STUDI PENGGUNAAN SENSOR PROXIMITY SEBAGAI SAKLAR PADA ALAT PENOMORAN PUPUK UREA KANTONG DI PT. PUPUK SRIWIDJAJA
Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat Menyelesaikan pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
OLEH : NAMA : R. M. KUSUMA WIJAYA NIM
: 0611 3031 0902
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
STUDI PENGGUNAAN SENSOR PROXIMITY SEBAGAI SAKLAR PADA ALAT PENOMORAN PUPUK UREA KANTONG DI PT. PUPUK SRIWIDJAJA
LAPORAN AKHIR
Oleh : NAMA : R. M. KUSUMA WIJAYA NIM
: 0611 3031 0902
Palembang,
Agustus 2014
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Khairil Anwar, M. T. NIP. 195612051987031003
Ir. Bambang Guntoro, M. T. NIP. 195707041989031001 Mengetahui,
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi
Ir.Ali Nurdin, M.T NIP. 196212071991031001
Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 196510011990031006
MOTTO “Masa depan kita tergantung dari apa yang kita lakukan hari ini.” (Mahatma Ghandi)
“Jangan pernah takut bermimpi untuk menjadi orang sukses, karena memang tidak semua orang bisa menjadi sukses tapi yakinlah orang sukses bisa lahir dari mana saja.” (Chef Gusteau dari film RATATOUILE)
“Cobalah untuk tidak hanya menjadi seseorang yang sukses, tetapi berusahalah untuk menjadi orang yang bernilai. ” (Albert Einstein)
Saya dedikasikan untuk : Kedua Orang Tua saya Saudara-Saudara saya Rekan-Rekan
Seperjuangan
Mahasiswa
Teknik Listrik Angkatan XXX POLSRI Semua
Pihak
yang
telah
Mendukung
saya, yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu
STUDI PENGGUNAAN SENSOR PROXIMITY SEBAGAI SAKLAR PADA ALAT PENOMORAN PUPUK UREA KANTONG DI PT. PUPUK SRIWIDJAJA (2014 : xiii + 58 Halaman + Daftar Tabel + Daftar Gambar + Lampiran) R. M. Kusuma Wijaya 0611 3031 0902 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik ABSTRAK Dewasa ini perkembangan teknologi telah berkembang pesat. Tidak hanya di kehidupan sehari-hari, perkembangan teknologi juga ada dunia industri. Salah satu contoh perkembangan teknologi yang sampai ke industri adalah penggunaan sensor, utamanya sensor proximity sebagai saklar induktif. Di PT. Pupuk Sriwidjaja, sensor proximity digunakan pada area pengantongan pupuk urea. Salah satu area pengantongan pupuk urea adalah di Bulk Storage 2 (BS 2). Ada 3 alat yang harus dirangkai untuk menjadikan sensor tersebut bekerja dengan suatu sistem kendali, alat tersebut diantaranya Bag Coding Machines dan UPS, selain Sensor Proximity itu sendiri. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber listrik satu fasa. Sensor proximity menggunakan sistem kendali loop-terbuka sebagai sistem kendalinya. Dalam sistem kendali loop-terbuka yang menjadi input adalah deteksi sensor terhadap objek cetak, yang berupa karung berisi pupuk. Kemudian setelah mendeteksi, sensor akan mengirimkan sinyal pada bag coding machines untuk menghembuskan tinta yang bertuliskan kode produksi pada karung-karung tersebut. Tulisan itulah yang menjadi output dari sistem kendali ini. Kemudian dilakukan percobaan dan hasilnya sama untuk semua jarak deteksi yang diperbolehkan untuk V dan IInput, serta V dan IOutput. Dari data pengukuran tersebut juga dihitung daya yang dipakai oleh sensor baik SInput maupun SOutput dan didapat hasil masing-masing 6,1×10-3 VA DC dan 0,49 VA DC. Kata kunci : Sistem Kendali , Sistem Kendali Loop-Terbuka, Sensor Proximity, Bag Coding Machines, UPS.
STUDY OF THE USE PROXIMITY SENSOR AS A SWITCH ON BAG CODING MACHINES OF BAG UREA FERTILIZER AT PT. PUPUK SRIWIDJAJA (2014: xiii + 58 Pages + List of Tables + List of Figures + Appendix)
R. M. Kusuma Wijaya 0611 3031 0902 Electro Department Electrical Engineering Study Program ABSTRACT Nowadays, the development of technology has developed rapidly. Not only in everyday life, there is also a technology development of world industry. One example of technological developments to the industry is the use of sensors, primarily as a switch inductive proximity sensor. In PT. Pupuk Sriwidjaja, proximity sensor used in urea bagging area. One of urea fertilizer bagging area is in Bulk Storage 2 (BS 2). There are 3 tools that should be put together to turn on the sensor works with a control system, the tool including Bag Coding Machines and UPS, in addition Proximity sensor itself. The circuit is connected to a single phase power source. Proximity sensor using open-loop control system as a control system. In open-loop control system which becomes the input is object detection sensors to print, in the form of sacks of fertilizer. Then after detection, the sensor will send a signal to the bag to blow ink coding machines that read the production code on the sacks. Posts that is the output of the control system. Then do the experiment and the results were the same for all distance allowed for detection V and IInput, As well V and IOutput. From the results of these measurements are also calculated power used by both sensors SOutput and SInput and the results obtained respectively 6,1 × 10-3 VA DC and 0,49 VA DC. Keywords : Control System, Open-Loop Control System, Proximity Sensors, Bag Coding Machines, UPS.
v
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini yang berjudul “Studi Penggunaan Sensor Proximity sebagai Saklar pada Alat Penomoran Pupuk Urea Kantong di PT. Pupuk Sriwidjaja”. Sholawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW karena berkat kegigihannya jualah penulis selalu dalam keteguhan iman dan nikmat islam. Tidak lupa penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada kedua orangtua, karena berkat restu dan doa merekalah semangat dan inspirasi selalu ada dalam jiwa. Laporan
akhir
ini
dibuat
untuk
memenuhi
persyaratan
untuk
menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Bapak Ir. Khairil Anwar, M. T. selaku Pembimbing I
2.
Bapak Ir. Bambang Guntoro, M. T. selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini di Politeknik Negeri Sriwijaya, kepada : 1.
Bpk. Raden Kusumanto, S. T., M. M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
2.
Bpk. Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
3.
Bpk. Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
4.
Bpk. Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
5.
Semua dosen, teknisi dan seluruh staff dan karyawan administrasi di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
6.
Bapak Rudi Z. Umar selaku Pembimbing Penelitian di PT. Pupuk Sriwidjaja.
7.
Saudara-saudariku tercinta yang banyak memberi dukungan baik moril maupun materil, semangat dan doa dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.
8.
Untuk teman-teman seperjuangan di kelas 6 EL B yang selalu saling memberikan semangat.
9.
Kepala Perpustakaan beserta staff Administrasi perpustakaan Politeknik dan Perpustakaan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan. Dalam penulisan Laporan Akhir ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan. Karena terbatasnya kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun guna kebaikan kita bersama dimasa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa Program Studi Teknik Listrik.
Palembang, Agustus 2014
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman Judul…………………………………………………………….
i
Halaman Pengesahan……………………………………………………...
ii
Motto………………………………………………………………………..
iii
Abstrak……………………………………………………………………...
iv
Abstract……………………………………………………………………..
v
Kata Pengantar…………………………………………………………….
vi
Daftar Isi……………………………………………………………………
viii
Daftar Tabel………………………………………………………………..
x
Daftar Gambar……………………………………………………………..
xi
Daftar Lampiran…………………………………………………………...
xiii
BAB I PENDAHULUAN 1. 1. Latar Belakang…………………………………………………...
1
1. 2. Rumusan Masalah……………………………………………….
2
1. 3. Tujuan dan Manfaat.......................................................................
2
1.3.1 Tujuan…………………………………………………….
2
1.3.2 Manfaat…………………………………………………...
2
1. 4. Batasan Masalah…………………………………………………
3
1. 5. Metode Penulisan………………………………………………..
3
1. 6. Sistematika Penulisan……………………………………………
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Sistem Kendali Proses…………………………………………...
5
2. 2. Alat Pengendali Industri…………………………………………
9
2.2.1 Saklar yang Dioperasikan secara Manual………………...
10
2.2.2 Saklar yang Dioperasikan secara Mekanis………………..
16
2. 3. Sensor dan Transduser…………………………………………...
22
2. 4. Segitiga Daya…………………………………………………….
32
2.4.1 Daya Nyata (P)……………………………………………
32
2.4.2 Daya Semu (S)……………………………………………
32
2.4.3 Daya Reaktif (Q)………………………………………….
33
BAB III METODE PENELITIAN 3. 1. Waktu dan Lokasi Penelitian…………………………………….
34
3. 2. Diagram Alir Pembuatan Laporan Akhir………………………..
34
3. 3. Peralatan yang Digunakan ……………………………………...
35
3.3.1 Bag Coding Machines…………………………………….
35
3.3.2 Multimeter………………………………………………...
42
3.3.3 UPS (Uniteruptible Power Supply)……………………….
42
3.3.4 Sensor Proximity………………………………………….
44
3. 4. Diagram Rangkaian……………………………………………...
47
3. 5. Langkah Percobaan……………………………………………...
48
BAB IV PEMBAHASAN 4. 1. Cara Kerja Sensor Proximity…………………………………….
49
4. 2. Cara Men-set Program…………………………………………...
50
4. 3. Data Hasil Penelitian…………………………………………….
53
4. 4. Hasil Perhitungan………………………………………………..
54
4. 5. Analisa Data dan Hasil Pengukuran……………………………..
55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1. Kesimpulan………………………………………………………
57
5. 2. Saran……………………………………………………………..
58
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Spesifikasi Print Head…………………………………………….
37
Tabel 3.2 Spesifikasi Cabinet…………………………………………….....
38
Tabel 3.3 Spesifikasi Ink System……………………………………………
39
Tabel 3.4 Spesifikasi External Connections………………………………...
40
Tabel 3.5 Spesifikasi Environment……………………………………….....
40
Tabel 3.6 Spesifikasi UPS…………………………………………………...
43
Tabel 3.7 Spesifikasi Sensor Proximity……………………………………..
45
Tabel 3.8 Spesifikasi Sensor Proximity Lanjutan…………………………...
46
Tabel 4.1 Percobaan 1……………………………………………………….
53
Tabel 4.2 Percobaan 2……………………………………………………….
53
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Komponen Sistem Pengontrol Proses………………………….
6
Gambar 2.2 Sistem Kontrol Loop-Terbuka…………………………………
8
Gambar 2.3 Sistem Kontrol Loop-Tertutup…………………………………
8
Gambar 2.4 Alat Pengendali Primer dan Alat Pengendali Penunjuk………..
10
Gambar 2.5 Saklar Togel……………………………………………………
11
Gambar 2.6 Saklar Geser……………………………………………………
11
Gambar 2.7 Saklar DIP……………………………………………………...
12
Gambar 2.8 Saklar Rotary…………………………………………………...
12
Gambar 2.9 Saklar Thumb Wheel…………………………………………..
13
Gambar 2.10 Saklar Pemilih (selektor)……………………………………...
14
Gambar 2.11 Simbol dan Bagian-Bagian Tombol Tekan…………………...
15
Gambar 2.12 Saklar Drum untuk Pembalik Putaran………………………...
16
Gambar 2.13 Saklar Limit…………………………………………………...
17
Gambar 2.14 Saklar Mikro………………………………………………….
18
Gambar 2.15 Saklar Suhu…………………………………………………...
19
Gambar 2.16 Saklar Tekanan………………………………………………..
20
Gambar 2.17 Saklar Level…………………………………………………..
21
Gambar 2.18 Sensor Induktif dan Bentuk Garis Fluks Sensor Induktif…….
25
Gambar 2.19 Respons Sensor Induktif……………………………………...
25
Gambar 2.20 Operasi Sensor Efek-Hall yang Dihubungkan dengan Magnet Permanen……………………………………………………..
27
Gambar 2.21 Pembangkit Tegangan Hall…………………………………...
27
Gambar 2.22 Sensor Proximity Kapasitif…………………………………...
28
Gambar 2.23 Respons (perubahan persen dalam kapasitansi) dari Sensor Proximity Kapasitif sebagai Fungsi Jarak……………………
28
Gambar 2.24 Sensor Proximity Ultrasonik………………………………….
29
Gambar 2.25 Bentuk-Bentuk Gelombang Sensor Proximity Ultrasonik……
29
Gambar 2.26 Sensor Proximity Optik……………………………………….
30
xi
Gambar 2.27 Jenis Output Proximity Switch……………………………….
30
Gambar 2.28 Segitiga Daya…………………………………………………
33
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Laporan Akhir………………………
34
Gambar 3.2 Bag Coding Machines………………………………………….
36
Gambar 3.3 Dimensi Print Head…………………………………………….
37
Gambar 3.4 Bagian-Bagian Print Head……………………………………..
38
Gambar 3.5 Dimensi Cabinet………………………………………………..
39
Gambar 3.6 Bagian-Bagian Bag Coding Machines…………………………
41
Gambar 3.7 Layout Panel Depan Bag Coding Machines…………………...
41
Gambar 3.8 Bagian-Bagian UPS……………………………………………
44
Gambar 3.9 UPS Merk PROLINK Tipe PRO700V………………………...
44
Gambar 3.10 Sensor Proximity……………………………………………...
46
Gambar 3.11 Dimensi Sensor Proximity……………………………………
47
Gambar 3.12 Rangkaian Elekstonis Sensor Proximity………….…………..
47
Gambar 3.13 Diagram Rangkaian Percobaan……………………………….
47
Gambar 4.1 Sistem Kendali Loop-Terbuka…………………………………
49
Gambar 4.2 Layout Panel Depan Bag Coding Machines…………………...
50
Gambar 4.3 Kurva Karakteristik Respons Sensor Proximity……………….
54
Gambar 4.4 Perbandingan Jarak Deteksi Sensor terhadap Warna Objek Cetak…………………………………………………………...
54
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I Lampiran 2 Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II Lampiran 3 Surat Permohonan Pengantar Pengambilan Data Lampiran 4 Surat Permohonan Izin Pengambilan Data Lampiran 5 Surat Balasan Izin Pengambilan Data Lampiran 6 Catatan Kegiatan Harian Penelitian Lapangan Lampiran 7 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I Lampiran 8 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II Lampiran 9 Form Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 10 Rangkaian Percobaan dan Data Percobaan Lampiran 11 Dokumentasi Pengambilan Data Lampiran 12 Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir Lampiran 13 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir
xiii
