TI3105 Otomasi Sistem Produksi
Diagram Elektrik
Laboratorium Sistem Produksi Prodi. Teknik Industri @2013
Hasil Pembelajaran
Umum
Mahasiwa mampu untuk melakukan proses perancangan sistem otomasi, sistem mesin NC, serta merancang dan mengimplementasikan sistem kontrol logika.
Khusus
Memahami jenis-jenis diagram elektrik serta mampu membaca dan membuat diagram elektrik
2
Diagram Elektrik Industri 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.
L2
L1 Target LOAD
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.
Sensor Power Line
3
Garis Tipis dan Garis Tebal
Dalam suatu diagram elektrik, terdapat garis tebal dan garis tipis. Garis tebal menunjukkan konduktor yang membawa listrik bertegangan tinggi, seperti jalur listrik utama. Persilangan Garis tipis menunjukkan sirkit terhubung pengendali seperti switches (saklar), timers, dan relays. Persilangan
Konduktor yang melewati rangkaian dan tidak melakukan kontak ditandai dengan persilangan tanpa titik, sedangkan sebaliknya, ditandai dengan persilangan dengan titik tebal.
Garis Tipis menunjukkan rangkaian pengendali
Peralatan Pengendali
OL M
L1
M
L2
M
L3
M
T1
OL
OL
OL
T2
3-phase motor
T3
Garis Tebal menunjukkan randkaian daya
4
Sirkit Daya & Sirkit Kontrol
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.
5
Penamaan Komponen: Huruf dan Angka L1
L2
Untuk memudahkan dalam mengenal dan mengidentifikasi komponenkomponen elektrik yang ada dalam rangkaian, diberikan penomoran / penamaan pada komponenkomponen. 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.
CR
CR4
OL
CR1 M1
CR2
M1
OL
M2
CR3
OL
M3
Perhatian! Minimum harus terdapat 1 beban dalam satu anak tangga, tanpa beban di anak tangga akan mengakibatkan terjadinya hubungan pendek (short circuit) antara L1 dan L2.
CR - Control Relay M1 - Starter #1 M2 - Starter #2 M3 - Starter #3
6
Penamaan Komponen: Huruf dan Angka o Semua beban harus terhubung satu sisinya ke L2.
L1
L2
o Tidak terdapat lebih dari satu beban pada satu anak tangga. o 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.
120 V - Pilot Light
120 V - Solenoid
120 V - Power Line
o Beban-beban dalam sirkit dioperasikan oleh peralatan kendali seperti switches, pushbuttons, limit switches dan pressure switches.
7
Penamaan Komponen: Huruf dan Angka L1
L2
Semua peralatan kendali STOP atau OFF tambahan harus dihubungkan secara seri.
SW 1 PL1
Komponen pengendali terhubung diantara L1 dan beban
Semua peralatan kendali START atau ON harus dihubungkan secara paralel.
L1
L2 SW 1
Peralatan kendali terhubung antara L1 dan beban.
SW 2
L1
L2 SW 1
PL1
Komponen pengendali OFF dipasang seri
PL1 SW 2
Komponen pengendali ON dipasang paralel
8
Penomoran Kabel: Angka Cycle Start
1
Piston FWD CR
1 CR
1
Reverse
3
4
1 LS
5
2
1 CR-1
SOL A
2 1 CR-2
Piston FWD SOL
3 1
6
2
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
Fungsi Mekanik: Garis Terputus-putus
FWD
REV R F
STOP
F R F
R
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,
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.
10
Grounded Circuit Jika sirkit kendali mendapatkan daya dari sirkit dasar (grounded circuit), maka sirkit ini harus dihubungkan ke bumi, sehingga arus balik dari ground Transformator di sirkit kendali tidak menghidupkan Sumber Daya motor atau membuat tombol STOP atau kendali menjadi tidak berfungsi. Perhatikan pada gambar di bawah ini. Ketika sirkit bekerja, maka bagian sirkit yang berada di sisi sebelah kiri Titik Grounded dari kumparan M merupakan sirkit Yang Benar yang tidak di-grounded, atau disebut M juga sebagai "sisi aktif (hot leg)". Oleh karena itu, setiap hubungan pendek L2 ke ground pada sisi ini akan memutuskan sikring dari kendali transformer
Fuse
START
STOP
M1
L1
11
Grounded Circuit Jika sirkit tersebut di-grounded di L1, hubungan singkat ke tanah (ground) di setiap bagian pada sirkit akan 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 menekan tombol stop tidak akan mematikan aliran dari kumparan M, dan akibatnya peralatan akan rusak dan kemungkinan akan terjadi kecelakaan.
Transformator Sumber Daya Fuse
Fault Titik Grounded yang salah
M STOP
START M1
L1
L2 Peralatan output harus dikoneksikan ke tanah pada sisi grounded pada sirkit.
12
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 kesalahankesalahan.
L2
L1 3
1
2 Alarm
A
Bisa dijumpai pada penutup dari suatu peralatan elektrik, misalnya saja pada penutup dari penghidup motor magnetik. Contoh: Lihat gambar.
A OL
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.
L3
T1
T2 T2
T3 T3
1, 2, or 3 OL Kontak Motor
13
Electric chain hoist Wiring Diagram
14
Counduit Layout Diagram (diagram penampang saluran) Counduit Layout Diagram (diagram penampang saluran) menunjukkan tempat mulai dan berhentinya aliran elektrik dan menunjukkan secara jelas jalur yang dilalui oleh masingmasing 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.
15
Diagram koneksi (Connections Diagram) Combination magnetic starter
L1
L2
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.
L3
M
M
M OL T1
OL T2
C1
T3 C3 C1
C2
C3 C1
T1 Pump
T2 T3
C3 C3 C3
C2
Pushbutton Station
16
Diagram Rangkaian Perencanaan
L1
L2
L3
T1
T2
T3
C1
Combination magnetic starter C1
C2
C3
C3 C1
T1 Pump
T2
C3
C3
C3
C2
T3
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.
Pushbutton Station
17
3. Diagram Garis dan Blok (Single-Line and Block Diagrams) Supply Feeder disconnecting means Feeder overcurrent protection
Single Line Diagram menawarkan kesederhanaan yang lebih dibandingkan yang lainnya, dimana diagram ini tidak memperhatikan fungsi-fungsi pembantu yang ada.
Splitter Motor branch circuit disconnecting means Motor branch circuit overcurrent protection
Diagram ini, seperti terlihat pada gambar di samping banyak digunakan oleh pembuat peralatan pengendali motor sebagai langkah untuk mempelajari instalasi pengendali motor.
Motor branch circuit conductors Motor branch disconnecting means Remote Control Motor Starter Motor overload protection Under-voltage protection Motor disconnecting means
Yang ditunjukkan dalam diagram ini hanyalah bagian / peralatan penting saja. Single Line Diagram juga sering dipakai untuk menunjukkan saklar utama, dan perancangan peralatan saklar
Motor overheating protection 18
Contoh lain dari Single Line Diagram Circuit breaker Main transformer bank
Distribution Center Fused Switch Line Starters
MTR
Lighting transformers MTR
MTR
MTR
19
Diagram Blok (Block Diagram)
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.
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
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 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.
M
Pilot device
Magnetic Motor Control Circuit 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
L2
L3
(1)
2
1
3
kecelakaan. 22
21
Tugas 2
Lihat di board
http://forum.ti.itb.ac.id
23
