Elektropneumatik Bab 4 1/22 Bab4 Katup kontrol direksional digerakkan listrik 4.1 Fungsi Suatu sistem kontrol elektro pneumatik bekerja dengan dua bentuk energi: Energi listrik di dalam bagian kontrol sinyal Udara mampat di datam bagian tenaga. Katup kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik membentuk interface diantara kedua bagian suatu kontrol elektro pneumatik. Mereka dihubungkan/ dihidupkan/ diswitch oleh sinyal output dari bagian kontrol sinyal dan membuka serta menutup hubungan didalam bagian tenaga. Tugas paling penting katup kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik ini mencakup: Mematikan atau menghidupkan (saklar) pasokan udara Memajukan dan memundurkan gerak silinder Aktuasi/penggerak silinder kerja tunggal Gambar 4.1 menunjukkan suatu katup yang digerakkan oleh listrik yang mengkontrol gerakan dari suatu silinder yang bekerja sendirian. la memiliki tiga part/gerbang dan dua buah posisi pertukaran hubungan (saklar).
Elektropneumatik Bab 4 2/22 Bila tidak ada pengarahan arus ke koil solenoid katup kontrot direksional tersebut diberi masukan udara. Batang piston dimundurkan. Bila arus dikerahkan ke koil solenoid, katup kontrol direksional tersebut membuat hubungan menswitch dua kamar tersebut mengalami tekanan. Batang piston maju. Katup arus terganggu, katup tersebut menukar kembali hubungan/ menswitch kembali. Kamar silinder dimasuki udara dan batang piston mundur kembali. Aktuasi silinder kerja ganda Gerakan silinder bertindak ganda/ double-acting di dalam Gambar 4.1b digerakkan oleh suatu katup kontrol direksional dengan lima gerbang/part dan dua posisi hubungan saklar. Bila tidak ada arus dikerahkan ke koil solenoid, kamar silinder kiri dimasuki udara, kamar kanan tertekan. Batang piston mundur kembali. Bila dikerahkan arus ke koil selenoida, katup kontrol direksional, melakukan hubungan (saklar). Kamar kiri bertekanan, kamar kanan dimasuki udara. Batang piston maju. Bila arus terganggu, katup menukar hubungan kembali dan batang piston tersebut mundur kembali.
Elektropneumatik Bab 4 3/22 4.2 Konstruksi dan pola operasi Katup kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik dihubungkan (saklar) dengan bantuan solenoid. Mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok: Katup yang dikembalikan oleh pegas tetap tinggal pada posisi yang diaktuasi selama arus mengalir melalui solenoid. Katup solenoid ganda tetap pada posisi ketika terakhir dihubungkan/ diswitch walaupun tidak ada arus mengalir melalui solenoid. Posisi awal Didalam posisi awal, semua solenoid dari katup kontrol direksional yang digerakkan dengan listrik di energisasi dan solenoid tersebut tidak bekerja. Katup solenoid ganda tidak mempunyai posisi awal yang jelas, karena ia tidak mempunyai pegas pengembali.
Elektropneumatik Bab 4 4/22 Designasi/penamaan port/gerbang Katup kontrol diteksional juga dibedakan oleh jumlah gerbang dan jumlah posisi saklar Designasi/penamaan katup tersebut berasal dari jumlah gerbang dan posisi, umpamanya: Katup dorong kembali - pegas 3/2 jalan Katup solenoid ganda 5/2 jalan. Bagian berikut ini menjelaskan konstruksi & pola kerja katup jenis utama. Katup terkontroi langsung 3/2 jalan Gambar 4.2 menunjukkan dua irisan melintang katup 3/2 jalan terkontrol langsung yang digerakkan dengan listrik. Pada posisi awal port/gerbang 2 yang bekerja tersebut dihubungkan
Elektropneumatik Bab 4 5/22 dengan gerbang 3 pembuangan/exhaust port oleh slot/celah di dalam armatur (lihat detail) (Gambar 4.2a). Bila solenoid itu dienergisasi, medan magnet memaksa armatur naik melawan tekanan pegas (Gambar 4.26). Dudukan perapat/sealingterbuka dna jalurnya bebas untukaliran dari gerbang tekanan 1 ke gerbang kerja 2. Dudukan perapat atas tertutup, menutup jalur diantara gerbang/port 1 dan gerbang port 3. Bila koil solenoid dienergisasi, armatur tersebut dimundurkan kembali ke posisi awal oleh pegas dorong kembali (Gambar 4.2). Jalur antara gerbang/port 2 dan gerbang/port 3 terbuka dan jalur antara gerbang/port 1 dan gerbang/port dialiri udara melalui armatir pada port 3. Manual override/pengabaian pedoman Overide manual A memungkinkan dibukanya jalur diantara port 1 dan port 2 walaupun bila solenoid tidak diberi energi. Bilamana sekrup diputar, cam/bubungan eksentrik menggerakkan armatur. Memutar kembali sekrup tersebut mengembalikan armatur ke posisi asalnya. Gambar4.2: Katup solenoid 3/ 2jalan dengan manual override/ pengabaian pedoman (biasanya tertutup) Gambar 4.3 menunjukkan suatu katup 3/2 jalan yang digerakkan tistrik. Gambar 4.3a menunjukkan katup pada posisi awal, Gambar 4.3b digerakkan. Dibandingkan terhadap posisi awal katup tertutup tersebut (Gambar 4.2) gerbang/port tekanan dan pembuangan dipertukarkan. Katup kontrol direksional di kontrol penuntun/ pilot Di dalam katup kontrol direksional terkontrol oleh pilot, piston katup tersebut digerakkan secara tidak langsung. Armatur solenoid membuka dan menutup pipa saluran udara dari gerbang/port 1.
Elektropneumatik Bab 4 6/22 Bila armatur terbuka, udara mampat dari gerbang 1 menggerakkan piston katup. Gambar 4.4 menjelaskan pola kerja kontrol pilot/penuntun. Bila koil di dienergisasi, armatur ditekan terhadap dudukan perapat/sealing bawah oleh pegas. Kamar bagian atas dari piston dialiri udara (Gambar 4.4a). Bila koil dienergisasi, solenoid menarik turun armatur. Kamar pada bagian atas dari piston menderita tekanan (Gambar 4.4b). Gambar4.4: Katup kontrol direksional di kontrol penuntun/ pilot Gambar 4.5menunjukkan dua buah irisan melintang suatu katup 3/2 jalan terkontrol penuntun yang digerakkan listrik. Dalam posisi awalnya, permukaan piston hanya tunduk kepada tekanan atmosfer, sehingga pegas pengembali mendorong piston ke atas (gambar 4.5a). gerbang/port 2 dan 3 terhubungkan. Bila koil solenoid dienergisasi, kamar dibawah piston katup terhubung ke gerbang tekanan 1, (Gambar 4.5b). Kekuatan pada permukaan atas
Elektropneumatik Bab 4 7/22 piston katup meningkat, menekan turun piston tersebut. Hubungan antara gerbang/port 2 dan 3 tertutup, hubungan antara port/ gerbang a dan 2 terbuka. Katup tetap pada posisi ini selama koil solenoid tersebut diber energi. Bila katup solenoid didenergisasi, katup kembali bertukar hubungan (saklar) ke posisi semula. Suatu tekanan pasokan minimum (tekanan kontrol) diperlukan untuk menggerakkan katup terkontrol pilot tersebut terhadap tekanan pegas. Tekanan ini diberikan pada spesifikasi katup dan terletak - tergantung daripada jenis - dalam jajaran 2 sampai 3 bar. Gambar 4.5. Katup solenoid 3/ 2-jalan yang terkontrol oleh penuntun/pilot. Perbandingan katup digerakkan langsung dan terkontrol oleh penuntun/pilot Semakin besar laju aliran suatu kontrol direksional, semakin besar aliran tersebut.
Elektropneumatik Bab 4 8/22 Dalam kasus katup digerakkan langsung, aliran dari alat pemakain dilepaskan oleh armatur (lihat Gambar 4.2). Agar memastikan adanya bukaan yang cukup besar dan laju aliran yang cukup dibutuhkan, suatu armatur yang relatif besar. Selanjutnya ini membutuhkan suatu pegas pengembali yang besar yang menyebabkan dibutuhkannya oleh solenoid suatu penggunaan kekuatan yang besar untuk melawannya. Ini berakibat terhadap pemakaian kekuatan yang besar dan ukuran komponen yang relatif besar. Dalam katup yang terkontrol oleh penuntun/pilot, aliran kepada alat-alat pemakain diswitch oleh tingkat/pentas utama (Gambar 4.5). Piston katup diberi tekanan melalui pipa saluran udara. Aliran udara relatif kecil sudah mencukupi. Jadi armatur tersebut dapat kecil dibandingkan dengan kekuatan penggerak yang rendah. Solenoid juga dapat menjadi lebih kecil daripada untuk katup yang digerakkan langsung. Pemakaian tenaga dan pemborosan panas adalah lebih rendah. Keuntungan dalam hal pemakaian tenaga, ukuran solenoid dan pemborosan panas mengarah ke hampir penggunaan khusus terdiri dari katup kontrol direksional yang dikontrol penuntun dalam sistem kontrol elektro pneumatik. Katup 5/2-jalan terkontrol pilot/penuntun Gambar 4.6 menunjukkan kedua posisi saklar dari suatu katup 5/2 jalan terkontrol pilot/ penuntun. Pada posisi awal, piston ada pada perhentian/stop kiri (Gambar 4.6a). Gerbang/port 1 dan 2 dan gerbang 4 dan 5 terhubungkan. Bila koil solenoid dienergisasi, kumparan katup/valve spool bergerak ke perhentian ke kanan (Gambar 4.6b). Dalam posisi ini, gerbang 1 dan 4 dan 2 dan 3 terhubungkan. Bila solenoid dienergisasi, pegas pengembali/pegas balik mengembalikan kumparan katup ke posisi awal.
Elektropneumatik Bab 4 9/22 Udara penuntun/pilot dipasok melalui gerbang 84. Katup 5/2 jalan terkontrol pilot/ penuntun Gambar 4.7 menunjukkan dua irisan melintang katup solenoid ganda 5/2 jalan terkontrol pilot. Bila piston ada pada perhentian sebelah kiri, gerbang 1 dan 2 dan 4 dan 5 terhubungkan (Gambar 4.7a). Bila koil solenoid sebelah kiri dienergisasi, piston bergerak ke perhentian sebelah kanan dan gerbang 1 dan 4, dan 2 dan 3 terhubungkan (Gambar 4.7b). Bila katup tersebut harus dimundurkan kembali ke posisi semula itu tidak cukup untuk menenergisasi koil solenoid kiri. Sebaliknya, koil solenoid kanan, harus dienergisasi. Bila tidak ada koil solenoid dienergisasi, gesekan menahan piston di dalam pilihan posisi terakhir. Ini juga berlaku bila kedua buah koil solenoid tersebut dienergisasi berbarengan, sementara
Elektropneumatik Bab 4 10/22 mereka berhadapan satu sama lain dengan kekuatan sama. Gambar 4.7: Katup solenoid ganda terkontrol penuntun/pilot 5/2 jalan Katup 5/3 jalan dengan posisi awal berpelepasan Gambar 4.8 menunjukkan ketiga posisi saklar dari suatu katup 5/3 jalan tekontrol pilot yang digerakkan oleh listrik Dalam posisi awalnya, koil solenoid tersebut adalah dienergisasi dan kumparan piston ditahan pada posisi tengah - tengah oleh kedua buah pegas (Gambar 4.8a). Gerbang 2 dan 3 dan 4 dan 5 terhubungkan. Gerbang/port 1 tertutup. Bila koil solenoid kiri dienergisasi, piston tersebut bergerak ke perhentian kanannya (Gambar 4.8b). Gerbang 1 dan 4 dan 2 dan 3 terhubungkan. Bila koil solenoid kanan dienergisasi, piston tersebut bergerak ke perhentian kirinya (Gambar 4.8c). Dalam posisi ini, gerbang 1 dan 2 dan 4 dan 5 terhubungkan. Masing-masing posisi ditahan selama koil yang cocok tersebut
Elektropneumatik Bab 4 11/22 dienergisasi. Bila tidak ada koil dienergisasi, katup kembali ke posisi tengah-tengah yang semula. Gambar 4.8: Pilot yang diaktuasi katup solenoida ganda 5/3 jalan (posisi tengah luar) Pengaruh posisi tengah Katup kontrol arah dengan dua posisi (seperti katup 3/2 jalan atau 5/2 jalan) memungkinkan maju atau mundurnya suatu silinder. Katup kontrol arah dengan tiga posisi (seperti katup 5/ 3jalan) mempunyai suatu posisi
Elektropneumatik Bab 4 12/22 tengah dan menawarkan opsi tambahan bagi aktuasi silinder. Hal ini dapat diperagakan dengan menggunakan contoh dari tiga katup 5/3 jalan dengan berbagai posisi tengah. Kita akan melihat perilaku penggerak silinder ketika katup kontrol arah ada di posisi tengah. Gambar4.9: Pengaruh dari posisi tengah katup solenoida ganda 5/3jalan. Apabila suatu katup 5/3 jalan dipindahkan dimana titik-titik kerja di sebelah luar, maka piston/torak dari penggerak silinder tidak akan mengeluarkan gaya apapun pada batang torak tersebut. Batang torak dapat digerakkan dengan bebas (Gambar 4.9a) Apabila suatu katup 5/3 jalan digunakan di mana semua port/gerbang tertutup, maka piston/torak penggerak silinder akan tertahan pada posisinya. Hal ini juga akan berlaku apabila batang
Elektropneumatik Bab 4 13/22 piston/torak tidak ada pada tempat perhentian (Gambar 4.9b). Apabila suatu katup 5/3 jalan digunakan dimana port kerja memperoleh tekanan, maka batang piston/torak akan maju dengan gaya yang berkurang (Gambar 4.9c).