BAB II SISTEM PENGONTROLAN MOTOR LISTRIK PADA INDUSTRI
2.1
Pengertian Pengontrolan Pengontrolan
dapat
diartikan
sebagai
pengaturan
dan
pengendalian terhadap operasi motor listrik yang di pergunakan untuk menggerakan mesin – mesin untuk dapat melakukan proses pekerjaanya sesuai yang dikehendaki dan tetap memperhatikan keamanan operator maupun keamanan motor listrik itu sendiri. Berdasarkan uraian diatas, maka pengontrolan motor listrik mempunyai arti yang sangat luas. Meliputi menjalankan, mengerem mengembalikan putaran, mengatur kecepatan motor, melindungi peralatan kontrol berikut motor listriknya sendiri sampai dengan menghentikan motor. Banyak atau sedikitnya bentuk – bentuk pengontrolan yang dapat diterapkan pada pengontrolan motor listrik sangat tergantung pada kerja motor yang diinginkan. Apabila kerja motor hanya untuk berputar dan berhenti, maka bentuk pengontrolanya menjalankan dan memberhentikan saja yang bisa diterapkan. Dengan perkataan lain sistem terdiri atas beberapa komponen atau peralatan yang saling bergabung satu sama lainya, sistem itu baru berfungsi apabila peralatannya lengkap. Peralatan atau komponen dari sistem pengontrolan motor listrik yang sering digunakan terdiri atas komponen – komponen berikut.
5
Komponen Utama : 1.
Sakelar
2.
Kontaktor Magnet
3.
Relay Pengatur
4.
Relay Penunda Waktu
5.
Pengamanan
6.
Lampu Penunjuk
7.
Rem Magnet
8.
Tahanan Atur dan Indikator
9.
Transformator
Komponen Bantu Elektronika : 1.
Dioda
2.
SCR
3.
Diac dan Triac
4.
Transistor
5.
Fet dan Mos fet
6.
IC Digital
7.
OP-Amp
8.
LDR atau Photo cell
Motor Listrik : 1.
Motor listrik arus searah
2.
Motor listrik arus fasa
3.
Motor listrik tiga fasa
6
2.2
Jenis – Jenis Pengontrolan Berdasarkan kerja dari sistem peralatan kontrolnya, pengontrolan motor listrik dibagi dua bagian utama yaitu : 1.
Sistem Pengontrolan Terbuka ( Open Loop System )
2.
Sistem Pengontrolan Tertutup ( Close Loop System )
2.2.1 Sistem Pengontrolan Terbuka Untuk mendapatkan gambaran tentang sistem pengontrolan terbuka ( open loop system ), dapat diambil suatu contoh mesin tenun pembuat kain. Jika mesin tenun akan dioperasikan maka sumber daya listrik dapat dialirkan kesuatu alat kontrol, kemudian motor listrik bekerja dan selanjutnya mesin tenun melaksanakan tugas untuk menenun serat – serat menjadi kain. Dan apabila salah serat benang terputus, sakelar pada peralatan kontrol harus dibuka, maka daya listrik kepada motor akan terputus akibatnya mesin tenun berhenti. Disini diperlukan seorang operator pengamat yang akan membuka dan menutup saklar apabila terjadi benang putus. Hal ini dilaksanakan berdasarkan pengamatan operator pada mesin tenun. Sistem pengontrolan ini disebut sistem
7
Sakelar
Peralatan Motor
Motor Listrik
Mesin Tenun
Operator
Gambar 2.1 Diagram Pengontrolan Sistem Terbuka
Terlihat bahwa input yang diinginkan adalah motor listrik harus berhenti apabila terjadi benang putus, sedangkan output yang terjadi mesin tenun terus bekerja walaupun ada benang putus. Teryata dalam hal ini bahwa signal output ( akibat ) tidak mempengaruhi input ( penyebab ). Jadi pada sistem pengontrolan terbuka, perubahan kerja dari motor listrik hanya dapat terjadi apabila sistem kerja kontrolnya diubah oleh tenaga manusia ( operator ) secara manual.
2.2.2 Sistem Pengontrolan Tertutup Apabila fungsi operator pada mesin tenun diatas diganti oleh sakelar mini ( Micro Switch ) yang dipasang pada serat benang. Maka sistem pengontrolan terbuka dapat menjadi sistem pengontrolan tertutup ( close loop system ). Lihat gambar 2.2 dibawah ini.
8
Sakelar Mini
Motor Listrik
Peralatan Motor
Mesin Tenun
Feed back
Gambar 2.2 Diagram Pengontrolan Sistem Tertutup Apabila salah satu benang pada mesin tenun putus, maka segera akan segera diberikan signal pada sakelar mini. Akibatnya posisi kontak dari sakelar mini akan tertutup, arus listrik mengalir pada peralatan kontrol, seterusnya memberikan daya listrik pada motor terputus, motor listrik berhenti dan akibatnya mesin tenun akan berhenti. Apabila benang yang putus tadi disambungkan, maka sakelar mini membuka lagi dan masih memerlukan tenaga operator. Akan tetapi pekerjaanya lebih ringan karena hanya memberikan daya listrik pada saat permulaan mesin tenun dijalankan dan menyambungkan bila benang putus. Disini terlihat bahwa output terlihat dari input, maka sistem ini disebut
sistem
pengontrolan
tertutup.
Dengan
kata
lain
sistem
pengontrolan tertutup adalah sistem pengontrolan yang memanfaatkan pengaruh yang ditimbulkan dari hasil kerja motor untuk melakukan perubahan operasinya, tanpa tenaga operator. Munculnya peralatan kontrol seperti Programmabel Logic Control ( PLC ) dan analog komputer,
9
penyambungan benang putus sudah dapat dilakukan secara otomatis, tanpa harus dilakukan oleh tenaga manusia.Dengan penerapan sistem kontrol ini memungkinkan sepuluh atau dua puluh buah mesin tenun, cukup hanya dilayani oleh satu tenaga operator. Berdasarkan uraian dari kedua macam sistem pengontrolan tersebut, sistem pengontrolan tertutup merupakan cara yang paling efisien dan efektif untuk digunakan dalam pengontrolan
motor
listrik,
apabila
dibandingkan
dengan
sistem
pengontrolan terbuka. Disamping keuntungan yang diperoleh ada juga kekuranganya antara kebutuhan tenaga manusia ( Man Power ) dalam satu pabrik akan jauh relatif kecil apabila dibandingkan dengan menggunakan sistem pengontrolan terbuka. Rangkaian pengontrolan motor yang akan dibahas adalah pemakaian secara langsung dengan mesin – mesin yang dikontrol. Maksudnya untuk memberikan gambaran tentang penerapan rangkaian kontrol motor tersebut pada mesin – mesin industri, pengontrolan motor listrik dapat dilakukan secara elektromagnetik dan elektronika. 2.3
Sistem Pengontrolan Motor Listrik Secara Elektromagnetik Pemakaian sistem pengontrolan motor listrik secara elektromagnrtik dibagi 3 yaitu sebagai berikut :
2.3.1 Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Sakelar Mikro Saklar mikro banyak digunakan pada industri, misalnya pada industri tekstil sebagai pengontrol benang putus pada mesin tenun.
10
Bentuknya yang simpel, biasanya dipasang pada suatu lengan yang ketika ditekan akan membentuk suatu klik saklar sehingga saklar menutup. Bentuknya yang kecil tapi sangat berguna dalam berbagai perangkat listrik dan elektronik,misalnyasebagai saklar keselamatan ( Safety Switch ). Dalam pengontrolan motor listrik saklar mikro dapat digunakan untuk menentukan sebatas mana motor listrik akan dihentikan atau untuk membalikan putaran motor listrik.
2.3.2. Pengontrolan Motor Listrik Menggunakan Saklar Pelampung Untuk memenuhi kebutuhan air bersih pada tempat tinggal ataupun industri umumnya menggunakan air tanah dengan menggunakan motor pompa air. Agar air mempunyai tahanan yang cukup kuat untuk mendistribusikan ketempat – tempat yang memerlukan, maka air perlu dipompa ketempat yang lebih tinggi dan ditampung kedalam suatu tangki. Untuk mengetahui apakah air didalam tangki sudah penuh atau belum, maka rangkaian kontrol pompa air tersebut perlu dilengkapi dengan saklar pelampung sebagai sensor, karena tidak efisien bila dikontrol dengan tenaga manusia. Dengan adanya saklar pelampung sebagai sensor, maka jika air dalam tangki penuh ataupun berkurang motor pompa air akan berhenti dan bekerja secara otomatis.
11
2.3.3. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Saklar Limit ( Limit Switch ) Sistem kerja limit switch digerakan berdasarkan system elektromagnetik dan memiliki bentuk yang dapat disesuaikan dengan keperluan. Saklar jenis ini pada umumnya banyak dipergunakan pada instalasi tenaga dan industri – industri, misalnya digunakan pada pengontrolan mesin penggulung benang. Kelos penggulung benang diletakan dekat roller limit switch, setelah pembukaan kelos terisi penuh dengan benang akan menekan roller dari limit switch itu sendiri yang mengakibatkan NO dari limit switch menutup dan mengakibatkan relay penutup waktu delay OFF bekerja dan membuka kontak dari NC menjadi NO dan mesin penggulung berhenti dan sebaliknya jika kelos penggulung benang sudah diambil atau dikeluarkan, maka kontak limit switch kembali membuka dan kembali keposisi semula NC.
2.4
Sistem Pengontrolan Motor Listrik Secara Elektronik Menurut alat yang digunakan system pengontrolan motor listrik secara elektronik dibagi menjadi dua, diantaranya adalah :
2.4.1. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Photo Resistor Dari sekian banyak pemakaian photo resistor, maka salah satu pemakaian diantaranya adalah pada mesin pemasuk kapas ke bak
12
penampungan. Pada bak penampungan kapas ini dipasang photo resistor ( PR ) yang berhadapan dengan lampu proyektor. Kalau kapas pada bak belum penuh, maka PR masih tersinari oleh proyektor. Hal ini menyebabkan rangkaian control tidak bekerja dan mesin pemasuk kapas tetap bekerja. Jika kapas dan bak penampungan sudah penuh, maka PR terhalang kapas sehingga tidak tersinari oleh proyektor. Akibatnya mesin pemasuk kapas ke bak penampungan berhenti, sedangkan mesin penggulung kapas terus bekerja.
2.4.2. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Thermistor Sensor thermistor berfungsi sebagai pengaturan untuk menentukan temperature ( suhu ) ruang yang diingingkan, sistem kerjanya menggunakan alat bantu relay sebagai pengatur waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur ( suhu )yang diinginkan. Sensor thermistor digunakan pada ruang untuk mengeringkan
pakaian,
misalnya
celupan
yang
mempunyai
temperature 65°C, maka pengaturan pada thermistor diatur
pada
skala 65°C dan waktu setting pada relay waktu, misa lnya selama 15 menit. Apabila waktu sudah mencapai 15 menit, maka bersamaan dengan itu pula ruang pengering pakaian mencapai temperature 65°C, karena panas pada ruangan pengeri ng pakaian
13
sudah mencapai 65°C, maka pada saat itu juga relay akan membuka kontaknya, akibatnya hubungan antara elemen panas dengan sumber tegangan terbuka dan menyebabkan elemen pemanas berhenti bekerja.
14
