82
BAB V ANALISA KERJA RANGKAIAN KONTROL
Analisa rangkaian kontrol pada rangkaian yang penulis buat adalah gabungan antara rangkaian kontrol dari smart relay dan rangkaian kontrol konvensional yang terdapat diluar rangkaian kontrol smart relay sebagai pelengkap kekurangan input dan outputnya. Untuk mengetahui analisa kerja rangkaian kontrol kami sertakan gambar ladder diagram rangkaian kontrol kelistrikan seperti terdapat pada halaman lampiran dan diagram waktu urutan kerja rangkaiannya juga rangkaian kontrol program smart relay dalam bentuk ladder diagram agar mudah difahami.
5.1. Analisa Kerja Keadaan Normal Seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya, keadaan normal adalah keadaan dimana mesin boiler dapat dioperasikan sesuai dengan perintah operasi normal tanpa adanya gangguan.
5.1.1 Power Standby Rangkaian Kontrol Seperti tampak pada gambar 5.1 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.2 mengenai gambar rangkaian kontrol secara
82
83
lengkapnya, power standby rangkaian kontrol pada panel kontrol artinya panel tersebut dalam keadaaan siap untuk dioperasikan, untuk mengaktifkan rangkaian kontrol pada posisi standby, seperti terdapat pada lampiran gambar rangkaian kontrol halaman satu yaitu dengan menaikan pemutus utama NFB 250A / 3P dan MCB 6A 1F2 (pemutus halaman 1 kolom 2) ditandai dengan menyalanya pilot lamp Plant Off 1H6. Selanjutnya dengan menekan tombol push button 1S4 yaitu kontak NO (Normally Open), maka kontaktor relay 1K4 akan mendapatkan tegangan sehingga kontak – kontak pointnya akan bekerja, kontak NO pada 1.5 (halaman 1 kolom 5) mengunci kontaktor relay tersebut yang ditandai dengan menyalanya pilot lamp Plant On pada 1H5 dan matinya 1H6. Sedangkan kontak NO 1K4 pada 1.7 akan mengalirkan arus listrik pada sistem kontrol yang lainnya, sehingga rangkaian kontrol benar – benar pada kondisi standby. Untuk kembali menonaktifkan rangkaian kontrol yaitu dengan menekan tombol push button NC 1S4, maka tegangan yang mengunci pada kontaktor relay 1K4 kembali akan terputus. Pada kondisi darurat tombol plant off ini dapat berfungsi sebagai tombol emergency. 1S4 NO Lamp 1H6 Plant Off 1S4 NC 1K4 Lamp 1H5 Plant ON
. Gambar 5.1 Time sequence diagram for power standby
84
L1
5.0
L2
5.0
L3
5.0
(000)
1K4
(L1)
1F2 6A
(1)
(X011)
(000)
12.8
K
CT 200/5A
L11
(006) (000)
PLANT OFF 1S4 NC
1F8 4A
1K4
(007)
L (2)
(001)
(X012)
(X 01)
(001)
Q8
12.8 PLANT ON
Main NFB 250 A / 3P
(000)
1S4 NO
1K4
L12
3R0
1K4
(Q8)
3R0 (005)
(003)
1K4
(003)
1H5
1H6 ON
R
S
T
N
PE
NO 1.5 1.7
(004)
OFF
NC 1.6
1H7 Control Phase Loss Trip
NYY 5x70 mm 2 LINE VOLTAGE 380 VAC
Gambar 5.2 Wiring control power standby
5.1.2 Analisa Kerja Tahapan Operasional Feed Pump Seperti terdapat pada gambar lampiran rangkaian kontrol halaman 5 dan halaman 5.a, tahapan operasional feed pump berdasarkan rancangan wiring control, yaitu dengan menaikan power pemutus cabang NFB 100A/3P dan MCB kontrol 5F6 4A/1P untuk feed pump 1 dan 5aF6 untuk feed pump 2, maka rangkaian kontrol untuk operasional feed pump akan aktif dan siap dioperasikan. Pada analisa cara kerjanya, hanya salah satu feed pump yang akan dijelaskan karena pada dasarnya cara kerja rangkaian kontrol keduanya sama, dengan tahapan operasionalnya dibagi menjadi dua bagian yaitu secara manual dan otomatis.
85
5.1.2.1 Tahapan Operasional Feed Pump Manual Seperti tampak pada gambar 5.3 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.4 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya, feed pump dapat bekerja secara manual dengan memutar selectror switch 5S6 untuk pompa 1 dan 5aS6 untuk pompa 2 pada posisi hand, misalkan feed pump 1, maka ketika 5S6 dimanual power kontrol langsung bekerja mengaktifkan rangkaian star – delta yang ditandai dengan menyalanya lampu feed pump operation dan engine hours feed pump pertama akan bekerja. Bekerjanya feed pump jika dimanual tidak diperngaruhi oleh kondisi level air pada tabung boiler, tujuan dari operasional secara manual adalah untuk memeriksa kondisi rangkaian kontrol, electro motor, pompa dan sistem operasional feed pump secara keseluruhan, juga untuk menguji kondisi safety valve control pressure pada tekanan tertentu apakah safety valve tersebut masih berfungsi, karena dengan mengisi tabung boiler secara terus menerus akan menaikan tekanan tabung boiler dengan syarat kran outlet untuk jalur pipa uap ditutup. 5S6 Manual 5K5 Star 5K7 Main & Hours Meter 7T8 Timer Contact 5T8 5K6 Delta & 5aH9
t
t
Gambar 5.3 Time sequence diagram for hand operational feed pump
86
L11
(006)
L1 5a.0 L2
5a.0
L3
5F6 4A
5a.0
(100)
Feed Pump 1 1 - Hand 0 - Off 2 - Auto
5S6 (110)
NFB 100 A / 3P
1
0
2
3R7
(101)
95 TOR 5.6 96
5K6
5K7
(102)
5aK6
5K5 (103)
TOR 5.6
5K6
5T8 (104)
(105)
Y X
M 3~
V U Feed Pump 1 30 kW
(108)
5K6
(108)
(109)
5K7
H 5HM9
5T8
N
Z
Low
Hight 1
OMRON 61F-G1-AP
E3 E2 E1
TC
TB
(006)
(X 07) (X 04)
S0 (002)
S2 (006)
E3 E2 E1 (X 01)
2
2
1
E2 E1 TC
(X 02) (X 03) (X 06) (X 05)
3R9
TB (008)
TA
TC
(009)
(006)
S0
S2 (006)
2R9
(006)
(X 04)
(006)
GND
1
( 4)
(5)
X03
X04
X 05
2
3
(IB)
IB 3.6
Hight Water
Auto Feed Pump (006)
Green
(3)
Brown
X02
Black
X01
Red
(2)
White
Low Water (1)
2R9
3R1
2R6
(006)
2R6
2R5
4
Level Electrode ER 56-2
N
5a.0
Feed Pump 1 Operation
Start Feed Pump
L11
5K6
(107)
5K5 N
OMRON 61F-G-AP
(X 01)
(108)
5K5
5K6
W
5K5
5K7
(106)
(008)
2R5
(009)
2R6
(010)
2H7
I5 3.4 2R9
Low/Hight Water
Gambar 5.4 Wiring control for hand and automatic operational feed pump
87
5.1.2.2 Tahapan Operasional Feed Pump Secara Otomatis Seperti tampak pada gambar 5.4 dan dijelaskan pada gambar 5.5 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan gambar 5.6 mengenai rangkaian kontrol program smart relay. Pada tahapan ini prisip kerja sama dengan operasional secara manual, yang membedakan jika beroperasi secara otomatis dipengaruhi oleh relay 3R7 yang bekerja berdasarkan perintah dari water level control & limiter dan floatless water level control type single terminal TB kontak NC yang memberikan input ke smart relay. 5S6 Auto 3R7 5K5 Star 5K7 Main & Hours Meter 7T8 Timer Contact 5T8 5K6 Delta & 5aH9
t
t
Gambar 5.5 Time sequence diagram for automatic operational feed pump
Gambar 5.6 Rangkaian program smart relay untuk operasional feed pump secara auto
88
5.1.3 Analisa Kerja Operasional Electro Motor Burner ( Start Boiler ) Analisa kerja rangkaian kontrolnya karena berhubungan dengan burner boiler, maka kendali dari EM blower harus berdasarkan tahapan burner kontrol. Sebelum dijelaskan urutan operasionalnya, pada gambar 2.5 mengenai basic wiring diagram burner control unit jenis LGK.322.A27 bekerjanya electro motor blower burner adalah melalui trigger dari terminal No.6 pada burner kontrol dengan diagram waktu urutan kerja rangkaian seperti pada gambar 5.7. LGK.322.A27
Gambar 5.7 Time sequence diagram for burner control unit LGK. 322.A27
89
Seperti pada lampiran gambar rangkaian kontrol halaman 6 untuk mengaktifkan burner kontrol dengan memutar selector switch 6S1 ke posisi burner ON maka arus akan mengalir pada burner kontrol, sebelum EM burner running seperti urutan cara kerja pada gambar 5.7 burner kontrol bekerja dan memerintahkan servo motor pada posisi close atau minimum berdasarkan setting, selanjutnya terminal No.6 akan mengaktifkan rangkaian star – delta sebagai starternya. Seperti tampak pada gambar 5.10.Untuk membagi analisa kerja rangkaian EM blower burner, akan disampaikan terlebih dahulu diagram waktu urutan kerja rangkaian star – delta seperti pada gambar 5.8. Power LGK 7K5 Star 7K7 Main 7T8 Timer Contact 7T8
t
t
7K6 Delta
Gambar 5.8 Time sequence diagram wye – delta for burner U
X
V
Y
W
Z
a. Rangkaian Star
U
X
V
Y
W
Z
b. Rangkaian Delta
Gambar 5.9 Power line diagram electro motor burner Y/∆ connection
90
L1 Burner Control Unit LGK
L2 L3
6 NFB 100 A / 3P
(301)
7F6 4A (302)
8.2
95 TOR 7.6 96 (303)
7K6
(303)
7K5 7K7
7T8
7K6
(308)
(306)
(304)
TOR 7.6
7K7
7K5
7K6
7K5
(308) (305)
7K5 N W V U Burner Motor 21 kW / 41 A
M 3~
(307)
7K6
(309)
(308)
7K7
7T8
Y X
7H8
H 7HM9 N
Burner On
Z
Gambar 5.10 Wiring power and control for EM burner
5.1.4 Analisa Kerja Operasional Burner Bahan Bakar Gas Seperti tampak Pada gambar 5.11 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar lampiran halaman 6, 9, 10,11,12, dan 13 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya. Pada pembakaran burner boiler dengan mode operation menggunakan bahan bakar gas ini, sebelum mengaktifkan burner pada posisi start boiler harus memastikan terlebih dahulu posisi kran pada main gas piping burner terbuka, jika masih tertutup maka 9PS5 tidak akan aktif walaupun burner distart tidak akan terjadi pembakaran, pada kondisi ini pembilasan akan tetap terjadi tetapi diindikasikan dengan burner trouble atau lampu gas pressure akan menyala.
91
6S1 Power Burner ON Gas Press Switch EM Burner 6S8 Mode Gas Operation LGK Burner Control Servo Open Servo Close to Ignition Load Gas Ignition Electrode
t t
SLV Ignition Gas SLV Main & Blow of Gas Flame Sensor SLV Gas Operation
t
Pilot Lamp & Engine Hours 12S6 13S9 Full Load Full Load
Gambar 5.11 Time sequence diagram natural gas burner operation Untuk analisa kerja rangkaian kontrolnya dikendalikan oleh burner kontrol dengan urutan kerja rangkaian kontrolnya adalah setelah EM blower burner menyala yang sebelumnya memutar selector switch mode operation 6S8 ke posisi gas, maka kontaktor relay 6K7 akan bekerja mengaktifkan semua kontak point dan memutus semua yang berhubungan dengan bahan bakar solar, sementara EM blower masih bekerja melakukan pembilasan ditandai dengan bekerjanya motor servo dengan bergerak membuka dan menutup keposisi ignition, maka solenoid valve yang akan bekerja adalah ignition gas, blow of gas dan main gas, jika ada
92
pembakaran nyala api akan dibaca oleh flame sensor yang akan melanjutkan pembakarannya ke posisi gas operation dan menahan pembakaran agar tetap berlangsung. Beberapa saat kemudian dengan bekerjanya solenoid valve gas operation ini maka power solenoid valve ignition gas akan diputus, setelah burner boiler benar – benar menyala posisi pembakaran burner ditentukan oleh posisi selector switch 13S9 sebagai burner output control yang akan mengatur posisi kerja motor servo pada burner boiler apakah secara auto, partial, stop atau full load, posisi auto (otomatis) dipengaruhi oleh kodisi tekanan steam boiler, posisi partial adalah posisi manual minimal pembakaran
yang selalu diatas posisi
ignition, sedangkan posisi full load adalah posisi manual dengan pembakaran beban penuh.
5.1.5 Analisa Kerja Operasional Burner Bahan Bakar Solar Seperti tampak pada gambar 5.12 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar lampiran halaman 6, 10,11,12, dan 13 mengenai gambar rangkaian kontrolnya Pada dasarnya pembakaran dengan bahan bakar solar sama dengan menggunakan bahan bakar gas baik prinsip kerja ataupun urutan tahapan waktu kerja operasionalnya, yang membedakannya adalah parameter – parameter yang berhubungan dengan bahan bakarnya, misalkan pada motor servo burner menggunakan bahan bakar solar maka paremeter solar pada settingannya yang akan digunakan ketika saat ignition atau partial load. Memastikan mode operation pada oil operation dan kran solar terbuka. Yang membedakan pada saat
93
menggunakan bahan bakar solar semua solenoid bekerja secara langsung bersamaan pada saat ignition dan seterusnya. Analisa cara kerja rangkaiannya adalah dengan memutar selector switch 6S8 ke posisi oil operation dengan sebelumnya mengaktifkan 6S1 keposisi start boiler maka relay 6K8 dan 6R9 bekerja mengaktifkan kontaknya yang berhubungan dengan pembakaran menggunakan solar bersamaan dengan pembilasan dan pada saat motor servo diposisi ignition akan terjadi pengapian dengan mengaktifkan ignition electrode terlebih dahulu selanjutnya mengerjakan semua solenoid valve solar jika ada api maka akan dibaca oleh flame sensor yang akan menahan pembakaran. 6S1 Power Burner ON Oil Press Switch Return EM Burner 6S8 Mode Oil Operation LGK Burner Control Servo Open Servo Close to Ignition Load Oil Ignition Electrode
t t
Solenoid Valve Flame Sensor Pilot Lamp & Engine Hours 12S6 Full Load Full Load 13H0
Gambar 5.12 Time sequence diagram oil burner operation
94
5.1.6 Analisa Kerja Operasional Burner Output Control Seperti tampak pada gambar 5.13 dan 5.14 mengenai operasional burner output control, telah dijelaskan sebelumnya burner boiler beroperasi berdasarkan perintah operasional pada selector switch burner output control 13S9 dengan empat pilihan yang diinginkan yaitu secara otomatis (auto), partial, stop atau full load. Keempat posisi ini yang nantinya akan mengendalikan motor servo pada burner boiler ketika sedang beroperasi dan pembilasan, juga yang akan menentukan besar atau kecilnya pembakaran berdasarkan parameter - parameter setingnya. (006)
A1 26
Capasity Regulator Burner KS - 40
Ammeter 27
23
24b
24
Out 2 Com Out 1
5
2
E2
3
E6
A2 (090)
(091)
(092)
(3)
(2)
(1)
(020)
(021)
(022)
(X011)
3
2
1
Pressure Tranducer
Open Auto Close
Gambar 5.13 Wiring control capacity regulator burner
(X 012)
1.2
95
Burner Control Unit LGK 9 (052)
8 (053)
11 (055)
10
20
(056)
(059)
13K8 (060) (053)
13K8
(052) (056)
13K8
6K7
6K8 ( 1)
(2)
(3)
(054)
6K7
(4)
13K8
(058)
(057) ( 5)
(6)
(061)
(7)
(066)
(055)
(052)
6K8 (062)
(8)
1 2 34
13S9
13K8 (063)
(9)
(064)
1
2
3 4
(059)
Burner Output Control 1 - Auto 2 - Partial 3 - Stop 4 - Full Load
13K8 (065)
I
II Capas itor
M~
III
IV
VI
I Full Load II Closed III Ignition Load Oil IV Ignition Load Gas VI Partial Load Gas VII Partial Load Oil
(064)
(065)
3.7 (065)
Weishaupt RGL 70/2-A
13H0 N Full Load
VII
( 002)
13K8 N
( 10)
Gambar 5.14 Wiring control servo motor for operational modulating burner output control
5.1.6.1 Burner Output Control Auto Seperti tampak pada gambar 5.15 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.13 dan 5.14, operasional secara outo dipengaruhi oleh pressure control yang berfungsi sebagai capacity regulator burner dengan input berupa pressure tranducer yang sebelumnya memastikan posisi selector switch 12S6 pada posisi auto, Pada saat burner beroperasi normal maka kontaktor relay 13K8 akan bekerja mengalirkan arus listrik pada 13S9 dan common dari KS-40 (capacity regulator burner) pada posisi standby tergantung kondisi aktual tekanan uap pada tabung boiler, jika tekanan uap berada dibawah parameter seting
96
KS-40 maka out 1 dari KS-40 tersebut akan bekerja memberikan sinyal trigger pada servo motor agar bergerak membuka yang menandakan pembakaran pada kedua burner boiler membesar pada posisi full load untuk mengejar parameter setting tekanan uap dari KS-40 tersebut. Burner Operation 13S9 Auto Out 1 KS-40 Servo Open Out 2 KS-40 Servo Close Pilot Lamp Full Load
Gambar 5.15 Time sequence diagram automatic burner output control
Capasity Regulator Burner Auto
Actual Pressure Diatas Seting
Actual Pressure Sesuai Seting
Actual Pressure Dibawah Seting
Motor Servo bergerak Turun / Close
Motor Servo Diam
Motor Servo bergerak Naik / Open
Gambar 5.16 Block diagram hubungan antara capacity regulator burner dengan motor servo
97
5.1.6.2 Burner Output Control Partial Seperti tampak pada gambar 5.17 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.13 dan 5.14 mengenai gambar rangkaian kontrol lengkapnya, Sebelumnya dengan memastikan posisi selector switch mode operation 6S8 pada salah satu bahan bakar gas atau solar, pembakaran secara partial adalah posisi servo motor pembakaran terkecil saat burner beroperasi, posisi partial yang dimaksud disini ditentukan secara manual oleh selector switch 13S9 diposisi partial yang tidak dipengaruhi oleh KS-40, 13S9 akan aktif ketika burner sedang beropersi, sehingga arus akan mengalir dari terminal 20 burner control menuju motor servo yang akan bergerak menuju posisi partial. Burner Operation 13S9 Partia l 13S9 Full Load Servo Open Servo Close Pilot Lamp Full Load
Gambar 5.17 Time sequence diagram partial and full load burner output control
5.1.6.3 Burner Output Control Stop Seperti tampak pada gambar 5.13 dan 5.14 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya, pada posisi ini maksudnya adalah pembakaran burner akan berhenti secara manual diposisi ketika selector switch 13S9 diposisi stop,
98
pembakaran burner tidak dipengaruhi oleh KS-40, kondisi seperti ini disebut tidak aktifnya 13S9 karena tidak adanya output tegangan yang diberikan untuk rangkaian modulating burner output control.
5.1.6.4 Analisa Kerja Operasional Burner Output Control Secara Full Load Seperti tampak pada gambar 5.17 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian juga pada gambar 5.13 dan 5.14 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya, posisi pembakaran full load sama seperti pada pembakaran partial yaitu operasionalnya secara manual yang ditentukan oleh selector switch 13S9 diposisi empat atau posisi full load dan tidak dipengaruhi oleh KS-40, 13S9 akan aktif ketika burner sedang beropersi, sehingga arus akan mengalir dari terminal 20 burner control menuju servo motor sehinga akan bergerak menuju posisi full load yang setingnya tergantung dari servo motor tersebut dan dengan memastikan posisi selector switch mode operation 6S8 pada salah satu bahan bakar gas atau solar, posisi ini ditandai dengan menyalanya pilot lamp 13H0.
5.2 Analisa Kerja Keadaan Gangguan Keadaan gangguan adalah keadaan dimana mesin boiler dalam operasi perintahnya terjadi gangguan secara listrik, setiap kondisi ganguan yang terjadi selalu ditandai dengan lampu indikator dan sirine yang terdapat pada panel dan tidak selalu menjadikan mesin boiler shut down. Pada analisa kerja rangkaian keadaan gangguan ini nantinya akan selalu melibatkan rangkaian kontrol pada smart relay seperti pada halaman lampiran 3, 4
99
dan halaman programnya karena smart relay ini dikondisikan untuk memonitor segala gangguan yang terjadi dengan tujuan untuk memudahkan setiap analisanya. L12
Low Water
(007)
6.6
L
N
(021)
I1
High Water
2.8
Reset
2.9
L12 13.8 13.9
2.4
I2
Fi nal Pressure
Over Pressure
(002)
9.3
Stop FP
(007)
(064)
(028)
Gas Pressure (007)
6.2
Burner Trouble
9.5
PreStart Warning FP
I3
I4
(IB)
4K1
3R3
(Q8) (065)
I5
I6
I7
I8
IA
I9
IB
IC
ZELIO LOGIC (007)
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8 (Q8)
1.9 I8
(007)
3R0
3R1
3R2
3R3
3R4
3R5
3R7
3R6
3R8
3R9 N
L12
(007)
4K1
(007)
3R1
3R2
3R4
3R5
3R2 (014)
(013)
3R4 (015)
3R5 (016)
3R6
(006)
4.5
3R8
(017)
(018)
(006)
2R5
Reset
(3)
(019)
4K1 N
Boiler Off
4H5
4H6
4H7
4H8 N
(002)
Burner Trouble
Final Pressure
Gas Pressure
Pre Warning
Horn
100
Gambar 5.18 Wiring control input and output smart relay berikut wiring program
5.2.1 Analisa Kerja Burner Trouble Seperti tampak pada gambar rangkaian kontrol dihalaman lampiran, atau secara ringkasnya dapat dilihat pada gambar 5.18 dan 5.19, gambar 5.20 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.21 mengenai
101
rangkaian kontrol program smart relay, pada kondisi burner trouble akan menjadikannya shutdown dan untuk memudahkan dalam menganalisa setiap gangguan yang terjadi ditandai dengan pilot lamp sebagai indikator Burner trouble diberikan oleh trigger terminal 3 dari LGK burner control menuju input 2 ( I2 ) smart relay pertama yang akan mengaktifkan internal relay M2 dan M7, sehingga output Q2 pada smart relay akan bekerja menggerakan relay 3R2 kontak NO akan menyalakan pilot lamp 4H5 dan mengaktifkan kontaktor relay 4K1 dan relay 3R8 akan menyalakan horn atau sirine yang menandakan ada masalah pada burner. L11
(006)
(006) (006)
Mode of Operation 1 - Gas 0 - Off 2 - Oil
Burner On (006)
6S1
6S8
Burner Control Unit LGK
(020)
1 3R0 1
21
(020a)
(026)
(025)
23
12.0
(023)
(022)
18,5 Kg/cm2
24
12.0
(028)
6K8
(029)
6K7 (031)
Reset 6S4
(032)
Burner Trouble I2 3.3
(027)
(022)
P
4K1
2
(030)
3
10.2
Out 3 KS-40 (1)
2
0
(023)
Lockout Reset
6R0 (006) (023)
6PS0 (021)
(2)
12.0 b I3 3.3
(021)
Gas 6K7
6R0
Oil 6K8
6R9
(002)
Gambar 5.19 Wiring control input burner trouble, over pressure, gas and oil operation
102
Burner Operation Burner Trouble Pilot Lamp 4H5 Sirine 6S1 Reset 6S4 Reset
Gambar 5.20 Time sequence diagram burner trouble Pada gambar 5.20 diatas, sirine menyala bersamaan dengan pilot lamp 4H3 berkedip dikarenakan ada trouble pada burner, dan untuk mengembalikan keposisi normal dengan meresetnya.
Gambar 5.21 Rangkaian program smart relay untuk burner trouble
5.2.2 Analisa Kerja Prewarning Seperti tampak pada gambar 5.4 dan 5.18 mengenai rangkaian kontrol secara lengkapnya, gambar 5.22 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan pada gambar 5.23 mengenai rangkaian kontrol program smart relay, kondisi prewarning menandakan level air tabung boiler pada level peringatan yang memberikan informasi kepada operator agar memeriksa kondisi feed pump, karena gangguan yang paling mungkin terjadi selain rusaknya water level control
103
adalah tidak bekerjanya salah satu feed pump yang sedang dioperasikan sebelum level air tabung boiler pada kondisi low water. Prewarning diberikan oleh trigger terminal water level control and limiter yang akan mengaktifkan input 6 ( I6 ) smart relay, selanjutnya berdasarkan rangkaian programnya akan mengaktifkan output Q6 yang akan mengaktifkan relay 3R6 dan output Q8 mengaktifkan relay 3R7, kontak NO 3R6 akan menyalakan pilot lamp 4H8 secara berkedip dan NO 3R7 akan menyalakan bunyi sirine secara mengayun, yang menandakan ada masalah atau tanda peringatan awal pada mesin boiler, pada kondisi ini buner boiler masih dapat beroperasi secara normal. Burner Operation Prewarning Relay 2R4 Pilot Lamp 4H3 Sirine 6S4 Reset
Gambar 5.22 Time sequence diagram prewarning
Gambar 5.23 Rangkaian program smart relay untuk prewarning
104
5.2.3 Analisa Kerja Control Phase Loss Trip Seperti tampak pada gambar 5.2 dan 5.18 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya dan pada gambar 5.24 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian juga telah dijelaskan pada bab sebelumnya control phase loss trip berfungsi untuk memastikan power input kontrol MCB pada smart relay masih terhubung, karena jika dibiarkan terputus sebagian sistem keamanan mesin boiler tidak akan berfungsi, hanya floatless water level control yang masih berfungsi sebagai back up kontrol jika terjadi low water. Sinyal power untuk kontrol phase loss trip terjadi karena terputusnya MCB kontrol 1F8 ketika boiler sedang beroperasi, sehingga relay 3R0 yang sebelumnya bekerja karena mendapatkan supply tegangan dari nomor kabel 007 akan terputus, maka kontak NCnya akan menutup yang akan menyalakan lampu 1H7 tanda MCB control phase yang akan mengaktifkan relay 3R8 yang kontak NOnya akan membunyikan sirine tidak terputus sebagai tanda peringatan, kontak NOnya akan memutus operasional rangkaian burner kontrol sehingga burner boiler akan shut down seketika. Burner Operation MCB1F7 1F7dan dan MCB Relay3R0 2R9 Relay Pilot Lamp 1H7 Sirine
Gambar 5.24 Time sequence diagram control phase loss trip
105
5.2.4 Analisa Kerja High Water Kondisi ini menandakan level air pada tabung boiler melebihi batas normal. Seperti tampak pada gambar 5.18 mengenai rangkaian kontrol dan ladder program smart relay lengkapnya juga gambar 5.25 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian, Sinyal high water diberikan oleh trigger pada terminal TA kontak NO floatless water level control atau water level control and limiter yang akan mengerjakan relay 2R6 kontak NOnya akan memberikan masukan I9 smart relay dan mengaktifkan Q8 dan mengerjakan relay 3R8 secara bersamaan dengan bunyi sirine mengayun dan lampu 2H7 akan menyala terus sebagai tanda peringatan, bunyi sirine akan berhenti jika tombol reset 6S4 ditekan, tetapi lampu 2H7 akan masih menyala jika tabung boiler masih pada kondisi high water. high water jarang terjadi, kecuali jika operasional feed pump 5S6 diposisi manual dan otomasi water level control tidak berfungsi, dampak dari kondisi high water tidak berbahaya oleh karenanya burner tidak akan shut down ketika burner sedang beroperasi, tetapi jika kondisi level air naik terus dikarenakan feed pump masih beroperasi dan menyebabkan air panas bercampur uap akan masuk ke pipa pemakaian, istilah ini disebut dengan carry over. Burner Operation
High Water Prewarning Relay Relay2R6 2R6 Pilot Lamp Pilot Lamp 2H7 2H3 Sirine 6S4 Reset
Gambar 5.25 Time sequence diagram high water
106
5.2.5 Analisa Kerja Low Water Seperti pada kondisi high water, kondisi low water tidak akan terjadi jika otomasi dan operasional feed pump berfungsi dengan baik, pada kondisi ini akan menjadikan burner shut down seketika pada saat beroperasi. Seperti tampak pada gambar 5.4, 5.18 dan 5.27 mengenai gambar rangkaian dan program kontrol smart relay secara lengkapnya, juga gambar 5.26 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian, sinyal low water diberikan oleh trigger terminal TB NC dari floatless level switch dan water level control and limiter yang akan mengerjakan relay 2R5, sehingga kontak NOnya akan memberikan masukan pada I5 smart relay, dan sesuai dengan program rangkaiannya akan mengaktifkan output Q1 dan Q8 secara bersamaan, Q1 mengerjakan relay 3R1, Q8 akan mengerjakan relay 3R8 kontak NO dari relay 3R1 menjadikan lampu 2H7 menyala berkedip dan mengaktifkan kontaktor relay 4K1, kontak NO dari 3R8 akan menjadikan sirine berbunyi mengayun, dan 4K1 kontak NCnya akan memutuskan rangkaian kontrol, sehingga burner akan shut down, boiler dapat distart kembali dengan meresetnya dengan syarat level air sudah pada kondisi normal. Burner Operation Low Water Relay 3R1 Pilot Lamp 2H7 Sirine 6S4 Reset
t
Gambar 5.26 Time sequence diagram low water
107
Gambar 5.27 Rangkaian program smart relay untuk low water
5.2.6 Analisa Kerja Over Pressure Seperti tampak pada gambar 5.16, kondisi ini terjadi karena antara pembakaran yang dihasilkan burner boiler dan output penggunaan steam tidak seimbang atau lebih sedikit pemakaiannya, sehingga tekanan steam akan terus meningkat pada batasan tertentu menjadikan burner shut down demi keamanan dari bahaya ledakan, selanjutnya burner boiler akan start kembali secara otomatis setelah tekanannya turun pada batasan normal. Seperti tampak pada gambar 5.18, 5.19, 5.13 dan 5.14 mengenai rangkaian kontrol, juga gambar 5.28 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian, sinyal over pressure diberikan oleh trigger dari capacity regulator burner atau pressure switch 6PS4 yang akan mengerjakan relay 6R0 sehingga kontak NOnya akan memberikan masukan I3 smart relay dan lampu 9H8, kontak NCnya akan memutuskan rangkaian kontrol yang akan menjadikan burner shut down, secara bersamaan output Q8 akan aktif menggerakan relay 3R8 sehingga sirine akan berbunyi mengayun sebagai tanda peringatan, dengan menekan tombol reset 6S4 maka sirine akan berhenti berbunyi. .
108
Burner Operation Over Pressure Relay 6R4 Pilot Lamp 9H8 Sirine 6S4 Reset
Gambar 5.28 Time sequence diagram over pressure
5.2.7 Analisa Kerja Final Pressure Seperti tampak pada gambar 5.18 dan 5.29 mengenai gambar rangkaian kontrol, gambar 5.30 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian dan gambar 5.31 mengenai rangkaian kontrol program smart relay, sinyal final pressure diberikan oleh trigger pressure switch 9PS1, kontak NOnya akan memberikan masukan pada I4 smart relay sedangkan NCnya akan memutus rangkaian kontrol sehingga akan shut down, bersamaan dengan itu output Q4 aktif dan mengerjakan relay 3R4 sehingga lampu 4H6 akan menyala berkedip dan sirine akan berbunyi tidak terputus sebagai tanda peringatan. Agar burner bisa di start kembali keposisi normal dengan memastikan tekanan steam pada tabung boiler sudah rendah sesuai dengan parameter setting dari pressure switch 9PS1, selector switch 1S6 pada posisi reset dan tombol reset 6S4 harus ditekan seperti pada kondisi burner trouble. Final pressure adalah kondisi melebihi over pressure, kondisi ini tidak akan terjadi jika kedua alat tersebut diatas tidak mengalami kerusakan atau perubahan nilai parameter, dan burner akan shut down karena nilai tekanan steam
109
pada tabung sudah melebihi batasan nilai yang diijinkan, juga burner tidak dapat start kembali secara otomatis walaupun nilai tekanan steam mencapai nilai terendah. L11 6.9
(006)
Burner Control Unit LGK 6R0
(024)
5 (037)
(041)
(1)
Final Pressure 19,0 Kg/cm2
P
(038)
(2)
Gas Pressure Switch 9PS1
(I4)
6K7
I4 3.3
(1)
P
(3)
9PS5
14R9
(2)
(038)
I1 3.2 9H8
N Over Pressure
Gambar 5.29 Wiring control input final, over pressure, oil return piping and low gas pressure Burner Operation Final Pressure 9PS1 Pilot Lamp 4H6 Sirine 6S1 Reset 6S4 Reset
Gambar 5.30 Time sequence diagram final pressure
110
Gambar 5.31 Rangkaian program smart relay untuk final pressure
5.2.8 Analisa Kerja Oil Pressure Return Piping Seperti tampak pada gambar 5.29 dan gambar 5.32 mengenai gambar rangkaian kontrol secara lengkapnya, gambar 5.31 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian, dan gambar 5.21 yaitu rangkaian kontrol program smart relay seperti pada kondisi buner trouble, sinyal oil pressure return piping diberikan oleh pressure control digital yang terpasang pada burner boiler yang akan mengaktifkan relay 14R9, sehingga kontak NCnya akan memutus rangkaian safety chain burner control, oleh karenanya burner boiler akan shut down dengan indikasi burner trouble. Kondisi ini hanya terjadi jika burner boiler sedang beroperasi menggunakan bahan bakar solar, seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya ditandai dengan tingginya tekanan pada pipa pengembalian bahan bakar solar yang terbaca pada pressure control digital. Pada kondisi ini burner boiler akan shut down seketika ditandai seperti pada kondisi burner trouble.
111
12.9
(006)
14F1
(067)
(+) (-)
Out 1 PN 7004
Power Supply Output 24 V DC / 5 A
( 3)
14PS8
FM
IFM
IFM 14R9
PN 7003
PN 7004
N 13.8 Flow Meter Digital
Oil Pressure Display Only
Oil Pressure Control Piping Return
Gambar 5.32 Wiring control oil pressure return piping
Burner Operation Out 1 PN7004 Burner Trouble Pilot Lamp 4H5 Sirine 6S1 Reset 6S4 Reset
Gambar 5.33 Time sequence diagram oil pressure return piping
5.2.9 Analisa Kerja Low Gas Pressure Seperti tampak pada gambar 5.18 dan gambar 5.29 mengenai gambar rangkaian kontrol, gambar 5.34 mengenai diagram waktu urutan kerja rangkaian,
112
gambar 5.35 mengenai rangkaian program smart relay, sinyal gas pressure diberikan oleh gas pressure switch 9PS5 yang kontak NOnya akan memberikan masukan pada I1 smart relay yang akan mengaktifkan output Q5 selanjutnya mengaktifkan relay 3R5, dan Q8 mengaktifkan relay 3R8. Kontak NO 3R5 menyalakan lampu 4H7 secara berkedip dan mengaktifkan kontaktor relay 4K1 kontak NCnya akan memutus rangkaian pada burner control sehingga burner akan shut down, kontak NO dari 3R8 akan menyalakan sirine secara mengayun. Low gas pressure adalah kondisi gangguan ketika burner boiler sedang atau akan menggunakan gas sebagai bahan bakarnya yang disebabkan rendahnya tekanan gas pada saluran pipa utama. Pada kondisi ini jika burner boiler sedang beroperasi, maka gangguan yang akan muncul adalah seperti pada kondisi burner trouble yang akan menjadikan burner shut down seketika. akan tetapi ketika burner akan mulai distart atau sedang melakukan pembilasan maka pembilasnya akan langsung digagalkan dengan indikator pilot lamp gas pressure pada panel akan berkedip dan sirene akan menyala tidak terputus sebagai tanda peringatan. Burner Operation 9PS5 Burner 1 Trouble Pilot Lamp 4H6 Sirine 6S1 Reset 6S4 Reset
Gambar 5.34 Time sequence diagram low gas pressure
113
Gambar 5.35 Rangkaian program smart relay untuk low gas pressure
Tabel 5.1 Input dan Output Smart Relay
114
Tabel 5.2 Penomoran Kabel dan Terminal Rangkaian Kontrol
115
