perancangan sistem pneumatik pada proses otomatisasi pengisian air dalam kemasan

90
Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Kemajuan teknologi dewasa ini membuat indusri-industri modern berupaya untuk meningkatkan kualitas, kuantitas dan efektivitas produk-produk yang mereka hasilkan. Oleh karena itu industri-industri modern tersebut memerlukan pengotomatisasian secara kontinyu dan sistem yang banyak digunakan pada saat sekarang ini adalah pneumatik. Hal ini dikarenakan pneumatik mempunyai beberapa keuntungan yang tidak dipunyai oleh sistem lain. Walaupun dewasa ini dunia industri didalam pencapaian efisiensi yang tinggi, menggabungkan sistem pneumatik dengan sistem elektrik, elektronik, hidrolik, dan mekanik. Pada industri-industri yang bergerak di bidang yang ada kaitannya dengan pengisian cairan dalam suatu tempat atau wadah ( diambil contoh pengisian air dalam galon ), memerlukan suatu proses otomatisasi dalam pelaksanaannya untuk pencapaian target produksi yang diinginkan dan mempermudah pelaksanaan proses produksi. Walaupun mungkin di dalam industri-industri tersebut telah menggunakan sistem otomatisasi yang lebih canggih dalam pelaksanaannya, tetapi pada kesempatan penyusunan skripsi ini penulis bermaksud ingin menciptakan suatu sistem tersendiri dengan imajinasi, daya pikir, pengetahuan, ilmu dan kemampuan yang penulis miliki dan

Upload: hana-clay

Post on 30-Nov-2015

242 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

hhghhhhhhhhffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff,hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

TRANSCRIPT

Page 1: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang Masalah

Kemajuan teknologi dewasa ini membuat indusri-industri modern berupaya untuk

meningkatkan kualitas, kuantitas dan efektivitas produk-produk yang mereka hasilkan. Oleh

karena itu industri-industri modern tersebut memerlukan pengotomatisasian secara kontinyu

dan sistem yang banyak digunakan pada saat sekarang ini adalah pneumatik. Hal ini

dikarenakan pneumatik mempunyai beberapa keuntungan yang tidak dipunyai oleh sistem

lain. Walaupun dewasa ini dunia industri didalam pencapaian efisiensi yang tinggi,

menggabungkan sistem pneumatik dengan sistem elektrik, elektronik, hidrolik, dan mekanik.

Pada industri-industri yang bergerak di bidang yang ada kaitannya dengan pengisian

cairan dalam suatu tempat atau wadah ( diambil contoh pengisian air dalam galon ),

memerlukan suatu proses otomatisasi dalam pelaksanaannya untuk pencapaian target

produksi yang diinginkan dan mempermudah pelaksanaan proses produksi. Walaupun

mungkin di dalam industri-industri tersebut telah menggunakan sistem otomatisasi yang lebih

canggih dalam pelaksanaannya, tetapi pada kesempatan penyusunan skripsi ini penulis

bermaksud ingin menciptakan suatu sistem tersendiri dengan imajinasi, daya pikir,

pengetahuan, ilmu dan kemampuan yang penulis miliki dan dapatkan selama menempuh

pendidikan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa dan study lapangan secara langsung di

dunia industri. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menciptakan suatu sistem

yaitu otomatisasi pengisian air dalam kemasan, dengan perpaduan gabungan sistem

pneumatik, mekanik dan control otomatisasi squence.

Pada penyusunan skripsi ini penulis memilih judul “ Perancangan Sistem Pneumatik

Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan”. Dengan judul tersebut penulis

mencoba untuk membahas tentang sistem otomatisasi pneumatik pada alat-alat industri,

khususnya industri-industri yang bergerak dalam bidang yang ada kaitannya dengan

pengisian cairan dalam wadah atau botol / gallon sebagai hasil produknya, dengan sistem

yang sederhana dan efesien.

1.2         Manfaat dan Tujuan

Adapun manfaat dan tujuan penyusunan skripsi ini adalah:

Page 2: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

A. Secara umum

1. memperkaya sistem-sistem otomatisasi dalam dunia industri dengan trobosan-trobosan baru

yang lebih efektif dan efesien.

2. Pengembangan ilmu teknologi untuk mencapai tujuan pembelajaran ke dalam dunia industri

yang nyata.

B. Bagi civitas akademik

Sebagai bahan pertimbangan dalam mengevaluasi proses belajar mengajar pada program

studi sehingga dapat diterapkan di lapangan, dan untuk menambah referensi sebagai

rekomendasi penelitian yang akan dilaksanakan di waktu yang akan datang, yang

berhubungan dengan : Perhitungan Daya pompa, Penentuan sebuah silinder Pneumatik,

perhitungan konveyor.

C. Bagi penulis

1.             Sebagai tugas akhir dan syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

2.             Memperdalam dan memantapkan pengetahuan serta pemahaman penulis tentang ilmu yang

telah diterima selama mengikuti perkuliahan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa.

3.             Melatih penulis untuk menganalisa suatu masalah secara ilmiah dan memberikan solusi yang

tepat guna sesuai dengan disiplin ilmu yang dimiliki secara rinci dan dapat dipertanggung

jawabkan.

4.             Melatih penulis agar dapat manyusun laporan kerja yang akan dihadapinya nanti dengan

tepat waktu, jelas dan sistematis.

1.3         Ruang Lingkup Masalah

Materi yang akan disajikan dalam penyusunan skripsi ini meliputi masalah tentang:

proses dan cara kerja alat-alat pneumatik, system control dasar otomatisasi, prinsip dan cara

kerja rangkaian alat, perhitungan daya motor listrik yang akan dipergunakan untuk konveyor,

perhitungan cylinder pneumatik dan penghitungan waktu untuk setting timmer sesuai dengan

volume pengisian.

Page 3: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

1.4         Metodologi Penyusunan Skripsi

Agar isi skripsi ini dapat dipertanggung jawabkan kebenarannya dan juga untuk

memperlancar penulisan, maka peulis mengambil metode dalam penyusunan skripsi ini

sebagai berkut:

1.             Metode Pustaka

Dengan metode ini penulis mengambil bahan dan materi dalam penyusunan skripsi

melalui buku-buku yang tersedia, katalok dalam industri dan webside. Ada beberapa buku

yang dijadikan sumber dan landasan dalam penyusunan skripsi ini.

2.             Metode Observasi

Dalam meyusun skripsi ini penulis juga mengambil sumber dengan cara observasi di

lapangan dunia industri secara langsung. Hal ini dilaksanakan pada saat praktek langsung di

industri maupun di kampus. Karena ada banyak hal yang berkaitan dengan masalah yang ada

pada penysunan skripsi ini, maka penulis menjadikannya sebagai salah satu sumber dan

metode penulisan.

3.             Metode Diskusi

Dalam penyusunan skripsi ini penulis berusaha meminta masukan, saran dan bimbingan

dari pembimbing juga dari rekan-rekan. Banyak materi penyusunan skripsi ini yang didapat

dengan bertanya dan juga arahan dari dosen pembimbing dan rekan-rekan baik di kampus

maupun industri.

1.5         Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pembaca dalam memahami seluruh materi yang disajikan oleh

penulis pada penyusunan skripsi ini, maka penulis menggunakan sistematika penulisan dalam

penyusuan skipsi ini sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan

Dalam bab ini diuraikan tentang latar belakang masalah, manfaat dan tujuan dari

penyusunan skripsi, ruang lingkup masalah, metodologi penyusunan skripsi dan sistematika

yang digunakan dalam penulisan.

BAB II Teori Dasar

II.1 Dasar Pneumatik

Page 4: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Dalam bab ini diuraikan tentang perkembangan teknik pemakaian udara mampat,

prinsip-prinsip dasar secara fisika, serta keuntungan-keuntungan penggunanya, dan sumber-

sumber penghasil udara mampat itu sendiri dan sekaligus mengulas tentang jenis-jenis

kompresornya serta kriteria pemilihan kompresor.

II.2 Komponen Dasar Pneumatik

Dalam bab ini diuraikan tentang komponen-komponen dasar pneumatik, dimulai dari

komponen-komponen air service unit, simbol-simbol pneumatik, sampai katub-katub yang

berfungsi untuk mengatur, mengarahkan, serta sebagai kontrol aliran dan tekanan sehingga

mampu menggerakan silinder untuk melakukan suatu proses kerja.

II.3 Dasar-dasar Otomatisasi

Dalam bab ini diuraikan tentang pengertian otomatisasi, squence, komponen-komponen

dasar squence dan simbol-simbol yang sering digunakan dalam penggambaran rangkaian

squence.

BAB III Perencanaan Sistem Pneumatik

Dalam bab ini diuraikan tentang komponen-komponen yang digunakan dalam

perancangan, sistem dan rangkaian alat.

BAB IV Penutup

Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari penyusunan skripsi ini.

BAB II

TEORI DASAR

II.1 DASAR PNEUMATIK

II.1.1Perkembangan Teknik Pemakaian Udara Mampat

Udara mampat dikenal juga sebagai udara bertekanan, tentu saja tekanan yang

dimaksud di sini adalah tekanan yang memenuhi batas-batas tertentu. Menurut hukum alam,

udara yang bertekanan mempunyai energi dan menurut sejarahnya udara bertekanan dapat

dibuktikan sebagai salah satu bentuk tenaga tertua yang dikenal manusia untuk mempertinggi

kemampuan fisiknya. Salah satu contoh pemakaian udara bertekanan yang sudah ditemukan

nenek moyang beberapa abad yang lalu dan sampai sekarang masih banyak digunakan di

Negara-negara ketiga sampai Negara-negara yang telah mempunyai teknologi tinggi adalah

baling-baling atau kipas angin. Energi yang didapat dari hembusan udara, diubah menjadi

energi mekanik (putar) lewat sudu-sudu atau kincir angin. Energi mekanik di sini kemudian

berfungsi untuk menggerakan pesawat-pesawat pembangkit seperti generator listrik dan lain

Page 5: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

sebagainya. Penggunaan udara sebagai media energi karena udara murah dan mudah didapat

di alam atmoshper dan juga mudah dibuang di sembarang tempat tanpa menimbulkan

pencemaran di lingkungan sekitarnya.

Orang pertama yang menggunakan alat pneumatik adalah orang Yunani yang bernama

KTESIBIOS. Lebih dari 2005 tahun yang lalu ia membangun suatu perangkat yang

menggunakan perangkat gerakan atau jepretan yang ditimbulkan oleh udara mampat.

Diantara buku-buku pertama mengenai teknik pemakaian udara mampat sebagai energi

adalah diawali pada abad pertama tarikh masehi dan yang menggambarkan peralatan atau

perlengkapan yang digerakan oleh energi udara yaitu pesawat yang menggunakan energi

panas.

Istilah “pneuma” diperoleh dari istilah yunani kuno dan mempunyi arti napas atau

tiupan, dan menurut phylosophi istilah “pneumatics” adalah ilmu yang mempelajari tentang

gerakan perpindahan udara dan gejala atau fenomena udara, yang diperoleh dari kata

“pneuma”.

Sekalipun prinsip dasar dari pneumatik digolongkn antara pikiran manusia paling awal,

tetapi telah diteliti secara sistematis. Pemakaian alat-alat pneumatik dalam produksi secara

nyata pada industri berawal pada sekitar tahun 50-an sampai sekarang ini. Pada awal mula

pemakaian di industri antara lain seperti dalam industri pertambangan, industri pekerjaan-

pekerjaan konstruksi, dan pada perkereta-apian yakni sebagai rem angin.

Prinsip dasar dari pneumatik dalam industri di seluruh dunia, sebenarnya dimulai hanya

ketika industri-industri itu membutuhkan otomatisasi dan rasionalisasi rangkaian operasional

secara kontinyu, untuk mempertinggi angka produktivitas dengan biaya yang lebih murah.

Meskipun pada permulaan munculnya mengalami hambatan dan penolakan, terutama adalah

karena ketidaktahuan dan rendahnya bidang pendidikan, tetapi pemakaian dalam bidang

pneumatik cenderung lebih meningkat dan berkembang.

Sekarang ini tidak mungkin dalam industri-industri modern tanpa menggunakan teknik

udara mampat. Perangkat yang menggunakan teknik udara mampat dipasang dalam hampir

semua cabang-cabang industri, seperti industri perakitan, pengecoran, karoseri,

pertambangan, pekerjaan-pekerjaan konstruksi, pembentukan, sampai pada industri makanan

dan kosmetik.

Tidak mustahil apabila menginginkan peralatan yang mempunyai efisiensi yang lebih

tinggi, alat-alat pneumatik dalam kontrolnya dikombinasikan dengan sistem kontrol elektrik,

Page 6: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

elektronik, dan hidrolik. Karena dalam tujuan-tujuan tertentu kombinasi pemakaian sistem

kontrol lebih dari dua atau tiga akan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi. Energi yang

ditimbulkan oleh udara bertekanan selain mudah mendapatkan dan membuangnya, juga

mudah untuk mengangkut dan menyimpannya.

Adapun ciri-ciri dari pada perangkat sistem pneumatik yang tidak dipunyai oleh sistem

alat yang lain adalah sebagai berikut:

1.             Pemompaan, udara disedot atau dihisap dari atmosphere, kemudian dimampatkan (kompresi)

sampai batas tekanan kerja yang diinginkan.

2.             Pendinginan atau penyimpanan, udara hasil pemompaan yang suhunya naik harus disimpan

dan didinginkan dalam keadaan bertekanan sebelum disalurkan ke objek yang memerlukan.

3.             Ekspansi (pengembangan), udara diperbolehkan berekspansi dan melakukan kerja ketika

diperlukan.

4.             Pembuangan, udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere (pembuangan

bebas).

II.1.2 Keuntungan Penggunaan Udara Mampat

Udara mampat banyak digunakan karena mempunyai sifat-sifat yang sangat

menguntungkan, diantaranya:

1.             Jumlah

Udara tersedia secara praktis dimana saja untuk dimampatkan dalam jumlah yang tak

terbatas.

2.             Pengangkutan

Udara dengan mudah dapat diangkut dalam pipa-pipa saluran, sekalipun dalam jarak yang

jauh. Tidak perlu untuk mengembalikan udara mampat tersebut ke tangki penyimpan semula,

tetapi selesai dipakai kemudian dapat langsung dibuang tanpa mengotori lingkungan.

3.             Dapat Disimpan

Kompresor tidak perlu dihidupkan secara terus-menerus. Udara mampat dapat disimpan

dalam reservoir atau tabung penyimpan, dan sewaktu-waktu dapat digunakan dari reservoir.

4.             Suhu

Suhu udara mampat tidak begitu peka (sensitive) terhadap perubahan suhu. Hal ini akan

menjamin dalam proses pengoperasian, walaupun di bawah kondisi perbedaan suhu yang

besar.

5.             Tahan Ledakan

Page 7: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Udara mampat tidak terlalu memberikan risiko terhadap letusan maupun api, oleh karena itu

murah terhadap biaya perlindungan melawan bahaya letusan jika diperlukan.

6.             Kebersihan

Udara mampat selalu bersih, maka dari itu udara yang keluar karena kebocoran pipa atau

bidang lain tidak menimbulkan kontaminasi atau pengotoran terhadap lingkungan.

Kebersihan sangat diperlukan terutama dalam industri makanan, pengerjaan kayu, tekstil,

industri-industri kulit, dan lain-lain.

7.             Kontruksi

Pengoperasian bagian-bagiannya ada dalam kontruksi yang sederhana, oleh karena itu, lebih

murah biaya pengoperasiannya.

8.             Kecepatan

Dengan udara mampat merupakan media kerja yang sangat cepat. Ini memungkinkan

kecepatan kerja tinggi dapat dicapai.

9.             Dapat Disesuaikan

Dengan komponen-komponen udara mampat, kecepatan dan daya mampu diubah-ubah sesuai

dengan kebutuhan.

10.         Aman

Alat-alat pneumatik dan bagian-bagian yang mengoperasikannya dapat dipasang suatu

pengaman pada batas kemampuan maksimum. Oleh karena itu, walaupun terjadi beban lebih

akan selalu tetap aman.

Tetapi selain sifat-sifat yang menguntungkan tersebut, ada juga kekurangan-kekurangan

yang dimiliki oleh udara mampat, yaitu:

1.             Persiapan

Perangkat udara mampat memerlukan persiapan yang baik dan teliti. Kotoran dan

kelembaban udara tidak boleh masuk, terutama pada pemakaian komponen-komponen

pneumatik.

2.             Gaya

Udara mampat hanya ekonomis sampai pada persyaratan gaya tertentu dibawah tekanan kerja

normal 700 kpa / 7bar / 101,5 psi, dan tergantung pada gerakan serta kecepatan, batasnya

adalah dibawah 45.000 N selebihnya beban itu harus menggunakan hydroulik system.

(Festo;Katalog Technical Information;22)

3.             Pembuangan Udara

Page 8: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Pada saluran pembuangan ke atmosphere menimbulkan suasana yang bising dan keras.

Meskipun demikian, masalah itu dapat dipecahkan sebagian oleh perkembangan teknik bahan

peredam suara.

4.             Biaya

Teknik udara mampat relative memerlukan alat-alat mahal untuk dapat menimbulkan suatu

tenaga. Komponen-komponen mahal agar dapat menghasilkan energi yang tinggi sebagian

dapat diganti oleh komponen-komponen yang murah dengan hasil guna yang lebih tinggi

(jumlah langka).

II.1.3 Prinsip-Prinsip Dasar Secara Fisika

Seluruh permukaan bumi ditutupi oleh lapisan udara, dengan komposisi campuran gas

sebagai berikut:

a.              Nitrogen 78% dari volume.

b.             Oksigen 21% dari volume.

Selain itu juga berisi karbon dioksida, argon, hidrogen, neon, helium, cripton, dan xenon.

Untuk membantu dan mempermudah mengetahui hukum alam dan juga sifat-sifat dari

udara, besaran-besaran fisika yang digunakan diklasifikasikan dalam sistem satuan. Dengan

maksud memberikan kejelasan dan menghilangkan definisi-definisi yang membingungkan.

Ilmuan-ilmuan dalam bidang teknik dan fisika dari hampir seluruh dunia sepakat

menyeragamkan sistem satuan tersebut dalam sistem internasional yang disebut

“International System of Unit” dan disingkat “SI”.

Berikut di bawah ini adalah istilah-istilah dan satuan-satuan yang sering digunakan

dalam pneumatik:

a.       Besaran Pokok

Tabel 2.1.1 Besaran Pokok (K.Gieck; 2005; XI)

SatuanSimbol/

Singkatan

Satuan dan Simbol Satuan

Sistem Teknik Sistem SI

Panjang

Massa

Waktu

Suhu

Arus listrik

m

t

T

I

meter (m)

kp.s 2

m

second (s)

derajat C (0C)

meter (m)

Kilogram (kg)

second (s)

Kelvin (K)

Ampere (A)

Page 9: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Intensitas Cahaya

Jumlah Zat

Iv

n

Ampere (A) candela (cd)

mole (mol)

b.      Besaran Turunan

Tabel 2.1.2 Besaran Turunan (Drs.Budi purwanto,Msi; 2003; 7)

SatuanSimbol/

Singkatan

Satuan dan Simbol Satuan

Sistem Teknik Sistem SI

Gaya

Luas

Isi

Debit

Tekanan

F

A

V

Q

P

Kilopound (kp)

meter bujur Sangkar (m2)

meter kubik (m3)

(m3/ s)

atmosphere (at)

(kgf/ cm2)

1kg.ms2

 

1N = 

Newton (N)

meter bujur sangkar (m2)

meter kubik (m3)

(m3/ s)

Pascal (pa)

1 pa = 1 N/ m2(bar)

1 bar = 105pa = 100kPa =

14,5 psi

II.1.3.1 Analisa Aliran Fluida

Udara yang melewati saluran dengan luas penampang A (m2) dengan kecepatan udara

mengalir V (m/s), maka akan memiliki debit aliran Q (m3/s) sebesar A (m2) x V (m/s).

Page 10: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.1.1. Analisa Debit Udara (Andrew parr,Msc; 2003; 20)

Debit Aliran Udara (Q)

Q (m3/s) = A (m2) . V (m/s)…… (1)

(Andrew parr,Msc; 2003; 20)

Bila udara melalui saluran yang memiliki perbedaan luas penampang A, maka debit

udara akan tetap, namun kecepatannya akan berubah, sebanding dengan perubahan luas

penampangnya Q1 = Q2 , sehingga .

II.1.3.2 Gaya Torak

Besarnya gaya suatu silinder ditentukan oleh besarnya tekanan yang diberikan terhadap

silinder tersebut dan juga luas penampang dari piston torak itu sendiri.

Gambar 2.1.2 Analisa gaya torak (Andrew parr,Msc; 2003; 11)

… (2)

(Andrew parr,Msc; 2003; 11)

Dimana, F = Gaya ……( N )

P = Tekanan …..( N/m2)

Page 11: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

A = Luas penampang tekanan ……( m2)

II.1.3.3 Udara yang diperlukan Silinder

Suatu silinder memerlukan jumlah debit udara tertentu untuk melakukan kerja sesuai

dengan yang diharapkan.

……(3)

(Drs.Wirawan,MT;2004;494)

Dimana, Q = Debit aliran (m3/menit)

A = Luas penampang silinder ( m2)

S = Panjang langkah torak ( m )

Pe = Tekanan operasional ( N/m2)

Patm = Tekanan atmosfer (101325 N/m2)

n = Banyaknya langkah ( kali/menit)

Udara tidak mempunyai bentuk yang khusus, ia berubah-ubah bentuk dengan sedikit

hambatan yakni mengambil bentuk yang sesuai dengan sekelilingnya. Udara dapat

dimampatkan berbeda dengan media fluida atau cairan yang tidak dapat dimampatkan.

Perbedaan utama system pneumatic dengan system hidroulik adalah media yang digunakan,

system pneumatic menggunakan udara dan system hidroulik menggunakan media fluida ( air,

oli dll). Secara prinsip kerja, system pneumatic dan system hidroulik tidak jauh berbeda.

II.1.3.4 Energi Fluida yang mengalir

Cairan atau fluida yang mengalir mempunyai energy yang dapat dibedakan menjadi 3

yaitu :

1.Energi potensial

Karena letaknya diatas permukaan air laut dan karena percepatan grafitasi, maka cairan

mempunyai energi potensial.

2.Energi tekan

Karena cairan yang mengalir dengan terkanan dapat melakukan suatu pekerjaan

3.Energi kinetic

Energi yang timbul karena geraknya cairan yang mempunyai berat

Page 12: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Jadi jumlah energi cairan tiap satuan berat adalah

…………….(4)

( LLK-BS;Modul Oil-Pressure;48)

Dimana h = Tinggi potensial cairan ( m )

P = Tekanan cairan ( N/m2)

ω = Berat jenis cairan ( N/m3)

v = Kecepatan alir cairan ( m/s )

g = Grafitasi (m/s2)

Jenis aliran fluida dapat diklasifkasikan berdasarkan nilai harga angka reynold. Aliran

fluida pada pipa-pipa bulat harga angka reynoldnya adalah:

……(5)

( K.Gieck;2005;164)

Dimana v = kecepatan fluida (m/s)

d = Diameter dalam pipa (m)

Q = Debit fluida (m3/s)

= Viskositas dinamis

Catatan :

Jikalau Re < 2000 Maka aliran adalah laminer

Jikalau Re > 3000 Maka aliran adalah turbulen

Jikalau Re = 2000… 3000 Maka aliran adalah laminer ataupun turbulen

II.1.4 Pompa dan Kompresor

Secara prinsip kerja, antara kompresor dan pompa adalah sama. Yang membedakan

dari kedua komponen tersebut adalah jenis zat yang ditransmisikan, pompa mentransmisikan

fluida sementara kompresor menstransmisikan udara yang compresible.

Perhitungan velocity head (hc) pompa dengan rumus:

hc = ……( 6 )

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

Page 13: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

dimana hc = velocity head ( m )

= kecepatan aliran air rata-rata ( m3/s)

= grafitasi bumi ( 9,81 m/s2)

Kerugian head yang terjadi pada pipa isap (∆hs)

∆hs = …..(7)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana ∆hs = Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m )

= Besar fungsi kekasaran relatif pipa

= Panjang pipa isap (m)

= diameter pipa isap (m)

Kerugian yang terjadi pada pipa tekan (∆hd)

∆hd = …..(8)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana ∆hd = Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m )

= Besar fungsi kekasaran relatif pipa

= Panjang pipa tekan (m)

= diameter pipa tekan (m)

Kerugian head totalnya ( ∑∆h ) menjadi :

∑∆h = ∆hs + ∆hd……(9)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

Dimana ∆hs = Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m )

∆hd = Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m )

Page 14: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Tinggi kenaikan geometris total pompa (Hz) adalah:

Hz = Hd – Hs……(10)

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

Dimana Hd = Tinggi kenaikan tekanan air dari pompa ( m )

Hs = tinggi kenaikan isap air sebelum pompa ( m )

Ketika merencanakan pemasangan suatu kompresor dan kelengkapannya, seharusnya

direncanakan pula untuk pengembangannya, apabila kemudian hari masih perlu untuk

membeli perlengkapan pneumatik yang baru.

Kebersihan dari udara sekeliling juga merupakan hal yang penting untuk direncanakan

sebelumnya. Udara yang bersih, jauh dari lingkungan debu dan kelembaban akan menjamin

umur pesawat pembangkit (kompresor) akan lebih lama. Maka dari itu macam dan jenis

kompresor yang dipakai harus sesuai dengan keadaan lingkungan.

II.1.4.1 Jenis-jenis Kompresor

Jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus

dipenuhi yang berkenaan dengan tekanan kerja dan volume yang akan didistribusikan ke

pemakai. Dalam hal ini yang termasuk pemakai adalah silinder dan katup-katup pengontrol

lainnya.

Jenis kompresor terdiri dari dua kelompok, yaitu:

1.             Kelompok pertama, adalah yang bekerja pada prinsip pemindahan dimana udara

dikompresikan dengan mengisikannya ke dalam suatu ruangan, kemudian mengurangi dan

memperkecil isi dari ruangan tersebut. Jenis ini disebut kompresor torak (Reciprocating

Piston Compressor, Rotari Piston Kompresor). (Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

2.             Kelompok kedua, adalah yang bekerja pada prinsip aliran udara yaitu dengan menyedot

udara masuk ke dalam satu sisi dan memampatkannya dengan percepatan massa (turbin).

(Drs. Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1 Kompresor Torak

II.1.4.1.1.1 Kompresor Torak Resiprok

Jenis kompresor torak resiprok sering dan banyak digunakan akhir-akhir ini, karena

dapat digunakan pada tekanan rendah dan menengah, tetapi juga mampu untuk tekanan

tinggi. Batas tekanannya kira-kira diantara 100 kpa / 1bar / 14,5 psi sampai beberapa ribu

Page 15: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

kpa. Prinsip kerja daripada kompresor torak hampir sama dengan prinsip kerja motor bakar,

tetapi ada perbedaan yaitu pada zat yang diprosesnya. Pemasukan udara diatur oleh katup dan

diisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup kemudian didesak dan didorong kembali

oleh torak. Saat terjadi penghisapan, katup masih terbuka dan katup buang tertutup sedangkan

pada waktu penekanan terjadi sebaliknya. Demikian proses ini berlangsung sampai mencapai

tekanan yang diinginkan pada tabung penampungan. Selama ini terjadi, yaitu proses

kompresi panas akan naik, maka hal semacam ini harus dihilangkan dengn proses

pendinginan. Pendinginannya dapat menggunakan pendinginan udara ataupun air. Di bawah

ini adalah merupakan gambar dari kompresor torak resiprok

Gambar 2.1.3 Kompresor Torak Resiprok (Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.2 Kompresor Diafragma

Jenis kompresor ini penempatan toraknya dipisahkan dengan ruangan penyedotan oleh

sebuah diafragma. Udara tidak masuk dan berhubungan langsung dengan bagian-bagian yang

bergerak. Oleh karena itu, udara selalu terjaga dan bebas dari oli. Kompresor jenis ini banyak

digunakan dalam industri bahan makanan, farmasi dan kimia.

Page 16: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.1.4 Kompresor Diafragma(Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.3 Kompresor Torak Rotari

Kompresor torak sistem putar (rotary) adalah kompresor dengan torak yang berputar.

Udara masuk ke dalam suatu ruangan, dan kemudian pada saat yang sama volume ruangan

dipadatkan atau dikompresikan. Sehingga akan diperoleh udara bertekanan pada alat tersebut.

II.1.4.1.1.4 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur

Kompresor Rotari Baling-baling Luncur merupakan suatu kompresor dengan gerakan

baling-baling yang dipasang secara eksentrik dalam rumah berbentuk silindris, yang

mempunyai lubang masuk dan lubang keluaran. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah

karena mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, juga menghemat ruangan dan tidak berisik

tetapi halus dalam putarannya.

Baling-baling luncur dimasukan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan

ruangan dengan bentuk dinding silindris atau tabung. Ketika berputar, energi gaya sentrifugal

baling-baling melawan dinding dan karena bentuk dari rumah baling-baling, ukuran ruangan

diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya udara.

Page 17: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.1.5 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur (Drs. Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1.5 Kompresor Sekerup

Kompresor Sekerup terdiri dari dua buah sekerup yang saling berpasangan, yaitu satu

mempunyai bentuk cekung dan yang lain mempunyai bentuk cembung, dengan prinsip kerja

memindahkan pemasukan udara secara aksial ke sisi yang lainnya. Untuk memperoleh

gambaran yang lebih jelas tentang alat tersebut, coba perhatikan gambar berikut.

Gambar 2.1.6 Kompresor Sekerup.(Sri utami H,ST,MT;Modul;2)

II.1.4.1.1.6 Root Blower

Page 18: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Pada kompresor jenis ini, udara dibawa dari satu sisi ruang menuju sisi ruang yang

lainnya tanpa ada perubahan volume. Tetapi torak membuat penguncian pada bagian sisi

yang bertekanan.

Gambar 2.1.7 Root Blower(Andrew Parr,Msc;2003;40)

II.1.4.1.2 Kompresor Aliran (Turbo-Compressor)

Pada prinsipnya kompresor ini sama seperti pada kompresor jenis rotari. Jenis

kompresor ini cocok untuk penghantaran volume yang besar. Kompresor aliran ada yang

dibuat arah masuknya udara secara aksial dan ada juga yang radial. Keadaan udara diubah

dalam satu roda turbin atau lebih untuk mengalirkan kecepatan udara. Disini energi kinetik

diubah menjadi energi bentuk tekanan.

Gambar 2.1.8 Kompresor Aliran Aksial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4)

Pada kompresor aliran aksial, udara memperoleh percepatan oleh sudu-sudu yang

terdapat pada rotor yang alirannya kearah aksial. Sedagkan percepatan yang ditimbulkan

oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada

lubang masuk pertama, udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu dan oleh dinding ruangan

dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dan tingkat pertama masuk lagi ke tingkat

berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai dengan kebutuhan.

Page 19: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.1.9 Kompresor Aliran Radial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4)

II.1.4.2 Kriteria Pemilihan Kompresor

Suatu kompresor dalam pemilihannya harus memperhatikan hal-hal penting berikut ini:

II.1.4.2.1 Penghantaran Volume

Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui jumlah atau volume yang dapat dihantarkan

atau dibangkitkan oleh kompresor pada volume persatuan waktu tertentu dan pada tekanan

tertentu juga.

Penghanaran volume ditentukan dalam dua cara, yaitu:

1.             Penghantaran volume secara teoritis,

2.             Penghantaran volume secara efektif.

Penghantaran volume secara teoritis untuk torak resiprok adalah sama dengan hasil

perkalian volume udara yang ditiup atau disedot pada satu langkah torak dikalikan jumlah

putaran dari poros engkol.

Penghantaran volume efektif, tergantung dari jenis kompresor dan tekanan yang

ditimbulkannya. Hal ini sangat dipengaruhi oleh efisiensi volumetric. Penghantaran volume

efektif kumparan adalah kesesuaian antara putaran engkol dengan tekanan yang dihasilkan.

Volume isi hanya tersedia untuk menggerakan dan mengontrol peralatan pneumatik.

II.1.4.2.2 Tekanan

Tekanan yang ada dalam suatu perangkat pneumatik dibedakan menjadi dua macam,

yaitu:

1.             Tekanan Kerja

Page 20: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Tekanan kerja adalah tekanan yang keluar dari kompresor, atau tekanan yang keluar

dari penampung dan tekanan dalam pipa-pipa saluran ke seluruh pemakai (silinder, kontrol,

katup, dan sebagainya).

2.             Tekanan Operasi (Operational Pressure)

Tekanan operasional adalah tekanan yang dibutuhkan pada saat posisi operasi atau

peralatan pneumatik itu pada saat berjalan. Pada umumnya tekanan operasi sebesar 600 kpa

(6 bar). (Festo;Katalog Technical Information;3)

Perlu diperhatikan bahwa tekanan yang konstan adalah suatu hal yang pokok untuk

menjamin ketelitian atau akurasi operasional. Hal-hal yang berhubungan dengan tekanan

konstan adalah:

1.             Tekanan

2.             Gaya

3.             Waktu urutan dari bagian kerja.

Gambar 2.1.10 Pesawat Kompresor Torak (Dokumentasi)

II.1.4.2.3 Penggerak

Penggerak kompresor tergantung pada syarat-syarat cara kerja. Kompresor digerakkan

oleh motor listrik, selain itu ada juga yang digerakkan oleh motor bakar baik diesel maupan

bensin. Kompresor yang terdapat di pabrik-pabrik kebanyakan menggunakan motor listrik.

Tetapi untuk kompresor non stasioner lebih baik dan lebih menguntungkan jika

menggunakan motor bakar.

Page 21: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.1.11 Penggerak Kompresor (Siemens;KatalogueM17/50Hz;2003)

Penghitungan daya motor penggerak yang berhubungan dengan pompa fluida ataupun

kompresor adalah

……(11)

(LLK-BS;Modul Oil-Pressure;37)

Dimana P = Daya motor (watt)

p = Tekanan (N/m2)

Q = Debit (m3/s)

Perhitungan daya poros suatu pompa adalah

Psh = ……..(12)

( Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 1; Maret 2004;23)

Dimana Psh = Daya poros pompa (watt)

= Massa jenis fluida (kg/m3)

Q = Debit (m3/s)

= Efisiensi pompa

Perhitungan daya tiga fase suatu motor listrik adalah

Page 22: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Daya total ………….(13)

Gambar 2.1.12 Rangkaian tiga-fase (K.Gieck;2005;280)

Dimana I = Arus saluran

L1, L2, L3 = Pengantar luar

N = Pengantar netral

V = Tegangan saluran

II.1.5 Konveyor

Fugsi utama dari sebuah konveyor adalah untuk memindahkan barang atau benda dari

satu tempat ke tempat yang lain. Macam dan jenis konveyor sangat banyak tergantung dari

tujuan,fungsi dan tempat penggunaannya. Konveyor disini yang akan dipakai adalah jenis

konveyor flat belt, yang berfungsi untuk menghantarkan botol atau galon kosong ketempat

pengisian. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada konveyor jenis flat belt adalah

Gambar 2.1.13 Gaya pada belt ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;673)

Gaya yang terdapat pada belt:

Page 23: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

............(14)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;699)

dimana = Gaya yang terdapat pada belt (N)

= Tegangan tarik maximum yang diizinkan pada belt (N/m2)

= luas penampang belt ( m2)

Masa konveyor yang digunakan ( )

............(15)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675)

dimana = Massa konveyor ( N/m )

= massa jenis belt ( N/m3 )

= luas penampang belt ( m2)

Tegangan akibat gaya centrifugal yang terjadi (

.............(16)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675)

dimana = Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N)

= Massa konveyor ( N/m )

= kecepatan keliling sabuk (m2/s2)

= Percepatan grafitasi (m/s2)

Tegangan belt pada sisi kencang

............(17)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;675)

dimana = Tegangan pada sisi kencang belt (N)

= Gaya yang terdapat pada belt (N)

= Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N)

Rumus umum untuk ketetapan flat belt konveyor yaitu:

..........(18)

Page 24: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;678)

dimana = Tegangan pada sisi kencang belt (N)

= Tegangan pada sisi kendor belt (N)

= Koefisien gesek belt

= sudut kontak belt

Daya motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

..........(19)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;678)

dimana P = Daya (Kw)

= Tegangan konveyor pada sisi kencang belt (N)

= Tegangan konveyor pada sisi kendor belt (N)

= kecepatan keliling sabuk (m2/s2)

Torsi motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

................(20)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;410)

dimana = Torsi (Nm)

P = Daya (Kw)

Page 25: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

II.2 KOMPONEN DASAR PNEUMATIK

II.2.1 Air Service Unit

Udara yang dihasilkan oleh kompresor umumnya bukan udara yang bersih. dikarenakan

mengandung uap air, kotoran, debu dan lain sebagainya, sehingga harus dibersihkan sebersih

mungkin. Alat-alat pneumatik juga mempunyai batas-batas tekanan yang diizinkan, sehingga

memungkinkan umur pemakaian menjadi tahan lama. Sedangkan pada bagian-bagian yang

bergerak dan bagian-bagian komponen penggerak akan terjadi gesekan diantara

permukaannya. Akibat dari gesekan tersebut akan timbul panas dan juga akan dapat

menyebabkan kerusakan serta keausan pada komponen tersebut. Oleh karena itu, pelumasan

pada komponen-komponen tersebut sangat diperlukan untuk memperpanjang umur dari alat-

alat tersebut.Untuk mengatasi hal-hal tersebut di atas, maka sebelum udara mampat

disalurkan kebagian-bagian penggerak ataupun yang digerakkan, dipasang suatu alat

rangkaian yang diberi nama Air Service Unit. Bagian-bagian ini saling bekerja sama antara

yang satu dengan yang lainnya.

Gambar 2.2.1 Air Service Unit (Norgren;Katalog2001;Air Line)

Komponen-komponen air service unit diantaranya adalah:

1.        Saringan Udara

2.        Air Regulator

3.        Pressure Gauge

4.        Oiler/ Lubricator

Page 26: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

II.2.1.1 Saringan Udara

Sudah kita ketahui bahwa udara dari kompresor mengandung benda-benda luar seperti

uap basah, debu dan oil residu yang dapat menyebabkan gangguan kontrol seperti pneumatik.

Hampir seluruh benda-benda asing yang tidak diinginkan tersebut dibersihkan oleh saringan

udara. Saringan udara dapat membersihkan udara dengan bersih dan kering. Saringan udara

dapat dipasang sebagai perlengkapan tunggal atau sebagai unit gabungan dengan pelumasan

dan pengatur tekanan. Efisiensi dari saringan tergantung pada konstruksi, tekanan dan

diameter lubang saringannya.

Prinsip kerja dari saringan udara adalah ketika udara masuk saringan, udara mampat

tersebut harus mengalir melalui lubang putaran angin. Ini menyebabkan udara yang masuk

harus berputar terlebih dahulu, karena gerakkan sentrifugal akibat putaran tersebut dapat

menyebabkan butiran-butiran air dan benda-benda padat yang ikut terbawa terlempar

melawan dinding dalam mangkuk saringan. Kotoran-kotoran mengalir dan akibatnya

mengumpul dibagian bawah mangkuk. Udara mampat mengalir melalui dinding-dinding

saringan (filter cartride) ke saluran luar. Ukuran daripada butiran-butiran kotoran yang masih

terbawa udara tergantung pada besarnya celah-celah dinding saringan.

Mangkuk saringan harus sering dibersihkan dari butiran-butiran debu dan karat yang

sudah terperangkap di dalamnya, karena apabila tidak dibersihkan maka lubang akan

tersumbat dan diameter lubang saluran terkurangi. Hal yang perlu untuk diperhatikan bahwa

apabila cairan dan kotoran yang terkumpul pada bagian bawah sudah mencapai ketinggian

maksimum dari yang ditentukan, maka cairan tersebut harus dikeluarkan. Cara

mengeluarkannya yaitu dengan cara menekan tombol drain.

Syarat-syarat saringan udara:

1.        Mempunyai tempat penampungan cairan yang besar.

2.        Tembus pandang dan tahan pecah, mangkuk saringan dengan kran pembuangan.

3.        Dapat dicuci dan bagian-bagian saringan dapat diganti-ganti.

4.        Dapat membuat putaran angin dengan baik.

5.        Memungkinkan untuk pemasangan pengeluaran otomatis.

6.        Memungkinkan untuk dibersihkan tanpa penggantian saringan.

Page 27: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.2 Saringan Udara(LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.2 Air Regulator

Tekanan udara yang keluar dari kompresor masih mempunyai tekanan yang tinggi dan

ini lebih tinggi dari tekanan yang diizinkan pada bagian kontrol atau bagian kerjanya, oleh

karena itu digunakanlah air regulator. Tujuan dari penggunaan air regulator adalah untuk

menjaga tekanan operasional agar tetap konstan tanpa melihat perubahan tekanan dalam

saluran dan pemakaian udara.

Prinsip kerja dari air regulator adalah udara mampat mengalir ke dalam pengatur

tekanan yang diatur oleh diafragma dan pegas. Pegas yang diberikan gaya tekan dapat diatur

diperbesar atau diperkecil dengan menggunakan baut penyetel yang bekerja pada sisi lain

permukaan diafragma.

Apabila udara bertekanan dipakai pada saluran keluar, gaya tekan bekerja menurut

diafragma yaitu mengecil. Dengan demikian pegas tekan dapat mendorong tangkai katup ke

atas. Jika tekanan kerja naik sampai di atas harga yang diseting, misalnya akibat gaya luar

pada perlengkapan atau penyetelan yang rendah pada pegas penekan, pembebanan yang lebih

besar pada diafragma menyebabkan pegas terdorong ke bawah. Oleh karena itu batang katup

melepas dudukan katup dan udara bertekanan dapat keluar bebas melalui lubang saluran.

Udara bertekanan akan terus menerus keluar sampai tekanan yang diset. Sebelum tercapai

Page 28: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

kembali, lubang saluran tidak boleh tertutup karena akan mengakibatkan perlengkapan di

dalamnya tidak berfungsi.

Gambar 2.2.3 Air Regulator (LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.3 Pressure Gauge

Untuk mengetahui besarnya tekanan yang kita atur pada air regulation, maka kita dapat

melihatnya pada pressure gauge. Pada pressure gauge ini juga kita dapat mengetahui

besarnya tekanan udara yang kita atur untuk menggerakkan silinder yang akan dikontrol

tersebut.

Prinsip kerja dari pressure gauge adalah udara masuk ke dalam pipa bourdon melewati

saluran P dan udara bertekanan tersebut menyebabkan pipa bourdon mengemabang. Jika

udara bertekanan tersebut semakin besar, maka radius dari pipa bourdon tersebut juga

semakin besar dan jarum penunjuk akan berputar menunjukan suatu besaran tertentu, yang

dikarenakan pertambahan radius dari pipa bourdon yang dihubungkan oleh tuas penghubung

ke tembereng roda gigi penggerak dan roda gigi tersebut menggerakkan jarum penunjuk.

Page 29: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.4 Pressure Gauge(Andrew Parr,Msc;2003;21)

II.2.1.4 Oiler

Bagian yang bergerak dan bergesek pasti memerlukan pelumasan. Untuk menjamin

supaya bagian-bagian yang bergerak pada perlengkapan pneumatik dapat bekerja dan dipakai

terus menerus, maka harus diberi pelumasan yang cukup. Untuk melakukan hal itu maka

diperlukan suatu perlengkapan pneumatik yaitu oiler (lubricator). Keuntungan dari

pelumasan adalah terjadinya penurunan angka gesekan, perlindungan dari korosi dan umur

pemakaian lebih awet.

Suatu oiler harus mempunyai syarat-syarat yang harus dipenuhi, antara lain yaitu:

1.             Pengoperasian, pemeliharaan dan perlengkapannya sederhana.

2.             Kerja oiler dengan cara otomatis, pada waktu dimulai kerja, oiler pun harus mulai kerja,

demikian juga waktu berakhir.

3.             Banyaknya oli untuk kontrol pneumatik harus dapat diset/ disesuaikan ukurannya.

4.             Mampu membuat campuran udara dan oli dengan halus.

5.             Oiler harus dapat berfungsi sekalipun udara bertekanan yang diperlukan hanya dengan

sebentar.

Page 30: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.5 Oiler (LLK-BS;Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;22)

Cara kerja dari oiler adalah udara mampat mengalir melalui perangkat lumas dari air in

ke air out dan mendorong katup cek lintasan udara ketika tidak ada udara yang sedang

mengalir. Sewaktu udara mengalir, katup pengecek membuka dan udara mampat dapat

mengalir dengan bebas ke air out. Pembatas dalam lintasan aliran menimbulkan penurunan

tekanan. Hampa udara ditentukan dalam puncak lengkungan penetes dan oli terisap ke atas

melalui pipa oli yang menaik. Tetesan-tetesan oli terbawa dalam aliran udara melalui pipa

berbentuk kabut yang diteruskan menuju berbagai macam bagian-bagian pneumatik. Bushing

dengan bentuk katup pengecek memberikan kemungkinan untuk menambah volume oli

dalam gelas, sementara oiler sedang dalam keadaan bekerja.

II.2.2 Pengontrolan Arah Gerak Silinder

Peralatan pneumatik mempunyai sebuah mekanisme yang dapat digerakkan yaitu dapat

membuka dan menutup. Sebuah bagian yang berfungsi untuk menghentikan atau mengontrol

fluida (dalam hal ini udara) dinamakan katup pengontrol arah. Sebuah katup pengontrol arah

dipasang di samping jalur pipa sirkuit pneumatik. Ini akan mengoperasikan sebuah actuator

seperti sebuah silinder pneumatik, untuk merubah arah aliran udara sesuai dengan tujuannya.

Page 31: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Ketika sebuah katup pengontrol digunakan sebagai peralatan pneumatik, maka

dinamakan sebuah katup udara atau sebuah katup sederhana. Saat ini ada banyak macam tipe-

tipe katup kontrol, tetapi secara garis besar diklasifikasikan ke dalam 2 (dua) tipe, yaitu:

II.2.2.1 Solenoid Valve

Fungsi utama dari sebuah solenoid adalah untuk mengatur arah udara bertekanan yang

bekerja pada solenoid. Selonoid digerakkan oleh 2 (dua) penggerak, yaitu udara dan elektrik.

Pergerakan kontrol udara biasanya digunakan untuk pengontrol dengan jarak yang dekat.

Pergerakkan elektrik biasanya dipilih untuk mengontrol dengan jarak yang jauh dan untuk

perubahan dengan waktu yang singkat.

Cara kerja solenoid valve:

Ketika solenoid diposisi On, plunyer tertarik ke atas melawan gaya pegas, yang

menyebabkan sambungan P dan A berhubung bersama. Cakra punggung dari pada plunyer

menutup saluran R. Untuk mengembalikan spoolnya ada yang menggunakan satu solenoid,

ada juga yang menggunakan dua solenoid. Untuk yang menggunakan satu solenoid valve

sebelahnya diganti dengan menggunakan pegas. Cara kerja untuk yang menggunakan satu

solenoid adalah jika ada masukan arus pada kumparan solenoid, maka lubang P akan

dihubungkan dengan lubang A. Jika arus tersebut terputus maka kumparan solenoid akan

kembali ke posisi semula karena adanya dorongan pegas. Fungsi dari pegas di sini adalah

sebagai pengganti dari kumparan solenoid dan syarat kekuatan pegas harus di bawah

kekuatan solenoid.

Solenoid valve yang umumnya dipakai antara lain 2/2 way valve, 3/2 way valve, 4/2

way valve, 5/2 way valve, 4/3 way valve, 5/3 way valve Sebagai contoh, katup 3/2 way valve

mempunyai 3 (tiga) lubang masuk dan keluar yaitu masukan P, keluaran A, dan udara bebas

R. Dari lubang tersebut mempunyai 2 (dua) posisi pengontrolan yaitu saat posisi udara dari

masukan masuk ke A dan posisi udara keluaran dari A ke R, sehingga mempunyai 3 (tiga)

lubang dan 2 (dua) posisi pengontrolan dan disebut katup 3/2 way valve.

 

Page 32: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.6 Solenoid 3/2 Way Valve (Wirawan S,MT;2004;33)

II.2.2.2 Sistem Pengontrol

Selain menggunakan solenoid valve, pengontrolan arah gerak silinder mempunyai

sistem lain. Ada yang menggunakan tangan ataupun dengan mekanik. Mekanisme-

mekanisme yang sering digunakan antara lain: hand valve, dengan tuas, dengan tombol,

dengan roda, dengan pluyer. Sebagai contoh yaitu katup 5/2 way valve.

Cara kerjanya adalah apabila tuas dalam posisi Off, maka udara bertekanan akan masuk

melalui lubang A, dan akan meninggalkan katup dari lubang B menuju ke silinder.

Sedangkan udara buangan dari silinder akan keluar melalui lubang R1 dan dibuang ke udara

bebas. Ketika tuas dioperasikan maka udara masuk dari lubang P menuju lubang B dan

meninggalkan lubang A kemudian masuk ke dalam silinder. Sementara udara yang ada di

dalam silinder keluar melalui lubang R2.

Gambar 2.2.7 Mekanisme Pengontrol (Norgren;Katalog 2001;Valves)

Secara garis besar sistem kontrol dibagi menjadi 4 (empat) macam sistem atau alat

kontrol, yaitu: kontrol mekanik, kontrol secara manual, kontrol elektrik dan kontrol tekanan.

Berikut ini diuraikan tentang macam-macam sistem kontrol tersebut.

Page 33: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

II.2.2.2.1 Kontrol Mekanik

Alat dengan control mekanik yang sering digunakan dalam pneumatik biasanya adalah

katup 3/2 way valve, dengan bagian depan terdapat alat atau komponen berupa roll atau

plunger, sedangkan bagian belakang terdapat pegas pembalik. Alat ini biasanya

menggunakan katup 3/2 normally close. Cara kerja dari sistem kontrol mekanik adalah

apabila plunger atau roll (mekanisme lainnya) tertekan oleh penggerak mesin, maka katup

3/2 tersebut akan terbuka dan udara masukan siap mengalir melalui katup 3/2 tersebut dan

akan memberikan sinyal ke kontrol tekanan. Jadi kontrol mekanik ini berfungsi untuk

melanjutkan proses kerja mesin dan memberikan sinyal selama tertekan saja. Apabila sudah

dalam keadaan bebas maka sinyal yang diberikan ke kontrol tekanan akan terputus. Alat ini

sering digunakan untuk membatasi langkah torak dari sebuah silinder. Di bawah ini

digambarkan macam-macam mekanik kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.1 Mekanik Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Mekanik Kontrol dengan Plunger

Mekanik Kontrol dengan Pegas

Mekanik Kontrol dengan Roll

Mekanik Kontrol dengan Tuas

pengunci

Page 34: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Mekanik Kontrol dengan Tuas Kembali

Bebas

II.2.2.2.2 Manual Kontrol

Tujuan rangkaian pneumatik menggunakan manual kontrol adalah untuk mengawali

proses atau langkah kerja dan juga berfungsi untuk mengambil alih langkah kerja sehingga

dapat bekerja secara manual, apabila suatu saat terjadi kesalahan langkah kerja atau

kerusakan alat pengontrol yang lain sehingga mesin dapat dioperasikan walaupun tidak

secara otomatis lagi. Pengontrolan dari manual kontrol sederhana sekali karena dalam

pengoperasiannya kita hanya menekan tombol, menginjak pedal atau menekan tuas.

Prinsip kerja dari manual kontrol hampir sama dengan mekanik kontrol, prinsip

kerjanya adalah apabila mekanismenya ditekan (pedal, tombol, ataupun tuas) maka udara dari

masukan akan mengalir ke kontrol tekanan yang akan mengontrol gerakan silinder. Apabila

mekanismenya dilepas maka dikembalikan ke posisi semula oleh pegas pembalik sehingga

sinyal yang dikirim ke kontrol tekanan akan terputus. Berikut ini lambang-lambang dari

manual kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.2 Manual Kontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Manual Kontrol Umum

Kontrol Manual dengan Tombol Tekan

Kontrol Manual dengan Tuas

Page 35: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Kontrol Manual dengan Pedal

II.2.2.2.3 Kontrol Elektrik

Kontrol elektrik bekerja berdasarkan elektromagnetik yang dihasilkan oleh suatu

kumparan yang dialiri arus listrik. Bekerjanya kontrol ini karena mendapat sinyal dari limit

switch elektrik yang telah dipasang pada mesin, sehingga gerakannya akan terkontrol.

Kontrol ini akan bekerja apabila solenoid mendapatkan arus listrik sehingga kumparan akan

menjadi magnet dan menarik plunger, sehingga udara akan mengalir dan mendorong piston

valve. Solenoid ini ada yang satu kumparan ada juga yang dua kumparan. Untuk yang satu

kumparan, pengembalian piston valve ke posisi semula dengan menggunakan pegas. Berikut

ini gambaran mengenai macam-macam elektrik kontrol.

Tabel 2.2.3 Kontrol Elektrik (Festo;Katalog Technical Information;12)

Solenoid dengan Satu Kumparan Aktif

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif

Berlawanan

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif

Searah

Motor Listrik dengan Gerak Putaran

Terus Menerus

Page 36: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Motor Listrik Bertingkat

II.2.2.2.4 Kontrol Tekanan

Sistem ini hampir sama dengan sistem control elektrik, hanya saja pemberi sinyal

adalah katup 3/2 yang sinyalnya berupa sinyal udara. Udara akan menekan piston valve

sehingga bergeser dan terbuka, menghubungkan lubang P dengan lubang A / B sehingga

mengalir ke bagian penggerak. Bagian yang mendapat sinyal biasanya digambarkan dengan

segitiga. Berikut digambarkan masing-masing tekanan pengontrol.

Tabel 2.2.4 Tekanan Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Langsung dengan Memakai Tekanan

Langsung dengan Tekanan Bantu

Gerakan Tekanan Differensial

Tekanan Terpusat

Dengan Kontrol Pemandu

Page 37: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Dengan Tekanan Bantu Tak Langsung

II.2.2.2.5 Pengontrol Kecepatan

Pengontrolan kecepatan silinder pneumatik seringkali diterapkan dalam berbagaai

penerapan. Pengontrolan mungkin diperlukan hanya untuk satu arah gerak saja. Namun

kadang-kadang kecepatan gerak torak perlu dikontrol baik ketika melakukan instroke maupun

outstroke. Pengontrolan dilakukan dengan cara mengatur laju kecepatan udara yang mengalir

meninggalkan tabung. Alat yang digunakan untuk mengatur hal ini adalah katup pengontrol

aliran searah.

Gambar 2.2.8 Pengontrol Kecepatan (Norgren;Catalog2001;Valves)

Udara dapat mengalir kearah manapun bila melalui sebuah pengatur aliran. Bila udara

mengalir ke dalam alat tersebut melalui lubang B dan kelur melalui lubang A, laju aliran

dapat ditambah atau dikurangi dengan memutar baut pengaturannya. Bila udara mengalir dari

arah sebaliknya yaitu dari lubang A dan keluar melalui lubang B, baut pengaturnya tidak

dapat berfungsi dan udara dapat mengalir dengan bebas.

Page 38: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.9 Penampang Sebuah Pengaturan Aliran (Peter P,Dkk;1985;43)

Prinsip kerja dari pengaturan kecepatan (untuk lebih jelas lihat gambar 2.9) adalah

udara mengalir dari lubang A ke lubang B, tekanan udara mampu menekan sebuah pegas

yang menahan penyekat dalam katup searah. Akibatnya udara dapat mengalir dengan bebas.

Dalam gambar 2.9, berikutnya udara mengalir dari lubang B ke lubang A, karena arah

kerjanya pegas sama dengan arah tekanan udara, maka katup searah menutup, akibatnya

udara hanya dapat mengalir melalui sebuah jarum pengatur yang laju alirannya tergantung

pada posisi jarum tersebut.

II.2.3 Silinder

Tenaga dari udara yang bertekanan atau sering juga disebut tenaga pneumatik diubah

menjadi gerakan garis lurus atau translasi oleh silinder pneumatik. Besarnya tenaga yang

ditimbulkan tergantung dari besarnya tekanan, luas penampang silinder, serta gesekan yang

timbul antara dinding dalam silinder dengan kulit luar piston. Alat-alat pneumatik yang

digabungkan dengan kontrol elektrik bahkan elektronik akan menjadikan jaringan tersebut

kompleks dan solid. Tetapi mempunyai kelebihan yaitu jaringan semakin membutuhkan

Page 39: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

sedikit ruangan, mempunyai ketelitian yang tinggi dan menjadikan jaringan rangkaian

tersebut semakin sempurna. Dalam prakteknya silinder pneumatik yang sering digunakan ada

dua macam, yaitu silinder kerja tunggal dan silinder kerja ganda. Tetapi sebenarnya tidak

hanya itu, masih ada silinder dengan penggerak ganda khusus yang dipakai untuk hal-hal

yang khusus.

II.2.3.1 Silinder Penggerak Tunggal

Pada silinder penggerak tunggal, udara bertekanan diberikan hanya pada satu sisi saja.

Silinder jenis ini dapat menghasilkan kerja dalam satu arah gerakan. Pegas di dalam silinder

terpasang tetap atau sebagai gaya luar yang menggerakan torak dalam arah berlawanan. Gaya

pegas yang terpasang tetap direncanakan untuk mengembalikan torak ke posisi awal dengan

kecepatan cukup tinggi. Pada silinder tunggal yang dilengkapi pegas yang terpasang tetap,

langkahnya dibatasi oleh panjang dasar dari pegas. Oleh karena itu, silinder gerak tunggal

dipasang dengan panjang langkah kurang dari 100 mm. Silinder gerak tunggal mempunyai

beberapa macam jenis, antara lain: silinder torak, silinder diafragma, dan silinder roll

diafragma.

Gambar 2.2.10 Silinder Penggerak tunggal (Norgren;Katalog2006;7)

II.2.3.2 Silinder Penggerak Ganda

Gaya dorong yang ditimbulkan oleh udara bertekanan, menggerakan torak pada silinder

penggerak ganda dalam dua arah. Gaya dorong yang besarnya tertentu digunakan pada dua

arah gerakan maju dan mundur. Silinder penggerak ganda digunakan terutama apabila torak

diperlukan untuk melakukan kerja bukan hanya pada gerakan maju tetapi juga pada gerakan

mundur. Pada prinsipnya panjang langkah silinder tidak terbatas, walaupun demikian tekukan

dan bengkokan dari perpanjangan batang torak harus diperhitungkan pada silinder penggerak

Page 40: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

ganda. Penahan kebocoran pada silinder penggerak ganda adalah dengan memakai seal,

Guide ring dan torak atau diafragma.

Gambar 2.2.11 Silinder Penggerak Ganda (Norgren;Katalog2006;10)

II.2.4 Peralatan Lain Dalam Pneumatik

II.2.4.1 Katup Aliran Searah

Katup non balik terdapat komponen yang mempunyai kelebihan dalam menghambat

udara dalam satu aliran. Adapun yang termasuk dalam katup aliran searah ini adalah:

1.             Katup satu arah

2.             Katup bola

3.             Katup pembuangan cepat

4.             Katup dua tekanan

II.2.4.1.1 Katup Satu Arah

Katup ini dapat manghambat aliran udara secara menyeluruh pada satu aliran dan

mengalirkan pada arah yang sebaliknya. Hal ini dapat dilaksanakan dengan media kerucut,

bola atau diafragma dengan bantuan pegas.

Page 41: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.12 katup satu arah (Andrew Parr,Msc;2003;38)

II.2.4.1.2 Katup Bola

Katup ini sering juga disebut dengan katup “atau”. Katup ini memisahkan sinyal yang

diterima dari katup sinyal dalam posisi yang berbeda dan akan mencegah udara yang

dibalikan melalui sinyal katup kedua. Jadi katup bola ini dapat dioperasikan dari dua arah

pengoperasian.

Gambar 2.2.13 Katup Bola (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.1.3 Katup Buangan Cepat

Katup ini digunakan untuk menambah kecepatan torak pada silinder, terutama pada saat

langkah mundur. Kerena pada saat langkah mundur ini, biasanya tidak dipergunakan untuk

langkah kerja. Ini memungkinkan waktu yang diperlukan pada saat langkah mundur dapat

dipercepat terutama pada silinder gerak ganda. Katup ini mempunyai sambungan tekanan P

yang dapat diblokir, satu pembuangan R yang dapat diblokir, dan satu keluaran A.

Page 42: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.14 Katup Pembuangan Cepat (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.2 Katup Dua Tekanan

Katup ini mempunyai dua saluran masuk, yaitu saluran X dan Y serta satu aliran

keluaran A. Katup ini harus dioperasikan dari dua tempat. Apabila mendapat satu sinyal saja

maka katup ini tidak akan mengalirkan udara, oleh karena itu katup ini disebut katup “DAN”.

Gambar 2.2.15 Katup Dua Tekanan (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3 Katup Kontrol Tekanan

Katup penggontrol tekanan ini bekerja berdasarkan tekanan udara yang digunakan

untuk menggerakan silinder. Dan jenisnya antara lain:

II.2.4.3.1 Reducing Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan keluar maksimal pada sebuah rangkaian

yang digunakan untuk menggerakan silinder dan apabila katup ini diset dengan tekanan

tertentu maka tekanan maksimum dari udara yang menggerakan silinder sesuai dengan yang

disetting.

Page 43: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar2.2.16 LambangReducingValve(Festo; Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.2 Pressuare Valve

Katup ini bekerja berdasarkan tekanan, tetapi sinyal yang diambil adalah sinyal yang

berasal dari saluran masuk. Alat ini berfungsi membatasi tekanan minimal yang digunakan

untuk menggerakan silinder. Apabila tekanan yang ada pada saluran yang masuk belum

terpenuhi atau belum sesuai dengan yang disetting maka udara tidak akan bisa mengalir.

Gambar2.2.17 LambangPressuareValve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.3 Safety Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan kerja masuk maksimal dalam jaringan.

Jadi apabila tekanan yang masuk terlalu besar maka aliran udara putus dan terbuang.

Page 44: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.2.18 Lambang Safety Valve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.4 Time Delay

Alat ini digunakan untuk memberi jangka waktu aliran udara, biasanya digunakan pada

saat memberikan sinyal untuk menggerakan katup pengarah. Cara kerja dari alat ini adalah

mengisi tangki reservoir terlebih dahulu. Setelah tangki penuh maka udara baru mengalir ke

alat kontrol yang lain. Adapun untuk mengatur lamanya waktu adalah dengan cara

memperbesar atau memperkecil saluran udara yang masuk.

Gambar 2.2.19 Time Delay(Festo;Katalog Technical Information;23)

II.2.5 Simbol-simbol Pneumatik

Seperti halnya apabila membaca gambar dalam diagram hidrolik, elektrik, elektronik

maupun gabungan ketiganya. Didalam pneumatikpun tidak jauh berbeda, apabila ingin

Page 45: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

mengetahui maksud daripada diagram pneumatik ini secara keseluruhan, maka harus

mengetahui terlebih dahulu maksud daripada simbol-simbol yang terdapat dalam setiap

diagram tersebut.

Simbol-simbol yang terdapat pada tebel ini berdasarkan ISO 1219 (August, 1978) DIN

24300 “Oil Hydraulics and Pneumatics, Names and Simbols”.

II.2.5.1 Kontrol Katup Pengarah

Tabel 2.2.5 Katup Pengarah (Festo;Katalog Technical Information;11)

Katup 2/2- way posisi normal menutup

Katup 2/2- way posisi normal

membuka

Katup 3/2- way posisi normal menutup

Katup 3/2- way posisi normal

membuka

Page 46: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Katup 3/3- way posisi normal menutup

Katup 4/2- way

Katup 4/3- way posisi tengah menutup

Katup 4/3- way posisi tengah

mengembang

Page 47: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Katup 5/3- way posisi tengah menutup

Katup 5/2- way

II.2.5.2 Katup Non-Balik

Tabel 2.2.6 Katup Non-Balik(Festo;Katalog Technical Information;11)

Katup Pengecek Tanpa Pegas

Katup Pengecek Dengan Pegas

Katup Bola

Page 48: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Katup Buangan Cepat

Katup Dua Tekanan

II.3 DASAR-DASAR OTOMATISASI

II. 3.1 Pengertian Otomatisasi

Otomatisasi adalah suatu pengubahan input menjadi output yang lebih baik. Proses

pengubahan input menjadi output ini menggunakan teknik kontrol, sehingga untuk

mendapatkan suatu sistem yang otomatis maka digunakan kontrol yang otomatis juga.

Definisi Kontrol menurut Deutsches Institut fur Normung (DIN) 19226 :

“Kontrol berarti proses dalam suatu sistem yang di dalamnya terdapat beberapa input variabel

mempengaruhi variabel output yang lain sebagai akibat hukum-hukum yang mengenai

sistem. Pengontrolan dikarakteristikkan dengan squence rangkaian terbuka dari gerakan-

gerakan melalui elemen pemindah tunggal atau rangkaian kontrol” (Sugihartono,1992 : 4).

Definisi Kontrol Otomatis menurut DIN 19226 :

Page 49: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

“Kontrol otomatis adalah proses dimana suatu variabel yang akan dikontrol, adalah diukur

secara terus-menerus dan dibandingkan dengan variabel yang lain, yaitu variabel perintah dan

proses yang dipengaruhi menurut hasil perbandingan tersebut dengan memodifikasi untuk

menyesuaikan variabel perintah. Squence gerakan yang dihasilkan dari hal tersebut terjadi

dalam suatu rangkaian tertutup, rangkaian kontrol. Tujuan control rangkaian untuk

menyesuaikan harga variabel yang dikontrol terhadap harga yang ditentukan oleh variabel

perintah sekalipun ekualisasi tidak dicapai, berlaku dalam keadaan ini (Sugihartono, 1992 :

4).

Sequence dapat diartikan suatu peralatan dan rangkaian pengendalian untuk mencapai

tujuan tertentu dan mempertahankan keadaan. Maka rangkaian sequence dapat diartikan pula

seperangkat peralatan yang bekerja secara berkesinambungan dan satu sama lain saling

berhubungan membentuk suatu sistem yang solid. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol

Listrik;2002;1)

Oleh karena itu diperlukan suatu sarana yang dapat digunakan sebagai informasi

tentang urutan dan susunan rangkaian tersebut sehingga orang lain dapat memahami prinsip

kerjanya dan mudah dalam pengamatan suatu rangkaian. Maka kita gunakan gambar kerja

atau gambar rangkaian yang di dalamnya terdapat informasi tentang hubungan peralatan

sequence pada suatu rangkaian, sehingga akan memudahkan kita dalam mencari kerusakan

apabila dalam suatu rangkaian tersebut tidak bekerja sebagaimana mestinya.

Dalam penggambaran diagram sequence perlu diperhatikan hal-hal di bawah ini:

1.             Dibuat menjadi mengembang menyamping sehingga menjadi bentuk yang mudah dilihat

walaupun sangat rumit sekali.

2.             Hubungan dibuat secara structural, artinya alat-alat pengendali dinyatakan dengan huruf dan

kode yang menerangkan hubungan antara satu dengan yang lain.

3.             Penggambaran instalasi pengendali dinyatakan dengan penggembaran secara garis vertikal

supaya dapat dimengerti dengan mudah.

4.             Penyajian gambar instalasi harus ringkas, sehingga memudahkan dalam pemeriksaannya.

II.3.2 Komponen-Komponen Dasar Sequence

Dengan majunya zaman disertai kemajuan tekhnologi, khususnya dalam bidang

elektronik maka sistem pengendalipun tak luput dari kemajuan bidang tersebut, sehingga

hampir semua peralatan dalam industri telah terkontrol secara elektris.

Pada dasarnya rangkaian tersusun atas beberapa unsur sehingga rangkaian tersebut

dapat berjalan sebagaimana fungsinya, yaitu:

Page 50: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

1.             Bagian Pengendali

Dalam bagian ini digolongkan sebagai tempat awal energi listrik yang masuk,

selanjutnya akan dialirkan ke bagian-bagian yang lain menurut urutan yang akan digerakan

langsung atau menunggu komando dari komponen lainnya ataupun dari operator secara

manual seperti sumber dari push bottom, stop kontak, saklar dan sebagainya. Secara umum

alat pengendali dapat dibagi menurut fungsi dan cara kerjanya, yaitu:

a.              Peralatan masukan (input), merupakan peralatan yang berfungsi sebagai input atau sinyal

kontrol terhadap peralatan lain yang memerlukan masukan tenaga listrik dengan secara

berkala atau pada saat-saat tertentu. Sebagai contoh: tombol atau saklar, selector switch, limit

switch dan lain-lain.

b.             Peralatan proses, merupakan peralatan yang berfungsi untuk memproses sistem yang dibuat

sehingga menghasilkan keluaran atau output sesuai dengan yang diharapkan. Sebagai contoh:

relay, timer dan lain-lain.

c.              Peralatan keluaran (output), merupakan peralatan yang langsung digerakan atau

dioperasikan oleh peralatan proses. Sebagai contoh: relay beban, contractor, lampu, solenoid

dan lain-lain.

Dalam pengendalian berlaku kontak-kontak singgung sebagai berikut:

a.              Titik-titik sambung A “Normally Open (NO)” adalah titik sambungan dengan posisi awal

membuka sehingga tidak ada hubungan antara titik kontaknya sebelum mendapat pengaruh

dari luar atau dari sistem lain. Titik sambung ini akan menutup setelah ada pengaruh dari luar

yaitu dengan cara mengaktifkannya.

b.             Titik sambung B “Normally Close (NC)” adalah kebalikan dari titik sambungan normally

open (NO). apabila dalam keadaan normal menutup (artinya arus dapat mengalir), tetapi

apabila mendapat pengaruh dari luar maka titik kontaknya akan membuka sehingga arus

listrik tidak dapat mengalir.

Page 51: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.1 Titik Kontak(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

2.             Bagian Penghubung

Didalam suatu instalasi pengendalian pada bagian yang dikendalikan masing-masing

memiliki bagian penghubung penggerak agar dapat berhubungan dengan yang lain. Dan

dalam gerak suatu alat disesuaikan dengan komando dari lingkungan instalasi pengendali

melewati bagian penghubung. Karena bagian seluruh konstruksi masing-masing merupakan

penghubung yang bergerak, maka gerakan strukturnya disesuaikan dengan kondisi dan

keperluan yang dibutuhkan. Penghubung yang sering digunakan dan merupakan penghubung

tetap adalah sebuah kabel.

3.             Bagian yang Dikendalikan

Bagian ini merupakan bagian yang dikendalikan gerakannya, pengendalian tersebut

dilakukan oleh bagian pengendali dengan melewati bagian penghubung. Bagian ini

dikendalikan dengan menggunakan alat perantara seperti solenoid, contractor dan lain-lain.

Sebagai contoh bagian ini yaitu: motor, silinder dan lain-lain.

4.             Bagian Penjagaan dan Pertahanan

Dalam bagian ini disesuaikan dengan fungsinya yaitu sebagai penjagaan yang dapat

mempertahankan setiap bagian masing-masing pengendalian dalam melakukan hubungannya,

pada saat menerima sinyal sehingga dapat bertahan. Dengan demikian pula bagian penjagaan

ini akan saling memberikan sinyal sebagai energi gerak dan gaya yang saling berhubungan

dengan kontak-kontaknya. Sebagai contoh: fuse, thermis dan lain-lain.

II.3.2.1 Alat Perintah

Alat perintah ini meliputi peralatan yang dioperasikan secara manual atau dengan

menggunakan tenaga manusia.

II.3.2.1.1 Sakelar (Switch)

Page 52: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Adalah suatu alat yang berfungsi memutus dan menghubungkan arus listrik dalam suatu

rangkaian yang umumnya dioperasikan secara manual, yang mempunyai titik kontak dapat

diatur untuk posisi membuka dan menutup secara konstan. Sedangkan jumlah titik

sambungnya tergantung dari kebutuhan, ada yang tunggal dan adapula yang ganda. Selain itu

adapun sakelar yang memberikan alternatif kepada kita untuk suatu pengoperasian disebut

“selector switch” atau sakelar pilihan yang memungkinkan kita memilih apabila suatu

rangkaian manual atau otomatis dan juga menggerakan suatu mesin yang harus bekerja secara

tunggal, sehingga hanya salah satu mesin yang boleh bekerja.

Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar di bawah ini:

Gambar2.3.2 Titik kontak Switch. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;9)

II.3.2.1.2 Sakelar Tombol (Push Bottom Switch)

Sakelar tombol adalah suatu alat yang paling sederhana dalam peralatan pengendali,

yang pengoperasiannya secara manual atau dengan menggunakan tenaga manusia. Fungsi

utama dari alat ini adalah menghubungkan dan memutuskan suatu sistem dengan cara

menekan tombolnya. Sakelar tombol akan aktif pada saat tombol ditekan dan akan kembali

keposisi semula atau normal apabila tekanan pada tombol dilepaskan.

Alat ini mempunyai dua titik sambungan yang dapat digunakan dimana sambungan

terbuka atau normally open (NO) dan titik sambungan yang lain tertutup atau normally close

(NC). Titik sambungan normally close artinya dalam keadaan normal atau belum aktif titik

sambungan ini menutup (dapat mengalirkan arus), dan pada saat push bottom ditekan maka

titik tersebut terbuka. Sebaliknya utuk titik sambungan normally open pada saat push bottom

belum ditekan titik sambungan akan terbuka, sedangkan pada saat aktif akan tertutup. Push

Page 53: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

bottom umumnya digunakan sebagai awal suatu rangkaian bekerja, juga untuk mengakhiri

proses kerja dari suatu alat.

Gambar 2.3.3 Titik Kontak Push Bottom Switch.

(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

II.3.2.2 Alat Pengecek / Pendeteksi

Alat yang termasuk kelompok ini sebagian besar adalah sebagai sensor, baik sensor

cahaya, frekuensi maupun dengan sentuhan langsung. Dari banyaknya alat sensor yang ada,

disini hanya akan dibahas lebih lanjut mengenai limit switch, dan photo switch. Dikarenkan

kedua alat sensor tersebut berkenaan langsung dengan perancangan sistem pada alat yang

penulis rencanakan.

II.3.2.2.1 Limit Switch

Limit switch adalah alat penghubung dan pemutus arus yang bekerja berdasarkan

sentuhan langsung yang digerakan oleh peralatan mekanik sehingga merubah posisi titik

sambungnya.

Alat ini banyak sekali jenisnya namun fungsi dan prinsip kerjanya sama. Adapun yang

membedakan adalah aktuatornya atau luas sensor penghubung mikro switch. Limit switch

terdiri dari tiga komponen utama, yaitu:

1.             Rumah limit switch, tempat dudukan kontak dan mikro switch.

2.             Mikro switch, alat penghubung dan pemutus arus.

3.             Actuator, merupakan sensor yang mengaktifkan mikro switch.

Page 54: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Seperti halnya pada push buttom switch, limit switch pun terdapat dua titik sambungan

yaitu NO dan NC yang bekerjanya saling bertolak belakang. Dalam penggambarannya limit

switch dilukiskan seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.4 Titik Kontak Limit Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;16D)

II.3.2.2.2 Photo Switch

Photo switch adalah pemutus dan penghubung arus yang bekerja berdasarkan sinyal

sinar yang dipancarkan dengan frekuensi tertentu pada alat penerima sinar. Alat ini akan aktif

apabila pancaran sinar tersebut terhalangi atau tidak dapat diterima oleh sensor penerima

sinar.

Photo switch terdiri dari dua komponen utama, yaitu:

1.             Transceiver

Sebagaimana namanya alat ini berfungsi untuk memancarkan sinar pada frekuensi

tertentu. Adapun pembangkitnya dapat berupa lensa atau LED khusus, namun ada pula yang

menggunakan lampu pijar.

2.             Receiver

Alat ini berfungsi untuk menerima pancaran sinar dari transceiver. Setelah gelombang

diterima, gelombang tersebut dibangkitkan lagi sesuai dengan frekuensi yang dipancarkan

oleh transceiver. Besarnya gelombang yang dipancarkan dan yang diterima harus sama,

dengan demikian apabila pancaran gelombang terhalang atau tidak dapat diterima oleh

receiver mengakibatkan terjadinya perbedaan gelombang antara keduanya. Sehingga receiver

Page 55: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

memberikan sinyal kepada amplifier yang menghasilkan output berupa kode yang merubah

posisi kontak sambungannya.

Menurut letaknya photo switch terbagi atas:

Jenis terpisah

Jenis bersatu

Perbedaan dari kedua jenis di atas adalah letak antara transceiver dan receiver. Untuk

jenis terpisah, transceiver diposisikan terpisah dengna receiver.

Gambar 2.3.5 Wiring Diagram Photo Switch Terpisah.(Omron;Katalog Vol.4;80)

Gambar 2.3.6 Wiring Diagram Photo switch Bersatu. .(Omron;Katalog Vol.4;80)

Page 56: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gabar 2.3.7 Photo Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;5)

II.3.2.3 Alat Logika

Peralatan ini berfungsi sebagai penyimpan informasi atau mempertahankan keadaan

sesuai dengan sinyal yang diterimanya. Sehingga akan didapat suatu output on atau off sesuai

dengan yang diharapkan.

II.3.2.3.1 Relay Auxiliary

Relay yaitu suatu alat yang bekerja berdasarkan kemagnetan akibat adanya arus pada

inti besi (coil) sehingga akan memutuskan titik kontaknya. Pada relay terdapat dua macam

titik sambungan yaitu normally close (NC) dan normally open (NO). Normally close adalah

titik sambungan pada saat belum ada kemagnetan atau relay dalam keadaan normal posisinya

menutup dan pada saat relay aktif titik sambungan tersebut akan membuka. Titik sambungan

ini biasanya digunakan sebagai pemutus arus. Sedangkan normally open adalah

kebalikannya.

Page 57: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.8 Wiring Diagram Relay Auxiliary. .(Omron;Katalog Vol.4;385)

Keterangan:

1.             Sumber Listrik 6. Titik NC

2.             Sakelar Pemberi Sinyal 7. Titik Hubung Gerak

3.             Inti Besi (core) 8. Plat Pembawa

4.             Kumparan (coil) 9. Pegas Pembalik

5.             Titik NO 10. Titik Engsel

Prinsip kerja relay:

Pada saat sakelar (2) dalam posisi on, maka akan timbul kemagnetan pada inti besi

(core) karena arus mengalir pada lilitan (coil) disekelilingnya. Sehingga Plat pembawa akan

tertarik oleh gaya magnet, akibatnya akan merubah titik sambungan yaitu kontak B akan

behubungan dengan kontak C sebagai titik sambungan terbuka, sehingga hubungan arus

antara A dan B terputus dan arus dari B akan mengalir ke C. kemudian pada saat switch di off

kan, kemagnetan pada inti besi hilang Karena hilangnya tegangan pada lilitan sehingga gaya

magnet yang menarik Plat pembawa terputus. Dengan cepat kontak A dan B akan terhubung

kembali akibat adanya gaya tarik pegas.

Page 58: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.9 Relay Auxiliary.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;10)

II.3.2.3.2 Magnet Contactor

Pada dasarnya prinsip kerja daripada magnet contactor adalah sama dengan relay

auxiliary. Hanya saja magnet contactor umumnya digunakan untuk memutus dan

menghubungkan arus tegangan yang besar. Oleh karenanya banyak digunakan sebagai relay

daya untuk motor-motor induksi.

Magnet contactor memiliki titik kontak utama yang disebut relay daya dan beberapa

buah kontak bantu atau auxiliary. Relay daya hanya terdiri dari titik sambungan normally

open (NO), sedangkan kontak bantu terdiri dari dua titik sambungan yaitu normally open

(NO) dan normally close (NC) yang bekerja saling bertolak belakang.

Contactor ini banyak digunakan karena berbagai pertimbangan seperti:

1.             Pemasangan sangat sederhana,

2.             Dapat digunakan sebagai control beban yang besar,

3.             Dapat bekerja dengan arus yang baik.

Page 59: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.10 Wiring Diagram Magnet Contactor.

(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;10)

Keterangan:

1.      Tuas Penekan manual 5. Inti Gerak

2.      Kontak Tetap 6. Inti Tetap

3.      Kontak Gerak 7. Coil

4.      Spring Pembalik

Perhitungan kapasitas maint NFB didasarkan pada rumus :

= 2,5 x In…….(21)

(LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24)

Dimana In adalah arus nominal yang mengalir pada rangkaian

Perhitungan setting thermisnya adalah :

= 1,1 x In……..(22)

(LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24)

Dalam penggambarannya tidak terlalu rumit yaitu coil digambarkan dengan lingkaran

beridentitas, sedangkan titik kontak auxiliarlynya diberi identitas dari coil yang

mengubahnya. Untuk lebih jelas dapat dilihat gambar di bawah ini:

Page 60: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.11 Simbol Penggambaran Magnetic Contractor.

(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;30)

II.3.2.3.3 Time Relay

Time relay adalah peralatan logika yang bekerja secara elektronik, yang

menghubungkan dan memutuskan arus secara otomatis sesuai dengan masukan yang

diterimanya. Kemudian mengolah masukan tersebut dan menghasilkan keluaran berupa

perubahan titik sambungan.

Time relay terdiri dari dua komponen, yaitu:

1.             Relay, berfungsi sebagai titik sambungan yang dioperasikan,

2.             Timer, berfungsi sebagai pengatur jarak waktu bekerjanya relay dengan mengatur tegangan

yang masuk dalam lilitan relay. Dengan demikian titik sambungan bekerja sesuai waktu yang

telah disetting.

Umumnya time relay digunakan sebagai pengontrol rangkaian tegangan rendah untuk

melaksanakan buka dan tutup titik sambungan.

Pada time relay terdapat tiga terminal utama, yaitu:

1.             Terminal kontak NO yang dibatasi waktunya,

2.             Terminal kontak NC yang dibatasi waktunya,

3.             Terminal kontak yang tidak dipengaruhi waktu.

Page 61: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Untuk menentukan titik sambungnya dapat dilihat pada wiring diagram yang

dicantumkan pada rumah timer atau buku petunjuk penggunaanya. Sedangkan untuk

penggambarannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.12 Simbol Penggambaran Timer.

(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;38)

Gambar 2.3.13 Timer(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;8)

II.3.2.4 Alat Pengaman

Peralatan ini sangat penting peranannya untuk rangkaian sendiri maupun bagi yang

mengoperasikannya. Adapun tujuan dipasang alat pengaman adalah:

1.             Mengalirkan arus normal dan digunakan untuk menutup rangkaian apabila diperlukan,

Page 62: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

2.             Digunakan untuk membuka rangkaian atau untuk menghentikan suatu aliran listrik yang

tidak normal atau hubungan singkat,

3.             Untuk memberikan perlindungan terhadap hubungan singkat rangkaian sehingga peralatan

tidak mudah rusak,

4.             Untuk mengatasi lonjakan tegangan yang terjadi secara tiba-tiba akibat hubungan singkat.

Peralatan pengaman ini banyak sekali macamnya, namun di sini akan dibahas jenis

yang sering digunakan dalam rangkaian.

II.3.2.4.1 Fuse

Fuse (pengaman lebur) terbuat dari kawat perak, timah, tembaga dengan bermacam-

macam bentuk yang tertutup oleh isolasi seperti keramik, plastik dan sebagainya. Fuse ini

biasanya digunakan untuk elektronik atau komponen-komponen yang mempunyai tegangan

rendah. Tipe dan jenis dari fuse banyak sekali macamnya, dilihat dari bentuknya fuse terdiri

dari:

5.             Fuse tipe ulir,

6.             Fuse tipe pisau,

7.             Fuse tipe tabung.

II.3.2.4.2 Thermal Over Load

Pengaman jenis ini memberikan pengamanan secara thermis, yaitu dengan

menggunakan bimetal (dua logam yang mempunyai muai jenis berbeda) sebagai pemutus

arusnya. Peralatan in biasanya digunakan untuk membatasi jumlah arus nominal pada motor

induksi baik untuk satu pasha ataupun lebih.

Dilihat dari konstruksinya alat ini bekerja berdasarkan panas yang diterima oleh

bimetal, dimana bila panas yang diterima bimetal besar maka akan membengkok dan

dimanfaatkan untuk memutuskan arus atau titik kontaknya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

gambar di bawah ini:

Page 63: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Gambar 2.3.14 Prinsip Kerja Thermal Over Load. (Andrew Parr,Msc;2003;28)

II.3.3 Simbol-simbol Squence

Tabel 2.3 Simbol-simbol Squence.(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol listrik;2002;10)

No Nama Simbol Kontak Fungsi

1 Miniatur Circuit Breaker MCB

Pengaman aliran arus listrik.

2 No Fuse Breaker NFB

Pengaman aliran arus listrik.

Page 64: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

3 Fuse Open Type FSPengaman Rangkaian.

4 Thermal Over Load Th

Pengaman Rangkaian.

5 Time Relay TR

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis sesuai dengan setting waktu.

6 Magnet Contactor MC

Menghubungkan dan memutuskan arus.

7Auxiliary Relay

RA

Menghubungkan dan memutuskan arus.

8Photo Switch

PH

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis berdasarkan sinyal sinar.

9Proximity Switch TL

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis bedasarkan sensor logam.

10Limit Switch LS

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis berdasarkan kontak langsung.

Page 65: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

11Motor M

Merubah energi listrik menjadi energi mekanik.

12Pilot Lamp PL

Merubah energi listrik menjadi energi cahaya.

13Buzer BZ

Merubah energi listrik menjadi energi bunyi.

14Solenoid Valve SV

Penghubung dan pemutus aliran udara melalui sinyal listrik.

BAB III

PERENCANAAN SISTEM PNEUMATIK

III.1 Prinsip Kerja M/c Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan.

Prinsip kerja dari mesin ini pada dasarnya adalah kombinasi dari sistem pneumatik dan

sisitem kontrol listrik. Karena dengan sistem kombinasi tersebut akan menghasilkan efisiensi

kerja yang tinggi dengan hasil sesuai yang diharapkan. Kedua sistem tersebut mempunyai

fungsi yang saling mendukung dan berhubungan, yaitu kontrol listrik akan memberikan

sinyal ke kontrol pneumatik untuk bergerak dan kontrol pneumatik akan memberikan sinyal

ke sensor kontrol listrik sehingga memutuskan atau menghubungkan rangkaian listrik.

Page 66: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Secara singkatnya prinsip kerja dari alat otomatisasi pengisian air dalam kemasan ini

adalah menggunakan 2 (dua) sistem kerja yaitu secara manual dan otomatis.

III.1.1 Prinsip Kerja Secara Manual

Pada saat panel utama (NFB) dionkan maka arus akan mengalir ke kontak MC1 dan

MC2. Dan ketika panel rangkaian (NFB) dionkan maka arus juga masuk ke dalam rangkaian

ditandai dengan pilot lamp kuning (PLk) nyala. Setelah posisi selector switch dipilih ke

“manual” maka rangkaian manual yang bekerja dan apabila dipilih ke “auto” maka rangkaian

otomatis yang bekerja.

Ketika selector switch pada posisi “manual” (M) di tandai dengan pilot lamp biru (PLb)

nyala, maka:

1.             PB2 ditekan motor konveyor berputar dan konveyor berjalan ditandai dengan pilot lamp

merah (PLm) nyala, PB1 ditekan motor konveyor berhenti ditandai dengan pilot lamp hijau

(PLh) nyala.

2.             PB4 ditekan silinder clamp maju, PB3 ditekan silinder clamp mundur.

3.             PB6 ditekan silinder chuck maju, PB5 ditekan silinder chuck mundur.

III.1.2 Sistem Kerja Otomatis

Setelah semua panel (NFB) dionkan dan selector switch dipilih pada posisi “auto” (A)

maka rangkaian otomatis bekerja, ditandai dengan pilot lamp biru (PLb) mati. Untuk lebih

jelasnya, prinsip kerja secara otomatis akan digambarkan dalam Flow Chart diagram kerja di

bawah ini:

Time (s)10" 20" 30" 40" 50" 60" 70"

PB off

PB onLS2.0

Motor KonveyorPH1 LS1.0

Brake Motor

Page 67: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

SvXa (Silinder Chuck Forward)

LS1.1

SvXb (Silinder Chuck Revert)

SvYa (Silinder Clamp Forward)

SvYb (Silinder Clamp Revert)

SvQ (Pompa Inflation)

LS2.1 TR

PLm (Pilot Lamp Merah)

PLh (Pilot Lamp Hijau)

Gambar 3.1 Flow chart Digram Kerja

Cara membacanya adalah:

1.             Setelah Auto Start bekerja atau PBon ditekan, maka motor konveyor berputar dan lampu

pilot lamp merah (PLm) hidup. Ketika PBoff ditekan, maka rangkaian otomatis berhenti

ditandai dengan pilot lamp hijau (PLh) nyala.

2.             Beberapa saat setelah motor konveor bekerja dan memutarkan konveyor yang membawa

botol-botol, ketika botol-botol tersebut memotong sinyal PH1 maka motor konveyor berhenti,

brake motor hidup (pengeriman On), diikuti silinder clamp maju mencekam botol.

3.             Setelah silinder clamp maju dan menyentuh LS 1.1 maka silinder chuck turun.

4.             Setelah silinder chuck turun dan menyentuh LS 2.1 maka pengisian bekerja (SVQ on) pompa

pengisian nyala.

5.             Setelah settingan timer terpenuhi waktunya, maka pompa pengisian mati, silinder clamp dan

silinder chuck mundur bersamaan.

6.             Setelah silinder chuck naik menyentuh LS 2.0 dan silinder clamp mundur menyentuh LS 1.0

maka brake motor mati (pengeriman Off) dan motor konveyor berputar kembali.

7.             Setelah botol dibawa konveyor memotong sinyal PH 2 maka reset sistem terpenuhi.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram kelistrikan dan rangkaian

konstruksinya (pada halaman lampiran).

Page 68: Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan

Diposkan oleh riyo ganteng di 23.49 Kirimkan Ini lewat Email BlogThis! Berbagi ke Twitter Berbagi ke Facebook Reaksi: 

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda Langganan: Poskan Komentar (Atom)

Arsip Blog

►   2012 (5)

▼   2011 (10)

o ►   November (2)

o ►   Oktober (1)

o ▼   Mei (7)

Construction of tire

Multi strada tire manufacturing

Cara kerja Mesin

Kapasitas oli Motor

Perancangan Sistem Pneumatik Pada Proses otomatisa...

Perancangan Sistem

jurnal

Translate

Diberdayakan oleh Terjemahan

Tampilan slide Responding

fun