ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
PEMODELAN SIMULASI KONTROL PADA SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN MENGGUNAKAN PLC
1,2
Badaruddin1, Endang Saputra2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana, Jakarta, Indonesia Universitas Mercu Buana Jakarta Email:
[email protected]
Abstrak - Dalam pengoperasian suatu
AD. Dengan menggunakan kontroler
peralatan atau mesin listrik kadang kita
PLC
menemukan berbagai kendala, karena
memudahkan para teknisi lapangan
rumitnya
dalam
proses
pengaturan
atau
ini
diharapkan
dapat
pengontrolannya. Maka dari itu untuk
memonitor
mendapatkan
pengontrolan sistem pengolahan air
efisien,
pengontrolan
mudah,
memerlukan otomatis,
dan
suatu
cepat
dengan
yang
handal
sistem
kontrol
ini
melalui
dan
layar
proses
monitor jika
yaitu
suatu
atau
PLC
kesalahan kita dapat dengan mudah
Programmable
melakukan pegecekan dan perbaikan
dan
dari
limbah
kerja
komputer. Dengan demikian
akurat
menggunakan
(kepanjangan
kita
cara
saat
terjadi
kerusakan
Logic Controller). Kelebihan dari alat
melalui softwarenya.
ini adalah bersifat software, artinya
Kata kunci : PLC, Komputer PC
fungsi dirubah
control
dapat
dengan
dibuat
mudah
dan
melalui
PENDAHULUAN Dengan
software atau program yang dikenakan padanya dengan menggunakan alat
Dengan kelebihan yang ada pada PLC mampu
menggantikan
teknologi
yang
dan selalu
meningkat dari masa ke masa, telah
konsol atau komputer PC.
ini
kemajuan
perkembangan
sistem
konvensional yang dipakai sebagai pengontrolan dari sistem pengolahan air limbah yang berada di Mabes TNI-
ditemukan elektronika
suatu yang
peralatan
kontrol
dikenal
dengan
Programmable Logic Controller atau PLC. Dengan menggunakan kontroler PLC
ini
kita
bisa
mendapatkan
kelebihan dibandingkan dengan sistem Vol.5 No.2 Mei 2014
59
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
kontrol
proses
konvensional,
diantaranya adalah :
mencari kesalahan jika suatu saat terjadi
kerusakan.
Maka
dengan
sistem
kontrol sistem PLC ini diharapkan
konvensional,
para teknisi akan lebih mudah dalam
jumlah kabel yang dibutuhkan
mengoperasikan pengontrolan sistem
bisa berkurang hingga 80 %.
pengolahan air limbah ini baik dalam
1. Dibandingkan control
dengan
proses
2. Pendeteksian
kesalahan
yang
pada
operasional dengan
urutan
dapat
mudah,
perawatan
pencarian
mudah dan cepat. 3. Perubahan
hal
maupun
kerusakan
dalam
melalui
layar
monitor computer PC.
dilakukan
hanya
dengan
melakukan
perubahan
atau
penggantian
program,
baik
DASAR TEORI Pengenalan PLC PLC
pertama
kali
melalui terminal konsol maupun
diperkenalkan pada tahun 1960-an.
komputer PC.
Alasan utama perancangan PLC adalah
Atas
pertimbangan
diatas
untuk menghilangkan beban ongkos
maka peneliti akan merancang dan
perawatan
merakit
kontrol mesin berbasis relai. Saat
suatu
sistem
pengontrolan
dan
penggantian
sistem
pada pengolahan air limbah yang
kebutuhan
produksi
berada di Mabes TNI-AD. Sebelum
demikian
juga
memakai sistem control PLC, sering
kontrolnya. Hal ini menjadi sangat
ditemukan
mahal
kegagalan
di
dalam
jika
berubah dengan
maka sistem
perubahannya
terlalu
dan
sering. Karena relai merupakan alat
banyaknya pengabelan serta settingan-
mekanik, maka tentu saja memiliki
settingan
umur hidup atau masa penggunaan
pengoperasian,
dan
karena
rumit
tombol-tombol
yang
terdapat pada panel kontrol sistem
yang
(sistem control masih menggunakan
membutuhkan jadwal perawatan yang
proses konvensional). Hal ini cukup
ketat.
membuat
kesalahan
para
teknisi
lapangan
kesulitan dalam mengoperasikan dan
Vol.5 No.2 Mei 2014
terbatas,
yang
Pelacakan
akhirnya
kerusakan
menjadi
atau cukup
membosankan jika banyak relai yang
60
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
digunakan.
Dengan
demikian
ON atau OFF (logik 0 atau logik 1).
diperlukan sistem control baru yang
Pengguna
akan memudahkan para teknisi dalam
umumnya dinamakan diagram tangga
melakukan pemrograman. Umur alat
atau ladder diagram yang kemudian
harus
akan
menjadi
lebih
panjang
dan
membuat
dijalankan
program
oleh
yang
PLC
yang
program proses dapat dimodifikasi
bersangkutan. Maka dengan demikian
atau dirubah dengan lebih mudah.
sistem kontrol PLC semakin banyak
Serta harus mampu bertahan dalam
dibutuhkan
lingkungan industri yang keras.
aplikasi-aplikasi
Maka
diperkenalkan
sistem
kontrol PLC (Programmable Logic
mudah
pada
hampir industri
dalam
semua karena
pengoperasiannya
maupun dalam hal perawatannya.
Controller) yaitu suatu pengontrolan yang terprogram yang bekerja secara
PENELITIAN KERJA
digital berbasis mikroprosesor. Atau
Sistem pengolahan air limbah
dengan kata lain PLC adalah suatu
yang dimaksudkan disini adalah sistem
peralatan
pengolahan
elektronika
yang bekerja
limbah
tinja/kotoran
secara digital, memilki memori yang
manusia. Di mana sistem pengolahan
dapat
limbah
diprogram,
perintah-perintah fungsi-fungsi
dan
menyimpan
untuk
melakukan
khusus
seperti
logic,
tinja
peranannya
ini
guna
sangat
penting
untuk
mencegah
pencemaran lingkungan terutama pada
timing, counting, dan arimatik untuk
sumber-sumber
mengontrol berbagai jenis mesin atau
banyak
proses melalui analog atau digital
perkotaan karena banyaknya gedung-
input/output module. Jadi PLC bekerja
gedung
dengan
Dengan menggunakan kontrol PLC
cara
mengamati
melalui
sensor-sensor
kemudian
melakukan
masukan terkait,
temui
bertingkat
tanah,
hal
pada
kawasan
seperti
pengoperasian
ini
Jakarta.
sistem
dan
pengolahan air limbah ini akan lebih
melakukan tindakan sesuai dengan
efisien dibandingkan dengan sistem
program
kontrol
yang
telah
proses
maka
di
air
dibuat,
lalu
memberikan sinyal ke keluaran berupa
konvensional
mengingat
banyak dari para teknisi yang komplen
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
karena jijik atau malas harus setiap
bekerjanya saling bergantian,
hari
mengawasi
akan disetting melalui timer dari PLC.
bekerjanya peralatan pengolahan air
Kemudian jika air limbah yang berada
limbah ini. Maka dengan kontrol PLC
dibak mixer sudah tidak terdeteksi
ini tentunya lebih memudahkan para
oleh sensor bawah S_BAWAH, maka
teknisi
dan
kran KRAN_KURAS akan menutup
peralatan
dan membuka kran KRAN_ISI, proses
mengontrol
untuk
mengawasi
dan
mengoperasikan bekerjanya
pengolahan air limbah ini. Adapun
pengisian
cara kerja kontrol PLC ini pada sistem
berulang kembali. Selanjutnya limbah
pengolahan
tinja akan dialirkan ke bak pengaduk
air limbah
ini adalah
dan
pengadukan
yang
akan
sebagai berikut :
udara, di mana cara pengadukannya
Saat tombol START ditekan, kran
dilakukan
KRAN_KURAS
tertutup
blower. Lalu air limbah ini akan
KRAN_ISI
mulai
mengalir ke bak penyaringan yang
dan
mulai
akan menyaring antara air dengan
mengalir mengisi bak pengaduk/mixer.
limbah tinja yang sudah dihancurkan,
Jika
atas
yang akan berupa lumpur. Lumpur
S_ATAS, maka kran KRAN_ISI akan
limbah akan tetap berada ditempat
ditutup dan motor pengaduk mulai
penyaringan dan air limbah dialirkan
dijalankan.
ke
sedangkan terbuka,
akan
kran cairan
air
mencapai
tinja
sensor
Selanjutnya
motor
bak
dengan
semburan
pembuangan.
Di
dari
bak
pengaduk akan terhenti sesuai dengan
pembuangan ini terdapat 2 buah sensor
stelan timer pada PLC yang telah
buang
ditentukan. Dengan terhentinya motor
untuk menjalankan atau mematikan
pengaduk maka kran KRAN_KURAS
pompa
akan
membuang air limbah yang sudah
membuka,
menjalankan
pompa
kemudian klorin
yang
tidak
S_BUANG,
pembuangan
terkontaminasi
yang
yang
atau
berguna
akan
tidak
berguna untuk mengalirkan klorin ke
berbahaya bagi lingkungan sekitar.
bak
Bersamaan
Kegunaan dari pompa pembuangan ini
dengan itu pada saat tombol START
adalah untuk mencegah luapan atau
pengaduk
udara.
ditekan dua blower juga sudah on yang
62
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
ISSN :
ketinggian air limbah. Proses ini akan terhenti apabila ditekan tombol STOP.
Gambar
Perencanaan
Sistem
Pengolahan Air Limbah
DIAGRAM BLOK
Diagram Flowchart
PLC OMRON TYPE CPM1A
Diagram Rangkaian Kontrol PLC
Ladder Diagram Sistem Pengadukan 1
63
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
Ladder Diagram Sistem Blower 2
ANALISA
SISTEM
KERJA
RANGKAIAN Ladder Diagram Sistem Pengadukan 2
Analisa pada sistem pengadukan Analisa ini meliputi pengontrolan pada motor mixer, valve 1, valve 2, dan pompa klorin yang terdeteksi oleh 2 sensor. Bila P. Start ditekan, relai CR 210.00 akan on. Relai CR ini akan berfungsi
Ladder Diagram Sistem blower 1
kontak
sebagai dari
pengontrol
relai-relai
yang
anak ada.
Setelah relai CR on anak kontak relai CR 210.00 akan on semua dan akan off bila P. Stop ditekan, itu berarti akan meng-off-kan semua sistem yang sedang berjalan. Dengan onnya relai CR 210.00 akan mengaktifkan relai DIFU 200.00 dan akan mengonkan relai 010.00 dan valve 1. Jika sensor 2 bawah sudah on maka anak kontak NO 000.03 juga on, tetapi belum dapat meng-on-kan relai 010.02, dan valve 2 karena anak kontak NO Timer 000
64
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
belum on. Jika sensor 1 atas sudah
relai 010.00 dan valve 1 melalui anak
mulai on maka anak kontak NO
kontak NO 210.03 maka dengan begitu
000.02
proses
akan
on
kemudian
akan
pengadukan
akan
terulang
mengaktifkan relai 010.01 dan motor
kembali dari awal.
mixer. Karena relai 010.01 sudah on
Analisa pada sistem blower
maka anak kontak NC 010.01 akan off
Analisa
yang mengakibatkan tidak aktifnya
pengontrolan
relai 010.00 dan valve 1. Aktifnya
dinyalakan secara bergantian dengan
anak kontak NO 010.01 akan meng-
lama pewaktuannya tergantung pada
on-kan Timer 000. Jika Timer 000
settingan yang telah ditentukan pada
sudah
pewaktuan yang akan dicounter oleh
selesai
dalam
proses
ini
hanya 2
meliputi
blower
yang
pewaktuannya maka anak kontak NO
CNT 1 dan CNT 2.
dari
Dengan onnya anak kontak NO DIFU
Timer
000
akan
on
dan
mengakibatkan relai 010.02 dan valve
200.00 maka akan jadi start awal untuk
2 akan on, dan sebaliknya anak kontak
mengaktifkan relai 010.04 dan blower
NC 010.02 akan off begitu juga relai
1,
010.01, motor mixer, relai 010.00 dan
dionkan kembali oleh anak kontak NO
valve 1 juga akan off. Dengan on-nya
010.04. Anak kontak 1_ min pulse
anak kontak NO 010.02 dan relai
akan on setiap 1 menit yang kemudian
DIFU 200.01 maka akan meng-on-kan
akan dicounterkan melalui CNT 007,
relai 010.03 dan pompa klorin dimana
jika proses pencacahan sudah selesai
pengoffannya dilakukan oleh settingan
dilakukan oleh CNT 007 maka akan
dari Timer 001. Bersamaan dengan itu
mengonkan relai 010.05 dan blower 2.
relai 210.02 akan on, karena anak
Kemudian dengan onnya DIFU 200.04
kontak NO DIFU 200.01 sudah on.
maka akan mengoffkan relai 010.04
Jika sensor 2 bawah sudah off maka
dan blower 1. CNT 007 akan tereset
relai 010.02 dan valve 2 juga akan off.
oleh anak kontak NO 010.05. Jika
Kemudian dengan offnya sensor 2
pencacahan yang dilakukan oleh CNT
bawah akan mengonkan relai 210.03,
008
ini berarti akan mengaktifkan kembali
mengaktifkan kembali relai 010.04 dan
yang
selanjutnya
sudah
selesai
sistem
maka
akan
akan
65
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
blower
1
yang
selanjutnya
akan
menggunakan
kontrol
PLC
dapat
mengonkan DIFU 200.05 ini berarti
ditarik suatu kesimpulan :
akan mengoffkan relai 010.05 dan
1. Program dari control PLC yang
blower 2 serta akan mereset CNT 008
dibuat sesuai dengan depenelitian
kemudian proses penyalaan blower
kerja dari system pengolahan air
secara
limbah
bergantian
akan
terulang
kembali. Analisa
yang
sesungguhnya,
perbedaannya hanya terletak pada pada
sistem
pompa
hubungan
antara
dengan
pembuang
system
Pada analisa ini ditujukan hanya pada
simulator
sistem pengontrolan pompa pembuang
dikarenakan tegangan dan arus pada
oleh 2 sensor
mesin disamakan dengan tegangan
Jika kenaikan air melebihi ketinggian
dan arus pada PLC yaitu max 24
yang sudah ditentukan maka akan
VDC, 2 A sedangkan pada aplikasi
terdeteksi
sesungguhnya
oleh
salah
satu
sensor
instalasi
PLC mesin,
terhubung
pada
langsung
memerlukan
apakah itu sensor 4 bawah atau sensor
peralatan
3 atas. Dengan begitu anak kontak NO
menyamakan antara tegangan dan
000.04 atau anak kontak NO 000.05,
arus PLC dengan system instalasi
relai 010.06 dan pompa pembuangan
mesin biasanya memakai inverter
akan on. Pompa pembuangan akan off
atau kontaktor.
beberapa detik/menit setelah salah satu
eksternal
untuk
2. Alat simulator system pengolahan
sensor (sensor 4 atau sensor 3) dalam
air
keadaan off, ini berarti ketinggian air
mempresentasikan kerja dari sistem
dalam keadaan batas normal.
pengolahan
KESIMPULAN
sesungguhnya, baik pada system
Dengan percobaan
dan
mengadakan analisa
suatu melalui
simulator tentang pengontrolan pada sistem pengolahan air limbah dengan
limbah
yang
air
pengadukan, maupun
dibuat
limbah
system
dapat
yang
blower,
system
pompa
menggunakan
system
pembuangan. 3. Dengan
control PLC ini dapat memudahkan
66
ISSN :
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu
pengoperasian dari system proses
6. Omron Syswin. Manual Software
pengolahan air limbah, baik dalam
Programming
hal
Programmable Logic Controllers.
pengawasan,
pencarian
kesalahan atau kerusakan maupun
7. Djuhana
Tool
for
Djoekardi.
Omron
2000.
dalam memodifikasi system control
Penggunaan Mesin-Mesin Listrik.
tersebut jika suatu saat diperlukan.
Jakarta: Penerbit ISTN.
DAFTAR PUSTAKA 1. Agfianto Eko Putra. 2004. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). Yogyakarta: Penerbit Gava Media. 2. Iwan
Setiawan.
Programmable
2006.
Logic
Controller
(PLC) dan Teknik
Perancangan
Sistem
Yogyakarta:
Kontrol.
Penerbit Andi. 3. M. Budiyanto, dan A. Wijaya. 2006. Pengenalan Dasar-Dasar PLC (Programmable Logic Controller) Disertai
Contoh
Aplikasinya.
Yogyakarta: Penerbit Gava Media. 4. Mitsubishi. Mengenai
Pedoman
Penghantar
Programmable
Logic
Controller. 5. Omron Sysmac. Manual Operation Programmable
Logic
Control
CPM1A.
67
