Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Pemanasan Air Menggunakan Scada Software dengan Wonderware Intouch T1 612007712 BAB IV

44

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada bab ini akan di bahas mengenai pengujian alat yang telah dirancang dan direalisasikan serta menganalisis hasil dari pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah untuk mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian pada bagian – bagian sistem maupun keseluruhan sistem.

4.1. Pengujian PLC OMRON CPM2A-40CDR-A

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja PLC OMRON CPM2A-40CDR-A sebagai pengendali utama sistem.

Pengujian pertama dilakukan dengan menguji pin masukan pada PLC. Pada kondisi ini, pin masukan diberikan tegangan masukan 24 VDC dan PLC dapat membaca setiap masukan dari tiap pin. Hal tersebut dibuktikan dengan lampu indikator pada setiap pin yang dapat menyala.

Pengujian kedua dilakukan dengan menguji pin keluaran pada PLC. Pada kondisi ini, pin keluaran diberikan tegangan masukan 24 VDC dan pin keluaran PLC dapat memberikan tegangan keluaran. Hal ini dibuktikan dengan lampu indikator yang menyala pada masing – masing pinkeluaran.

Berdasarkan hasil kedua pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa PLC OMRON CPM2A-40CDR-A dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan. Pengujian PLC OMRON CPM2A-40CDR-A dapat dilihat pada gambar 4.1.

45

Gambar 4.1. Pengujian PLC OMRON CPM2A-40CDR-A

4.2. Pengujian Solenoid Valve Electric

Pengujian pada solenoid valve electric meliputi pengujian secara teknis maupun elektronis. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja solenoid valve electric yang digunakan pada perancangan. Berikut ini adalah pembahasan mengenai pengujian solenoid valve electric secara teknis maupun secara elektronis.

4.2.1. Pengujian Elektronis

Pengujian elektronis dilakukan dengan memberi catu daya dari tegangan jala – jala PLN 220 VAC. Saat kabel catu daya solenoid valve electric dihubungkan pada sumber tegangan jala – jala, maka gulungan kumparan akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan plunger dengan sistem kerja saat keadaan ON maka saluran udara akan terbuka dan saat keadaan OFF

46

maka valve akan menutup saluran udara dengan bantuan per. Dapat disimpulkan bahwa solenoid valve electric tersebut secara elektronis dapat bekerja dengan baik.

Gambar 4.2. Pengujian Solenoid Valve Electric _{Secara Elektronis}

4.2.2. Pengujian Teknis

Selanjutnya pengujian dilakukan dengan menghubungkan saluran masukan valve (inlet port) dengan selang yang terhubung pada keran air PDAM. Ketika valve tidak diberi tegangan maka valve dapat menutup aliran keran air tersebut sehingga tidak ada air yang keluar. Ketika valve diberi tegangan sebesar 220 VAC maka valve dapat membuka aliran sehingga air dapat mengalir keluar. Pengujian solenoid valve electric secara teknis dapat dilihat pada gambar 4.3.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa secara teknis dan elektronis solenoid valve electric yang digunakan pada sistem dapat bekerja dengan baik.

4.3. Pengujian Modul Saklar Transistor

Pengujian meliputi pengujian saklar transistor secara teknis maupun elektronis. Pengujian saklar transistor dilakukan untuk mengetahui kinerja saklar transistor yang digunakan pada perancangan. Berikut ini adalah pembahasan mengenai pengujian modul saklar transistor secara teknis maupun secara elektronis.

47

Gambar 4.3. Pengujian Solenoid Valve Electric _{Bagian Atas Secara Teknis}

48 4.3.1. Pengujian Elektronis

Pengujian elektronis dilakukan dengan memberi catu daya 24 VDC. Jika kabel atau pin pada kaki basis tidak mengenai air, maka keluaran kaki kolektor dari saklar transistor akan mendapat 0 VDC (seperti pada gambar 4.4.), sedangkan jika kabel atau pin pada kaki basis mengenai air, maka keluaran kaki kolektor dari saklar transistor akan mendapat 24 VDC (seperti pada gambar 4.5.).

4.3.2. Pengujian Teknis

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja saklar transistor yang digunakan saat mendeteksi air. Pengujian ini dilakukan saat pengosongan air dengan mengaktifkan solenoid valve electric bagian bawah. Pada saat air mulai mencapai bawah tangki dan mencapai pin batas bawah air yang terhubung oleh saklar transistor, maka secara otomatis solenoidvalveelectric bagian bawah akan mati dan solenoid valve electric bagian atas akan aktif dan mengeluarkan air. Proses terjadi karena saklar transistor mendeteksi adanya air pada saat pin saklar terendam air. Dari hasil pengujian pada saklar transistor membuktikan bahwa saklar dapat bekerja dengan baik.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa saklar transistor yang digunakan dapat bekerja dengan baik secara teknis dan elektronis.

4.4. Pengujian Sistem Pemanasan Air dan Level Air

Pengujian dilakukan untuk mengetahui sistem untuk pengisian air, pemanasan air, dan pengosongan air pada tangki dapat berjalan dengan baik. Pengujian dilakukan pada saat program PLC dijalankan untuk keseluruhan sistem. Tahap pertama pengujian untuk pengisian air dan level air bagian atas. Mula – mula tangki dalam keadaan kosong, lalu PLC dijalankan. Solenoid valve electric bagian atas otomatis akan aktif karena saklar transistor bagian bawah mendeteksi tidak adanya air, sehingga air akan mengalir ke dalam tangki melalui solenoid

49

Gambar 4.5. Pengujian Keluaran Kaki Kolektor Pada Saklar Transistor TIP32C Saat Kaki Basis Tidak Terendam Air

Gambar 4.6. Pengujian Keluaran Kaki Kolektor Pada Saklar Transistor TIP32C Saat Kaki Basis Terendam Air

50

valve electric bagian atas. Ketika air mengenai saklar transistor bagian atas, solenoid valve electric bagian atas langsung berhenti menglirkan air dan pemanas langsung aktif memanaskan air.

Begitu pemanas aktif, secara otomatis air akan dipanaskan sampai mencapai suhu 70°C, tetapi bila air ingin dipanaskan dengan suhu yang berbeda, dapat menekan tombol suhu pada panel.

Tahap kedua akan diujikan untuk pemanasan air, pada pengujian ini suhu yang dipakai adalah 70°C. Pada saat pengukuran suhu menggunakan termokopel, suhu tidak dapat dibaca oleh termokopel karena terdapat tegangan loop tertutup yang berasal dari saklar transistor, jadi termokopel tidak membaca suhu tetapi tegangan dari saklar transistor yang di baca, sehingga termokopel tidak mengeluarkan tegangan untuk mengukur suhu. Karena termokopel tidak dapat mengeluarkan nilai tegangan untuk mengukur suhu, maka penguat termokopel yang terhubung dengan termokopel juga tidak mengeluarkan nilai tegangan yang stabil, sehingga keluaran dari penguat termokopel yang masuk ke PLC analog tidak terbaca dengan baik. Maka dari itu untuk mengukur suhu pada pengujian ini menggunakan termometer air dan termokopel secara manual, maksudnya di sini termokopel dan penguat termokopel terpisah dari PLC dan tidak masuk ke PLC analog, pengukuran tegangan menggunakan voltmeter pada kaki IC untuk keluaran penguat termokopel, juga saklar transistor tidak terpasang pada tangki dan tidak terhubung pada PLC, sehingga tidak ada tegangan loop tertutup dan termokopel dapat membaca suhu di dalam tangki.

Tahap yang ketiga adalah pengujian untuk pengosongan air dan level air bagian bawah. Pada saat suhu di dalam tangki sudah mencapai 70°C, pemanas akan berhenti bekerja dan bisa melakukan pengosongan air, karena jika melakukan pengosongan air dalam kondisi pemanas masih aktif, maka akan membuat rusak pemanas pada saat tidak ada air di dalam tangki. Kemudian saklar transistor di pasang kembali pada tangki dan pada PLC, agar dapat melakukan pengujian untuk paengsongan air. Pada saat tombol Empty_ON di tekan, air panas yang ada di dalam tangki mulai mengalir keluar ke dalam tangki lain yang ada di bawahnya melalui solenoid valve electric bagian bawah. Pada saat tombol Empty_OFF di tekan, maka solenoid valve electric bagian bawah mati dan

51

berhenti mengalirkan air. Saat tombol Empty_ON di tekan kembali solenoid valve electric bagian bawah akan aktif kembali dan mulai mengalirkan air keluar tangki. Air terus mengalir keluar sampai air tidak lagi menyentuh saklar transistor yang ada di bagian bawah, maka saklar transistor langsung mendeteksi tidak ada air dan langsung mengaktifkan solenoid valve electric bagian atas untuk mengisi tangki sampai batas saklar transistor yang ada di bagian atas.

4.5. Pengujian Lama Waktu Pengisian dan Pengosongan

Pengujian dilakukan untuk mengetahui waktu yang diperlukan sistem untuk melakukan pengisian air dan pengosongan air pada tangki. Pengujian dilakukan sebanyak satu kali untuk tangki dapat menampung sebanyak 51 liter air. Pada pengisian tangki, waktu dimulai pada saat katup solenoidvalveelectric bagian atas terbuka dan waktu dihentikan pada saat saklar transistor aktif dan mematikan solenoid valve electric, waktu yang diperlukan dalam mengisi tangki adalah 16.22 menit. Pada pengosongan tangki, waktu dimulai pada saat katup solenoid valve electric bagian bawah terbuka dan waktu dihentikan pada saat saklar transistor aktif dan mematikan solenoid valve electric, waktu yang diperlukan dalam mengosongkan tangki adalah 5.47 menit. Waktu yang diperlukan tiap solenoid berbeda, karena pada solenoid valve electric bagian atas dalam mengisi air tergantung pada kecepatan aliran air atau debit air yang dikeluarkan oleh air PDAM. Sedangkan pada solenoid valve electric bagian bawah dalam mengeluarkan air lebih cepat, karena tidak ada perbedaan aliran debit air yang keluar dari solenoid valve.

4.6. Pengujian Suhu

Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja pemanas air dalam memanaskan air dan kinerja termokopel dalam membaca suhu. Tegangan yang dihasilkan penguat termokopel akan dikonversikan ke nilai suhu. Pengujian dilakukan dengan menggunakan termometer air dan voltmeter. Termometer air digunakan untuk mengukur suhu real pada air di dalam tangki, termometer

52

dicelupkan ke dalam air untuk dapat membaca suhu. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan oleh penguat termokopel AD595A yang terhubung dengan termokopel yang terpasang pada tangki air. Nilai tegangan yang dihasilkan akan di konversi ke nilai suhu, data konversi terdapat pada datasheet AD595A.

Suhu awal = 27oC Suhu akhir = 70oC

Tinggi air tair = cm - 9 cm = cm

Volume tangki pada saat pengukuran suhu:

� = �� �

� = , × � × �

� = , × � × �

� = 9 �

� = , � → � = , ����

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Waktu Dalam Memanaskan Air dan Pengukuran Suhu

Waktu (menit)

Suhu Real (˚C)

Penguat AD595A (mV) Suhu Hasil Konversi (˚C) Ralat Suhu

15 34 330,15 33 -0,029

30 41 401,12 40 -0,024

45 48 462,20 46 -0,041

60 54 533,43 53 -0,018

75 61 605,14 60 -0,016

90 67 656,33 65 -0,029

105 73 728,05 72 -0,013

53

Pada sistem suhu maksimal adalah 70oC, jadi dari pengujian didapatkan hasil pengukuran suhu saat 70oC di dapat dalam waktu 1 jam 43 menit dengan keluaran penguat termokopel AD595A yaitu 707,53 mV.

Dapat terlihat dari hasil pengukuran, suhu yang di baca pada penguat termokopel dengan konversi nilai tegangan ke nilai suhu tidak berbeda jauh dengan pengukuran suhu air pada tangki menggunakan termometer air.

Ralat suhu :

Ralat Suhu

= (Suhu Konversi AD 9 A − Suhu Air Dalam Tangki_{Suhu Air Dalam Tangki} ) × %

Ralat Suhu = ( − ) × %

Ralat Suhu = − , 9

Gambar 4.5. Grafik Fungsi Tegangan Terhadap Suhu

Pada grafik fungsi suhu terhadap tegangan, dapat di lihat bahwa nilai suhu untuk 40 – 70o_{C terhadap tegangan penguat termokopel berupa grafik linier.}

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

1 2 3 4 5 6 7 8

Pen g u at A D 595A (m V)

Suhu Real ˚C

Suhu Real ˚C

48 4.3.1. Pengujian Elektronis

Pengujian elektronis dilakukan dengan memberi catu daya 24 VDC. Jika kabel atau pin pada kaki basis tidak mengenai air, maka keluaran kaki kolektor dari saklar transistor akan mendapat 0 VDC (seperti pada gambar 4.4.), sedangkan jika kabel atau pin pada kaki basis mengenai air, maka keluaran kaki kolektor dari saklar transistor akan mendapat 24 VDC (seperti pada gambar 4.5.).

4.3.2. Pengujian Teknis

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja saklar transistor yang digunakan saat mendeteksi air. Pengujian ini dilakukan saat pengosongan air dengan mengaktifkan solenoid valve electric bagian bawah. Pada saat air mulai mencapai bawah tangki dan mencapai pin batas bawah air yang terhubung oleh saklar transistor, maka secara otomatis solenoidvalveelectric bagian bawah akan mati dan solenoid valve electric bagian atas akan aktif dan mengeluarkan air. Proses terjadi karena saklar transistor mendeteksi adanya air pada saat pin saklar terendam air. Dari hasil pengujian pada saklar transistor membuktikan bahwa saklar dapat bekerja dengan baik.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa saklar transistor yang digunakan dapat bekerja dengan baik secara teknis dan elektronis.

4.4. Pengujian Sistem Pemanasan Air dan Level Air

Pengujian dilakukan untuk mengetahui sistem untuk pengisian air, pemanasan air, dan pengosongan air pada tangki dapat berjalan dengan baik. Pengujian dilakukan pada saat program PLC dijalankan untuk keseluruhan sistem. Tahap pertama pengujian untuk pengisian air dan level air bagian atas. Mula – mula tangki dalam keadaan kosong, lalu PLC dijalankan. Solenoid valve electric

bagian atas otomatis akan aktif karena saklar transistor bagian bawah mendeteksi tidak adanya air, sehingga air akan mengalir ke dalam tangki melalui solenoid

49

Gambar 4.5. Pengujian Keluaran Kaki Kolektor Pada Saklar Transistor TIP32C Saat Kaki Basis Tidak Terendam Air

Gambar 4.6. Pengujian Keluaran Kaki Kolektor Pada Saklar Transistor TIP32C Saat Kaki Basis Terendam Air

50

valve electric bagian atas. Ketika air mengenai saklar transistor bagian atas,

solenoid valve electric bagian atas langsung berhenti menglirkan air dan pemanas langsung aktif memanaskan air.

Begitu pemanas aktif, secara otomatis air akan dipanaskan sampai mencapai suhu 70°C, tetapi bila air ingin dipanaskan dengan suhu yang berbeda, dapat menekan tombol suhu pada panel.

Tahap kedua akan diujikan untuk pemanasan air, pada pengujian ini suhu yang dipakai adalah 70°C. Pada saat pengukuran suhu menggunakan termokopel, suhu tidak dapat dibaca oleh termokopel karena terdapat tegangan loop tertutup yang berasal dari saklar transistor, jadi termokopel tidak membaca suhu tetapi tegangan dari saklar transistor yang di baca, sehingga termokopel tidak mengeluarkan tegangan untuk mengukur suhu. Karena termokopel tidak dapat mengeluarkan nilai tegangan untuk mengukur suhu, maka penguat termokopel yang terhubung dengan termokopel juga tidak mengeluarkan nilai tegangan yang stabil, sehingga keluaran dari penguat termokopel yang masuk ke PLC analog

tidak terbaca dengan baik. Maka dari itu untuk mengukur suhu pada pengujian ini menggunakan termometer air dan termokopel secara manual, maksudnya di sini termokopel dan penguat termokopel terpisah dari PLC dan tidak masuk ke PLC

analog, pengukuran tegangan menggunakan voltmeter pada kaki IC untuk keluaran penguat termokopel, juga saklar transistor tidak terpasang pada tangki dan tidak terhubung pada PLC, sehingga tidak ada tegangan loop tertutup dan termokopel dapat membaca suhu di dalam tangki.

Tahap yang ketiga adalah pengujian untuk pengosongan air dan level air bagian bawah. Pada saat suhu di dalam tangki sudah mencapai 70°C, pemanas akan berhenti bekerja dan bisa melakukan pengosongan air, karena jika melakukan pengosongan air dalam kondisi pemanas masih aktif, maka akan membuat rusak pemanas pada saat tidak ada air di dalam tangki. Kemudian saklar transistor di pasang kembali pada tangki dan pada PLC, agar dapat melakukan pengujian untuk paengsongan air. Pada saat tombol Empty_ON di tekan, air panas yang ada di dalam tangki mulai mengalir keluar ke dalam tangki lain yang ada di bawahnya melalui solenoid valve electric bagian bawah. Pada saat tombol Empty_OFF di tekan, maka solenoid valve electric bagian bawah mati dan

51

berhenti mengalirkan air. Saat tombol Empty_ON di tekan kembali solenoid valve electric bagian bawah akan aktif kembali dan mulai mengalirkan air keluar tangki. Air terus mengalir keluar sampai air tidak lagi menyentuh saklar transistor yang ada di bagian bawah, maka saklar transistor langsung mendeteksi tidak ada air dan langsung mengaktifkan solenoid valve electric bagian atas untuk mengisi tangki sampai batas saklar transistor yang ada di bagian atas.

4.5. Pengujian Lama Waktu Pengisian dan Pengosongan

Pengujian dilakukan untuk mengetahui waktu yang diperlukan sistem untuk melakukan pengisian air dan pengosongan air pada tangki. Pengujian dilakukan sebanyak satu kali untuk tangki dapat menampung sebanyak 51 liter air. Pada pengisian tangki, waktu dimulai pada saat katup solenoidvalveelectric

bagian atas terbuka dan waktu dihentikan pada saat saklar transistor aktif dan mematikan solenoid valve electric, waktu yang diperlukan dalam mengisi tangki adalah 16.22 menit. Pada pengosongan tangki, waktu dimulai pada saat katup

solenoid valve electric bagian bawah terbuka dan waktu dihentikan pada saat saklar transistor aktif dan mematikan solenoid valve electric, waktu yang diperlukan dalam mengosongkan tangki adalah 5.47 menit. Waktu yang diperlukan tiap solenoid berbeda, karena pada solenoid valve electric bagian atas dalam mengisi air tergantung pada kecepatan aliran air atau debit air yang dikeluarkan oleh air PDAM. Sedangkan pada solenoid valve electric bagian bawah dalam mengeluarkan air lebih cepat, karena tidak ada perbedaan aliran debit air yang keluar dari solenoid valve.

4.6. Pengujian Suhu

Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja pemanas air dalam memanaskan air dan kinerja termokopel dalam membaca suhu. Tegangan yang dihasilkan penguat termokopel akan dikonversikan ke nilai suhu. Pengujian dilakukan dengan menggunakan termometer air dan voltmeter. Termometer air digunakan untuk mengukur suhu real pada air di dalam tangki, termometer

52

dicelupkan ke dalam air untuk dapat membaca suhu. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan oleh penguat termokopel AD595A yang terhubung dengan termokopel yang terpasang pada tangki air. Nilai tegangan yang dihasilkan akan di konversi ke nilai suhu, data konversi terdapat pada datasheet

AD595A.

Suhu awal = 27oC Suhu akhir = 70oC

Tinggi air tair = cm - 9 cm = cm

Volume tangki pada saat pengukuran suhu:

� = �� �

� = , × � × �

� = , × � × �

� = 9 �

� = , � → � = , ����

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Waktu Dalam Memanaskan Air dan Pengukuran Suhu

Waktu (menit)

Suhu Real (˚C)

Penguat AD595A (mV)

Suhu Hasil Konversi

(˚C)

Ralat Suhu

15 34 330,15 33 -0,029

30 41 401,12 40 -0,024

45 48 462,20 46 -0,041

60 54 533,43 53 -0,018

75 61 605,14 60 -0,016

90 67 656,33 65 -0,029

105 73 728,05 72 -0,013

53

Pada sistem suhu maksimal adalah 70oC, jadi dari pengujian didapatkan hasil pengukuran suhu saat 70oC di dapat dalam waktu 1 jam 43 menit dengan keluaran penguat termokopel AD595A yaitu 707,53 mV.

Dapat terlihat dari hasil pengukuran, suhu yang di baca pada penguat termokopel dengan konversi nilai tegangan ke nilai suhu tidak berbeda jauh dengan pengukuran suhu air pada tangki menggunakan termometer air.

Ralat suhu :

Ralat Suhu

= (Suhu Konversi AD 9 A − Suhu Air Dalam Tangki_{Suhu Air Dalam Tangki} ) × %

Ralat Suhu = ( − ) × %

Ralat Suhu = − , 9

Gambar 4.5. Grafik Fungsi Tegangan Terhadap Suhu

Pada grafik fungsi suhu terhadap tegangan, dapat di lihat bahwa nilai suhu untuk 40 – 70oC terhadap tegangan penguat termokopel berupa grafik linier.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

1 2 3 4 5 6 7 8

Pen

g

u

at

A

D

595A

(m

V)

Suhu Real ˚C

Suhu Real ˚C