PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONTROL LEV
Tugas Akhir - 2010
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONTROL LEVEL AIR PADA TANGKI
BERBASIS PLC (DESIGN AND IMPLEMENTATION OF WATER LEVEL CONTROL
AT A TANK BASED ON PLC)
Asep Supriatna¹, M Ary Murti.², Angga Rusdinar³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
PLTMH merupakan pembangkit listrik yang menggunakan tenaga mikrohidro sebagai sumber
listrik yang dibangun dalam skala kecil. Sistem kerja PLTMH menggunakan aliran debit air yang
berasal dari tangki air yang akan menggerakan turbin sehingga menghasilkan tegangan dari
generator.
Agar level air pada tangki air tetap stabil pada suatu level tertentu, maka dibutuhkan suatu alat
pengendali seperti PLC. PLC bekerja mengontrol tingkat level air dengan cara menerima
informasi yang didapatkan dari suatu sensor level air yang berada di dalam tangki air. Adapun
PLC hanya bersifat mengaktifkan pompa air secara on-off.
Pada Tugas Akhir ini telah direalisasikan sebuah sistem pengontrolan tingkat level air
menggunakan PLC OMRON SYSMAC CP1H dengan input didapat dari sensor level air, output
analog untuk mengatur besar bukaan valve, dan output digital untuk pengoperasian pompa.
Parameter yang harus dipenuhi dalam sistem ini adalah kestabilan level air dan kestabilan debit
air yang keluar dari tangki ke turbin. Untuk itu PLC digunakan untuk mengoptimalkan kerja dari
valve dan pompa agar kedua parameter tersebut dapat terpenuhi.
Kata Kunci : -
Abstract
Micro Hydro Power Generator is a kind of electrical generator which uses micro hydro power as
an electrical source which is built in a small scale. Micro Hydro Power Generator works using
water flow debit from the water tank to move a turbin which will generate an electrical voltage.
Water level in a tank must be stable at a defined level, so it is need to use a controller device such
as PLC. PLC works to control water level by received inputs from water level sensor and
controlling pump and valve optimally.
In this final project, it has been built a water level control system using OMRON SYSMAC CP1H
PLC which is use inputs from water level sensor, analogue output to control valve, and digital
output to control operation of pump.
Parameters which must be fullfiled in this system are stabilization of water level and stabilization
of the output water debit from tank to turbin. So, PLC is used to optimize work of valve and pump
so both of parameters can be fullfiled.
Keywords : -
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Sistem kendali otomatis merupakan bagian penting pada praktikum di
laboratorium kontrol. Karena pada praktikum ini mahasiswa mempelajari suatu sistem
pengendalian pada berbagai macam plant dengan menggunakan banyak parameter
seperti temperature, kecepatan, hingga level ketinggian air.
Untuk mendukung praktikum pada laboratorium kontrol tersebut, dibutuhkan
suatu alat kerja yang merupakan media pembelajaran yang baik bagi mahasiswa,
sehingga mahasiswa dapat secara interaktif mempelajari suatu proses kendali pada
berbagai macam plant. Salah satu alat kerja yang menjadi bahan praktikum adalah
mengenai PLTMH.
PLTMH merupakan pembangkit listrik yang menggunakan tenaga mikrohidro
sebagai sumber listrik yang dibangun dalam skala kecil. Sistem kerja PLTMH
menggunakan aliran dabit air yang berasal dari tangki air yang akan menggerakan
turbin sehingga menghasilkan tegangan dari generator.
Agar level air pada tangki air tetap stabil pada suatu level tertentu, maka
dibutuhkan suatu alat pengendali seperti PLC. PLC bekerja mengontrol tingkat level
air dengan cara menerima informasi yang didapatkan dari suatu sensor level air yang
berada di dalam tangki air. Adapun PLC hanya bersifat mengaktifkan pompa air
secara on-off
1.2 TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dan manfaat dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:
1. Merancang suatu plant yang dapat mengontrol level air pada tangki air
2. Plant yang dirancang dapat menghasilkan suatu tegangan listrik
3. Tugas akhir ini dapat diimplementasikan di laboratorium kontrol IT Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
2
BAB I PENDAHULUAN
Tugas Akhir - 2010
1.3 RUMUSAN MASALAH DAN BATASAN MASALAH
1.3.1 Rumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dibahas beberapa permasalahan antara lain:
1. Bagaimana pengaruh volume air di tangki terhadap kecepatan turbin untuk
menghasilkan tegangan dari dinamo DC
2. Bagaimana mekanisme pengontrolan level air yang dikendalikan oleh PLC
3. Berfungsi sebagai kinerja kontrol
1.3.2 Batasan Masalah
Lingkup masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah:
1. PLC yang digunakan adalah tipe OMRON CP1H-X40DR-A
2. Pengontrolan level air hanya bersifat on-off
3. Titik-titik pengukuran dan parameter pengukuran tingkat keberhasilan disain
1.4 METODOLOGI PEMBAHASAN MASALAH
Metodologi yang akan digunakan dalam penelitan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literature, mengumpulkan referensi mengenai proses perancangan dan
implementasi dari judul di atas
2. Observasi, melakukan diskusi dan pembahasan baik dengan pembimbing
maupun dengan orang yang berkompeten pada kasus ini
3. Mengintegrasikan antara teori praktis dan eksperimental
4. Membangun system dengan metode analisis dan disain terstruuktur dengan
tahapan: penentuan spesifikasi, perancangan system, implementasi, dan uji
coba hasil perancangan
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
BAB I Pendahuluan
Berisi latar belakang, perumusan dan batasan masalah untuk
mempermudah pembahasan dalam bab-bab selanjutnya serta sebagai
penjelasan singkat dari seluruh isi buku tugas akhir
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
3
BAB I PENDAHULUAN
Tugas Akhir - 2010
BAB II Landasan Teori
Bab ini akan membahas tentang Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro secara umum, penjelasan mengenai pengaturan dan pengukuran
ketinggian permukaan air, penjelasan mengenai pompa air dan
kinerjanya, dan penjelasan mengenai PLC secara umum
BAB III Perancangan dan Implementasi
Bab ini akan membahas tentang perancangan dan implementasi sistem,
meliputi perancangan system pengaturan ketinggian permukaan air,
pengaturan perangkat keras meliputi konfigurasi sensor ketinggian
permukaan air, konfigurasi pengoperasian pompa, konfigurasi PLC,
serta perancangan diagram ladder untuk mendukung system yang akan
diimplementasikan
BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem
Bab ini akan menganalisa hasil perancangan dan implementasi yang
diperoleh pada bab sebelumnya.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perancangan dan implementasi
serta saran – saran yang dapat digunakan untuk penelitian berikutnya.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan.
Berdasarkan hasil perancangan, implementasi, dan pengujian, maka didapat
kesimpulan sebagai berikut :
a. Kinerja sistem yang direalisasikan dalam tugas akhir ini menitikberatkan
kepada kestabilan debit air output dari tangki ke turbin,
b. Yang menjadi asumsi dalam kinerja sistem dalam tugas akhir ini adalah
seimbangnya debit air yang keluar dari tangki dan debit air yang masuk ke
tangki,
c. Untuk dapat mencapai kestabilan debit air output dan kestabilan level air
dalam tangki, maka dilakukan pengaturan besaran bukaan valve dan
pengoperasian pompa air, di mana kedua hal tersebut diatur secara terpusat
oleh PLC,
d. Tangki dibagi menjadi tiga area, yaitu area 1 (atas), area 2 (tengah), dan area 3
(bawah),
e. Pada area 1, besar bukaan valve yang diatur adalah 40% (debit 0,3656 ltr/dtk)
dan tegangan pompa 180VAC (debit 0,2801 ltr/dtk),
f. Pada area 2, besar bukaan valve yang diatur adalah 30% (debit 0,3317 ltr/dtk),
dan tegangan pompa 220VAC (debit 0,3355 ltr/dtk)
g. Pada area 3, besar bukaan valve yang diatur adalah 100% (debit 0,4284
ltr/dtk), dan tegangan pompa 220 VAC (debit 0,4578 ltr/dtk).
5.2. Saran
a. Debit yang dihasilkan oleh sistem yang direalisasikan pada tugas akhir ini
masih terlalu kecil untuk dapat mengoptimalkan kerja turbin untuk dapat
menghasilkan
tegangan
yang
diperlukan
(12VAC).
Untuk
dapat
mengoptimalkan kerja turbin maka debit yang dihasilkan oleh sistem harus
lebih besar, hal ini bias dilakukan dengan cara memperbesar dimensi tangki,
memperbesar dimensi dan bukaan valve, dan meningkatkan kekuatan daya
pompa.
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Hasan, Achmad. 2000, Pengontrol Beban Elektronik Pada Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro, P3 Teknologi Konversi dan Konservasi Energi Deputi
Teknologi Informasi, Energi, Material dan Lingkungan, Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi
[2]
Intermediate Technology Development Group, 2007, Micro-Hydro Power,
www.yidg.com
[3]
LG Industrial Systems Co., Ltd, LG Programmable Logic Controller
Master-K10S Datasheet, www.lg.com
[4]
Mukharrydani, Harry, 2007. Perancangan dan Realisasi Sistem Otomasi
Akuarium Berbasis Mikrokontroler AT89C52, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom,
Bandung
[5]
OMRON, 2005. CX-Programmer Inroduction Guide
[6]
OMRON, 2003. Floatless Level Controller 61F Datasheet
[7]
OMRON, 2007. CP1H Programmable Controllers/Features, www.ia.omron.com
[8]
Ramadhani, Rengga, 2005. Perancangan dan Realisasi Sistem Minimum
Programmable
Logic
Controller
(PLC)
berbasis
Mikrokontroler
Atmel
AT89S8252, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. Bandung
[9]
Setiawan, Iwan, 2005. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol, Penerbit Andi. Semarang,
[10]
UNEP, 2006. Pompa dan Sistem Pemompaan, www.energyefficiencyasia.org
xi
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONTROL LEVEL AIR PADA TANGKI
BERBASIS PLC (DESIGN AND IMPLEMENTATION OF WATER LEVEL CONTROL
AT A TANK BASED ON PLC)
Asep Supriatna¹, M Ary Murti.², Angga Rusdinar³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
PLTMH merupakan pembangkit listrik yang menggunakan tenaga mikrohidro sebagai sumber
listrik yang dibangun dalam skala kecil. Sistem kerja PLTMH menggunakan aliran debit air yang
berasal dari tangki air yang akan menggerakan turbin sehingga menghasilkan tegangan dari
generator.
Agar level air pada tangki air tetap stabil pada suatu level tertentu, maka dibutuhkan suatu alat
pengendali seperti PLC. PLC bekerja mengontrol tingkat level air dengan cara menerima
informasi yang didapatkan dari suatu sensor level air yang berada di dalam tangki air. Adapun
PLC hanya bersifat mengaktifkan pompa air secara on-off.
Pada Tugas Akhir ini telah direalisasikan sebuah sistem pengontrolan tingkat level air
menggunakan PLC OMRON SYSMAC CP1H dengan input didapat dari sensor level air, output
analog untuk mengatur besar bukaan valve, dan output digital untuk pengoperasian pompa.
Parameter yang harus dipenuhi dalam sistem ini adalah kestabilan level air dan kestabilan debit
air yang keluar dari tangki ke turbin. Untuk itu PLC digunakan untuk mengoptimalkan kerja dari
valve dan pompa agar kedua parameter tersebut dapat terpenuhi.
Kata Kunci : -
Abstract
Micro Hydro Power Generator is a kind of electrical generator which uses micro hydro power as
an electrical source which is built in a small scale. Micro Hydro Power Generator works using
water flow debit from the water tank to move a turbin which will generate an electrical voltage.
Water level in a tank must be stable at a defined level, so it is need to use a controller device such
as PLC. PLC works to control water level by received inputs from water level sensor and
controlling pump and valve optimally.
In this final project, it has been built a water level control system using OMRON SYSMAC CP1H
PLC which is use inputs from water level sensor, analogue output to control valve, and digital
output to control operation of pump.
Parameters which must be fullfiled in this system are stabilization of water level and stabilization
of the output water debit from tank to turbin. So, PLC is used to optimize work of valve and pump
so both of parameters can be fullfiled.
Keywords : -
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Sistem kendali otomatis merupakan bagian penting pada praktikum di
laboratorium kontrol. Karena pada praktikum ini mahasiswa mempelajari suatu sistem
pengendalian pada berbagai macam plant dengan menggunakan banyak parameter
seperti temperature, kecepatan, hingga level ketinggian air.
Untuk mendukung praktikum pada laboratorium kontrol tersebut, dibutuhkan
suatu alat kerja yang merupakan media pembelajaran yang baik bagi mahasiswa,
sehingga mahasiswa dapat secara interaktif mempelajari suatu proses kendali pada
berbagai macam plant. Salah satu alat kerja yang menjadi bahan praktikum adalah
mengenai PLTMH.
PLTMH merupakan pembangkit listrik yang menggunakan tenaga mikrohidro
sebagai sumber listrik yang dibangun dalam skala kecil. Sistem kerja PLTMH
menggunakan aliran dabit air yang berasal dari tangki air yang akan menggerakan
turbin sehingga menghasilkan tegangan dari generator.
Agar level air pada tangki air tetap stabil pada suatu level tertentu, maka
dibutuhkan suatu alat pengendali seperti PLC. PLC bekerja mengontrol tingkat level
air dengan cara menerima informasi yang didapatkan dari suatu sensor level air yang
berada di dalam tangki air. Adapun PLC hanya bersifat mengaktifkan pompa air
secara on-off
1.2 TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dan manfaat dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:
1. Merancang suatu plant yang dapat mengontrol level air pada tangki air
2. Plant yang dirancang dapat menghasilkan suatu tegangan listrik
3. Tugas akhir ini dapat diimplementasikan di laboratorium kontrol IT Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
2
BAB I PENDAHULUAN
Tugas Akhir - 2010
1.3 RUMUSAN MASALAH DAN BATASAN MASALAH
1.3.1 Rumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dibahas beberapa permasalahan antara lain:
1. Bagaimana pengaruh volume air di tangki terhadap kecepatan turbin untuk
menghasilkan tegangan dari dinamo DC
2. Bagaimana mekanisme pengontrolan level air yang dikendalikan oleh PLC
3. Berfungsi sebagai kinerja kontrol
1.3.2 Batasan Masalah
Lingkup masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah:
1. PLC yang digunakan adalah tipe OMRON CP1H-X40DR-A
2. Pengontrolan level air hanya bersifat on-off
3. Titik-titik pengukuran dan parameter pengukuran tingkat keberhasilan disain
1.4 METODOLOGI PEMBAHASAN MASALAH
Metodologi yang akan digunakan dalam penelitan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literature, mengumpulkan referensi mengenai proses perancangan dan
implementasi dari judul di atas
2. Observasi, melakukan diskusi dan pembahasan baik dengan pembimbing
maupun dengan orang yang berkompeten pada kasus ini
3. Mengintegrasikan antara teori praktis dan eksperimental
4. Membangun system dengan metode analisis dan disain terstruuktur dengan
tahapan: penentuan spesifikasi, perancangan system, implementasi, dan uji
coba hasil perancangan
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
BAB I Pendahuluan
Berisi latar belakang, perumusan dan batasan masalah untuk
mempermudah pembahasan dalam bab-bab selanjutnya serta sebagai
penjelasan singkat dari seluruh isi buku tugas akhir
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
3
BAB I PENDAHULUAN
Tugas Akhir - 2010
BAB II Landasan Teori
Bab ini akan membahas tentang Pembangkit Listrik Tenaga Mikro
Hidro secara umum, penjelasan mengenai pengaturan dan pengukuran
ketinggian permukaan air, penjelasan mengenai pompa air dan
kinerjanya, dan penjelasan mengenai PLC secara umum
BAB III Perancangan dan Implementasi
Bab ini akan membahas tentang perancangan dan implementasi sistem,
meliputi perancangan system pengaturan ketinggian permukaan air,
pengaturan perangkat keras meliputi konfigurasi sensor ketinggian
permukaan air, konfigurasi pengoperasian pompa, konfigurasi PLC,
serta perancangan diagram ladder untuk mendukung system yang akan
diimplementasikan
BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem
Bab ini akan menganalisa hasil perancangan dan implementasi yang
diperoleh pada bab sebelumnya.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perancangan dan implementasi
serta saran – saran yang dapat digunakan untuk penelitian berikutnya.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan.
Berdasarkan hasil perancangan, implementasi, dan pengujian, maka didapat
kesimpulan sebagai berikut :
a. Kinerja sistem yang direalisasikan dalam tugas akhir ini menitikberatkan
kepada kestabilan debit air output dari tangki ke turbin,
b. Yang menjadi asumsi dalam kinerja sistem dalam tugas akhir ini adalah
seimbangnya debit air yang keluar dari tangki dan debit air yang masuk ke
tangki,
c. Untuk dapat mencapai kestabilan debit air output dan kestabilan level air
dalam tangki, maka dilakukan pengaturan besaran bukaan valve dan
pengoperasian pompa air, di mana kedua hal tersebut diatur secara terpusat
oleh PLC,
d. Tangki dibagi menjadi tiga area, yaitu area 1 (atas), area 2 (tengah), dan area 3
(bawah),
e. Pada area 1, besar bukaan valve yang diatur adalah 40% (debit 0,3656 ltr/dtk)
dan tegangan pompa 180VAC (debit 0,2801 ltr/dtk),
f. Pada area 2, besar bukaan valve yang diatur adalah 30% (debit 0,3317 ltr/dtk),
dan tegangan pompa 220VAC (debit 0,3355 ltr/dtk)
g. Pada area 3, besar bukaan valve yang diatur adalah 100% (debit 0,4284
ltr/dtk), dan tegangan pompa 220 VAC (debit 0,4578 ltr/dtk).
5.2. Saran
a. Debit yang dihasilkan oleh sistem yang direalisasikan pada tugas akhir ini
masih terlalu kecil untuk dapat mengoptimalkan kerja turbin untuk dapat
menghasilkan
tegangan
yang
diperlukan
(12VAC).
Untuk
dapat
mengoptimalkan kerja turbin maka debit yang dihasilkan oleh sistem harus
lebih besar, hal ini bias dilakukan dengan cara memperbesar dimensi tangki,
memperbesar dimensi dan bukaan valve, dan meningkatkan kekuatan daya
pompa.
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Hasan, Achmad. 2000, Pengontrol Beban Elektronik Pada Pembangkit Listrik
Tenaga Mikrohidro, P3 Teknologi Konversi dan Konservasi Energi Deputi
Teknologi Informasi, Energi, Material dan Lingkungan, Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi
[2]
Intermediate Technology Development Group, 2007, Micro-Hydro Power,
www.yidg.com
[3]
LG Industrial Systems Co., Ltd, LG Programmable Logic Controller
Master-K10S Datasheet, www.lg.com
[4]
Mukharrydani, Harry, 2007. Perancangan dan Realisasi Sistem Otomasi
Akuarium Berbasis Mikrokontroler AT89C52, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom,
Bandung
[5]
OMRON, 2005. CX-Programmer Inroduction Guide
[6]
OMRON, 2003. Floatless Level Controller 61F Datasheet
[7]
OMRON, 2007. CP1H Programmable Controllers/Features, www.ia.omron.com
[8]
Ramadhani, Rengga, 2005. Perancangan dan Realisasi Sistem Minimum
Programmable
Logic
Controller
(PLC)
berbasis
Mikrokontroler
Atmel
AT89S8252, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. Bandung
[9]
Setiawan, Iwan, 2005. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol, Penerbit Andi. Semarang,
[10]
UNEP, 2006. Pompa dan Sistem Pemompaan, www.energyefficiencyasia.org
xi
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi