Jurnal HPC 04
description
Transcript of Jurnal HPC 04
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Sistem AHPB
Air to hydraulic bosster atau disebut dengan intensifer, adalah komponen
yang digunakan untuk meningkatkan tekanan udara (air pressure) sistem
pneumatik menjadi tekanan hidrolik (hydraulic pressure) untuk menghasilkan
daya/tekanan hidrolik yang besar pada aktuator. Sistem yang menggunakan Air to
Hydraulic Pressure Booster merupakan kombinasi sistem pneumatik sebagai
input dan hidrolik sebagai output.
I.2 Tujuan Praktikum
1. Memahami prinsip kerja dari air to hydraulic bosster.
2. Membandingkan tekanan air pressure dengan hydraulic pressure pada
bosster (intensifier).
3. Memahami program FBD (Function Blok Diagram) pada software Zelio
soft (PLC)
4. Memahami sistem kontrol posisi lifting table dengan aplikasi sensor
potensiometer dan PLC.
I.3 Maksud Tujuan
Para Praktikan diharapkan mengerti dan memahami cara kerja dari sistem
air to hidraulic pressure bosster ini dengan menggunakan sistem kontrol PLC
dengan cara membuat diagram FBD pada PLC dan mengaplikasikannya pada
lifting table
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 1
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
BAB II
TEORI DASAR
II.1 Sistem Kontrol PLC
Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik
yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk
berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam .
Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :
sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk
pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori
yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi
yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan,
perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau
proses melalui modul-modul I/O dijital maupun analog .
Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :
1. Programmable
menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan
program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau
kegunaannya.
2. Logic
menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik
dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan,
menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR,
dan lain sebagainya.
3. Controller
menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses
sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 2
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial
dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat
dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan
di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa
pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang
telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang
digunakan sudah dimasukkan.
Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari
keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-
OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan
terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC
juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output
banyak.
Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat
dibagi secara umum dan secara khusus.
Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:
1. Sekuensial Control
PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan
untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini
PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial
berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plant
PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya
temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang
diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai
sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.
Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke
CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan
input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila
dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 3
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk
benda kerja, moulding dan sebagainya.
Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses
yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap
sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam
memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator
atau peralatan lainnya.
II.2 Bahasa PLC yang digunakan
A. Ladder Diagram
Salah satu metode pemrograman PLC yang sangat umum dipergunakan
yaitu pemrograman menggunakan ladder diagram (diagram tangga). Metode
yang praktis dan cukup mudah dimengerti. Diagram ini sendiri terdiri dari dua
buah garis vertikal yang melambangkan daya.Komponen-komponen rangkaian
disambungkan sebagai garis-garis horisontal yang merupakan anak
tangga.Komponen-komponen yang dimaksud ditempatkan di antara kedua
buah garis vertical ada pun instruksi instruksi dasar dalam ladder diagram :
1. LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT)
LOAD adalah sambungan langsung dari line dengan logika
pensakelarannya seperti sakelar NO, sedangkan LOAD NOT logika
pensakelarannya seperti sakelar NC.Instruksi ini dibutuhkan jika urutan
kerja pada sistem kendali hanya membutuhkan satu kondisi logic saja untuk
satu output. Simbol ladder diagram dari LD dan LD NOT .
2. AND dan AND NOT
Jika memasukkan logika AND maka harus ada rangkaian yang
berada di depannya, karena penyambungannya seri. Logika pensaklaran
AND seperti sakelar NO dan AND NOT seperti saklar NC. Instruksi
tersebut dibutuhkan jika urutan kerja sistem kendali lebih dari satu kondisi
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 4
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
logic yang terpenuhi semuanya untuk memperoleh satu output. Simbol
ladder diagram dari AND dan AND NOT.
3. OR dan OR NOT
OR dan OR NOT dimasukkan seperti saklar posisinya paralel
dengan rangkaian sebelumnya.instruksi tersebut dibutuhkan jika urutan
kerja sistem kendali membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi
logic terpasang paralel untuk mengeluarkan satu output. Logika
pensaklaran OR seperti saklar NO dan logika pensaklaran NOT OR seperti
saklar NC. Simbol ladder diagram dari OR dan OR NOT .
4. Out Dan Out Not
Digunakan untuk mengeluarkan Output jika semua kondisi logika
ladder diagram sudah terpenuhi. . Logika pensaklaran OUT seperti sakelar
NO dan logika pensaklaran OUT NOT seperti sakelar NC. Simbol ladder
diagram dari OUT dan OUT NOT
5. Timer (TIM) Dan Counter (CNT)
Ø Timer
Timer berfungsi untuk mengaktifkan suatu keluaran dengan interval waktu
yang dapat diatur. Pengaturan waktu dilakukan melalui nilai setting (preset
value). Timer tersebut akan bekerja bila diberi input dan mendapat pulsa
clock. Untuk pulsa clock sudah disediakan oleh pembuat PLC.Besarnya
nilai pulsa clock pada setiap timer tergantung pada nomor timer yang
digunakan. Saat input timer ON maka timer mulai mencacah pulsa dari 0
sampai preset value. Bila sudah mencapai preset value maka akan
mengaktifkan Outputyang telah ditentukan.
Ø Counter
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 5
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Fungsi counter adalah mencacah pulsa yang masuk. Sepintas cara kerja
counter dan timer mirip. Perbedaannya adalah timer mencacah pulsa
internal sedangkan counter mencacah pulsa dari luar.
1. Jumlahnya bergantung dari masing-masing tipe PLC. Jika suatu
nomor sudah dipergunakan sebagai TIMER/COUNTER, maka nomor
tersebut tidak boleh lagi dipakai lagi sebagai TIMER/COUNTER yang
lain.
2. Nilai TIMER/COUNTER bersifat menghitung mundur dari nilai
awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan tersebut mencapai
angka nol, maka kontak NO TIMER/COUNTER akan bekerja.
3. TIMER mempunyai batas hitungan antara 0000 sampai 9999 dalam
bentuk BCD (binary Code Decimal) dan dalam orde sampai 100 ms.
Sedangkan COUNTER mempunyai orde angka BCD dan mempunyai
batas antara 0000 sampai dengan 9999.
TIMER COUNTER
Keterangan : Keterangan :
N : Nomor T/C CP : Pulsa
SV : Set Value R : Reset
B. Function Block Diagram / Function Plan
Function Block Diagram , bahasa pemrograman ini menitikberatkan
pada hubungan antara variabel input dan output berupa gambar blok - blok
diagram. Dimana dalam blok - blok tersebut terdapat fungsi - fungsi
tertentu.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 6
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
C. Structure Text
Structure Text (ST), termasuk high level language umumnya
digunakan untuk beberapa prosedur yang kompleks menggunakan bahasa
yang baku untuk menyatakan kondisi step yang berbeda. Bahasa yang
digunakan mirip dengan bahasa pemrograman pada Pascal.
D. Mnemonic / statement list
Instruction List (IL), low level language yaitu pemograman yang
menggunakan statement variabel (huruf) sebagai inputnyadan sangat
efektif untuk aplikasi - aplikasi yang kecil dimana terdapat perintah -
perintah yang sudah baku. Bisa menyajikan banyak input dan output
E. Sequential Function Chart
Sequential Function Chart, bahasa pemrograman ini dibuat dengan
sistem chart yang mempresentasikan tiap step ke dalam hubungan -
hubungan transisi. Di dalam chart terdapat urutan langkah - langkah,
transisi, dan percabangan.
II.3 Alat – Alat yang digunakan
1. Kompresor
Untuk menghasilkan udara yang bertekanan diambil dari
lingkungan.
2. Service Unit (FRC)
Sebagai pengatur tekanan udara yang akan diberikan pada sistem.
3. DCV 5/3
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 7
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Untuk manipulasi udara yang bertekanan sehingga dapat
membangkitkan daya pneumatik pada aktuator
4. DCV 5/2
Hampir sama dengan DCV 5/2 bedanya menggunakan sinle
selenoid.
5. Throtle Value
Mengatur jumlah udara yang masuk pada aktuator.
6. Actuator Double Acting
Sebagai booster yang mengubah pneumatik menjadi hidrolik
7. Aktuator Hidrolik
Untuk membangkitkan daya hidrolik dari inputan aktuator
pneumatik.
8. Reservoir
Untuk menyimpan oil hidrolik
9. Check Valve
Sebagai pengaman oli hidrolik agar tidak kembali ke sistem
10. Tee Connection
Sebagai penghubung fluida dengan kontrol manual
11. Manual Valve
Untuk mengatur jumlah masukan fluida dengan manual
12. Aktuator Hidrolik Perangkat
Untuk mengangkat lifting table dengan gaya hidrolik
13. Pressure Gate
Untuk mengatur tekanan fluida
14. Silencer untuk meredam suara dari udara bertekanan
II.4 Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian
terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada
pada suatu harga range tertentu. Istilah lain sistem kontrolatau teknik kendali
adalah teknik pengaturan, sistem pengendalian, atau sistem pengontrolan
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 8
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Contoh sistem pengaturan yang paling mendasar adalah kendali
on-off saklar listrik. Aktivitas menghidupkan dan mematikan saklar
menyebabkan adanya situasi saklar hidup atau mati. Masukan on atau off
mengakibatkan terjadinya proses pada suatu pengendalian saklar listrik
sehingga sistem bekerja sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu listrik
menyala atau mati. Keadaan on-off (hidup atau mati) merupakan masukan,
sedangkan mengalir dan tidak mengalirnya listrik merupakan keluaran . Suatu
keadaan dimana listrik sudah dihidupkan namun tidak menyala, berarti ada
yang salah pada sistem tersebut. Proses yang dicontohkan itu
mengilustrasikan sistem kendali yang terjadi secara manual
II.4.1 Open Loop
Open loop control atau control lup terbuka adalah suatu system
yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya,
sistem kontrol terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan
balik dalam masukan. Dalam suatu sistem kontrol terbuka, keluaran tidak
dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk setiap masukan acuan
berhubungan dengan operasi tertentu, sebagai akibat ketetapan dari sitem
tergantung kalibrasi. Dengan adanya gangguan, sistem kontrol open loop
tidak dapat melaksanakan tugas sesuai yang diharapkan. Sistem kontrol open
loop dapat digunakan hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran
diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun eksternal.
II.4.2 Close Loop
Sistem kontrol lup tertutup adalah sistem kontrol yang sinyal
keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan, sistem
kontrol lup tertutup juga merupakan sistem kontrol berumpan balik. Sinyal
kesalahan penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan
sinyal umpan balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi
sinyal keluaran atau turunannya, diumpankan ke kontroller untuk
memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga
yang diinginkan.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 9
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
II.4.3 Studi Kasus Open Loop
Pemanggang roti, sejenis dengan mesin pencuci piring. Pemanggang roti
hanya bekerja berdasarkan waktu, tidak ada umpan balik apakah roti yang
dipanaskan sudang matang atau belum. Sehingga masukan, dalam hal ini
tingkat kematangan roti yang diinginkan bisa jadi akan berbeda dengan
keluaran yang diharapkan. Potongan roti yang terlalu besar bisa menyebabkan
roti yang dimasukan kedalam pemanggang menjadi tidak matang. Namun roti
yang tidak matang tersebut tetap saja menjadi keluaran dari mesin tersebut.
Pemanggang roti tidak akan memanaskannya lagi hingga matang.
II. 4.4 STUDY KASUS CLOSE LOOP
ANALISA TERMAL-HIDROLIK KANAL TUNGGAL UNTUK
REAKTOR JENIS PRESSURIZED WATER REACTOR
Analisa termal-hidrolik kanal tunggal adalah suatu bentuk analisa
yang membahas tentang proses transfer energi termal yang terjadi didalam
1 kanal pendingin. Dalam studi kasus reaktor jenis PWR pendingin yang
digunakan adalah air. Air ini digunakan sebagai moderator neutron dan
sebagai media transfer energi termal yang dihasilkan dari reaksi nuklir
pada bahan bakar. Pendingin ini akan mengalir dalam suatu loop tertutup
dan akan memanaskan air yang berada pada loop yang berbeda dengan
besar laju aliran massa tertentu. Dalam proses ini laju aliran massa akan
berpengaruh terhadap kenaikan suhu pendingin serta penurunan tekanan
yang terjadi didalam reaktor. Dalam kondisi besar laju aliran massa
tertentu air akan dapat mengalami fenomena yang disebut Natural
Circulation, dimana air dapat mengalir alami tanpa bantuan energi
mekanik dari luar. Fenomena ini dapat dimanfaat sebagai salah satu bentuk
sistem keamanan ketika terjadi kecelakaan reaktor, dimana pompa pada
loop pendingin tidak dapat digunakan, dalam penelitian ini diperoleh
bahwa pendingin akan mengalami fenomena natural circulation pada laju
aliran massa sebesar 285,8 gr/s.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 10
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
II.4.5 GERBANG LOGIKA
Gerbang-gerbang logika merupakan dasar untuk merancang dan
membangun rangkaian elektronika digital. Suatu gerbang logika
mempunyai satu terminal keluaran dan satu atau lebih terminal masukan.
Keluaran dan masukan gerbang logika ini dinyatakan dalam kondisi HIGH
(1) atau LOW (0). Dalam suatu sistem TTL level HIGH diwakili dengan
tegangan 5V, sedangkan level LOW diwakili dengan tegangan 0V.
Gambar 3.1. Simbul gerbang AND, OR, INVERTER, NAND, dan
NOR yang digunakan oleh American National Standard Institute
(ANSI) dan Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) (a)
lama dan (b) baru.
Dengan menggunakan gerbang-gerbang logika, kita dapat merancang suatu
sistem digital yang akan mengevaluasi level masukan dan menghasilkan
respon keluaran yang spesifik berdasar rancangan rangkaian logika.
Gambar 3.1.a menunjukkan simbul lama dan gambar 3.1.b. simbul baru
dari lima gerbang logika dasar AND, OR, INVERTER, NAND, NOR
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 11
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
yang digunakan oleh American National Standard Institute (ANSI) dan
Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).
Gerbang AND
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran AND
Gerbang AND merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 atau
lebih masukan, dengan satu keluaran.
Seperti yang ditunjukkan gambar 3.2.a. gerbang AND dengan 2 masukan
dapat dianalogikan sebagai 2 saklar seri yang digunakan untuk
menghidupkan lampu. Lampu C akan menyala bila saklar SA dan saklar
SB sama-sama ditutup (logika 1) dan lampu C akan padam jika salah
satu atau kedua saklar SA dan saklar SB dibuka (logika 0).
Gambar 3.2. Analogi dan simbol Gerbang AND
Oleh karena itu keluaran gerbang AND dapat diekspresikan dengan
aljabar Boolean sebagai berikut, C=A.B. dan apabila ditabelkan
diperoleh seperti tabel 3.1.
Adapun Gambar 3.2.b. mengambarkan simbul AND lama, yang sampai
saat ini masih sering dipakai dalam rangkaian digital oleh American
National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical and
Electronic Engineers (IEEE), serta simbul yang digunakan oleh
National Electrical Manufacturer’s Association (NEMA).
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 12
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Tabel 3.1 Tabel kebenaran Gerbang AND 2 masukan :
Masukan Keluaran
A B CAND
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
3.1.1. Diagram Waktu Hasil Respon Keluaran Terhadap Masukan pada
Gerbang AND
Berdasarkan tabel kebenaran gerbang AND, hasil respon keluaran
terhadap masukan dapat dijelaskan pada contoh gambar 3.3. sebagai
berikut, pada saat
t0 – t1 nilai masukkan A=0, nilai masukkan B=0, hasil keluarannya X=0
t1 – t2 nilai masukkan A=1, nilai masukkan B=0, hasil keluarannya X=0
t2 – t3 nilai masukkan A=1, nilai masukkan B=1, hasil keluarannya X=1
t3 – t4 nilai masukkan A=0, nilai masukkan B=1, hasil keluarannya X=0
t4 – t5 nilai masukkan A=0, nilai masukkan B=0, hasil keluarannya X=0
t5 – t6 nilai masukkan A=0, nilai masukkan B=1, hasil keluarannya X=0
t6 – t7 nilai masukkan A=1, nilai masukkan B=1, hasil keluarannya X=1
Gambar 3.3. Diagram waktu hasil respon keluaran terhadap
masukan gerbang AND
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 13
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Gerbang AND dari Rangkaian RDL
Rangkaian Logika Diode Resistor yang dapat berfungsi sebagai
gerbang AND ditunjukkan pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangkaian Logika Diode Resistor berfungsi sebagai
gerbang AND
Prinsip kerja rangkaian logika diode resistor yang berfungsi sebagai
gerbang AND dapat dijelaskan sebagai berikut:
Kondisi 1. Pada saat switch A terhubung dengan ground
(logika 0) dan Switch B terhubung dengan ground (logika 0) D1 dan D2
mendapat bias forward, arus mengalir dari Vcc lewat RL D1 ke ground
dan VCC lewat RL D2 ke ground, kondisi ini menghasilkan tegangan
yang terukur pada output (Voltmeter) yang terhubung paralel dengan D1
dan D2 = 0,7 Volt. (yang dinyatakan dengan logika 0).
Kondisi 2. Pada saat switch A terhubung dengan ground
(logika 0) dan Switch B terhubung dengan Vcc (logika 1), D1
mendapat bias forward, dan D2 mendapat bias revers, arus hanya mengalir
dari VCC lewat RL D1 ke ground, arus tidak dapat mengalir lewat D2,
kondisi ini menghasilkan tegangan yang terukur pada output (Voltmeter)
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 14
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
yang terhubung paralel dengan D1 = 0,7 Volt. (yang dinyatakan dengan
logika 0).
Kondisi 3. Pada saat switch A terhubung dengan Vcc (logika
1) dan Switch B terhubung dengan ground (logika 0), D1 mendapat
bias reverse, dan D2 mendapat bias forward, arus hanya mengalir dari
VCC lewat RL D2 ke ground, arus tidak dapat mengalir lewat D1,
kondisi ini menghasilkan tegangan yang terukur pada output (Voltmeter)
yang terhubung paralel dengan D2 = 0,7 Volt. (yang dinyatakan dengan
logika 0).
Kondisi 4. Pada saat switch A terhubung dengan Vcc
(logika 1) dan Switch B terhubung dengan Vcc (logika 1) D1 dan D2
mendapat bias reverse, arus tidak dapat mengalir lewat D1 dan D2,
kondisi ini menghasilkan tegangan yang terukur pada output (Voltmeter)
yang terhubung paralel dengan D1 dan D2 sama dengan tegangan sumber
= 5 Volt. (yang dinyatakan dengan logika 1). Masing-masing kondisi
kerja rangkaian logika diode resistor yang berfungsi sebagai gerbang AND
apabila ditabelkan diperoleh seperti tabel 3.2.
Tabel 3.2. Tabel kebenaran Rankaian RDL Gerbang AND 2
masukan :
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 15
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Gerbang OR
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran OR
Gerbang OR merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai
2 atau lebih masukan, dengan satu keluaran.
Seperti yang ditunjukkan gambar 3.5.a. gerbang OR dengan 2 masukan
dapat dianalogikan sebagai 2 saklar paralel yang digunakan untuk
menghidupkan lampu. Lampu C akan menyala bila salah satu atau kedua
saklar SA dan saklar SB sama-sama ditutup (logika 1) dan lampu C akan
padam hanya jika kedua saklar SA dan saklar SB dibuka (logika 0)
Oleh karena itu keluaran gerbang OR dapat diexpresikan dengan
aljabar Boolean sebagai berikut, C=A+B dan apabila ditabelkan diperoleh,
seperti tabel 3.3.
Adapun Gambar 3.5.b. mengambarkan simbul OR lama, yang sampai
saat ini masih sering dipakai dalam rangkaian digital oleh American
National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical and
Electronic Engineers (IEEE), serta simbul yang digunakan oleh National
Electrical Manufacturer’s Association (NEMA)
Gambar 3.5. Analogi dan simbol Gerbang OR
Gerbang OR dari Rangkaian RDL
Rangkaian Logika Diode Resistor yang dapat berfungsi sebagai gerbang
OR ditunjukkan pada gambar 3.7.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 16
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Gambar 3.7. Rangkaian Logika Diode Resistor berfungsi sebagai gerbang
OR
Prinsip kerja rangkaian logika diode resistor yang berfungsi sebagai
gerbang OR dapat dijelaskan sebagai berikut:
Kondisi 1. Pada saat switch A terhubung dengan ground (logika 0)
dan Switch B terhubung dengan ground (logika 0) D1 dan D2 mendapat
bias reverse, sehingga arus tidak mengalir pada RL, kondisi ini
menghasilkan tegangan yang terukur pada output = 0 Volt. (yang
dinyatakan dengan logika 0).
Kondisi 2. Pada saat switch A terhubung dengan Vcc (logika 1) dan
Switch B terhubung dengan ground (logika 0), D1 mendapat bias
forward, dan D2 mendapat bias reverse, arus mengalir dari VCC lewat D1
RL ke ground, arus tidak dapat mengalir lewat D2, kondisi ini
menghasilkan tegangan RL = Vcc- VD1
= 5 Volt -0,7 Volt = 4,3 Volt. (yang dinyatakan dengan logika 1).
Kondisi 3. Pada saat switch A terhubung dengan ground (logika 0)
dan Switch B terhubung dengan Vcc (logika 1), D1 mendapat bias
reverse, dan D2 mendapat bias forward, arus mengalir dari VCC lewat D2
RL ke ground, arus tidak dapat mengalir lewat D1, kondisi ini
menghasilkan tegangan RL = Vcc- VD2
= 5 Volt -0,7 Volt = 4,3 Volt. (yang dinyatakan dengan logika 1).
Kondisi 4. Pada saat switch A terhubung dengan Vcc (logika 1)
dan Switch B terhubung dengan Vcc (logika 1) D1 dan D2 mendapat bias
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 17
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
forward, arus mengalir lewat D1 RL dan D2 RL, kondisi ini menghasilkan
tegangan RL = Vcc- VD1,2
= 5 Volt -0,7 Volt = 4,3 Volt. (yang dinyatakan dengan logika 1).
Masing-masing kondisi kerja rangkaian logika diode resistor yang
berfungsi sebagai gerbang OR apabila ditabelkan diperoleh seperti tabel
3.4.
Tabel 3.4. Tabel kebenaran Rankaian RDL Gerbang OR 2 masukan :
Gerbang NOT
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran NOT
Gerbang inverter (NOT) merupakan suatu rangkaian logika yang berfungsi
sebagai "pembalik", jika masukan berlogika 1, maka keluaran akan
berlogika 0, demikian sebaliknya.
Seperti yang ditunjukkan gambar 3.8.a. gerbang NOT dapat dianalogikan
sebagai sebuah saklar yang dihubungkan paralel dengan lampu, lampu
akan menyala jika saklar SA terbuka (logika 0), dan lampu akan padam
jika saklar SA dalam kondisi tertutup (logika 1).
Oleh karena itu keluaran gerbang NOT dapat diexpresikan dengan aljabar
Boolean sebagai berikut, C= dan apabila ditabelkan diperoleh seperti
tabel 3.5.
Adapun Gambar 3.8.b. mengambarkan simbul NOT lama, yang sampai
saat ini masih sering dipakai dalam rangkaian digital oleh American
National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical and
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 18
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Electronic Engineers (IEEE), serta simbul yang digunakan oleh National
Electrical Manufacturer’s Association (NEMA).
Gambar 3.8. Analogi dan simbol Gerbang NOT
Tabel 3.5. Tabel kebenaran Gerbang NOT
Ma
su
ka
n
Ke
lua
ra
n
A C=
0 1
1 0
3.1.1. Diagram Waktu Hasil Respon Keluaran Terhadap Masukan
Gerbang NOT.
Gambar 3.9. Diagram waktu hasil respon keluaran terhadap masukan
gerbang NOT
Berdasarkan tabel kebenaran gerbang NOT hasil respon keluaran X
kebalikan dari masukkan A. Respon keluaran X terhadap masukkan A
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 19
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
dapat dijelaskan pada contoh gambar 3.9. sebagai berikut, jika nilai
masukkan A=0 nilai respon keluaran X=1 demikian juga sebaliknya jika
nilai masukkan A=1 nilai respon keluaran X=0
3.1.1. Gerbang NOT dari rangkaian CMOS
Rangkaian CMOS yang dapat berfungsi sebagai gerbang NOT ditunjukkan
pada gambar 3.10.
3.10. Rangkaian CMOS berfungsi sebagai gerbang NOT
Prinsip kerja rangkaian CMOS yang berfungsi sebagai gerbang NOT dapat
dijelaskan sebagai berikut:
Kondisi 1, jika input diberi tegangan 0 V, akan membuat Q1 menuju off
dan Q2 menghantar ini menjadikan tegangan output = Vcc = 5 V (yang
dinyatakan dengan logika 1).
, Kondisi 2, bila input diberi tegangan 5 V, akan membuat Q2 menuju off
dan Q1 menghantar, ini menyebabkan tegangan output berubah menjadi
rendah= tegangan forward Q1= 0,7 V (yang dinyatakan dengan logika 0).
Masing-masing kondisi kerja rangkaian logika CMOS yang berfungsi
sebagai gerbang NOT apabila ditabelkan diperoleh seperti tabel 3.6.
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 20
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Tabel 3.6 Tabel kebenaran rangkaian CMOS Gerbang NOT
Gerbang NAND
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran NAND
Gerbang NAND merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2
atau lebih masukan, dengan satu keluaran. Gerbang NAND merupakan
rangkaian logika kombinasi dari gerbang AND yang dikuti gerbang NOT.
Gerbang NAND dapat dianalogikan sebagai 2 sebuah saklar seri yang
dihubungkan paralel dengan lampu, sebagaimana Gambar 3.11.a., lampu
akan menyala bila salah satu atau kedua saklar SA atau saklar SB dibuka
(logika 0), dan lampu akan padam hanya jika kedua saklar SA dan saklar
SB ditutup (logika 1).
Oleh karena itu keluaran gerbang NAND dapat diekspresikan dengan
aljabar Boolean sebagai berikut, C = dan apabila ditabelkan diperoleh
seperti tabel 3.7.
Adapun Gambar 3.11.b. mengambarkan simbul NAND lama, yang
sampai saat ini masih sering dipakai dalam rangkaian digital oleh
American National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical
and Electronic Engineers (IEEE), serta simbul yang digunakan oleh
National Electrical Manufacturer’s Association (NEMA).
Tabel 3.7. Tabel kebenaran Gerbang NAND 2 masukan :
Masukan Kelu
aran
A B C
NAND
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Gerbang NAND dari rangkaian TTL
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 21
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Rangkaian transistor transistor logik yang dapat berfungsi sebagai
gerbang Nand ditunjukkan pada gambar 3.13.
Prinsip kerja rangkaian TTL yang berfungsi sebagai gerbang NAND dapat
dijelaskan sebagai berikut:
Kondisi 1, jika semua input dari T1 diberi tegangan 5 V dalam waktu yang
sama (yang dinyatakan dengan logika 1), mengakibatkan junction emitor-
basis T1 memperoleh bias reverse dan junction basis-kolektor T1 lewat
R1 mendapat bias forward, sehingga arus akan mengalir lewat R1 dan
basis, yang membuat T2 pada kondisi saturasi sehingga tegangan output
T2 mendekati 0 V = tegangan ground. (yang dinyatakan dengan logika 0)
Kondisi 2, jika salah satu input dari ketiga input diberi tegangan 0 V (yang
dinyatakan dengan logika 1), akan membuat junction emitor-basis T1
memperoleh bias forward, yang menyebabkan arus mengalir dari Vcc
lewat R1 masuk ke basis T1. Perubahan arus yang mengalir lewat R1
menyebabkan kenaikan tegangan jatuh pada R1 dan mengurangi tegangan
basis pada T2 . Perubahan tegangan basis pada T2 akan mengakibatkan
bias junction basis-kolektor menjadi reverse,sehingga T2 menuju off dan
besarnya tegangan output T2 = Vcc = 5 V (yang dinyatakan dengan logika
1). Kondisi ini berlaku pada semua atau salah satu input jika diberi
tegangan 0V (step 0-6)
Gerbang NOR
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran NOR
Gerbang NOR merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 atau
lebih masukan, dengan satu keluaran. Gerbang NOR merupakan rangkaian
logika kombinasi dari gerbang OR yang dikuti gerbang NOT.
Gerbang NOR dapat dianalogikan sebagai 2 sebuah saklar paralel yang
dihubungkan paralel dengan lampu, sebagaimana Gambar 3.14.a, lampu
akan menyala bila kedua saklar SA dan saklar SB dibuka (logika 0), dan
lampu akan padam jika salah satu atau kedua saklar SA dan saklar SB
ditutup (logika 1).
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 22
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Tabel 3.9. Tabel kebenaran Gerbang NOR 2 masukan :
Masukan Ke
lua
ra
n
A B C
NOR
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Prinsip kerja rangkaian ECL yang berfungsi sebagai gerbang NOR dapat
dijelaskan sebagai berikut:
Kondisi 1 jika semua input diberi tegangan 0V dalam waktu yang sama
(yang dinyatakan dengan logika 1),akan meyebabkan T1, T2, dan T3 cut
off arus tidak dapat mengalir pada tahanan kolektor R1. Tegangan jatuh
pada R1 mendekati tegangan Vcc, dan mengakibatkan T5 menghantar dan
arus melewati R4 sehingga tegangan output mendekati tegangan Vcc = 5
V (yang dinyatakan dengan logika 1).
Kondisi 2, jika salah satu input dari ketiga input diberi tegangan 5 V (yang
dinyatakan dengan logika 1), diatas tegangan VBB akan membuat salah satu
dari transistor menghantar kondisi ini mengakibatkan tegangan kolektor
(tegangan pada R1) menjadi turun dan menyebabkan T5 off, sehingga
tegangan output mendekati tegangan ground = 0 V (yang dinyatakan
dengan logika 0). Kondisi ini berlaku pada semua atau salah satu input jika
diberi tegangan 5V (step 1-7)
Gerbang EXOR
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran EXOR
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 23
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Gerbang EXOR merupakan suatu rangkaian logika khusus hanya
mempunyai 2 masukan, dengan satu keluaran. Gerbang EXOR merupakan
rangkaian logika kombinasi dari gerbang NOT, AND dan OR, seperti yang
terlihat pada gambar 3.17a.
Tabel 3.11. Tabel kebenaran Gerbang EXOR
Masukan Ke
lua
ra
n
A B X
EXO
R
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Gerbang EXNOR
Analogi, Simbol dan Tabel kebenaran EXNOR
Gerbang EXNOR merupakan suatu rangkaian logika khusus hanya
mempunyai 2 masukan, dengan satu keluaran. Gerbang EXNOR
merupakan rangkaian logika kombinasi dari gerbang NOT, OR, dan AND
seperti yang terlihat pada gambar 3.19.a.
Tabel 3.12. Tabel kebenaran Gerbang EXNOR
Masukan Ke
lua
ra
n
A B X
EXO
R
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 24
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
II. 4.6 Potensi Meter
Dalam Peralatan Elektronik, sering ditemukan Potensiometer yang
berfungsi sebagai pengatur Volume di peralatan Audio / Video seperti
Radio, Walkie Talkie, Tape Mobil, DVD Player dan Amplifier.
Potensiometer juga sering digunakan dalam Rangkaian Pengatur terang
gelapnya Lampu (Light Dimmer Circuit) dan Pengatur Tegangan pada
Power Supply (DC Generator). Jadi apa sebenarnya Potensiometer itu?
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai
Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian
Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan
Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor.
Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah
shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini
menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan
Simbolnya.
Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer
adalah :
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 25
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal
Jenis-jenis Potensiometer
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam,
yaitu :
1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya
dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke
kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya.
Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai
resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya
sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu
Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer
Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya
kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng
(screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini
biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.
Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 26
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif
yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya.
Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu
(Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur
elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur
Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi
sebuah Potensiometer.
Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan
campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).
Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat
digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear
Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic
Potentiometer).
Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan,
Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan
Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video
seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai Pembagi Tegangan
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
II.7 KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN FBD
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 27
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Function block diagram adalah suatu fungsi-fungsi logika yang
disederhanakan dalam gambar blok dan dapat dihubungkan dalam suatu
fungsi atau digabungkan dengan fungsi blok lain.
Seperti SFC, FBD adalah bahasa grafis yang memungkinkan
pemrograman dalam bahasalain (tangga, daftar instruksi, atau teks
terstruktur) yang akan bersarang di dalam FBD Dalam FBD,
program muncul sebagai blok elemen yang "dihubungkan"
bersama-sama d e n g a n c a r a y a n g m e n y e r u p a i d i a g r a m
r a n g k a i a n . F B D y a n g p a l i n g b e r g u n a d a l a m aplikasi
yang melibatkan tingkat tinggi informasi / data flow antara
komponen kontrol, seperti kontrol proses.
Kelebihan FBD mudah dalam memonitoring jalannya sequence karena
kita bisa melihar alur dari input menuju ke output, kekurangannya dalam
membuat program membutuhkan waktu lama karena banyak Instruction
kontak2 yang digunakan, sedangkan ladder dalam memprogram tidak
perlu mengikuti alur input menuju ke output, ladder lebih banyak instruksi
yang mendukung akan tetapi karena alur tidak berurutan dari input menuju
ke output.
II.8 FUNGSI GAIN PADA FBD
Untuk menaikan tekanan pada sistem FBD ( function block diagram ).
II.9 APLIKASI AHPB
Sistem hidrolik yang digunakan pada car wash .
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 28
SISTEM HIDROLIK DENGAN INPUT UDARA BERTEKANAN MENGGUNAKAN BOOSTER (INTENSIFIER) DAN KONTROL PLC PROGRAM FDM
Sistim hidrolik yang sering digunakan di bengkel motor
LABORATORIUM HIDROLIK & PNEUMATIK Page 29