filter Pump RUN 2 01 Motorized Valve Inlet 1 ON 3 02 Motorized Valve Drain 1 ON 4 03 Motorized Valve Outlet 1 ON 5 04 Motorized Valve Inlet 2 ON 6 05 Motorized Valve Drain 2 ON 7 06 Motorized Valve Outlet 2 ON 8 07 Motorized Valve Outlet 3 ON 9 11 00 Backwash Pump RUN 10 01 Distribution Pump RUN 11 02 Buzzer Alarm SIRINE 12 03 Intake ON 13 04 3.7. Wiring PLC Sistem koneksi antara peralatan seperti : Push button, Relay, Switch Selector dan lain-lainnya dengan PLC menggunakan kabel, pengkodean kabel antara peralatan
23 harus sama dengan gambar hal ini untuk mempermudah pemasangan dan menghindari kesalahan koneksi. Gambar 3.9 Skematik PLC dan Power Supply 24VDC. 3.8. Kabel Komunikasi Komunikasi antara PLC dengan komputer dan SCADA menggunakan 2 jenis kabel komunikasi, yaitu : 1. Kabel RS-232. 2. Kabel Komunikasi Converter RS-232 ke USB. Gambar 3.10 Kabel Converter RS-232 ke USB.
24 3.9. Program PLC Dalam membuat program ladder PLC Omron CPM1A menggunakan software CX-Programmer versi 9.2. Selanjutnya membuat program diagram ladder dengan mengacu pada logika flow chart/alur diagram dan menyesuaikan dengan program SCADA Intouch. Gambar 3.11 Program CX-Programmer version 9.2 3.10. Program SCADA Program SCADA yang digunakan adalah Wonderware Intouch versi 10.1. Pembuatan animasi pada Intouch disesuaikan dengan gambar pada panel mimic. Sedangkan untuk pembuatan programnya mengikuti logika flow chart dan
25 disesuaikan dengan progam diagram ladder PLC. Untuk konfigurasi I/O Intouch disesuaikan dengan konfigurasi I/O pada PLC Omron, sehingga komunikasi dapat berjalan dengan baik. Sistem komunikasi antara SCADA Intouch dengan PLC Omron menggunakan software DAServer Manager versi 0751, selanjutnya mengatur konfigurasi DAServer Manager sesuai dengan konfigurasi PLC Omron, setelah semuanya dikonfigurasi maka DAServer Manager diaktifkan. Untuk menjalankan SCADA Intouch dengan mengklik Runtime, selanjutnya akan muncul display animasi dan SCADA siap digunakan. Gambar 3.12 Program SCADA Intouch
26 Gambar 3.13 SCADA Intouch Viewer (animasi SCADA) Gambar 3.14 Program Script SCADA Intouch.