TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Departemen Teknik Industri FTI-ITB


Hasil Pembelajaran • Umum Mahasiwa mampu untuk melakukan proses perancangan sistem otomasi, sistem mesin NC, serta merancang dan mengimplementasikan sistem kontrol logika.

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

• Khusus

Diagram Elektrik Industri

Memahami jenis-jenis diagram elektrik serta mampu membaca dan membuat diagram elektrik

Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb.org ©2005

2

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 2



Diagram Elektrik Industri

Garis Tipis dan Garis Tebal •

1. Ladder Diagrams

•

•

Ladder Diagram adalah sebuah representasi skematis dari sirkit elektrik. Terdapat dua buah jalur listrik yang terhubung ke sumber listrik, dan berbagai sirkit terhubung diantaranya. Ladder diagram bukan merupakan representasi fisik. Komponen elektrik dan konduktor disusun berdasarkan fungsi elektriknya dalam sirkit, dan digambarkan secara skematis. Tujuan dari ladder diagram untuk menyederhanakan pembacaan suatu sirkit elektrik.

L1

L2

•

Target LOAD

• Sensor

•

Konduktor yang melewati rangkaian dan tidak melakukan kontak ditandai dengan persilangan tanpa titik, sedangkan sebaliknya, ditandai dengan persilangan dengan titik tebal.

Power Line


Dalam suatu diagram elektrik, terdapat garis tebal dan garis tipis. Persilangan Garis tebal menunjukkan terhubung konduktor yang membawa listrik bertegangan tinggi, seperti jalur listrik utama. Garis tipis menunjukkan sirkit pengendali seperti switches (saklar), timers, dan relays. Persilangan

3

Garis Tipis menunjukkan rangkaian pengendali

Peralatan Pengendali

OL M

L1

M

L2

M

L3

T1

OL

OL

M

OL

T2

3-phase motor

T3

Garis Tebal menunjukkan randkaian daya


4



Sirkit Daya & Sirkit Kontrol

Penamaan Komponen: Huruf dan Angka

• Skema elektrik dipisahkan menjadi dua bagian, • •

•

yaitu sirkit daya (power circuit) dan sirkit pengendali (control circuit). Tujuan pemisahan untuk memungkinkan proses pengendalian mesin tanpa menggunakan peralatan yang berarus tinggi (kecuali kontaktor (penghubung) dan kabel). Peralatan seperti kontaktor, motor ataupun beban lainnya yang berarus besar dapat dikendalikan dengan menggunakan sistem kendali yang hanya memerlukan tegangan dan arus kecil. Sirkit daya menyediakan daya buat motor, sedangkan sirkit pengendali menyediakan daya untuk sistem kendali.

OL

CR1 M1

CR2

M1

OL

M2

CR3

OL

Perhatian! Minimum harus terdapat 1 beban dalam satu anak tangga, tanpa beban di anak tangga akan mengakibatkan terjadinya hubungan pendek (short circuit)

CR - Control Relay M1 - Starter #1 M2 - Starter #2 M3 - Starter #3

antara L1 dan L2.

6



Penamaan Komponen: Huruf dan Angka harus

CR

M3


Semua beban sisinya ke L2.

L2 CR4

Beban (load) adalah peralatan elektrik dalam jalur atau ladder diagram yang menggunakan energi listrik dari L1 ke L2. Control Relays, Solenoida, pilot lights adalah merupakan contoh dari beban.

5


L1

Untuk memudahkan dalam mengenal dan mengidentifikasi komponenkomponen elektrik yang ada dalam rangkaian, diberikan penomoran / penamaan pada komponen-komponen.

terhubung

Penamaan Komponen: Huruf dan Angka

satu

L1

L1

L2

PL1

Semua peralatan kendali STOP atau OFF tambahan harus dihubungkan secara seri.

Komponen pengendali terhubung diantara L1 dan beban

120 V - Pilot Light

Semua peralatan kendali START atau ON harus dihubungkan secara paralel. L1

120 V - Solenoid

120 V - Power Line

L2 SW 1

SW 2

L1

L2 SW 1

PL1

Beban-beban dalam sirkit dioperasikan oleh peralatan kendali seperti switches, pushbuttons, limit switches dan pressure switches. TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 2

Peralatan kendali terhubung antara L1 dan beban.

SW 1

Tidak terdapat lebih dari satu beban pada satu anak tangga. Jika diinginkan lebih dari satu beban yang dihubungkan ke jalur sirkit, maka beban tersebut harus dihubungkan secara paralel. Hal ini adalah untuk menjamin bahwa semua beban mendapatkan suplai tegangan yang sama.

L2

Komponen pengendali OFF dipasang seri

PL1 SW 2

Komponen pengendali ON dipasang paralel

7


8



Penomoran Kabel: Angka

Fungsi Mekanik: Garis Terputus-putus

Cycle Start FWD

1 Reverse

1

3

4

1 LS

5

REV R

Piston FWD CR

1 CR

F

2

STOP

1 CR-1

SOL A

2

F R

1 CR-2

F

R

Piston FWD SOL

3 1

6

2

penekanan terhadap salah satu tombol akan menghubungkan 1 set kontak, dan mematikan lainnya. Sedangkan garis terputus yang menghubungkan kumparan F dan R menandakan bahwa keduanya saling mengunci satu dengan lainnya secara mekanik, oleh karenanya kumparan F dan R tidak dapat melakukan kontak satu dengan lainnya secara simultan karena adanya proses penguncian mekanik antara satu dengan lainnya.

Untuk memudahkan dalam mengidentifikasi letak dari peralatan elektrik dalam ladder diagram, maka dipergunakan angka untuk penomoran lokasi kabel dan juga lokasi skema, tiap garis atau anak tangga diberikan angka, mulai dari atas ke bawah.


9



STOP

L1

START M1

10


Grounded Circuit

Fuse

Garis terputus-putus menunjukkan fungsi mekanik, dan bukan konduktor elektrik. Pada gambar terlihat bahwa garis terputus vertikal pada forward dan reverse pushbutton menandakan bahwa status kondisi Normally Closed dan Normally Open terhubung secara mekanik, oleh karena itu,

Grounded Circuit

Jika sirkit kendali mendapatkan daya dari sirkit dasar (grounded circuit), maka sirkit ini harus dihubungkan ke bumi, sehingga Transformator arus balik dari ground di sirkit Sumber Daya kendali tidak menghidupkan motor atau membuat tombol STOP atau kendali menjadi tidak berfungsi. Perhatikan pada Titik Grounded gambar di bawah ini. Ketika sirkit Yang Benar M bekerja, maka bagian sirkit yang berada di sisi sebelah kiri dari kumparan M merupakan sirkit L2 yang tidak di-grounded, atau disebut juga sebagai "sisi aktif (hot leg)". Oleh karena itu, setiap hubungan pendek ke ground pada sisi ini akan memutuskan sikring dari kendali transformer TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 2

11

Fuse

Fault Titik Grounded yang salah STOP

L1

START M1

Jika sirkit tersebut di-grounded di L1, hubungan singkat ke tanah (ground) di setiap bagian pada sirkit akan Transformator Sumber Daya mengaktifkan peralatan output. Ini sangat berbahaya, dimana hubungan singkat ke tanah tidak akan memutuskan sikring, tapi akan mengaktifkan sirkit, menghidupkan motor secara tiba-tiba, dan M menekan tombol stop tidak akan mematikan aliran dari kumparan M, dan L2 akibatnya peralatan akan rusak dan kemungkinan akan terjadi kecelakaan. Peralatan output harus dikoneksikan ke tanah pada sisi grounded pada sirkit.


12



Electric chain hoist Wiring Diagram

2. Diagram Pengkawatan (Wiring Diagrams) Wiring diagram menunjukkan koneksi aktual dan lokasi fisik sebenarnya dari semua komponen dalam suatu sirkit. Kumparan, sambungan, motor dan sejenisnya diperlihatkan sesuai dengan posisi nyatanya yang akan dijumpai pada saat instalasi. Diagram ini sangat berguna dalam menyambung peralatan-peralatan, dan juga dalam melacak kesalahan-kesalahan.

L2

L1 3

L3

1

2 Alarm

A A

Bisa dijumpai pada penutup dari suatu peralatan elektrik, misalnya saja pada penutup dari penghidup motor magnetik. Contoh: Lihat gambar.

OL

T1 T1

Untuk sirkit yang kecil, akan lebih menguntungkan untuk menggunakan diagram fisik seperti ini dibandingkan dengan diagram skematis. Akan lebih mudah untuk mengidentifikasi lokasi terminal dan kabel dari diagram fisik.

T2 T2

T3 T3

1, 2, or 3 OL Kontak Motor


13



14


Counduit Layout Diagram (diagram penampang saluran)

Diagram koneksi (Connections Diagram)

• Counduit Layout Diagram (diagram penampang saluran) menunjukkan

Combination magnetic starter

tempat mulai dan berhentinya aliran elektrik dan menunjukkan secara jelas jalur yang dilalui oleh masing-masing aliran dari satu titik ke titik lainnya. Bersamaan dengan diagram ini juga disertakan informasi mengenai informasi saluran dan kabel, baik jumlah, ukuran, fungsi, layanan dan juga jumlah kabel dalam saluran.

L1

L2

L3

Diagram koneksi (Connections Diagram) menunjukkan koneksi fisik dan pengkabelan yang termasuk dalam konstruksi peralatan elektrik. Contohnya dapat dilihat pada gambar berikut ini. Gambar ini menunjukkan diagram koneksi dari kombinasi rangkaian magnetic line starter dengan kendali transformer. Dari sketsa ini, dapat dilihat bahwa gambar diagram hampir menyerupai bentuk aslinya, terutama pada terminal untuk koneksi keluar.

M

M

M OL T1

OL T2

C1

T3 C3 C1

C2

C3 C1

T1 Pump

T2 T3

C3 C3 C3

C2 Pushbutton Station


15


16



3. Diagram Garis dan Blok (Single-Line and Block Diagrams)

Diagram Rangkaian Perencanaan

L1

L2

L3

T1

T2

T3

Combination magnetic starter C1

C1

C2

C3

C3 C1

T1 Pump

T2

C3 C3

C3 C2

T3

Pushbutton Station

Diagram Rangkaian Perencanaan untuk membantu dalam menginstalasi ataupun melacak kabel dalam proses instalasi yang kompleks, maka diagram rangkaian perencanaan sering digunakan. Gambar ini jarang menunjukkan detail dari papan panel, peralatan perkabelan dan biasanya hanya menunjukkan pengkabelan dari papan terminal, papan panel dan peralatan lainnya. Gambar berikut ini merupakan contoh dari diagram ini. Pada gambar dapat dilihat bahwa gambar merupakan penyederhanaan dari gambar di atas.

Supply Feeder disconnecting means Feeder overcurrent protection Splitter Motor branch circuit disconnecting means Motor branch circuit overcurrent protection Motor branch circuit conductors Motor branch disconnecting means Remote Control Motor Starter Motor overload protection Under-voltage protection Motor disconnecting means Motor overheating protection

17



Single Line Diagram menawarkan kesederhanaan yang lebih dibandingkan yang lainnya, dimana diagram ini tidak memperhatikan fungsi-fungsi pembantu yang ada. Diagram ini, seperti terlihat pada gambar di samping banyak digunakan oleh pembuat peralatan pengendali motor sebagai langkah untuk mempelajari instalasi pengendali motor. Yang ditunjukkan dalam diagram ini hanyalah bagian / peralatan penting saja. Single Line Diagram juga sering dipakai untuk menunjukkan saklar utama, dan perancangan peralatan saklar


18


Contoh lain dari Single Line Diagram

Diagram Blok (Block Diagram) •

Circuit breaker Main transformer bank

Diagram Blok (Block Diagram) menunjukkan sebagian besar dari bagian satu sistem elektronik ataupun elektrik yang kompleks yang disajikan dalam bentuk blok. Dalam diagram ini komponen individu dan kabel tidak diperlihatkan, dimana masing-masing blok mewakili sirkit elektrik yang memiliki suatu fungsi tertentu.

Distribution Center Fused Switch Line Starters

MTR

Lighting transformers MTR

MTR

MTR


19


20



Magnetic Motor Control Circuit L2

L1

L3

2 T2

3 M Control device such as thermostat, float switch, or pressure switch

OL Two wires

T3

T1 M

L1 1

3

Rangkaian pengendali motor magnetik ini terbagi menjadi dua tipe dasar, yaitu tipe 2 kabel dan tipe 3 kabel. Tipe 2 kabel ini menggunakan perangkat utama tipe maintained-contact untuk menghasilkan low voltage release (LVR). Berikut ini merupakan salah satu contoh dari tipe 2 kabel. Perhatikan bahwa selama rangkaian ini tertutup, maka daya dapat disalurkan ke dalam kumparan dari pengendali. Jika motor berhenti karena adanya interupsi daya (berhentinya catu daya), maka peralatan kendali 2 kabel tidak akan membuka. Karena rangkaian ini tidak membuka, maka motor dapat dihidupkan langsung begitu daya diberikan kembali. Rangkaian pengendali 2 kabel ini dipergunakan pada aplikasi seperti kipas pengisap, pompa, dimana sifat menghidupkan kembali secara otomatis diperlukan, dan tidak ada kemungkinan untuk mencelakakan operator/ orang pada saat peralatan hidup kembali setelah kehilangan daya

L2 M

Pilot device

Magnetic Motor Control Circuit


21

Tugas 2

• Lihat di bulletin board LSP http://board.lspitb.org


L2

L3

(1)

2

1

3

kecelakaan.


Tipe 3 kabel menggunakan peralatan utama momentary-contact dan holding circuit contact START untuk menghasilkan low voltage protection 2 T (LVP). Ini berarti penghidup akan mati jika tibaM M M M tiba terjadi kehilangan daya. Contoh yang paling umum adalah saklar start-stop, saklar STOP 3 Three M tekan seperti yang terlihat pada gambar di wires bawah ini. Rangkaian pengontrol akan lengkap OL OL / tertutup jika tombol stop dan juga holding T T contact berada pada starter. Jika daya M diputuskan, maka penghidup (starter) akan lepas, holding contacts akan terbuka dan memutus rangkaian pengontrol sampai tombol start L1 L2 ditekan kembali untuk menghidupkan OL motor kembali. Rangkaian ini mencegah 1 2 3 M motor untuk hidup kembali secara START STOP otomatis setelah terjadi pemutusan daya M listrik. Tipe ini digunakan jika dirasakan penghidupan kembali dapat menyebabkan L1

Push Button Station

23


22

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Recommend Documents