MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK PENGENDALIAN FLOWRATE BAHAN BAKAR DENGAN MENGGUNAKAN VARIABLE SPEED DRIVER (VSD) DI PT. PERTAMINA UPMS IV INSTALASI PENGAPON SEMARANG Yudha Prasetyo¹, Iwan Setiawan, ST, MT.² ¹Mahasiswa dan ²Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto S.H Tembalang, Semarang Abstrak – Perkembangan teknologi pada saat ini sangat pesat. Penggunaan perangkat tambahan pada mesin-mesin listrik digunakan untuk membantu kinerja mesin tersebut supaya lebih optimal, Variable Speed Drive merupakan salah satunya. Variable Speed Drive merupakan sebuah alat yang bagiannya berupa Rectifier, DC-Link- dan Inverter. Penggunaan Variable Speed Drive sangat penting dalam Industri. Salah satu aplikasi dari VSD yaitu untuk mengatur kecepatan motor pompa. Dengan mengatur kecepatan putar motor pompa, maka laju aliran fluida ( flowrate) juga bisa diatur. Pengaturan flowrate ini sangat penting agar pada saat pengisian bahan bakar ke mobil tangki tidak terjadi eror yang disebabkan karena adanya flowrate yang terlalu besar atau terlalu kecil dari standar flowrate yang telah ditetapkan. Maka dari itu dengan adanya penambahan Variable Speed Drive sangat membantu untuk mengurangi kerugian yang disebabakn oleh ketidaktepatan volume minyak yang diisi pada mobil tangki. Kata kunci : VSD, flowrate, motor pompa
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi yang begitu pesatnya menuntut untuk adanya sistem kendali yang sangat baik untuk meningkatkan efisiensi dalam suatu pekerjaan. Sebagai contoh, pada sistem pendistribusian bahan bakar di PT.PERTAMINA UPMS IV instalasi Pengapon Semarang, telah menerapkan sistem kendali untuk mengendalikan laju flowrate yang hendak didistribusikan kepada pelanggan. Untuk menunjang sistem distribusi BBM, dalam pengoprasiannya tugas Pertamina tersebut tentunya membutuhkan sistem kendali yang baik. Untuk itu, maka dipergunakanlah Variable Speed Driver (VSD). VSD merupakan alat yang salah satu pengaplikasiannya dapat digunakan untuk mengatur kecepatan putar motor pompa. Pengaturan kecepatan putar motor pompa ini bertujuan untnuk mengendalikan flowrate bahan bakar yang akan digunakan untuk
mengisi bahan bakar ke dalam mobil tangki dalam rangka proses pendistribusian bahan bakar kepada konsumen. Pengaturan flowrate bahan bakar ini menjadi sangat penting mengingat jika flowrate yang masuk ke dalam tangki tidak sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh pihak terkait, maka akan mengakibatkan volume yang bahan bakar yang diisikan kedalam mobil tangki menjadi tidak sesuai seperti bagaimana mestinya. Volume dalam tangki bisa menjadi lebih banyak atau juga mengecil. 1.2 Tujuan a. Untuk mengetahui sistem distribusi bahan bakar. b. Untuk belajar dan memberi pengetahuan bagaimana proses pendistribusian bahan bakar di PT Pertamina. c. Untuk mengetahui bagian-bagian dari perangkat pendistribusian bahan bakar .
1.3 Batasan Masalah 1. Hanya akan dibahas mengenai sistem pendistribusian bahan bakar, untuk troubleshooting tidak dijelaskan dalam laporan ini. 2. Hanya dijelaskan bagian hardware dari sistem pendistribusian bahan bakar. II. Sistem Pendistribusian Bahan Bakar Pertamina merupakan perusahaan Negara yang bergerak di bidang pertambangan khususnya pertambangan minyak bumi.Pertamina terdapat Unit Operasi terbagi menjadi 8 unit pemasaran.Salah satu diantaranya adalah di Semarang. Pertamina Semarang hanya berfungsi sebagai tempat menerima , menimbun, dan menyalurkan BBM.
Gambar 2.1 Sistem Penerimaan, penimbunan dan penyaluran BBM
2.1 Proses Penerimaan Pada proses ini penerimaan bahan bakar dilakukan langsung dari kapal. Ketika kapal telah mendekati daratan kapten kapal akan mengirim pesan ke Pertamina untuk menyiapkan proses penerimaan dengan menyiapkan tangki timbun yang kosong. Setelah dilakukan pengecekan terhadap visual check density dan warna serta kualitas dan kuantitas BBM yang terdapat pada kapal tanker maka selang dari pompa yang terdapat di kapal dihubungkan ke SBM (single bouy mooring) yaitu Suatu alat connector yang digunakan untuk pembongkaran BBM di tanker untuk dipompakan ke tangki timbun darat
mengapung di tengah laut sekitar 6 km lepas pantai.
Gambar 2.2 SBM
selama proses penerimaan dilakukan pengecekan secara visual diantaranya density, flowrate dan volume tangki timbun. Hal-hal yang harus diperhatikan dan harus dipersiapkan pada prose penerimaan adalah: Pesiapan Penerimaan - Persiapan jalur penerimaan (MOV 047, Gate Valve) - Persiapan tangki timbun (mengukur tangki timbun) - Persiapan peralatan pengukuran penerimaan (Densitometer, Roll tape dll) Selama Penerimaan - Permeriksaan visual BBM / densitometer (labolatorium apabila di persyarakatkan) - Monitor flowrate dan volume BBM di tangki tiimbun penerima
Setelah Penerimaan
- Dilakukan pengukuran tangki timbun (kualitas BBM yang diterima) - Pemeriksaan visual BBM dan shorts test laboratorium setiap tangki penerimaan oleh petugas QQ inst. Pengapon. 2.2 Proses Penimbunan Untuk menjaga stok bahan bakar minyak berupa premium, kerosin, solar, dan pertamax. Pertamina mengadakan penimbunan yang cukup untuk memenuhi
permintaan pasar selama minimal 10 hari, bila stok kurang dari 10 hari maka hal itu merupakan lampu merah untuk bagian Penimbunan dan Penyaluran. Apabila hal ini terjadi maka bagian PP akan melakukan permintaan pengiriman pengirman BBM ke pertamina pusat. Kemudian dari pertamina pusat akan mengirim minyak yang berasal dari unit pengolahan cilacap melalui kapal tangker. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam proses penimbunan adalah. Dilakukan rutin check pengukuran tangki timbun Pemeriksaan rutin visual BBM Density dan Temperatur(laboratorium test apabila di persyaratkan) Pemeriksaan Short Test di Laboratorium Unit Produksi Pelumas Cilacap setiap 3 bulan sekali (Laboratorium yang sudah terakreditasi oleh KAN.
Gambar 2.3 Tangki timbun
2.3 Sistem Penyaluran BBM Dalam struktur organisasi di pertamina bagian Penerimaan dan penimbunan yang menentukan tanki timbun mana yang akan dijual untuk masing-masing jenis BBM. Setiap hari unit ini akan mengeluarkan laporan mengenai persediaan BBM yang ada di tanki timbun. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah Persiapan penyaluran Persiapan Jalur Pipa penyaluran Persiapan tanki timbun yang disalurkan Persiapan pompa yang digunakan
Persiapan Filling Shed yang digunakan Filling shed adalah sebuah rumah yang digunakan untuk pengisian minyak kedalam mobil tanki. Didalam filling shed ini terdapat meter arus dan loading arm. Loading arm sendiri adalah suatu system pipa fleksibel yang menjadi lengan pengisi yang menghubungkan pipa penyaluran dengan mobil tanki menggunakan quick coupling.
Gambar 2.4 Filling shed
Pengambilan sample di pipa pompa untuk pemeriksaan visual check density dan temperature sebelum disalurkan. Selesai pemriksaan visual check, sample tiap produk disimpan di laboratorum Selama penyaluran Setelah 30 menit dilakukan pemeriksaan visual check setiap produk yang disalurkan (siapkan Test Report untuk Indsustri) Pemeriksaan visual BBM density dan temperature setiap 2 jam sekali Check flowrate di meter arus setiap saat Check ketinggalan BBM terhadap ijik bout Mobil Tanki Check kandungan Air di dasar Mobil Tanki dengan menggunakan Pasta Air Lakukan penyegelan di Manhole, Quick Coupling dan Box untuk jaminan mutu Di Pertamina juga terdapat beberapa pompa untuk proses penyaluran bahan bakar ke filling shed. Setiap jenis bahan bakar memiliki pompa sendiri dengan kapasitas yang berbeda dalam penyaluranya.
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memberi tekanan pada cairan agar dapat mencapai tempat tertentu dengan kecepatan aliran sesuai yang diharapkan. Salah satu pompa yang berada di PT. Pertamina UPMS IV Instalasi Pengapon adalah pompa produk, pompa ini digunakan unuk mengalirkan BBM dari tangki timbun menuju filling shed untuk kemudian disalurkan ke mobil tanki. Setiap produk memiliki pompa yang berbeda untuk menghindari tercampurnya BBM yang dipompa.. Produk yang ada PT Pertamina (persero) UPMS IV instalasi pangapon: a. Pertamax - 1 Unit kapasitas 500 GPM b. Pompa Pemium - 2 Unit kapasitas 420 GPM - 2 Unit kapasitas 500 GPM c. Pompa Kerosine - 1 Unit Kapasitas 420 GPM - 2 Unit Kapsaitas 500 GPM d. Pompa solar - 1 Unit Kapasitas 420 GPM - 3 Unit Kapasitas 500 GPM - 2 Unit Kapasitas 1500 GPM e. Pompa Feed Stock - 2 Unit kapasitas 500 GPM f. Pompa Cadangan - 2 Unit Kapasitas 420 GPM - 1 Unit Kapasitas 500 GPM
Gambar 2.5 Pompa Produk
Pompa-pompa ini setiap harinya tidak beroprasi semua hanya 3-4 pompa yang beroprasi sesuai kebutuhan BBM.
III. PENGENDALIAN FLOWRATE DENGAN MENGGUNAKAN VARIABLE SPEED DRIVER (VSD) 3.1 Komponen Penyusun 3.1.1 Variable Speed Driver (VSD) VSD atau Variable Speed Drive adalah suatu alat kontrol yang digunakan untuk mengatur kecepatan putar dari sebuah motor AC agar dapat berputar dengan kecepatan yang diinginkan. VSD ini biasa banyak dijual bebas di pasaran dan digunakan sebagai alat kontrol motor AC 3 phasa dalam industri. Rangkaian dalam VSD pada umumnya terdiri dari sebuah rectifier untuk mengubah masukkan dari tegangan AC menjadi tegangan DC, sebuah inverter untuk merubah kembali tegangan DC menjadi tegangan AC dengan frekuensi yang diinginkan, serta sebuah rangkaian driver untuk mengontrol inverter agar dapat bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan. Inverter dalam VSD berfungsi untuk mengontrol nilai frekuensi dari sinyal tegangan output AC yang keluar dari VSD. Sedangkan kecepatan putar dari motor AC bergantung pada nilai frekuensi sinyal tegangan AC yang masuk ke dalam motor. perkotaan, serta daerah pedesaan.
Gambar 3.1 VSD ABB tipe ACS550-01
3.1.2 Pompa Pada PT PERTAMINA UPMS IV Semarang, jenis pompa yang digunakan adalah pompa dengan tipe sentrifugal.
berisi tentang 16 digit angka yang berbedabeda
Gambar 5.9 Pompa
3.1.3 MOXA NPORT 5600 platform tunggal untuk berkomunikasi dengan protokol serial yang berbeda yang sedang digunakan di seluruh jaringan yang ada. Alat ini memudahkan untuk membuat aplikasi untuk mengkonversi antara protokol serial yang berbeda. Misalnya untuk menghubungkan RS-232, RS-422/485 , atau RS-232/422 / 485 ke perangkat lain seperti PLC, meter, dan sensor-ke Ethernet Gambar 3.2 MOXA NPORT 5600
(a) (b) Gambar 3.3 (a) I-button (b)Probe I-reader
3.1.6 PLC PLC (Programmable Logic Control) pada dasarnya adalah sebuah computer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variable secara kontinu seperti pada sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja Pada Sistem ini PLC digunakan untuk mengatur VSD.
3.1.4 Hub Hub adalah istilah umum yang digunakan untuk menerangkan sebuah central connection point untuk komputer pada network. Fungsi dasar yang dilakukan oleh hub adalah menerima sinyal dari satu komputer dan mentransmisikannya ke komputer yang lain Gambar 3.4 PLC Scneider
3.1.5 I-button . I-Button adalah chip komputer tertutup dalam stainless steel setebal 16mm . Sebuah iButton menggunakan stainless steel “can” sebagai interface komunikasi elektronik. Masing-masing dapat memiliki data kontak, yang disebut “lid”, dan salah satu kontak ground, yang disebut “base”. Untuk membaca I button cukup dengan menyentuhkan I- button ke I-reader. Dengan begitu I-button dapat terbaca. Setiap I-button
3.1.7 Flowmeter Flowmeter adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur flowrate cairan, suhu dan lain sebagainya, Namun pada sistem
ini
mengukur
alat
ini
flowrate
digunakan bahan
bakar
untuk yang
dikontrol. Pada PT PERTAMINA UPMS IV
Instalasi Pengapon flow meter yang dipakai merupakan produk buatan AH dan SATAM
Gambar 3.5 Flowmeter AH
3.1.8 HMI Human Machine Interface (HMI) atau sering juga disebut dengan Man Machine Interface (MMI) adalah software yang digunakan untuk memonitor dan mengontrol mesin atau proses di suatu pabrik. Dalam dunia otomasi industri, HMI diinstall pada komputer desktop, sebelum menggunakannya harus membuat aplikasi (project) terlebih dahulu sesuai dengan fungsi yang diinginkan
Gambar 3.6 HMI kinerja VSD Premium
3.2 Skema Sistem Tangki Timbun 1
Tangki Timbun 2
Cara kerja sistem ini adalah pertama operator yang berada pada control room member masukan setpoint berupa nilai flowrate yang diinginkan. Untuk memulai proses pengisian bahan bakar ke dalam mobil tangki digunakanlah I-button sebagai trigger untuk mengaktifkan proses pengisian bahan bakar ke dalam tangki. Ketika Ibutton di tempelkan pada probe I-reader, Ireader akan mendeteksi adanya I-button yang ditempelkan. Kemudian I-button akan mengirim data. Data tersebut akan dikirim ke bagian control room melalui jaringan fiber optic. Sebelum itu data melewati media converter agar data yang dikirm tadi bisa disalurkan lewat fiber optic. Disini fiber optic merupakan backbone dalan sistem ini. Selain itu data juga dikirim ruang genset melalui komunikasi wireless. Di PT PERTAMINA UPMS IV ini komunikasi wireless yang dipakai adalah dengan merk ALCON buatan Taiwan. Setelah data diterima receiver yang berada pada ruang genset, maka data tersebut akan langsung di olah oleh PLC yang ada pada ruang genset. Kemudian PLC itulah yang mengendalikan VSD. Oleh VSD informasi yang diberikan oleh PLC tadi digunakan untuk mengatur kecepatan aliran pompa untuk mengalirkan bahan bakar. Dengan begitu flow rate yang dihasilkan berubah- ubah bergantung dari sinyal keluaran dari VSD
Tangki Timbun 3 Hub
P-4
3.3 Data Flow Sistem
P-5
Pump 1
Pump 2
Pump 3 Client VSD
VSD RUANG GENSET
Kir im
Da
ta
MOXA
1 GROSS TOTAL 2.PRESET 3.FLOWRATE 4.TOTALIZER
MOXA FLOWMETER SOLAR MONICA SERVER 1.FLOWRATE 2.STATUS BUTTON
1.16 DIGIT CODE BUTTON
Hub
Hub
Fiber Optik
HMI VSD 1.AMBIL FLOWRATE RERATA PRODUK 2.COMPARASI RERATA DG SETPOINT 3.MEMERINTAH PLC MELAKUKAN REAKSI SESUAI HASIL COMPARASI
Media Coverter
Server CONTROL ROOM
Gambar 3.7 Skema Sistem Pengontrolan Flow rate Motor Pompa
dengan VSD
PLC 1.MENGIRIM SIGNAL START VSD 2.MENERIMA STATUS VSD 3.MENYESUAIKAN KEC POMPA SESUAI SETPOINT
Gambar 3.8 Dataflow proses
Ketika I-button reader membaca adanya Ibutton yang terdeteksi oleh prob I-button, maka informasi tersebut akan dikirim ke “monica server”. Setelah data sampai pada server maka pengisain BBM segera dimulai. Pada proses pengisian pun akan dimulai, flowmeter akan mengirim informasi tentang flowrate yg keluar dari selang ke server. Kemudian oleh server informasi tersebut di teruskan ke server HMI VSD. Pada server tersebut, hasil pengukuran flowrate yang dilakukan oleh flowmeter akan dibandingkan dengan setpoint yang telah diatur. Kemudian server akan memberi perintah kepada PLC sesuai dengan hasil komparasi. Kemudian PLC akan meneruskan informasi ke VSD untuk mengatur kecepatan motor pompa agar flowrate yang dihasilkan sesuai dengan setpoint yang diinginkan. IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Pada dasarnya sistem pengaturan flowrate ini digunakan agar volume bahan bakar yang diisikan pada mobil tangki sesuai. 2. Pada sistem ini, setiap jenis bahan bakar menggunakan set point flowrate yang berbeda beda , 3. Penentuan nilai setpoint dari masingmasing jenis bahan bakar dilakukan oleh Badan Metrologi dengan menggunakan metode trial-error 4. Pengaturan- pengaturan berbagai nilai set point dapat dilakukan dari control room, tanpa harus menuju ke lapangan.
DAFTAR PUSTAKA [1] ACS 550-01 User Manual book [2] http://wiratamama.com/content/view/64/1/ [3] http://www.maximic.com/products/ibutton/ibuttons/ [4] www.google.com
BIODATA PENULIS
Yudha Prasetyo (L2F607057) dilahirkan di Palembang 05 Oktober 1989, menempuh seluruh pendidikan dari SD sampai SMA di Semarang dan saat ini sedang melanjutkan studi S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang konsentrasi Kontrol.
Semarang, Maret 2011 Mengetahui dan Mengesahkan, Dosen Pembimbing
4.2 Saran 1. Maintenance dari sistem ini harus dilakukan secara berkala mengingat sistem ini merupakan sistem yang sangat vital pada PT PERTAMINA UPMS IV Instalasi Pengapon agar sering tidak terjadi trouble yang tentunya sangat menghambat pendistribusian bahan bakar ke masyarakat umum. 2. Dalam pengendalian flowrate dapat menggunakan metode control yang lain agar lebih stabil.
Iwan Setiawan, ST,MT NIP. 197308262000121001