laporan akhir bengkel ATS

  • Published on
    10-Feb-2018

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    1/50

    1

    BAB 1

    PENDAHULUAN

    A. Latar belakang

    Pada zaman sekarang dimana listrik merupakan salah satu kebutuhan utama yang sangat

    penting hampir di semua aspek kehidupan, sehingga membuat beberapa tempat yang

    membutuhkan supply listrik terus menerus seperti sektor industri dan bandara sangat

    bergantung terhadap supply listrik yang kontinyu. Bahkan ada beberapa tempat yang

    mengharuskan agar supply listrik tidak terputus sama sekali agar tidak menimbulkan bahaya

    terhadap keselamatan seseorang, seperti Rumah Sakit.

    PLN sebagai sumber utama tidak selamanya kontinu dalam penyalurannya sehingga

    dibutuhkan generator set (genset) sebagai back-up suplai utama (PLN). Sebagai kontrol kapan

    genset mengambil alih suplai tenaga listrik ke beban ataupun sebaliknya maka diperlukan

    sistem kontrol otomatis tersebut biasanya disebut Automatic Transfer Switch (ATS) -

    Automatic Main Failure (AMF) atau sistem interlok PLN - Genset.

    Fungsi Dari A.M.F(Automatic Main Failure) Adalah Secara Automatic Menghidupkan

    (Start) Genset ketika suplai Listrik dari PLN Gagal / Padam.

    Fungsi dari A.T.S (Automatic Transfer Switch) Adalah Secara Automatic Membuka

    Suplay listrik dari genset dan menutup suplay listrik dari PLN dan sebaliknya membuka

    suplay listrik dari PLN dan Menutup suplay listrik dari genset secara Automatic ketika Supay

    listrik dari PLN kembali.

    B. Rumusan Masalah Bagaimana membuat sistem kelistrikan yang dapat menyuplai listrik pada suatu jaringan

    atau instalasi secara kontinyu.

    Bagaimana agar sistem kelistrikan yang akan dibuat tersebut aman dan tidak menimbulkanmasalah terhadap jaringan serta dapat bekerja secara otomatis.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    2/50

    2

    C. Batasan MasalahMerancang dan merangkai suatu sistem kelistrrikan ATS (Auto Transfer Switch) yang dapat

    bekerja secara otomatis baik secara konvensional maupun menggunakan PLC.

    D. TujuanDiharapkan agar mahasiswa dapat melakukan perangkaian sistem kelistrikan ATS (Auto

    Transfer Switch) baik secara konvensional maupun menggunakan PLC sesuai dengan gambar

    rancangan yang telah dibuat.

    a. Tujuan internal Sebagai tugas akhir pada mata kuliah praktikum bengkel otomasi kelistrikan.

    b. Tujuan eksternal Sebagai acuan dalam pembuatan sestem kelistrikan ATS di masyarakat.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    3/50

    3

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    A. AT S(Auto Transfer Switch) Transfer Switch

    Transfer switch adalah sebuah saklar listrik yang menghubungkan sumber tenaga listrik

    dari sumber utama ke sumber siaga. Switch dapat dioperasikan secara manual atau secara

    otomatis. Sebuah Transfer Switch Otomatis (ATS) sering dipasang di mana generator cadangan

    terletak, sehingga generator dapat memberikan daya listrik sementara jika sumber listrik

    terputus.

    PengoperasianTransfer SwitchSelain mentransfer beban ke generator cadangan, sebuah ATS juga memerintahkan

    generator cadangan untuk memulai, berdasarkan tegangan yang dipantau pada pasokan utama.

    transfer switch mengisolasi generator cadangan dari PLN, ketika generator hidup dan

    menyediakan listrik sementara. Kemampuan kontrol dari saklar transfer mungkin secara manual

    saja, atau kombinasi otomatis dan manual. Transisi beralih modus dari tansfer switch Transisi

    Terbuka (OT) (tipe biasa), atau Transisi Closed (CT).

    Misalnya, di sebuah rumah dilengkapi dengan generator cadangan dan ATS, ketika

    pemadaman listrik PLN terjadi, ATS akan memberitahu generator cadangan untuk memulai.

    Setelah ATS melihat bahwa generator siap untuk menyediakan tenaga listrik, ATS memutus

    sambungan rumah untuk PLN dan menghubungkan generator untuk panel utama listrik rumah

    itu. Generator memasok listrik ke beban listrik rumah, tetapi tidak terhubung dengan PLN.

    Isolasi generator dari sistem distribusi diperlukan untuk melindungi generator dari kelebihan

    beban, dan untuk mencegah hubungan singkat dengan jaringan listrik dari PLN.

    Ketika kembali listrik kembali hidup, transfer switch akan mentransfer kembali aliran

    listrik PLN dan generator dimatikan. Sebuah transfer switch dapat diatur untuk memberikan

    daya hanya untuk sirkuit kritis atau seluruh listrik (sub) panel. Beberapa transfer switch

    memungkinkan untuk pelepasan beban atau prioritas sirkuit opsional, seperti pemanasan dan

    pendinginan peralatan. Lebih kompleks darurat switchgear digunakan dalam instalasi generator

    cadangan yang besar, sehingga beban akan lancar ditransfer dari PLN ke generator sinkron, dan

    kembali, instalasi tersebut berguna untuk mengurangi permintaan beban puncak dari PLN.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    4/50

    4

    B. Generator Set

    Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik

    melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime

    mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator. Generator

    diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut

    digunakan untuk beban prioritas.

    Sedangkan genset (generator set) merupakan bagian dari generator. Genset merupakan suatu

    alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Genset atau sistem generator

    penyaluran adalah suatu generator listrik yang terdiri dari panel, berenergi solar dan terdapatkincir angin yang ditempatkan pada suatu tempat. Genset dapat digunakan sebagai sistem

    cadangan listrik atau off-grid (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai).

    Genset sering digunakan oleh rumah sakit dan industri yang mempercayakan sumber daya

    yang mantap, seperti halnya area pedesaan yang tidak ada akses untuk secara komersial

    menghasilkan listrik. Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya

    menggunakan generator sinkron (alternator) pada pembangkitan. Generator sinkron terdiri dari

    dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan jangkar. Generator ini kapasitasnya besar,

    medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor.

    Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut:

    1. Rangka stator

    Terbuat dari besi tuang, rangka stator maerupakan rumah dari bagian-bagian generator yang lain.

    2. Stator

    Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi

    sebagai tempat GGL induksi.

    3. Rotor

    Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan

    lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikat-sikat.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    5/50

    5

    4. Cincin geser

    Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai

    bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.

    5. Generator penguat

    Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus.

    Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat

    terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan

    medanmagnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat

    pada gambar berikut.

    Keuntungan generator kutub dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincingeser dan sikat arang. Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar. Generator

    sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi danarus yang besar.

    Secara umum kutub magnet generator sinkron dibedakan atas:

    1. Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol (salient pole).

    Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang banyak.

    Diameter rotornya besar dan berporos pendek.

    2. Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole).

    Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm), dengan jumlah

    kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor dibuat alur-alur untuk tempat

    lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti

    kutub.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    6/50

    6

    MESIN DIESEL

    Mesin diesel termasuk mesin dengan pembakaran dalam atau disebut dengan motor bakar

    ditinjau dari cara memperoleh energi termalnya. Untuk membangkikan listrik sebuah mesin

    diesel menggunakan generator dengan sistem penggerak tenaga disel atauyang biasa dikenal

    dengan sebutan Genset (Generator Set).

    Keuntungan pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover

    - Design dan instalasi sederhana

    - Auxilary equipment sederhana

    - Waktu pembebanan relatif singkat

    - Konsumsi bahan bakar relatif murah dan hemat

    Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover

    - Berat mesin sangat berat karena harus dapat menahan getaran serta kompresi yang tinggi.

    - Starting awal berat, karena kompresinya tinggi yaitu sekitar 200 bar.

    - Semakin besar daya maka mesin diesel tersebut dimensinya makin besar pula, hal tersebut

    menyebabkan kesulitan jika daya mesinnya sangat besar.

    Ada 2 komponen utama dalam genset yaitu:

    1. Prime mover atau pengerak mula, dalam hal ini mesin diesel/engine

    2. Generator.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    7/50

    7

    Cara Kerja Mesin Diesel

    Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang

    diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada mesin diesel/engine terjadi penyalaan sendiri,

    karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimampatkan di dalam silinder pada

    tekanan yang tinggi ( 30 arm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu

    bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi

    titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis.

    Pada mesin diesel penambahan panas atau energi senantiasa dilakukan pada tekanan yang

    konstan. Pada mesin diesel, piston melakukan 2 langkah pendek menuju kepala silinder pada

    setiap langkah daya.

    1. Langkah ke atas yang pertama merupakan langkah pemasukan dan penghisapan, di sini udara

    dan bahan bakar masuk sedangkan poros engkol berputar ke bawah.

    2. Langkah kedua merupakan langkah kompresi, poros engkol terus berputar menyebabkan torak

    naik dan menekan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran. Kedua proses ini (1 dan 2)

    termasuk proses pembakaran.

    3. Langkah ketiga merupakan langkah ekspansi dan kerja, di sini kedua katup yaitu katup isap

    dan buang tertutup sedangkan poros engkol terus berputar dan menarik kembali torak ke bawah.

    4. Langkah keempat merupakan langkah pembuangan, disini katup buang terbuka dan

    menyebabkan gas akibat sisa pembakaran terbuang keluar. Gas dapat keluar karena padaproses

    keempat ini torak kembali bergerak naik keatas dan menyebabkan gas dapat keluar. Kedua

    proses terakhir ini (3 dan 4) termasuk proses pembuangan.

    5. Setelah keempat proses tersebut, maka proses berikutnya akan mengulang kembali proses

    yang pertama, dimana udara dan bahan bakar masuk kembali.

    C. PLC

    Perangkat keras PLC pada dasarnya tersusun dari empat komponen utama berikut:

    Prosesor, Power supply, Memori dan Modul Input/Output. Secara fungsional interaksi antara ke-

    empat komponen penyusun PLC ini dapat diilustrasikan pada gambar 2.1 berikut:

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    8/50

    8

    Sistem input/output diskret pada dasarnya merupakan antarmuka yang mengkoneksikan central

    processing unit (CPU) dengan peralatan input/output luar. Lewat sensor-sensor yang terhubung

    dengan modul ini, PLC mengindra besaran-besaran fisik (posisi,gerakan, level, arus, tegangan)

    yang terasosiasi dengan sebuah proses atau mesin. Berdasarkan status dari input dan program

    yang tersimpan di memori PLC, CPU mengontrol perangkat luar yang terhubung dengan modul

    output seperti diperlihatkan kembali pada gambar 3.1 dibawah ini:

    Dengan perkembangan perangkat keras dan perangkat lunak PLC yang begitu luar biasa,

    Dewasa ini hampir semua PLC praktis yang beredar dipasaran telah dilengkapi dengan berbagai

    instruksi yang sangat beragam. Jenis instruksi pada PLC ini pada dasarnya dapat kita

    katagorikan kedalam beberapa kelompok berikut ini:

    Kelompok instruksi dasar : instruksi instruksi yang termasuk katagori ini merupakan

    instruksi dasar logika, seperti NOT, AND, dll.

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    9/50

    9

    Kelompok instruksi Perbandingan (Comparison): instruksi-instruksi yang termasuk

    katagori ini berkaitan dengan operasi-operasi perbanding.

    Kelompok instruksi Timer/Counter: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan operasi

    timer dan counter

    Kelompok instruksi Aritmatika: instruksi-instruksi untuk operasi aritmatika

    Kelompok instruksi operasi Logika: Instruksi-instruksi untuk mengeksekusi operasi-

    operasi logika

    Kelompok instruksi Rotasi/Geser : Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan operasi

    penggeseran dan rotasi data

    Kelompok instruksi Konversi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan pengubahan tipe

    data

    Kelompok instruksi Manipulasi Data: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

    manipulasi data

    Kelompok instruksi Transfer Data: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan transfer,

    penyalinan, dan pertukaran data

    Kelompok instruksi Lompat/Interupsi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan operasi

    lompat dan interupsi.

    Kelompok instruksi Sistem: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan deteksi kesalahan

    Kelompok instruksi Komunikasi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan pertukaran

    data dengan perangkat luar lewat komunikasi serial

    Secara khusus kita akan membahas komponen-komponen soft PLC seperti timer, counter

    internal serta fungsi penting lain yang banyak digunakan dalam aplikasi sistem kontrol

    sekuensial di industri. Karena nama-nama fungsi yang berkaitan dengan komponen-komponen

    tersebut sangat spesifik untuk setiap vendor PLC, maka untuk memudahkan pembahasan, dalam

    bab ini penjelasannya akan mengacu pada salah satu merk PLC saja yaitu PLC produk dari LG

    dan sebagai bahan perbandingan, disini akan diberikan juga instruksi padanannya dalam format

    PLC OMRON dalam box catatan (jika ada). Untuk mempercepat pemahaman tentang materi ini,

    maka sebaiknya kita mencoba memprogramnya secara langsung dalam perangkat lunak

    pemrograman PLC merk LG yaitu KGL

  • 7/22/2019 laporan akhir bengkel ATS

    10/50

    10

    D. Komponen Utama ATS

    1. KontaktorKontaktor adalah komponen elektromekanik yang dapat berfungsi sebagai penyambung

    dan pemutus rangkaian, yang dapat dikendalikan dari jarak jauh pergerakan kontak-kontaknya

    terjadi karena adanya gaya elektromagnet.

    Gambar 1. Simbol kontak-kontak Kontaktor

    Gambar 2. Bentuk Fisik Kontaktor

    Kontaktor magnet merupakan sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya

    bekerja bila ada gaya kemagnetan. Sebuah koil dengan inti berbentuk huruf E yang diam, jika

    koil dialirkan arus listrik akan menjadi magnet dan menarik inti magnet yang bergerak dan

    menarik sekaligus kontak dalam posisi ON. Batang inti yang bergerak menarik paling sedikit 3

    kontak utama dan beberapa kontak bantu bisa kontak NC atau NO.

    Spesifikasi kontaktor magnet yang harus diperhatikan adalah kemampuan daya

    kontaktor ditulis dalam ukuran Watt / KW, yang disesuaikan dengan beban yang dipikul,

    kemampuan menghantarkan arus dari kontak kontaknya, ditulis dalam satuan ampere,

    kemampuan tegangan dari kumparan magnet, apakah untuk tegangan 127 Volt atau 220 Volt,

    begitup...

Recommended

View more >