Makalah Seminar Kerja Praktek APLIKASI SENSOR-SENSOR PADA PROSES TAKE UP DI HS20-II SPUN SIZING MACHINE DI PT PRIMATEXCO INDONESIA Oka Danil Saputra.¹ Mahasiswa Jurusan Teknik elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl.Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email:
[email protected]
1
Abstrak PT. Primatexco Indonesia merupakan perusahan Tekstil terkenal di Indonesia yang menghasilkan kain dengan kualitas internasional. PT. Primatexco memiliki unit pemasaran yang sangat luas, kurang lebih 75% hasil dari produksi di ekspor ke berbagai Negara. Untuk mendukung unit produksi tersebut PT. Primatexco menggunakan mesin-mesin tekstil yang telah dikembangkan oleh Tsudakoma Corp salah satu perusahaan tekstil asal Jepang. Salah satu mesin produksi yang digunakan adalah HS20-II Spun Sizing Mahcine. HS20-II Spun Sizing Mahcine adalah mesin yang digunakan untuk proses Sizing dan Take Up. Dalam operasinya HS20-II Spun Sizing Mahcine di proses Take Up, dilengkapi dengan sensorsensor, yaitu Incremental Rotary Encoder, Sensor Temperatur dan Load Cell. Sensor-sensor ini yang akan mendukung terjadinya proses Take Up tersebut, dengan adanya sensor-sensor ini, diharapkan kualitas dari kain-kain yang dihasilkan oleh PT. Primatexco Indonesia selalu terjaga dengan baik dan sesuai dengan standar yang telah ditentukan. Kata Kunci : HS20-II Spun Sizing Mahcine, Take Up , Sensor. memberikan data pada HS20-II Spun Sizing Mahcine pada proses Take Up, diharapkan kualitas dari kain-kain yang dihasilkan oleh PT. Primatexco Indonesia selalu terjaga dengan baik dan sesuai dengan standar yang telah ditentukan.
I. 1.1
PENDAHULUAN Latar Belakang Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasi sangat tergantung kepada kehandalan sistem kendali yang dipakai. Hasil penelitian menunjukan secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan sangat tergantung kepada sensor yang digunakan. PT. Primatexco yang merupakan salah satu perusahaan tekstil yang terkenal di Indonesia telah menggunakan teknologi sensor pada HS20-II Spun Sizing Mahcine. Dimana mesin produksi tersebut terdapat disalah satu divisi yang disebut Weaving Preparation. Weaving Preparation yang berisi proses penggulungan benang menjadi bentuk pallet maupun beam sesuai dengan spesifikasi produk yang akan dikerjakan. Selain itu, bagian ini juga berfungsi sebagai penentu baik buruknya kualitas benang yang akan digunakan karena di dalamnya terdapat proses sizing, yaitu pelapisan benang dengan kanji, sehingga benang menjadi kuat dan tidak mudah putus saat ditenun dan proses Take Up yaitu proses penggulungan benang yang telah dikeringkan kemudian digulung pada beam. Dengan adanya sensor-sensor yang
1.2
Maksud dan Tujuan Hal-hal yang menjadi tujuan Kerja Praktek ini adalah: 1. Mengetahui sistem dan lingkungan kerja di PT. Primatexco Indonesia..
2. Mengetahui sensor-sensor yang digunakan pada HS20-II Spun Sizing Mahcine di PT. Primatexco Indonesia. 3. Mengetahui cara kerja dan aplikasi sensor-sensor yang terdapat pada proses Take Up di Hs20-II Spun sizing Machine. 1.3
Pembatasan Masalah Laporan Kerja Praktek ini difokuskan pada permasalahan aplikasi dan cara kerja sensor yang terdapat pada proses Take Up di Hs20-II Spun Sizing Machine dengan materi lain yang berkaitan sebagai pelengkap.
1
II.
JENIS-JENIS PROSES UNIT WEAVING 2.1 Proses Warping Proses warping merupakan tahap penggulungan benang dari bentuk cheese menjadi bentuk beam. Proses ini merupakan langkah pertama dalam proses persiapan. Hal yang terpenting adalah pensejajaran benang dalam bentuk lapisan, dengan jarak antar benang disesuaikan dengan tetal lusi pada kain yang telah direncanakan. Proses ini diikuti oleh adanya kesamaan tegangan antarbenang dan cara peletakan benang pada beam dengan baik. Warping dilakukan dengan memasang benang-benang cheese pada rak sesuai jumlah yang telah direncanakan. Selanjutnya, benang ditarik bersamaan dan digulung pada beam warping sampai mencapai panjang benang maksimal dalam satu beam.
III.
DASAR TEORI
3.1
Pengenalan Sensor dan Sinyal
Sebuah sensor didefinisikan sebagai perangkat yang menerima dan merespon dengan sinyal elektrik. Tujuan dari adanya perangkat sensor ini adalah untuk merespon sinyal yang masuk dan mengubahnya menjadi sinyal elektrik yang sesuai dengan komponen elektronikanya. Sensor juga dapat dikatakan sebagai penghubung antara sinyal bukan elektrik dengan sinyal elektrik. Pengertian dari elektrik itu sendiri merupakan sinyal yang dapat disalurkan,diperkuat dan dimodifikasi dengan perangkat elektronika. Keluaran sinyal dari sensor bisa berbentuk tegangan, arus ataupun hambatan.
3.2
Klasifikasi Sensor
Sensor terbagi menjadi dua macam yaitu sensor pasif dan aktif. Sebuah perangkat sensor pasif tidak membutuhkan sumber energi tambahan dan secara langsung membangkitkan sebuah sinyal elektrik untuk merespon rangsangan dari luar. Masukan rangsangan energi akan dikonversi oleh menjadi sinyal keluaran. Contoh dari sensor pasif, thermokopel, photodioda, dan sensor piezoelectric. Sensor aktif membutuhkan tambahan energi dari luar dalam operasi yang biasa disebut sinyal eksitasi (excitation signal). Contohnya, sebuah sensor thermistor untuk suhu. Berdasarkan nilai referensi, sensor diklasifikasikan kedalam absolut dan relatif. Sebuah sensor absolut akan mendeteksi rangsangan pada skala fisik absolut yang tidak tergantung pada kondisi pengukuran, dimana sebuah sensor relatif menghasilkan sebuah sinyal berhubungan dengan beberapa kasus khusus. [2]
2.2
Proses Penganjian (Sizing) Proses sizing (penganjian) adalah proses pemberian larutan kanji pada benang lusi dengan tujuan untuk meningkatkan daya tenun, memeperbaiki rasa rabaan, memeperbaiki mutu benang dari segi kekuatan, mulur, ketahanan gesek, dan kelenturannya serta memindahkan benangbenang lusi tunggal dari beam warping ke beam sizing atau bisa disebut beam siap tenun. Prinsip proses penganjian terdiri dari beberapa tahap, yaitu : benang- benang lusi ditarik, direndam dalam larutan kanji, dipress dengan roll, dikeringkan, dan kemudian digulung ke dalam beam sizing. 2.3
Proses Reaching Proses reaching disebut juga proses pencucukan. Proses ini dilakukan apabila ada penggantian jenis kain yang akan diproduksi pada mesin tenun tertentu, atau yang lebih dikenal dengan proses Kirkae. Bagian ini terdiri dari dua tahap, yaitu pencucukan dan penyisiran benang.
3.3
Persyaratan Umum Sensor
Dalam memilih peralatan sensor yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan di sensor, berikut ini persyaratan umum sensor: a) Linieritas Ada banyak sensor banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinyu.
2.4
Proses Tenun Proses tenun adalah proses menyilangkan benang-benang pakan di antara jajaran benang Lusi, sehingga terbentuk anyaman tertentu sesuai desain kain tenun yang diinginkan. Beam sizing dipasang pada mesin, sedangkan benang pakan diluncurkan dari luar mesin.. [1]
2
b) Sensitivitas Sensitivitas menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. c) Tanggapan Waktu Tanggapan waktu pada sensor menunjukkan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan.
namun tembaga mudah terkena korosi. Berikut ini gambar konstruksi RTD
Gambar 2 Konstruksi RTD
3.4
Sensor-sensor HS20-II Spun Sizing Machine di Proses Take Up 3.4.1 Incremental Rotary Encoder Prinsip kerja incremental rotary encoder adalah mengukur nilai sesaat posisi angular dari sebuah shaft yang sedang berotasi dan menghasilkan pulsa-pulsa pada channelchannel-nya. Pulsa-pulsa yang dihasilkan ini berbentuk gelombang square. Incremental rotary encoder biasanya memiliki tiga buah sinyal keluaran, yaitu sinyal A, sinyal B, dan sinyal Z, ditunjukkan dalam gambar berikut.
3.4.3 Load Cell Load cell dikelompokkan sebagai transduser gaya. Alat ini mengubah gaya menjadi sinyal elektrik. Strain gage adalah bagian utama dari load cell. Strain gage adalah sebuah alat yang memiliki tahanan yang dapat berubah apabila alat mengalami penekanan. Gage-gage tersebut terbuat dari lembaran logam yang sangat tipis yang sudah mengalami pengerjaan panas dan terikat secara kimia pada sebuah lapisan dielektrik yang tipis. Lalu "gage patches" tersebut dipasang atau diletakkan pada elemen regang (strain element) dengan alat perekat yang telah diformulasikan secara khusus. Fungsi dari strain gage adalah untuk mendeteksi besarnya perubahan, dalam hal ini berupa dimensi jarak, yang disebabkan oleh suatu elemen gaya. Strain gage menghasilkan perubahan nilai tahanan yang proporsional dengan perubahan panjang atau jarak (length). Pada umumnya strain gage dipasang sebagai bagian dari rangkaian jembatan Wheatstone untuk aplikasi sirkuit elektrik.
Gambar 1 Tiga Buah Sinyal Keluran Encoder
Untuk kebanyakan peralatan mesin motor atau aplikasi positioning, sinyal Z dikenal sebagai index signal, yang memiliki peranan penting dalam menentukan zero position dengan cara memberikan sebuah pulsa keluaran tunggal per satu revolusi. [3] 3.4.2 Resistance Thermal Detector RTD adalah salah satu jenis sensor suhu yang sering digunakan. RTD dibuat dari bahan kawat tahan korosi, kawat tersebut dililitkan pada bahan keramik isolator. Bahan tersebut antara lain: platina, emas, perak, nikel dan tembaga, dan yang terbaik adalah bahan platina karena dapat digunakan untuk mensensor suhu hingga 1500 ºC. Tembaga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang lebih rendah,
Gambar 3 Rangkaian Kompensasi Strain Gage
Konfigurasi bridge dari strain gauges memungkinkan load cell tersebut menghasilkan output yang berupa tegangan
3
tingkat rendah (low-level voltage) yang nilainya tergantung pada nilai tegangan input (yang dipertahankan pada level yang konstan dan stabil) dan besarnya regangan atau beban yang diberikan pada load cell tersebut. Pada kondisi beban penuh, nilai nominal tegangan output dengan menggunakan input tegangan bernilai 10 volt d.c. adalah berkisar antara 20 milivolt sampai 30 milivolt. Jenis cell yang akan digunakan tergantung dari rancangan mekanis, beban maksimum dan efek sampingan pembebanan (side loading effect).[4]
Gambar 5 Tempat Proses Sizing
4.3
Proses Take Up Pada HS20-II Spun Sizing Mahcine Proses Take Up adalah proses penggulungan benang ke beam setelah benang mengalami proses Sizing. Berikut gambar tempat proses Take Up
IV.
APLIKASI DAN CARA KERJA SENSOR PADA HS20-II SPUN SIZING MAHCINE 4.1 HS20-II Spun Sizing Mahcine HS20-II Spun Sizing Mahcine merupakan salah satu mesin tekstil yang diproduksi oleh perusahaan asal Jepang (Tsudakoma Corp). Mesin ini mulai diproduksi pada tahun 1988 oleh Tsudakoma Corp dan mulai digunakan oleh PT Primatexco semenjak 10 tahun yang lalu. HS20-II Spun Sizing Mahcine adalah mesin yang berfungsi untuk melakukan pengeleman pada benang yang terdapat pada beam. Berikut gambar mesin tersebut tampak dari bagian depan dan terlihat bahwa mesin ini memiliki dimensi yang sangat besar.[5]
Gambar 6 Tempat Proses Take Up
Untuk melakukan proses take up ini, HS20-II Spun Sizing Mahcine dilengkapi dengan beberapa sensor-sensor seperti rotary encoder, load cell dan sensor temperatur. Masing-masing sensor tersebut memiliki fungsi-fungsi yang akan mendukung terjadinya proses take up.[6] 4.3.1 Rotary Encoder Pada HS20-II Spun Sizing Mahcine
Rotary encoder yang digunakan pada HS20-II Spun Sizing Mahcine berfungsi untuk mengukur panjang benang yang digulungkan pada beam. Jenis rotary encoder yang digunakan adalah incremental rotary encoder. Cara encoder ini mengukur panjang benang adalah dengan memberikan data kepada kontroller tentang jumlah putaran dari beam, kemudian hasil dari jumlah putaran dari beam akan dikalikan dengan keliling penuh dari jari-jari motor.
Gambar 4 HS20-II Spun Sizing Mahcine
4.2
Proses Sizing Pada HS20-II Spun Sizing Mahcine Proses Sizing merupakan proses pengeleman atau perakatan lem (kanji) kedalam benang-benang. Pada proses ini, benang akan dimasukkan kedalam Size Box dan didalam Size Box ini terjadi proses sizing tersebut. Berikut gambar tempat terjadinya proses Sizing
4
bagus. Pada proses pengeringan benang ini dibutuhkan suhu yang stabil, apabila suhu lingkungan terlalu dingin maka HS20-II Spun Sizing Mahcine tidak bisa dioperasikan. Oleh karena itu sensor temperatur yang digunakan merupakan salah satu sensor penting yang harus selalu dapat berkerja dalam kondisi apapun agar proses produksi secara umum tidak terganggu. 4.3.3 Load Cell Pada HS20-II Spun Sizing Mahcine Load Cell digunakan untuk mengukur tegangan benang yang telah melewati pengeringan dari kotak pengeringan. Data tegangan benang hasil dari load cell ini akan menentukan kecepatan dari putaran beam. Jika tegangan benang lebih rendah dari tegangan referensi maka putaran dari beam akan menjadi lebih cepat, dan jika tegangan dari benang terlalu kuat dari nilai referensi maka putaran beam akan melambat. Hal ini dilakukan agar benang yang digulung pada beam tetap rapi. Tipe load cell yang digunakan pada HS20-II Spun Sizing Mahcine adalah load cell S, dimana load cell ini berbentuk seperti huruf S. berikut gambar load cell yang ada pada HS20-II Spun Sizing Mahcine.
Gambar 7 Tempat Letak Rotary Encoder
Rotary encoder di kopelkan pada motor yang berada pada beam center sehingga apabila motor mengalami putaran maka secara langsung encoder akan ikut berputar. Dari hal tersebutlah maka rotary encoder ini dapat memberikan data tentang panjang benang yang telah di gulung pada beam. Set point atau panjang benang yang akan diukur oleh rotary encoder ini pertama ditentukan terlebih dahulu oleh operator dari HS20-II Spun Sizing Mahcine. 4.3.2 Sensor Temperatur Pada HS20-II Spun Sizing Mahcine Sensor Temperatur yang digunakan pada HS20-II Spun Sizing Mahcine berfungsi untuk mengukur suhu yang ada pada kotak pengeringan. Set point dari nilai suhu yang digunakan untuk melakukan pengeringan benang yang telah di Sizing adalah 40ºC. Dengan suhu yang mencapai 40ºC, maka suhu sekitar HS20-II Spun Sizing Mahcine menjadi lebih panas. Sistem yang digunakan untuk mengerikan benang adalah sistem uap yang berasal dari tabung-tabung udara yang ada disekitar ruangan.
Gambar 4.7 Load Cell tipe S pada HS20-II Spun Sizing Mahcine
Gambar 8Tempat Letak Sensor Temperatur
Jenis sensor temperatur yang digunakan adalah jenis RTD, karena sensor temperatur jenis ini memiliki sensitivitas yang sangat
Gambar 4.8 Letak Load Cell pada HS20-II Spun Sizing Mahcine
5
Pemasangan dari load cell ini adalah dengan dikopelkan dengan roll yang ada pada mesin, prinsip kerjanya pada saat tegangan benang lebih kuat maka akan terjadi pergeseran dari load cell, besarnya pergeseran ini akan dikonversikan ke sinyal listrik kemudian dari data ini akan dibandingkan dengan tegangan referensi benang. V. 5.1 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
5.2 1.
2.
Perlunya pemeliharaan pada sensorsensor yang terdapat pada HS20-II Spun Sizing Mahcine agar tidak terjadi kerusakan terhadap sensor tersebut.
VI. DAFTAR PUSTAKA [1] Zahravia, PERBANDINGAN KAPASITAS YANG TERSEDIA DENGAN KAPASITAS YANG DIBUTUHKAN DI BEBERAPA BAGIAN UNIT WEAVING, Laporan Kerja Praktek Teknik Industri Universitas Sebelas Maret, 2009.
PENUTUP Kesimpulan HS20-II Spun Sizing Mahcine adalah sebuah mesin yang digunakan untuk melakukan proses Sizing dan Take Up benang dan telah dikembangkan oleh Tsudakoma Corp sejak tahun 1988 menggunakan teknologi yang canggih. HS20-II Spun Sizing Mahcine memiliki dua proses, yaitu proses Sizing dan Take Up. Proses Sizing merupakan proses pengeleman benang-benang yang berasal dari beam, sedangkan proses Take Up adalah proses penggulungan benang yang telah melalui Sizing. HS20-II Spun Sizing Mahcine di proses Take Up dilengkapi sensor rotary encoder, sensor temperatur dan load cell yang mendukung terjadinya proses Take Up. Sensor incremental rotary encoder yang ada pada HS20-II Spun Sizing Mahcine di proses Take Up digunakan untuk mengukur panjang benang yang ada pada beam sehingga panjang benang sesuai dengan nilai yang telah ditentukan oleh operator. Sensor temperatur RTD yang ada pada HS20-II Spun Sizing Mahcine di proses Take Up digunakan untuk mengukur suhu didalam kotak pengeringan. Sensor Load cell yang ada pada HS20-II Spun Sizing Mahcine di proses Take Up digunakan untuk mengukur tegangan benang yang telah di melalui proses Sizing agar benang tetap pada tegangan referensi yang telah ditentukan.
[2] Fraden, Jacob. Handbook Of Modern Sensors, : Physics, Designs, And Applications Third Edition, Springer.2003 [3] Morris, S Alan. Measurement and Instrumentation Principles, Butterworth-Heinemann, Oxford.2011 [4] Artono, Raldi Koetoer. Pengukuran Teknik untuk Mahiswa, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Univ. Indonesia, Jakarta. 2004 [5] Sejarah Riset Tsudakoma, http://www.tsudakoma.co.jp/textile/eng lish/info/2000.html, Oktober 2011 [6] HS20-II Spun Sizing Machine:Maintenance Manual, Tsudakoma Corp, 1999. BIODATA Oka Danil Saputra, dilahirkan di Jambi, 17 Juli 1990. Saat ini masih menempuh studi S1 di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro angkatan 2008 mengambil konsentrasi Kontrol.
Semarang,
Oktober 2011
Mengetahui, Dosen Pembimbing
Saran Perlunya di pertimbangkan untuk mengupgrade HS20-II Spun Sizing Mahcine menjadi HS40-II Spun Sizing Mahcine yang telah dikembangkan oleh Tsudakoma Corp.
Sumardi, ST., MT. NIP. 196811111994121001
6
