Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
ISSN 1411-1349
SISTIM INTERLOCK MESIN BERKASELEKTRON GJ-2 Nada Marnada PAIR-BATAN.. PPTA PasarJum 'aJJakorta
ABSTRAK SISTEM INTERLOCK MESIN BERKAS ELEKTRON G.J-2. Sebagai suatu instalasi iradiasi. mesin herkas elektron (MBE)juga harus mendopat perla/aJanyang soma tentang aspek keselamatannya seperti halnya instalasi iradiasi lain yang menggunakan radionuldida. Ada tiga aspek keselamalan yang harus diperhatikan di dolam instalasi terhadap bahaya radiasi don kerusakan. Kerusakan yang dimaksud adalah kerusakan mesin don sampel karena teljadi kegagalon dalam sistem pengoperasian. Patio MBE GJ-2 (huatan Cina) aspek-aspek keselamaton tersebul dijaga denganpemasangan sistem inlerlockpada mesin tersebut yang terdiri dari duo belas parameter kerja. Setiap interlock terdiri daTitranduser yang mengontrol sebuah saldar. relay magnetik. don indikotor interlock baik yang dopat dilihat maupun yang dopat didengar. Selain itu untuk mendopatkan keandalon yang lebih baik pada setiap sistem interlock diterapkan metoda redundansi. terutama patio pengoperasian tegangan tingginyQ.
ABSTRACT INTERLOCK SYSTEM OF ELECTRON BEAM MACHINE GJ-2. As an irradiation installation facility. the electron beam machine (EBM) irradiationfaci/ity which use radionucJideas radiation source. There are three safety aspects to be considered in the facility i.e the safeties far huma. machines. and samples to he irradiated The safety aspect far human is to the radiation hazard and the safety aspectfor machine and sample is to the damage as the result of operatingfailure./n the EBM GJ-2 (made in china) twelve interloct system parameter are installed to keep all of the safety aspects. Each interlock system consist transducer that controls a certain switch, a magnetic relay. and visible and audible interlock indicators To improve tbe reliability of interlock systems a method called redudancy method is applied to the systems of operation of high voltage
PENDAHULUAN
M
esin berkas elektron (MBE) adalah suatu peralatan listrik dan (elektronik) yang mempercepat elektron basil pemantuan sebuah filamen. dengan medan listrik dari beds potensiaI . atau tegangan yang relatiftinggi sehingga diperoleh elektron berenergi energi. Elektron tersebut kemudian digunakan untuk meradiasi sampel percobaan. Dengan demikian MB~ dapat juga dikatakan sebagai sumber radiasi yang dioperasikan pada tegangan tinggi. Karena itu, sebagai sumber radiasi MBE harus pula mendapat perlakuan yang sarna sepeni fasilitas iradiasi lainnya dalam hat penanganan aspek-aspek kese)amatan. Terlebih lagi, MBE harganya relatif mahal dan aplikasinya fuss. Sehingga selain aspek keselamatan karena radiasi, aspek keselamatan mesin dan sam pel karena kegagaIan operasi harus pula diperhatikan. Jadi pads instalasi iradiasi slat ads tiga aspek keselamatan yang harus diperhatikan yaitu keselamatan untuk orang, mesin, dan sampel (terutama sarnpel yang harganya mahaI). Untuk mendapatkan keandalan basi sistem keselamatan suatu instalasi MBE maka perlu diterapkan bagian dari filosofi keseJamatan pads instalasi tersebut yang disebut metode redudansi SISTEM INTE~U)CK MESlfrBERKAS-ELEKTRON GJ-2 Nada Mardada
yaitu penggunaan lebih dari jumlah minimum parameter-parameter yang diperlukan untuk mendapatkan fungsi keselamatan yang lebih baik. Kerj a parameter-parameter tersebut dapat dikoordinasikan dalam suatu sistem yang disebut sistem interlock. Pada MBE GJ-2 yang dimiliki BATAN, PAIR, juga digunakan sistem interlock untuk menjaga aspek-aspek keselamatan dalam pengoperaniannya. Parameter-parameter keselamatan dalam sistem interlock tersebut berupa parameter yang dapat dilihat (visible: misaInya lampu), parameter yang dapat didengar (audible: misalnya be) alarm), parameter fisika, dan parameter listrik. Serous fungsi parameter tersebut diintegrasikan di dalam suatu relay magnetik untuk menunjukkan status interlock yang bersangkutan.
SPESIFIKASI MBE GJ-2 Pads tahun 1993 BATAN membeli sebuah MBE dari China yang diresmikan pemakaiannya oleh Presiden Soeharto pads tanggaI 24 Januari 1994 di PAIR, Jakarta Mesin ini dapat dikatakan sebagai pelengkap MBE yang telah dimiliki sebelumnyayaitu MBE EPS-300 dengan energi dan arus berkas elektron maksimum masing-masing 300 keV dan 50 mA. Tetapi, karena energi elek1ron ini relatif rendah maka pemakaiannya terbatas hanya untuk pemrosesan suatu permukaan sarnpel, 34
ISSN 1411-1349
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
seperti laminating daD coating. Sedangkan MBE yang baru dibeli tersebut mempunyai energi maksimum 2 MeV. Karena energi ini cukup tinggi maka pemakaiannya akan menjadi lebih luas walaupun di negara China sendiri jenis MBE ini dipakai hanya khusus untuk iradiasi kabel. Spesifrkasi teknik MBE tenebut sbb.: 1. Nama: MBE G]-2 (G]= gao jia: high voltage accelerator) 2. TIpe:Dynamitron. dengan gas isolator berupa campuran gas CO2 dan N2 3. Energi elektron::O.7 - 2.0 MeV, dapat diatur secara kontinyu 4. Arus berkas elektron: 0 - 10 mA, dapat diatur secara kontinyu 5. Lebar pemayar (scanner): 80 120 em. dapat diatur secara kontinyu 6. Daya maksimum: 20 kW 7. Sistem pendingin: - Air. tekanan 2.5 - 2.8 kglcm2 temperatur lebih rendah daTi20°C laju aliran 13ton.1am kandungan garam lebih rendah dati 1.75x1o.3gIL
-
- Udara PARAMETER-PARAMETER INTERLOCKMBEGJ-2
.
Di dalam instalasi MBE G]-2 dipasang dua belas parameter interlock yang berfungsi menjaga aspek-aspek keselamatan yang terdiri dari keselamatan orang, keselamatan mesin, dan keselamatan sampel. Keselamatan orang meliputi keselamatan operator, peneliti, atau publik yang berada di dalam atau di sekitar instalasi terhadap bahaya radiasi yang timbul daTiinteraksi antara elektron dengan metal yang ditumbuknya atau terhadap elektron itu sendiri. Keselamatan mesin perlu diperhatikan karena MBE beroperasi pada tegangan yang relatif tinggi dan mempunyai komponen-komponen yang mahal. Sedangkan keselamatan sampel perlu diperhatikan, terutama sampel yang harganya mahal, terhadap dosis radiasi yang berlebihan karena kegagalan si stem tranportasinya (konveyor). Kedua bel as parameter interlock tersebut adalah pintu-pintu ruang iradiasi das ruang akselerator (door inter-lock open) kotak/tombol pengaman masuk ruang iradiasi .(process area emergency)
kotakltombol pengaman masuk roang akselerator (accelerator room emergency)
Presiding pertemuan dan Presentasi IImiah TeknologiAkselerator dan Aplikasinya Vol.1 No.1 Juli 1999: 34-42
air pendingin pompa turbo (no turbo molecular pump cooling) air pendingin tangki (no tank cooling) air pendingin osilator (no oscillator cooling) udara pendinginjendela pemayar (no window air flow) tegangan tinggi/pemercepat (over voltage) tekanan ruang pemercepat (poor vacuum) peralatan transportasi (conveyor fault) Dari kedua belas parameter interlock di atas tiga yang pertama berfungni untuk keselamatan orang daD satu yang terakhir berfungsi untuk keselamatan sampel. Sedangkan sisanya berfungni untuk keselamatan mesin. Pada mej a kontrol masing-masing parameter di atas ditampilkan dengan lampu 24 volt
berwama kuning yang disusundalam dua baris. Padasetiapbaristerdapatenamlampu.]ika teljadi kegagalan pada salah satu atau lebih fungsi interlock maka lampu indikator interlock yang bersangkutan akan menyala. MBE dapat dioperasikanjika semualampuindikatorinterlock padam. PRINSIP KERJA MASING-MASING PARAMETER INTERLOCK MBE GJ-2 Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada MBE G]-2 dipasang dua belas parameter interlock untuk menjaga aspek-aspek keselamatan.Pada bab ini dijelaskan prinsip kerja masing-masing interlock tersebut secara detail. Pada umumnya setiap interlock terdiri daTisaklaryang dioperasikan oleh suatu tranduser, relay magnetik, peralatan atau parameter yang harus diinterlock, daD indikator interlock baik yang visible maupun yang audible. Saklar tersebut menghubungkan kontaktor relay magnetik dengan tegangan 220 volt sehingga merubah kondisi lidah-lidah saklar di dalam relay magnetik dati terbuka menjadi tertutup atau sebaliknya. Door Interlock Open (DIO) Interlock DIO berfungsi untuk mengontrol kondisi pintu-pintu roans iradiasi daD roans akselerator yaitu dalam kondisi tertutup utau terbuka. ]adi interlock DIO menjaga keselamatan orang dati bahaya radiasi yang keluar atau mencegah orang masuk ke ruang-roang tersebut selama MBE beroperasi. Setiap pintu mengoperasikan relay mekanik sebagai saklar yang kondisinya menutup jika pintu ditutup. Di dalam sistem interlock DIO relay-relay mekanik relay magnetik interlock DIO dengan tegangan 220 volt. Relay magneuk ini mempunyai tiga lidah saklar di dalamnya. Lidah saklar pertama menghubungkan, 35
Volume 1 Nomor 1 Ju6 1999 lampu indikator interlock DIO dengan tegangan 24 V. lidah saklar kedua menghubungkan sakJaralarm (dan bel alarm) interlock dengan tegangan 24 volt, dan lidah saklar ketiga (tersusun secara seri dengan sembilan lidah saklar relay magnetik sistem interlock lainnya) menghubungkan osilator dengan tombol tegangan tinggi. Dalam kondisi normal yaitu jika satu atau lebih pintu-pintu terbuka. dUBJidah Saklar yang pertaIna menutup dan lidah saklar ketiga membuka. Interlock DIOmenampilkan kondisi sbb.: lampu indikator interlock DIOmenyala. bel alarm interlock berbunyi. clan tegangan tinggi tidaledapat dioperasikan. maka kondisi yang ditampilkan adalah kondisi kebalikaMya. Diagram skematik sistem interlock DIOditunjukkan pads gambar 1.
-
Prosess Area Emergency (PAE) Sarnaseperti interlockDIO, sistem interlock PAE juga berfungsi untuk menjaga keselamatan orang yang masuk ke roans iradiasi dengan menyediakan kotak emedensi (emergency box) di daJamnya. Selain kotak emedensi. bagian sistem interlock PAE lainnya adaJah relay magnetik, daD indikator interlock. Diagramskematik sistem interlock PAE dapat dilihat pada gambar 2.
Untuk menjaga keselamatan orang/ operator/ peneliti yang daJam ruang tersebut harus menekan tombol emeJjensi lebih dahulu yang terdapat pads kotak emeriensi. Penekanan tombol emeJjensi mengakibatkan hubungan kontaktor relay magnetik interlock PAE dengan tegangan 220 volt terputus. Kondisi yang tedadi adalah saklar tombol reset kotak emeljensi terbuka, lampu indikator interlock PAE menyala karena lidah saklar pertama relay magnetiknya menutup, bel alarm interlock berbunyi karena lidah saklar kedua relay magnetik menutup. Jidah saklar ketiga relay magnetik membuka, lampu merah (6.3 volt) pada kotak emeljensi menyala tanda aman berada di ruang iradiasi, lampu hijau (6.3 volt) pada kotak emeljensi padam, dan tegangan tinggi tidak dapat dioperasikan karena lidah saklar ke enam (yang disusun secara seri dengan sembilan lidah sakJar sistem interlock lainnya) relay magnetik membuka. Setelah selesai melakukan kegiatan di dalam roans iradiasi orang tadi harus menekan tombol reset yang berada pads kotak emeljensi sebelum keluar. Perubahan status yang teljadi pada siteem interlock PAE adalah keadaan sebaliknya daTi keadaan di alas setelah kontaktor relay SISTEM INTERLOCK MESIN BERKAS ELEKTRON GJ-2 Nada Mardada
ISSN 1411-1349. magnetiknya terhubung dengan tegangan 220 volt daD MBE siap dioperasikan (kedua pintu ruang iradiasi tertutup). Accelerator Room Emergency (ARE) Prinsip keda sistem interlock ARE adaJah persis sarna dengan prinsip keda sistem ineerlock PAE. Fungsinya pun sarna yaitu untuk menjaga keselamatan orang terbadap bahaya radiasi. Hanya saja sistem interlock ARE adalah untuk keselamatan orang/operator/peneliti yang akan masuk ke roang akselerator daD Jampu indikator interlock yang ditampilkan pads meja kontrol adalah lampu ARE. Diagram skematik sistem interlock ARE dapat dilihat pads gambar 3 daD prinsip keljanya dapat dibaca pads penjelasan sistem interlock PAE. NO Turbo Molecular Pump Cooling (NTMPq Sistem interlock NTMPC adalah salah satu interlock yang berfungsi menjaga keselamatan bagian dari MBE yaitu pompa turbo yang harganya relatifmahal dan memerlukan airpendingin selama beroperasi. Karena itu diperlukan sistem pendingin yang sesuai spesifikasinya. Sistem interlock ini terdiri dari relay aliran air yang mengatur sakJar yang menghubungkan kontaktor relay magnetik interlock NTMPC dengan tegangan 220 volt, relay magnetik, indikator interlock, daD sakJar pada meter vakum yang diatur oIeh kondisi kevakuman di daJam ruang pemercepat. Prinsip kerja sistem interlock NTMPC sbb.: Jika terdapat air pendingin dengan debit aliran sesuai dengan spesifikasinya mengalir pada relay aliran air maka sakJar yang dioperasikannya akan menutup. Karena saklar menutup maka kontaktor relay magnetik interlock NTMPC akan terhubung dengan tegangan 220 volt sehingga merubah kondisi lidah-lidah sakJamyamenjadi: lidah sakJar pertaIna membuka maka lampu indikator interlock NTMPC padam, lidah saklar kedua membuka maka bel alarm interlock tidak berbunyi, dan lidah saklar ketiga menutup maka sumber days pompa turbo siap dioperasikanjika kevakuman di daJam ruang pemercepat telah mencapai orde 10.5torr. Meskipun sudah ada air pendingin pompa turbo belum dapat dioperasikan jika kevakuman belum mencapai orde terbebut di atas Tingkat kevakuman diukur dengan ion gauge sebagai tranduber yang mengatur kondibi saklar yang diberi dengan lidah saklar ketiga relay magnetik interlock NTMPC. SakIar terbebut akan membuka jika kevakuman masih di bawah orde 10.5torr. Kondisi yang ditampilkan adalah kondisi sebaliknya dari 36
Volume 1 Nomor1 Juli 1999 kondisi di alaSGambar 4 memperlihatkan diagram skematik sistem interlock NTMPC. No Tank Cooling (NTq Untukmenyatakan adaatau tidak adanya air pendingin yang mengalir pada tangki akselerator maka dipasang relay aliran air (water flow relay) sebagai tranduser yang mengoperasikan saklar yang menghubungkan kontaktor relay magnetik sistem interlock NTC dengan tegangan 220 volt. Bagian di daIam tangki akselerator yang mendapat pendingin air tersebut adaIah trafo tegangan tinggi yang menirnbuJkanpanas selama mesin beroperasi. Jadi sistem interlock NTC berfungsi sarna seperti sistem interlock NTMPC yaitu untuk menjaga keselamatan bagian mesin dari MBE. Prinsip kelja sistem interlock NTC dapat dijelaskan dengan diagram skematiknya pada gambar 5 ,Jika terdapat air pendingin yang cukup maka saklaryang dioperasikan relay aliran air akan menutup sehingga relay magnetik bekelja Relay magnetik tersebut akan merubah kondisi interlock NTC menjadi larnpuindikator interlockNTC padarn karena lidah saklar pertamamembuka, dan bel alarm interlock tidak berbunyi katana lidah saklar kedua membuka, dan tegangan tinggi dapat dioperasikan kaTana lidah saklar ketigamenutup No OscillAtor Cooling (NOC) Sistem interlock NOC termasuk interlock yang menjaga aspek keselamatan bagian mesin dengan menyediakanpendingin air basi komponen . osilator yang metmerlukannya yaitu trioda. Osilator adaIah pembangkit daya frekuensi tinggi basi MBE. Pada sisteminterlock ini digunakan pengontrol tekanan yang dihubungkan dengan kontaktor AC trioda. Pengontrol tekanan tersebut melihat tekanan yang terdapat pada -water relayyang mengoperasikansaklar yang menghubungkan kontaktor relay magnetik sistem interlock NOC dengan tegangan 220 volt Jib tekanan air pendingin memenuhi syarat maka statusyang teljadi padasistem interlockNOC adalah trioda akan bekerja (osilator dapat dioperasikan), lampu indikator interlock NOC padam, daD bel alarm tidak berbunyi karena relay magnetik bekelja setelah terhubung dengan tegangan 220 volt. Sedangkan jika tidak ada air pendingin atau ada tapi tekanannya tidak memenuhi maka yang akan teljadi adaIah keadaan sebaliknya Diagram sketatik sistem interlock NOC ditunjuld.-anpada gambar 6
Pro siding Pertemuan dan Presentasi IImiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol.1 No.1 Juli 1999: 34-42
ISSN 1411-1349 No Window Air Flow (NWAF) Berbeda dengan pendingin tiga sistem interlock di atas, pada sistem interlock NWAF digunakan udara sebagai pendingin -vindow- yaitu bagian daTi sistem vakum MBE tempat berkas elektron dikeluarkan atau dapat juga dikatakan sebagai pembatas antara ruang vakum dengan ruang atmoofir. Karena -window- selalu ditumbuk elektron salama MBE beropersi maka permukaannya menjadi panas sehingga diperlukan pendingin sistem interlock MWAF juga termasuk sistem interlock yang menjaga aspek keselamatan basi mesin. Sistem interlock NWAF terdiri dari saklar yang dioperasikan dengan tekanan udara yang dihembuskan oleh blowier relay magnetik daD indikator interlock saklar tersebut menghubungkan kontaktor relay dengan tegangan 220 volt. Jika tekanan udara memenuhi maka saklar akan menutup daD relay magnetik interlock NWAF bekelja merubah kondisi sistem interlock NWAF menjadi tegangan tinggi dapat diopersikan kaTana lidah saklar pertama menutup. lampu indikator interlock NWAF padam kaTana lidah saklar kedua membuka yang berarti memutuskan hubungan NW AF dengan tegangan 24 volt, daD bel alarm indikator interlock tidak berbunyi kaTana terputus hubungan dengan tegangan 24 volt akibat lidah saklar ketiga membuka Diagram skematik sistem interlock NW AF ditunjukkan pada gambar 7 No Scanning (NS) Sistem interlock NS berfungsi untuk mengontrol besar arus Hstrikyang mengalir pada scanner (pemayar) MBE agar tidak lebih rendah dari arus minimum selama mesin beroperasi. Arus ' dengan besar minimum tertentu diperlukan untuk menjaga agar tidak terjadi kegagalan pad a pengopersian scanner yaitu timbulnya panas yang berlebihan kaTana tumbukan elektron pada bagian-bagian dinding scanne. Untuk itu diperlukan sistem interlock NSyang menjagaaspek keselamatan bagian mesin. Besar arus minimum atau yang diinterlockkan basi scanner MBE GJ-2 adalah 1.1.A. Sistem interlock NS terdiri dati saklar magnetik yang pengoperasiannya ditentukan oleh besar arus yang mengaHr pada scananer saklar magnetik interlock NS daD indikator interlock. Saklar magnetik yang membuka atau menutupnya diatur oleh besar arus scanner tersebut menghubungkan kontaktor relay magnetik interlock NS dengan tegangan 220 volt Diagram 37
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
ISSN 1411-1349
skematiksisteminterlock NS diperlihatkanpada gambIT8. Jika arusyang mengalirpadascanner lebih besaratau sarnadengan1.I.A. maka relay magnetik interlock NS bekelja merubahkondisi
maka relay magnetik bekerja. ditampilkan sbb.:
lampu indikator interlock OC menyala karena
interlock NS menjadi Jampu indikator interlock NS padam karena lidah saklar pertamamembuka
fidah saklar kedua membuka,
bel alarm interlock berhunyi karena lidah sakJar ketiga membuka, tegangan tinggi berhenti heroperasi karena lidah saklar keempat, yang merupakan salah satu dari sepuluh lidah saklar yang disusun seri membuka, clan lidah saklar pertama menutup. Lidah saklar pertama, karena menutup, menghubungkan kontaktor relay magnetik dengan tegangan 220 volt sehingga mempertahankan kondisi -over current-. Kondisi ini bertujuan untuk memberi kesempatan melakukan perbaikan atau mencari penyebab teljadinya -over cuurent- barn kemudian direset ke kondisi normal.
bel alarm interlock tidak berbunyi karena lidah saklar keduamembuka, clan
tegangantinggi dapat dioperasikankarena lidah saklar ketigamenutup Kondisi sebaliknya teljadi jika arus yang mengalir pada scanner lebih keeil dari I. I.A. Over Corrent (OC) Sistem interlock OC berfungsi untuk mengontrolbesar arus daya (pover current) agar tidak melebihi bails maksimum yang telah ditentukan kegagalan pada pengortrolan ini akIn mengakibatkan kerusakan pada beberapa komponen MBE, seperti filamen tabung pemercepat Scanner dan sistem vakum karena itu perlu dibuatkan sistem interlock OC untuk menjaga agar tidak terjadi kerusakan pada komponen-komponen tersebut. Pada sistem interlock OC yang menjadi pengotrol arus adalah relay arus (current relay) yang salah satu kaki kontaktomya dihuhungkan dengan arus dari akslerator clan kaki yang lain dihubungkan dengan meter arus -power current-. Relay arus mempunyai satu lidah sakJar yang menghubungkan kontaktor relay magnetik interlock OC dengan tegangan 220 volt. Diagram skematiksistem interlock OC ditunjukkan pada gambdr 9. Prinsip kerja sistem interlock OC sbb.: Jika arus total dapat dilihat pada meter -power current-) yang masuk ke kontaktor relay arus Jebihkecil dari 15 mA (batas maksimum) maka kondisi lidah saklar relay tersebut tetaP terbuka sehingga relay magnetik interlock OC tidak bekelja. Pada kondisi seperti ini: Jampu indikator interlock OC padam karena
lidahsaklarkeduatetapterbuka, . bel alarmtidakberbunyikarena lidah saklar ketiga tetap terbuka, tegangan-tinggi tetap beroperasi karena lidah saklar keempat tetaP tertutup. clan lidah saklar pertama, yang menghubungkan salah satu kaki kontak1or dengan tegangan 220 volt, tetap terbuka. Sedangkan, jika arus total yang memasuki kontaktor relay arus melebihi batas arus maksimum maka relay tersebut akan menutup lidah saklarnya. Karena saklar ini menghubungkan kontaktor relay magnetik interlock OC dengan tegangan 220 volt
Over Voltage (OY) Sistem interlock OV berfungsi untuk mengontrol tegangan tinggi selIma MBE beroperasi agar bails maksimumnya tidak terlampaui. Sistem interlock OV juga merupakan sistem yang menjaga aspek keselamatan mesin karena tegangan tinggi yang berlebihan. Pada sistem interlock OV terdapat komponen proteksi tegangan tinggi OVR (over voltage protektor), relay magnetik, clan indikator interlock. OVR berfungsi mengatur kondisi saklar yang menghubungkan relay magnetik dengan tegangan 220 volt. Dalam keadaan normal yaitu tegangan tinggi masih di bawahbatas maksimum kondisi yang diberikan oleh sistem OV adalah lampu indikator interlock OV padam karena fidah saklar kedua relay magnetik intrlock OV terbulal, bel alarm interlock tidak berbunyi karena lidah saklar ketiga relay tersebut terbuka, tegangan tinggi tetap beroperasi karena lidah sakJar keempat tertuttJp. clan
-
lidah saklar pertamanya, yang menghubungkan kontaktor relay magnetik tersebut dengan tegangan 220 volt, membuka. Sedangkan dalam keadaan tidak normal yaitu tegangan tinggi melebihi baw maksimum yang telah ditentukan maka OVR akIn menutup saklarnya sehingga relay magnetik interlock OV beketja. Akibatnya lampu indikator interlock OV menyala karena lidah saklar keduanya menutup. bel alarm interlock berbunyi karena lidah sakJar ketiganyamenuttJp,daD tegangan tinggi berhenti bekelja karena lidah sakJar keempatnya membuka.
SISTEMINTERLOCKMESINBERKASELEKTRONGJ-2 Nada Mardada
Kondisi yang
38
ISSN 1411-1349
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
Untuk memberi kesempatan melakukan perbaikan atau mencari penyebab kerusakan maka relay magnetik dibuat tetap dalam keadaan bekerja dengan menghubungkan lidah saklar pertamanya . dengan tegangan 220 volt. Hubungan ini dapat diresetjika diperlukan. diagram skematik interlock OV diperlihatkan pada gambar 10. Poor Vacuum (PV) Untuk mengontrol tingkat kevakuman di dalam ruang pemercepat maka dipasang sistem interlock PV yang menampilkan kondisi tekanan di dalam ruang tersebut. Batas minimnm tingkat kevakuman yang telah ditentukan adalah dalam cede 10-5 torr karena dianggap pada tingkat ini sudah tidak ada lagi partikel-partikel udara di dalam ruang pemercepat yang akan menghambatjalannya elektron. Sistem interlock PV adalah termasuk sistem interlock yangmenjaga aspek keselamatan mesin. Pada sistem interlock PV terdapat ion gauge sebagai probe yang akan mengukur tingkat kevakuman di dalam ruang pemercepat. Informasi yang diperoleh dari ion gauge dipergunakan untuk mengatur saklar yang menghubungkan relay magnetik interlock PV dengan tegangan 220 volt Selain itu. komponen sistem interlock PV adalah relay magnetik dan indikator interlock. Diagram skematiknya diperlibatkan pada gambar 11. Jika tingkat kevakuman telah mencapai orde 10-5 torr maka relay magnetik interlock PV bekerja merubah kondisi yang ditampilkan sebelumnya menjadi sbb.: lampu indikator interlock PV padam karena lidah saklar pertamanya membuka, bel alarm interlock tidak berbunyi karena lidah saklar keduanya membuka, dan tegangan tinggi dapat dioperasikan. Conveyor Fault (CF) Sistem interlock CF adalah satu-satunya sistem interlock yang menjaga aspek keselamatan sampel yang ditimbulkan karena kegagalan pada sistem transportasinya. Diagram skematik sistem interlock CF dapat dilihat pada gambar 12. Sistem interlock CF terdiri dari peralatan di bawah -scanning born- yang mengontrol kelancaran sistem transportasi atau konveyor, relay magnetik, dan indikator interlock. Untuk dapat menyelamatkan sampel yang bergerak di atas konveyor maka MBE harus berhenti jika konveyor atau sampel tersebut tiba-tiba berhenti. Jika konveyor atau sam pel berhenti di bawah -scanning horn- maka relay magnetik interlock CF akan bekerja daDkondisi yang terjadi pada sistem interlock ini adalah
Presiding Pertemuan daD Presentasi IImiah Teknologi Akselerator daD Aplikasinya Vol.1 No.1 Juli 1999: 34-42
lampu indikator interlock CF menyala karena lidah saklar pertamenutup daD tegangan tinggi berhenti beroperasi karena lidah saklar ketiga relay magnetik interlock CF ini membuka. Saklar daD Bel Alarm. Pada gambar setiap rangkaiansistem interlock terlihat ada sebuah saklar daD bel alarm interlock yang juga menjadi bagian dari sistem interlock. Sebenarnya untuk seluruh sistem interlock di atas hanya ada satu saklar daDbel alarm interlock. Keduanya disusun secara paralel terhadap setiap sistem interlock yang ada sehingga dapat menunjukkan adanya perubahankondisi pada sistem interlock yang manapun. Gambar saklar dan bel alarm interlock tersebut ditunjukkan pada gambar 13. Tombol-Test LampUntuk menguji kondisi lampu-Iampu indikator interlock semua sistem interlock maka lampu-Iampu tersebut diparalel oleh dUBbuah relay magnetik. Setiap relay mengoperasikan enam buah lampu. Jika tombol -test lamp- ditekan berarti memberikan tegangan sebesar 220 volt kepada setiap relay sehingga kedua belah lidah saklar di dalam dUB relay tersebut akan menutup. Lampu-Iampu yang masih baik akan menyala karena terhubung dengan tegangan 24 volt sedangkan yang kondisinya buruklputus tidak akan menyala walaupun mendapat tegangan Diagram skematik sistem pengujian lampudapat dilihat pada gambar 14. KESIMPULAN 1. Mesin berkas elektron GI-2 mempunyai sistem interlock yang cukup untuk menjaga aspek-aspek keselamatan bagi orang, mesin daDsampel karena itu sebagai fasilitas iradiasi MBE GJ-2 memenuhi syarat untuk dioperasikan. Selain itu sistem keselamatan yang diterapkan memenuhi ketentuan yang disebutkan dalam salah satu filosofi keselamatan IAEA yaitu metoda redundansi untuk meningkatkan keandalannya hal ini terlihat pada setiap sistem interlock yang ada 2. Dengan melihat proses pengoperasiannya sistem interlock keselamatan yang ada pada MBE GJ-2 dapat dikembangkan lagi keandalannya dengan membuat interlock tambahan, seperti interlock talidi dalam ruang iradiasi daD ruang akselerator, daD interlock kunci multiguna yaitu satu kunci dapat digunakan untuk mengoperasikan meja
39
ISSN 1411-1349
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
kontrol, membuka pintu-pintu ruang iradiasi clanruang kontrol, dish.
3F ICI
I
22DV"e
'.I.IR
DAFT AR ACUAN 1. Technical Documentation of operating and Maintenance Manual for Accelerator Model GJ-2, Shanghai Xian-Feng Electric Manufacturing Works (1993) 2. Principal Diagram, Connection Diagram, and Component List the Control System for Accelerator Model G,J-2, Shaaghai Xian-Feng, Electric Manufacturing Works (1993) Catatan: Keterangan berikut berlaku untuk semua gambar L : Lampu indikator interlock S : Saklar alarm interlock B ': bel alarm interlock SI, S2 : lidah-lidah saktar interlock lain
Gambar 4. Sistem Interlock No TMP Cooling Keterangan: WR : saklar aliran air 3FIO : relay magnetik interlock -No TMP CoolingIG : ion Gauge PS : sumber daya pompa turbo
2.10'1
~kiF.
3F,
~~
$.1
-- -
Gambar S. Sistem Interlock No Tank Cooling Keterangan: WR : saklar aliran air. 3F9 : relay magnetik interlock -No Tank CoolingGambar I. Sistem Interlock Door Interlock Open Keterangan: PI, P2, P3 : relay-relay mekanik pintu 3F3 : relay magnetik interlock -Door Interlock Open-
, 120.,..
, PP.
3FS
1'~~ Gambar6. Sistem Interlock No Oscillator
: !m
Cooling Keterangan:
,
PR : relay tekanan air 3F8 : relay magnetik interlock -No Oscillator Cooling51
S.z.
Gambar 2/3.Sistem Interlock PNAR Emerjensi Keterangan: Em : kotak eme~ensi 4F9/4F8 : relay magnetik interlock PNAR Emerjensi LI, L2 : lampu-lampu operasi kotak emerjensi
SISTEM INTERLOCK MESIN BERKAS ELEKTRON GJ-2 Nada Mardada
=~ ~~ 5,
:
.
55.
J
Lg
co
Gambar 7. Sistem Interlock No WIndowAir Flow Keterangan: 3F7 : relay magnetik interlock -No Window Air FlowBR : saktar tekanan udara
40
ISSN 1411-1349
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999
22.0V
.
-: ='~
:.
~
~~~ ~
~
Gambar 8. Sistem Interlock No Scanning Keterangan: SR : relay pembatas arus scanner 3F6 : relay magnetik interlock -No Scanning-
14~eo-
:CR
SI
3F.of
!
51 S
u-S
1
Gambar 12. Sistem Interlock Conveyor Fault Keterangan: CR : sakJar peralatan pengontrol konveyor 3F4 : relay magnetik interlock -Conveyor Fault-
3FI p;
51
Gambar 9. Sistem Interlock Over Curent
K~erangan:
.
3FI : relay magnetik interlock -Over Current4FI : relay arus (current relay) R : tombol reset, A: meter -power current-
JFl. .
12.oV'
I
J~ 24v
--
I
51
S
Gambar 13. Diagram Rangkaian Relay-Relay Magnetik dengan Saklar dan Bel Alarm Interlock Keterangan: S : sakJaralarm interlock B : bel alarm interlock FI,..., FI2 : relay-relay magnetik sistem interlock
g
Sl.
.....
Gambar 10. Sistem Interlock Over Voltage Keterangan: OVP : sakJar-Over voltage protector3F4 : relay magnetik interlock -Over Voltage-
3~
,,~~ 51
.
RtI'/
L
51 S
_n 8
....
Gambar 11. Sistem Interlock Poor Vacuum Keterangan: IGR : sakJar -ion gauge3F5 : relay magnetik interlock -Poor Vacuum-
Prosiding Pertemuan dan Presentasi JImiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol.1 No.1 Juri 1999: 34-42
Gambar 14. Sistem Pengujian Lampu-Iampu Indikator Interlock Keterangan: TL : tombol pengujian lampu FI, F2 : relay-relay magnetik LI,..., LI2 : lampu-Iampu indikator interlock
41
Volume 1 Nomor 1 Juri 1999
TANYAJAWAB Supriyanto f.
Bagaimana car a melljadi operator yallg baik ulltuk Mesill Berkas EIektroll (orangnya). 2. Dan bagaimana cora mellgoperasikan doll mailltellance yang baik (mesill). Nada Mardada I.
Cara menjadi operator yang baik dengan mengikuti prosedur dengan taat dan mengerti betul maksud tahap-tahap daJam prosedur yang sudah dilakukan uji kualitasnya. Selain itu prinsip keJja setiap bagian dari mesin harns diketahui oleh setiap operator
2.
Cara mengoperasikan yang baik dapat mengikuti jawaban Domer satu dengan melakukan pemeriksaan awaJ yang harns dilakukan (katup pendingin, temp. dsb) sebelum mesin dioperasikan sed.ngkan perawatan dapat dilakukansecara harlan, mingguan, bulanan daD tahunan sesuai dengan yang diperlukan daJampengoperasian Purnomo Da/am pellga/amall-penga/amall bapak Nada, sebago; operator Mesill Berkas Ekktroll gangguan-gangguanyang serius apa sajakah yang pemah dialami baik telltang keselamatan mesill. orang dall bonIng. Bagaimana cora mengatasinya Nada Mardada Gangguan yang serius pada sistemlruang pemval.-uman,daJam pemvakuman ruang tersebut teJjadi ketidak sinkronan antara besar arns scanner dan lebar scanner. AkibaU1yateJjadi panas yang berlebihan pada leher scanner. Cars mengatasinya dengan melokalisir kebocoran kemudian dilakukan pengelasan argon pada tempat tsb. Kecelakaan orang belum pemah teJjadi, kecelakaan barang dapat dideteksi melaJui monitor sehingga dapat dicegah sebelum teJjadi kerusaan sampel. Anwar Budianlo f.
ISSN 1411-1349
Apakah MBE 500 keV/fO mAyallg dirancallg in; juga sustu reverse technology dor; MBE GJ-2 ? 2. Apakah komponen-komponen mesin MBE GJ-2 dopal diperoleh di pasaran do/am negeri sehingga mudah perawatannya ? 3. Ado berapa tenaga ah/i (S3. S2, Sf, SO)dolm pellgoperasiall MBE GJ-2 ? Nada Mardada 1. Bisa juga dikatakan demikian kaJau saya melihat design dan jenis komponen yang digunakan pada MBE 500 keY/tO mA mirip dengan yang ads pads MBE GJ-2 daD EPS-300 2. Sehingga kecil komponen-komponennya bisa didapat dipasaran kecuaJi pompa turbo daD trioda 3. Sangat sedikit, calon S3 satu orang S2 satu orang Agus Aril Berapakah tingkal kealldalall sislem illler/ock MBE GJ-2, baik secora perhilullgan teoritis maupun pengalaman praktis? Berapa besar peluang kegagalannya don berapa besar lingkal resikonya Nada Mardada TIngkat keandaJan yang diinginkan adaJah setinggi mungkin tidak dapat saya jelaskan secara teoritis. Berdasarkan pengaJaman (praktis) sistem interlock selaJu berfungsi jika teJjadi kegagaJan pada salah satu parameter kerjanya. Peluang kegagalanlresikonya tergantung kepada sistem penunjang (misalnya chiller) clan keandalan operatoritu sendiri Prayilno Sistem Redudansi apakah yang dipakai dolam MBE GJ-2 , mohon dijelaskan ? Nada Mardada Sistem redudansi yang dipakai adaJah "zero out of all" artinya jib salah satu sistem yang diinterlock tidak berfungsi row MBE tidak dapat dioperasikan. Karena itu tidak boleh ada satupun "zero" dari semua "all" sistem interlock yang gagal jika MBE ingin dioperasikan
Da/am pengemballgall tekll%gi suatu lIegara,dikella/ metode "reversetechll%gy".
SISTEM INTERLOCK MESIN BERKAS ELEKTRON GJ-2 Nada Mardada
42
