anda akan melihat berbagai pustaka dari perjalanan hidup saya, mulai dari pengalaman pendidikan, pekerjaan, pribadi dan berbagai hal terkait dengan kehidupan saya.
Situs STC-Sharing di desain sangat responsive sehingga tidak membuat anda jenuh menunggu bahkan dengan jaringan internet yang lambat
tidak perlu menunggu lama untuk berkomunikasi dengan admin, silahkan tinggalkan komentar, admin akan segera membalas secara langsung
1. Timer dan Counter
Instruksi timer adalah instruksi pewaktuan yang digunakan sebagai fungsi pewaktuan dalam berbagai keadaan dan sistem. Sedangkan counter adalah instruksi pencacah ataupun penghitung. Pada program CX-Programmer terdapat beberapa instruksi pewaktuan dan pencacah, setiap instruksi memiliki fungsi resolusi dan fungsi tertentu. Berikut adalah instruksi timer dan counter pada CXP.
Tabel 4.3 Instruksi Timer dan Counter
1. Instruksi Pembanding (comparison Instructions)
Instruksi pembanding pada PLC adalah instruksi yang digunakan untuk membandingkan 2 buah keadaan. Fungsi pembanding banyak sekali fungsinya dalam dunia otomasi seperti kurang dari, besar dari, sama dengan dan lainnya. Berikut ini adalah instruksi pembanding pada program PLC OMRON.
Tabel 4.1 instruksi input comparisons
Sumber: OMRON, SYSMAC CP-series CP1E CPU Units
Selain instruksi diatas, bisa juga menggunakan instruksi CMP, dengan cukup sekali dalam menentukan pembandingannya, kemudian dengan menggunakan alamat flags maka fungsi pada tabel 4.1 dapat dilakukan berikut adalah alamat flags pada instruksi CMP.
Tabel 4.2 flags pada instruksi CMP
Sumber: OMRON, SYSMAC CP-series CP1E CPU Units
1. Percobaan 4: Instruksi Data Movement (MOV)
1. buatlah program ladder pada CX-Programmer seperti pada gambar berikut.
Gambar 3.12 program data Movement
2. buka lembar kerja baru di CXD buatlah tampilan dan pengalamatan seperti pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 HMI Data Movement
3. lakukan simulasi antara CXD dan CXP, isikan data 1 dengan 100, data 2 dengan 300.
4. tekan tombol pindahkan pada alamat 0.00.
5. tekan tombol pindahkan pada alamat 0.00.
6. tekan tombol Reset.
NOTE:
fungsi MOV hanya terdiri dari 2 Data input yaitu data pertama sebagai sumber data ataupun data yang akan dikirim sedangkan data kedua sebagai tempat penampung data sumber/ atau tujuan data.
Percobaan 3: Instruksi Sequence Control (INTERLOCK & JUMP)
1. buka lembar CXD, buatlah tampilan HMI sebagai berikut.
Gambar 3.9 HMI program interlock
2.buka CXP buat lembar kerja baru, tuliskan program sebagai berikut.
Gambar 3.10 program interlock
3. buat wiring pengkabelannya menggunakan button dan juga led pada alamat tersebut, lakukan pengunduhan program.
4. lakukan simulasi antara PLC dan CXD, lakukan pengujian hidupkan PB_START, hidupkan saklar, kemudian tekan button emergency.
5. lakukan modifikasi pada program dengan mengubah instruksi Interlock dengan JUMP sehingga program menjadi seperti berikut.
Gambar 3.11 program JUMP
6. lakukan pengujian dengan CXD yang sama dengan percobaan sebelumnya.
7. lakukanlah percobaan pada PLC (bukan di CXD). tekan button start, kemudian tahan button emergency, cobalah sambil menekan button stop dan juga saklar (button emergency harus tetap ditekan terus menerus). Apakah button stop dan saklar berfungsi pada bagian PUMP 1 dan 2
8. sekarang lepaskan semua button, tekan button stop. Kemudian lakukan penekanan pada button emergency secara terus menerus sambil menekan tombol start dan juga saklar, apakah mempengaruhi PUMP 1 dan 2.
NOTE:
fungsi interlock digunakan untuk mengunci suatu keadaan ataupun program yang berada antara interlock (IL) hingga interlock close (ILC), sehingga program tersebut hanya akan bisa berfungsi normal apabila input IL dalam kondisi High. sifat utama Interlock yaitu ketika off akan mereset kondisi ke keadaan normal, dan mengunci input outputnya.
JUMP sebenarnya mirip dengan IL hanya saja fungsi JUMP bekerja pada kawasan JMP dan JME, program yang berada diantara bagian tersebut hanya akan berfungsi normal apabila JMP dalam kondisi High (aktif), dan saat tidak aktif (LOW) maka program yang berada dikawasan JMP akan dikunci ke kondisi terakhir. misalnya ketika JMP aktif kita mengaktifkan saklar dan kita mematikan fungsi JMP maka outputnya akan tetap aktif dan tidak bisa diubah-ubah sebelum fungsi JMP diaktifkan lagi
contoh penggunaan program:
IL: bisa digunakan sebagai tombol emergency, karena fungsinya yang mengembalikan kekondisi normal dan mengunci I/O.
JMP: bisa digunakan untuk mengunci kondisi agar tidak dirubah-rubah oleh user lain, misalnya mengunci lampu dalam kondisi on agar tidak bisa dimatikan oleh user lain melalui saklar.
kesimpulannya IL dan JMP sama-sama sebagai pengunci program apabila tidak aktif, IL akan mengunci fungsi I/O dan mereset ke kondisi normal sedangkan JMP mengunci kondisi terakhir program dan mengunci I/O nya.
1. Menulis Program menggunakan Mnemonic
1. Buka lembar kerja baru pada CXP, klik View -> Mnemonic, maka akan tampil lembar Mnemonic sebagai berikut
Gambar 3.8 Lembar kerja Mnemonic
2. Menulis program pada lembar Mnemonic klik 2x pada bagian kolomnya, kemudian masukkan [kode Mnemonic operasi] [operand], contoh “LD 0.00”, selanjutnya tulis program sesuai tabel berikut.
Gambar 3.7 Program Mnemonic
3. program selesai dibuat, klik View -> Diagram, diagram ladder akan muncul
Perancangan program sederhana dengan State Diagram
1. pada percobaan ini, perancangan program dilakukan menggunakan state diagram, . Dengan gambar sebagai berikut
Gambar 3.4 State Diagram percobaan 1
2. berdasarkan state diagram tersebut, kemudian di uraikan persamaannya menjadi seperti berikut:
Persamaan pada setiap Transisi:
T0= P_First_Cycle
T1= STA.PB_ON
T2= STB.PB_OFF
Persamaan pada setiap State (Keadaan):
STA= (STA.T0.T2).T1’
STB= (STB.T1).T2’
Persamaan output.saat ON:
Out= STB
3. Buatlah ladder diagram dari persamaan pada langkah 2, jika dilihat dari persamaan yang dihasilkan akan timbul banyak Output yang akan digunakan, oleh karena itu untuk menggantinya gunakanlah output selain yang ada pada fisik PLC CP1E, gunakan output pada kanal 200. Sehingga program akan menjadi seperti berikut ini.
Gambar 3.6 ladder diagram percobaan 1
4. lakukan pengunduhan pada PLC, lalu buatlah desain HMI di CXD sebagai berikut.
Gambar 3.7 HMI percobaan 1
5. lakukan simulasi antara PLC dan CXD
1. Tabel Mnemonic
Tabel Mnemonic merupakan tabel yang menunjukkan I/O dan juga instruksi-instruksi yang sedang dijalankan oleh PLC, Mnemonic juga menunjukkan urutan proses yang akan dikerjakan oleh PLC. Pada CX-programmer (CXP) tabel Mnemonic dari suatu program yang sudah dibuat dapat ditampilkan dengan memilih menu View -> Mnemonic, tidak hanya menampilkan, pada CXP kita juga dapat melakukan pemrograman dengan menggunakan tabel Mnemonic ini. Berikut ini adalah cara konversi dari ladder ke Mnemonic.
2. Instruksi Sequence Control
Instruksi Sequence Control digunakan pada PLC untuk berbagai keperluan, inti dari sequence control adalah memanipulasi urutan-urutan proses pada PLC, seperti interlock, JMP, NOP dan lain-lainya. Penggunaan instruksi sequence control dapat dilakukan dengan menambahkan pada simbol instruksi. Berikut ini adalah gambar yang menunjukkan fungsi pada sequence control.
Tabel 3.1 Instruksi Sequence Control
Sumber: OMRON. (2009). CP1E CPU Unit Software User’s
3. Instruksi Data Movement
Instruksi data movement adalah instruksi yang digunakan untuk melakukan pemindahan data dari satu alamat ke alamat lainnya. Instruksi data movement dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Tabel 3.2 Instruksi Sequence Control
Sumber: OMRON. (2009). CP1E CPU Unit Software User’s
Time Chart atau diagram waktu adalah diagram yang digunakan untuk mengamati keluaran I/O berupa keadaan HIGH ataupun LOW terhadap waktu. Mengamati timing chart dapat dilakukan pada CX-Programmer dengan perintah klik menu PLC -> Time Chart Monitoring , atau tekan tombol Alt + C + H secara bersamaan. Maka akan muncul windows Time Chart Monitoring seperti pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Time Chart Monitor
Pengamatan pada time Chart dapat dilakukan jika sudah melakukan konfigurasi I/O yang akan diamati. Untuk melakukan konfigurasi klik menu Operation -> Configure. Selanjutnya masukkan I/O address, jika berupa word dilakukan pada word, jika I/O dalam bentuk bit maka di atur di bagian address bit. Klik kanan -> New -> Tambahkan Address.
Gambar 3.3 Setting Bit Address
Simulasi Timing chart dapat dilakukan jika program dalam keadaan Work Online atau sedang dalam mode simulasi. Klik ikon star pada time chart. Maka akan tertampil chart seperti pada gambar 3.4 dibawah ini.
Gambar 3.4 Time Chart pada PLC
1. State Diagram
Diagram keadaan (State Diagram) adalah diagram yang menggabarkan proses operasi yang terjadi pada suatu sistem. Diagram ini melibatkan keadaan dan transisi dari satu keadaan ke keadaan lainnya. Berikut ini adalah contoh diagram keadaan untuk menghidupkan dan mematikan lampu dengan tombol start dan stop.
Gambar 3.1 Diagram State ON/OFF Lampu
Pada state diagram perlu adanya T0 sebagai pemicu agar sistem berada pada salah satu kondisi, pada PLC OMRON bisa menggunakan alamat P_FirstCycle yaitu alamat yang hanya sekali di eksekusi pada saat pertama kali komputer dinyalakan. T0 akan menyebabkan sistem berada pada lampu OFF, kemudian jika T1/PB On maka lampu akan menyala dan ketika Transisi T2 terjadi maka lampu akan kembali OFF. Berikut ini adalah perhitungan untuk merubah State diagram ke ladder PLC.
Persamaan pada setiap Transisi:
T0= P_First_Cycle
T1= STA.PB_ON
T2= STB.PB_OFF
Persamaan pada setiap State (Keadaan):
STA= (STA.T0.T2).T1’
STB= (STB.T1).T2’
Persamaan output.saat ON:
Out= STB
Percobaan 3: Instruksi Sequence Output (KEEP, DIFU, DIFD)
1. Buka lembar kerja baru pada CXP, kemudian buatlah program seperti pada gambar 2.13. untuk memasukkan instruksi KEEP, DIFU dan DFD dilakukan dengan menggunakan simbol Instruksi.
Gambar 2.13 program instruksi sequence output
2. buka software CXD, buatlah HMI percobaan 3 seperti pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 CXD percobaan 3
1. Lakukan simulasi antara CXD dan CXP. Kemudian lakukan pengujian KEEP, tekan button ON KEEP, perhatikan output KEEP, apakah perbedaan KEEP dengan OUT.
4. lakukan pengujian DIFD untuk mengaktifkan KEEP, matikan telebih dahulu KEEP, dengan menekan button OFF KEEP. Tekan dan tahan agak lama pada tombol DIFD, kemudian lepaskan.
5. lakukan pengujian DIFU untuk mengaktifkan KEEP, matikan telebih dahulu KEEP, dengan menekan button OFF KEEP. Tekan dan tahan agak lama pada tombol DIFU, kemudian lepaskan.
NOTE:
maksud dari fungsi diatas:
- KEEP, berfungsi untuk menahan keadaan/kondisi ( contoh Q:100.000), terdiri dari dua input yaitu atas dan bawah, apabila bagian input atas mendapat pulsa high ( on walaupun sebentar) maka akan mengaktifkan Q:100 dan tidak akan mati sebelum input reset ( input bagian bawah) mendapat pulsa high.
-DIFU (Differential Up), akan memberikan pulsa high ( on dalam sekejap hanya beberapa milisecond) ketika terjadi perubahan dari Off ke ON. misalnya ketika kita menekan tombol/button dan menahannya, maka DIFU akan memberikan pulsa hanya sekali saat pertama kali on (langsung memberikan pulsa high saat pertama on), tidak akan berpengaruh terhadap berapa lama kita menahannya (hanya sekali memberikan pulsa high) . contoh pemanfaatannya untuk meng counter barang yang berhenti didepan sensor dalam waktu lama, sehingga penghitungannya dilakukan waktu awal terkena sensor bukan menunggu barang lewat.
-DIFD (Differential Down), akan memberikan kondisi pulsa high saat terjadi perubahaan ON ke Off, misalnya ketika kita menekan tombol/button dan menahannya, maka DIFD akan memberikan pulsa high saat kita melepas tombolnya( Pulsa high saat saklar dilepas), jadi DIFD tidak akan memberikan sinyal High apabila kita menahan tombol. contoh pemanfaatannya ketika membuat aplikasi gerbang otomatis, tentu kita akan mengatur agar pintu tertutup saat mobil sudah masuk, otomatis pembacaaan on dilakukan saat mobil meninggalkan sensor.
pemanfaatan difu, difd, dan keep: contoh kasus pada gerbang otomatis
cara kerja gerbang otomatis adalah mendeteksi saat mobil berada didepan gerbang, maka perlu dibaca saat itu juga dengan DIFU lalu mengaktifkan Keep agar motor membuka pintu, ketika mobil masuk sensor akan mendeteksi ketika mobil sudah masuk, dibaca saat mobil meninggalkan sensor (DIFD) lalu menutup kembali pintu.
Aritmatika pada PLC
1. Buka lembar kerja baru pada CXP, kemudian buatlah program seperti pada gambar 2.11. untuk memasukkan fungsi aritmatika, Tarik simbol instruksi kelembar kerja. Kemudian tuliskan operasi (+, -, *, / ) spasi alamat data 1, spasi alamat data 2, spasi alamat data 3.
Gambar 2.11 Program aritmatika PLC
2. Hubungkan kabel USB dan RS232, lakukan pengunduhan terhadap program yang sudah dibuat.
3. berdasarkan program CXP pada langkah 1, ada 7 alamat yang digunakan yaitu, 4 dari area memory CIO : 0.00, 0.01, 0.02, dan 0.04 dan Data memori (DM) : D100, D200, dan D300. Buatlah desain HMI sesuai gambar pada 2.12 pada CXD. ada 3 komponen utama yaitu Label, ON/OFF Button, dan Numerical Display Input. kemudian atur pengelamatan sesuai pada desain HMI gambar 2.12.
Gambar 2.12. Kalkulator pada PLC
4. lakukan simulasi program antara PLC pada CXD, isikan data 1 = 40, data 2 = 10, lakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian.
Perancangan program sederhana pada PLC
1. sebuah sistem yang terdiri dari tiga sensor (A,B,C) outputnya akan aktif apabila sensor (ABCD) memiliki kondisi 001, 010, dan 011. Untuk menyelesaikan permasalahan ini terlebih dahulu dibuatlah tabel kebenarannya sebagai berikut:
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran percobaan 1
Jadi persamaan keseluruhannya menjadi sebagai berikut:
2. Berdasarkan persamaan Y= A’B’C+A’BC’+A’BC, buatlah ladder diagram dari persamaan tersebut. Dengan menganggap alamat A=0.00, B=0.01, C=0.02, dan Y=100.00 maka berikut adalah program laddernya.
Gambar 2.7 program ladder percobaan 1
3. Buka CXD dan Buat HMI seperti pada gambar berikut. Untuk merubah lampu klik 2x pada bagia lampu, pilih color/shape -> select shape -> BMPfiles -> fine4.
Gambar 2.8 HMI percobaan 1
4. Aturlah alamat lampu sesuai dengan program di CXP yaitu A=0.00, B=0.01, C=0.02, dan Y=100.00.
5. Siapkan PLC kemudian buatlah wiring berikut pada PLC.
Gambar 2.9 Wiring percobaan 1
6. Hubungkan kabel usb dan RS232, lakukan pengunduhan pada CXP dan simulasi CXD, (CEK PADA POSTINGAN SEBELUMNYA)
7. Matikan PLC dan lakukan penyederhanaan logika persamaan Y= A’B’C+A’BC’+A’BC ada beberapa cara penyederhanaan yaitu aljabar boole dan K-Maps.
Penyederhanaan dengan aljabar boole:
Y= A’B’C+A’BC’+A’BC
Y= A’B’C+{A’B(C’+C)} -> lihat hukum Distributif
Y= A’B’C+{A’B(1)} -> hukum komplementasi
Y= A’B’C+ A’B -> hukum penyalinan satu kostanta
Y= A’ (B’C+B) ->hukum distributif
Y= A’ (B+C) -> hukum redudansi
Penyederhanaan dengan K-Maps.
8. Susunlah program hasil penyederhanaan pada butir 7, dengan menganggap A= 0.00, B=0.01, C=0.02, dan Y=100.00, maka program ladder akan menjadi sebagai berikut.
Gambar 2.10 program modifikasi 1
9. Dengan menggunakan program CXD dan wiring yang sama pada percobaan sebelumnya, lakukan pengujian terhadap tabel kebenarannya.
a. Peta Karnaugh
Peta Karnaugh adalah penjelasan tentang fungsi tabel kebenaran Bool dalam bentuk gambar. Salah satu tujuan dari peta Karnaugh untuk menyederhanakan fungsi Bool, sampai lima variabel. fungsi Boolean dengan lebih dari lima variabel akan sulit untuk disederhanakan menggunakan metode ini.
Peta Karnaugh berisi beberapa kotak, setiap kotak persegi adalah merupakan segmen dari persamaan Boolean. Jumlah kotak tergantung pada jumlah variabel. Peta Karnaugh untuk dua variabel, akan berisi empat squares. untuk 3 variabel terdiri dari 8 kotak, 4 variabel terdiri dari 16 kotak, dan untuk 5 variabel terdiri dari 32 kotak.
Gambar 2.5 K-Maps
Sumber: Linksukses.com
Pada dasarnya sistem K-Maps akan memetakan lokasi yang berdekatan kemudian mencari nilai yang muncul paling banyak. Cara penyederhanaan K-Maps tergolong mudah karena tidak melakukan proses perhitungan rumit seperti pada aljabar boole. Kita cukup memasukkan tabel kebenarannya. Kemudian melihat pemetaan K-Maps. Sebagai contoh penyederhanaan persamaan pada tabel kebenaran sebelumnya yaitu Y= A’.B.C’.D + A.B’.C.D’ + A.B.C’.D + A.B.C.D’ jika disederhanakan maka akan menjadi.
Gambar 2.6 Pemetaan K-Maps
Sebenarnya cukup memblok angka 1 yang berdekatan dan lihat kembali pemetaan pada gambar 2.5, cek lokasi bagian yang terkena blok. Setiap blok terkadang akan mewakili beberapa lokasi sekaligus. Jika anda sulit untuk melihat di K-Maps, maka cukup mencari nilai yang banyak muncul pada persamaan yang sudah diblok, Y=A’BC’D + ABC’D (note: jumlah blok harus genap, tidak boleh ganjil) pada persamaan ini kita melihat nilai B, C’ dan D adalah nilai yang muncul terbanyak (2X) sedangkan A dan A’ muncul satu kali oleh karena itu persamaan sederhananya menjadi BC’D. jika hasil penyederhanaan pada K-Maps ini dibuat ladder diagram, maka ladder diagramnya akan sama seperti pada penyederhanaan secara Boolean.
1. PENYEDERHANAAN LOGIKA LADDER
Jika kita melihat program ladder pada gambar 2.3 program terlihat begitu panjang dan berulang-ulang dalam menggunakan input dan output yang sama, dengan melakukan penyederhanaan logika maka dapat meminimalisir penggunaan jumlah input yang diulang-ulang. Berikut ini adalah metode penyederhanaan logika.
a. Aljabar Boole
Aljabar boole adalah matematika yang khusus digunakan untuk melakukan analisis terhadap Boolean ( bilangan yang hanya terdiri dari dua kondisi 0 dan 1). Berikut adalah hokum-hukum yang berlaku pada aljabar bole.
1. Hukum Komutatif
A + B = A + A
A . B = B . A
2. Hukum Distributif
A( B + C) = AB + AC
A + BC = ( A + B) . ( A + C)
3. Hukum Asosiatif
( A + B ) + C = A + ( B + C)
(A . B) C = A ( B. C)
4. Hukum Redundansi
A + AB = A A+A’B=A+B
A . (A + B) = A
5. Hukum Negasi
A’ = A’
(A’)’ = A
6. Hukum Identitas
A + A = A
A + 0 = A
A . A = A
A · 1 = A
7. Hukum Komplementasi
A.A’=0
A+A’=1
8. Hukum penyalinan satu kostanta
A.1=A A+1=1 A.0=0 A+0=A
9. Hukum absorsi
A+(A.B)=A A(A+B)=A
10. Hukum Dmorgan
A.B=A’+B’ A’.B’=A+B
Berikut ini adalah contoh penyelesaian persamaan menggunakan aljabar boole untuk persamaan Y= A’.B.C’.D + A.B’.C.D’ + A.B.C’.D + A.B.C.D’ jika logika ini di konversi ke program ladder maka akan menjadi seperti berikut ini.
gambar 2.3. ladder diagram normal
namun dapat lebih sederhana jika menggunakan aljabar boole,berikut caranya
1. Carilah dua persamaan dengan 1 perbedaan
Y= A’.B.C’.D + A.B’.C.D’ + A.B.C’.D + A.B.C.D’
Y= {A’.B.C’D+ABC’D}+{A.B’.C.D’+A.B.C.D’}
Nilai A berbeda Nilai B berbeda
2. Lakukan perluasan persamaan
Y= {B.C’D(A’+A)}+{A.C.D’(B’+B) } lihat hukum komplementasi
Y= {B.C’D(1)}+{A.C.D’(1) }
jadi diperoleh penyederhanaan menjadi Y= B.C’D+A.C.D’, dengan begitu kita dapat membuat ladder diagram yang lebih sederhana seperti pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Ladder penyederhanaan Aljabar Boole
1. PERANCANGAN LOGIKA LADDER
Perancangan logika ladder dapat dilakukan dengan cara membuat tabel kebenarannya kemudian menerjemahkan kedalam persamaan dan juga ladder diagram. Contoh, output sebuah sistem yang terdiri dari 4 sensor (ABCD) akan aktif apabila sensor ABCD memiliki kondisi 0101, 1010, 1101, dan 1110. Dari permasalahan ini kemudian kita akan membuat tabel kebenarannya. Berikut ini adalah tabel kebenerannya.
Tabel 2.2 Tabel kebenaran sensor ABCD
| A | B | C | D | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Y= A.B’.C.D’
Y=A.B.C’.D
Y=A.B.C.D’
Jadi Y= A’.B.C’.D + A.B’.C.D’ + A.B.C’.D + A.B.C.D’
Berdasarkan persamaan pada tabel kebenaran tersebut, maka kita dapat membuat program laddernya, berikut ini adalah hasil dari penerjemahan persamaan kedalam program ladder.
Gambar 2.3 Penerjemahan persamaan ke Ladder
1. FUNGSI SEQUENCE I/O
Instruksi Sequence I/O adalah instruksi yang digunakan untuk mengatur logika pada input serta output PLC, instruksi ini meliputi fungsi gerbang dasar, hingga pengaturan bit pada PLC. Berikut ini adalah gambar yang menunjukkan instruksi dasar pada input dan output PLC.
Gambar 2.1 Instruksi dasar I/O PLC
Tabel 2.1 Sequence I/O instruction
Sumber: OMRON, SYSMAC CP-series CP1E CPU Units
Pada Pemrograman PLC OMRON menggunakan CX-Programmer instruksi pada tabel 2.1 dapat di panggil dengan perintah sesuai nama pada Mnemonicnya. Sedangkan symbol-simbol dasar seperti Contact dan Coil sudah disediakan dalam bentuk symbol.
2. FUNGSI ARITMATIKA
Fungsi aritmatika pada PLC digunakan untuk melakukan operasi aritmatika pada program pada dasarnya artimatika dasar terdiri dari operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Pada CX-Designer instruksi aritmatika dilakukan pada simbol instruksi. Berikut ini adalah aturan penulisan operasi artimatika pada CX-Programmer.
Gambar 2.2 Penggunaan instruksi Aritmatika pada PLC
Pada bagian kolom petama disi dengan simbol aritmatika dasar yaitu penjumlahan (+), pengurangan (-), perkalian (*), dan pembagian (/). Kemudian pada kolom kedua (DATA 1), di isi dengan alamat atau nilai utama operasi, kolom ketiga (DATA 2) adalah nilai atau alamat yang akan dilakukan proses operasi sedangkan kolom terakhir (HASIL) merupakan alamat yang menunjukkan hasil dari proses operasi tersebut. Penulisan data dan alamat dapat dilakukan dengan cara mengklik pada bagian kolom, atau pada waktu awal meletakkan instruksi dengan cara menuliskan data secara berurutan sesuai kolom. Contoh pada operasi diatas dituliskan dengan cara “ + D100 D200 D300” lalu tekan enter untuk memasukkannya.
SAD
Ditulis pada senin 18-August-2014
7 tahun yang lalu awal keterpurukanku dimulai, aku menderita sebuah penyakit jiwa yang disebut dengan SAD (social Anxiaty Disorder), suatu penyakit yang tidak mungkin bisa dipahami oleh masyarakatku sendiri. Karena memang aku sendiri baru mengetahuinya ketika aku mau tamat dari SMAN 1 Siak. Sehingga banyak dari mereka menganggap aku berkepribadian yang sombong, angkuh, dan tidak suka bergaul bersama masyarakat. Pikiran itu kemudian membuat aku semakin terpuruk dan hidupku seakan tidak ada artinya lagi, bahkan kadang terlintas dipikiranku apa lebih baik aku mati saja. Namun syukurlah Allah masih memberi hidayahnya kepadaku sehingga pikiran itu tidak pernah aku laksanakan.
SAD memang tidak bisa dianggap remeh pasalnya penyakit inilah yang sering menjerumuskan seseorang kedalam suatu kebiasaan buruk, seperti narkoba, mabuk-mabukan dsb. aku akui memang aku sangat menderita mengidap penyakit ini, penyakit ini membuatku takut bertemu dengan masyarakat dikampungku, bahkan baru mendengarkan suaranya aku sudah sangat ketakutan, aku juga tidak tau bagaimana penyakit ini bisa bersarang pada diriku, aku sendiri baru mengetahui keanehan ini saat tubuhku gemetar dihadapan orang lain. Saat itulah aku menutup diriku serapat-rapat mungkin agar tidak ada orang yang bisa melihatku.
Akupun mulai berfikir bagaimana aku bisa menyembuhkan penyakit ini, karena sebelumnya aku belum tau ini adalah penyakit sehingga aku berkata tidak mungkin ini bisa dihilangkan. Dan saat itu penyakit ini semakin parah, tubuhku makin tersiksa, karena penyakit ini ternyata membawa dampak fisik, seperti sesak napas, pusing, strees, gemetar, dll. Sehingga untuk menghindar dari penglihatan orang-orang aku slalu sekolah yang jauh dari masyarkatku. Dan ketika ada libur aku selalu mencari alasan agar aku tidak pulang waktu liburan itu.
Aksi menghindar inilah yang kemudian membuat aku semakin tersiksa lagi, aku kehilangan masa remajaku bersama teman-teman kampungku, aku tidak bisa sholat jumat dikampungku, bahkan yang terparah ketika ada saudara dan sahabatku yang meninggalpun aku tidak sanggup untuk datang kerumahnya. Rasa takut bertemu masyarakat itu lebih besar dan mengalahkan segalanya. Bukan aku tidak mau melawannya, tapi tiap kali aku memaksakannya kondisi fisikku malah diserangnya, aku jadi sesak napas, pusing lalu lemas bahkan aku bisa terkapar tak berdaya hingga berjam-jam.
Saat aku mau kuliah, akupun berfikir keras mencari tempat perkuliahan yang jauh, hal ini bertujuan untuk menghindar dari masyarakat. Kalau perlu setahun hanya 1 hari aku pulang kekampung. Akhirnya jatuhlah pilihanku terhadap universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta setelah mempertimbangkan 3 universitas yang menerimaku, yaitu umy, uad dan uty. Tujuanku kesana juga untuk mengobati penyakit ku ini, karena aku sudah menemukan tempat yang mungkin bisa menyembuhkanku, sebelumnya aku juga pernah berobat dipekanbaru, waktu itu tempatnya di perum griya apa gitu, pokoknya dipanamlah. Tapi terapi waktu itu hanya mengurangi dampaknya sedikit. Mungkin karena adayang menemaniku waktu itu, kakakku dan juga si miun (nama panggilan untuk Musahir). Saat aku melakukan terapi kedua atau pertama dijogja aku merasa terapi itu hanya bohongan, karena aku hanya ditanya-tanya saja yang menurut aku itu semua tidak akan bisa menyembuhkan aku. Sehingga waktu lebaran ditahun 2013 aku belum bisa bergabung bersama teman atau masyarkat. Dan lagi-lagi aku harus mencari alasan agar aku bisa cepat-cepat pulang kejogja, dengan alasan aku akan melakukan tes ujian maba akhirnya pada hari raya kedua akupun menuju ke jogja ( waktu itu hari sabtu). Aku yakin keputusan ini akan membuat orang tuaku sedih.
Selang setengah tahun aku kembali melakukan terapi, dengan mengendarai motor metic merk beat milik temanku (yuda indra pranata), akupun bergegas mencari tempat terapi itu seorang diri, saat itu aku berikrar akan menceritakan sejujurnya apa yang saya alami. Dan aku menangis tersedu2 sangat terapi itu berlangsung. Namun suatu hal yang luar biasa aku rasakan entah mengapa ucapanku menjadi enteng, bahkan saat presentasi gemetarku bisa diminimalisir. Hal yang lebih membahagiakan lagi lebaran ini aku bisa berkumpul bersama masyarakat, walaupun pada lebaran ke2 aku terpuruk lagi. Namun aku sukses hinggal lebaran ke6. Dilanjutkan lagi aku rewang ditempatnya tetanggaku. Itu menurutku suatu perkembangan yang luar biasa bagiku.
Hal yang kusayangkan saat ini, aku belum mampu hadir diacara pesta pernikahan tetangga ku sehingga 2 pesta pernikahan telah terleawatkan, saat ini dentuman suara music ditempat pernikahan itupun masih ku dengar (pernikahan kang kani). Ya saat ini memang aku tidak hadir dipesta pernikahannya. Namun aku berusaha untuk bisa hadir ditempatnya pakmahmudin nanti.
A. GANGGUAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK
1. Faktor-faktor Penyebab Gangguan
Sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem yang melibatkan banyak komponen dan sangat kompleks. Oleh karena itu, ada beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut.
a. Faktor Manusia
Faktor ini terutama menyangkut kesalahan atau kelalaian dalam memberikan perlakuan pada sistem. Misalnya salah menyambung rangkaian, keliru dalam mengkalibrasi suatu piranti pengaman, dan sebagainya.
b. Faktor Internal
Faktor ini menyangkut gangguan-gangguan yang berasal dari sistem itu sendiri. Misalnya usia pakai (ketuaan), keausan, dan sebagainya. Hal ini bias mengurangi sensitivitas relai pengaman, juga mengurangi daya isolasi peralatan listrik lainnya.
c. Faktor Eksternal
Faktor ini meliputi gangguan-gangguan yang bersal dari lingkungan di sekitar sistem. Misalnya cuaca, gempa bumi, banjir, dan sambaran petir. Di samping itu ada kemungkinan gangguan dari binatang, misalnya gigitan tikus, burung, kelelawar, ular, dan sebagainya.
2. Jenis Gangguan
Jika ditinjau dari sifat dan penyebabnya, jenis gangguan dapat dikelompokkan sebagai berikut.
a. Tegangan Lebih (Over Voltage)
Tegangan lebih merupakan suatu gangguan akibat tegangan pada sistem tenaga listrik lebih besar dari seharusnya.
Gangguan tegangan lebih dapat terjadi karena kondisi eksternal dan internal pada sistem berikut ini.
1) Kondisi Internal
Hal ini terutama karena isolasi akibat perubahan yang mendadak dari kondisi rangkaian atau karena resonansi. Misalnya operasi hubung pada saluran tanpa beban, perubahan beban yang mendadak, operasi pelepasan pemutus tenaga yang mendadak akibat hubungan singkat pada jaringan, kegagalan isolasi, dan sebagainya.
2) Kondisi Eksternal
Kondisi eksternal terutama akibat adanya sambaran petir. Petir terjadi disebabkan oleh terkumpulnya muatan listrik, yang mengakibatkan bertemunya muatan positif dan negatif.pertemuan ini berakibat terjadinya beda tegangan antara awan bermuatan posisif dengan muatan negatif, atau awan bermuatan positif atau negatif dengan tanah. Bila beda tegangan ini cukup tinggi maka akan terjadi loncatan muatan listrik dari awan ke awan atau dari awan ke tanah.
Jika ada menara (tiang) listrik yang cukup tinggi maka awan bermuatan yang menuju ke bumi ada kemungkinan akan menyambar menara atau kawat tanah dari saluran transmisi dan mengalir ke tanah melalui menara- dan tahanan pentanahan menara. Bila arus petir ini besar, sedangkan tahanan tanah menara kurang baik maka kan timbul tegangan tinggi pada menaranya. Keadaan ini akan berakibat dapat terjadinya loncatan muatan dari menara ke penghantar fase. Pada penghantar fase ini akan terjadi tegangan tinggi dan gelombang tegangan tinggi petir yang sering disebut surja petir. Surja petir ini akan merambat atau mengalir menuju ke peralatan yang ada di gardu induk.
b. Hubung Singkat
Hubung singkat adalah terjadinya hubungan penghantar bertegangan atau penghantar tidak bertegangan secara langsung tidak melalui media (resistor/beban) yang semestinya sehingga terjadi aliran arus yang tidak normal (sangat besar). Hubung singkat merupakan jenis gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik, terutama pada saluran udara 3 fase. Meskipun semua komponen peralatan listrik selalu diisolasi dengan isolasi padat, cair (minyak), udara, gas, dan sebagainya. Namun karena usia pemakaian, keausan, tekanan mekanis, dan sebab-sebab lainnya, maka kekuatan isolasi pada peralatan listrik bisa berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Hal ini akan mudah menimbulkan hubung singkat.
Pada beban isolasi padat atau cair, gangguan hubung singkat bisanya mengakibatkan busur api sehingga menimbulkan kerusakan yang tetap dan gangguan ini disebut gangguan permanen (tetap). Pada isolasi udara yang biasanya terjadi pada saluran udara tegangan menengah atau tinggi, jika terjadi busur api dan setelah padam tidak menimbulkan kerusakan, maka gangguan ini disebut gangguan temporer (sementara). Arus hubung singkat yang begitu besar sangat membahayakan peralatan, sehingga untuk mengamankan perlatan dari kerusakan akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada seksi yang terganggu perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga atau circuit breaker (CB).
Gangguan hubung singkat yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik 3 fase sebagai berikut.
1) satu fase dengan tanah
2) fase dengan fase
3) 2 fase dengan tanah
4) Fase dengan fase dan pada waktu bersamaan dari fase ke 3 dengan tanah
5) 3 fase dengan tanah
6) Hubung singkat 3 fase
Empat jenis gangguan pertama menimbulkan arus gangguan tidak simetris (unsymetrical short-circuit). Sedangkan dua jenis gangguan terakhir menimbulkan arus gangguan hubung singkat simetris (symtrical short-cirt\cuit). Perhitungan arus hubung singkat sangat penting untuk menentukan kemampuan pemutus tenaga dan untuk koordinasi pemasangan relai pengaman.
c. Beban Lebih (Over Load)
Beban lebih merupakan gangguan yang terjadi akibat konsumsi energi listrik melebihi energi listrik yang dihasilkan pada pembangkit. Gangguan beban lebih sering terjadi terutama pada generator dan transfornator daya. Ciri dari beban lebih adalah terjadinya arus lebih pada komponen. Arus lebih ini dapat menimbulkan pemanasan yang berlebihan sehingga bisa menimbulkan kerusakan pada isolasi. Pada tarnsformator distribusi sekunder yang menyalurkan eneergi listrik pada konsumen akan memutuskan aliran melalui relai beban lebih jika konsumsi tenaga listrik oleh konsumen melebihi kemampuan transformator tersebut.
d. Daya Balik (Reserve Power)
Daya balik merupakan suatu gangguan berubahnya fungsi generator menjadi motor (beban) pada sistem pembangkit tenaga listrik. Gangguan ini terjadi pada sistem tenaga lsitrik yang terintegrasi (interconnected system). Pada kondisi normal generator-generator yang tersambung secara paralel akan bekerja secara serentak dalam membangkitkan tenaga listrik. Namun karena sesuatu sebab, misalnya gangguan hubung singkat yang terlalu lama, gangguan medan magnet, dan sebagainya, maka akan terjadi ayunan putaran rotor sebagian dari generator pada sistem tersebut. Ayunannya bisa lebih cepat atau lebih lambat dari putaran sinkron. Hal ini menyebabkan sebagian generator menjadi motor dan sebagian berbeban lebih. Dengan demikian terjadi aliran tenaga listrik yang berbalik, yaitu generator yang seharusnya menghasilkan tenaga listrik, justru berbalik menjadi motor yang menyerap tenaga listrik. Kejadian ini akan terjadi pada sistem tegangan tinggi atau ekstra tinggi yang lebih luas, misalnya pada sistem tenaga listrik terintegrasi (Jawa-Bali).
Cara untuk mengatasi gangguan ini adalah dengan melepas generator yang terganggu atau melepas daerah yang terjadi hubung singkat secepat mungkin. Gangguan ini dapat membahayakan generator itu sendiri atau membahayakan sistemnya. Untuk mengamankan gangguan di atas biasanya pada penyerentakan generator telah dilengkapi dengan relai daya balik (reserve power relay).
B. PENCEGAHAN GANGGUAN
Sistem tenaga listrik dikatakan baik apabila dapat mencatu dan menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dengan tingkat keandalan yang tinggi. Keandalan di sini meliputi kelangsungan, stabilitas, dan harga per KWH yang terjangkau oleh konsumen. Pemadaman listrik sering terjadi akibat gangguan yang tidak bisa diatasi oleh system pengamannya. Keadaan ini akan sangat mengganggu kelangsungan penyaluran tenaga listrik. Naik turunnya kondisi tegangan dan catu daya listrik pun bisa merusakkan perlatan listrik.
Sebagaimana dijelaskan di muka, ada beberapa jenis gangguan pada saluran tenaga listrik yang memang tidak semuanya bisa dihindarkan. Untuk itu perlu dicari upaya pencegahan agar bisa memperkecil kerusakan pada peralatan listrik, terutama pada manusia akibat adanya gangguan. Menurut J. Soekarto (1985), pencegahan pada gangguan pada system tenaga listrik bisa dikategorikan menjadi 2 langkah sebagai berikut.
1. Usaha Memperkecil Terjadinya Gangguan
Cara yang ditempuh, antara lain
a. membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan;
b. membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal petir (arrester);
c. membuat kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan;
d. membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain-lainnya;
e. pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus mengikuti peraturan-peraturan yang baku;
f. menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan membuat jadwal pemeliharaan rutin;
g. memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir;
h. memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.
2. Usaha Mengurangi Kerusakan Akibat Gangguan
Beberapa cara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain sebagai berikut.
a. Megurangi akibat gangguan, misalnya dengan membatasi arus hubung singkat, caranya dengan menghindari konsentrasi pembangkitan atau dengan memakai impedansi pembatas arus, pemasangan tahanan, atau reaktansi untuk sistem pentanahannya sehingga arus gangguan satu fase terbatas. Pemakaian peralatan yang tahan atau andal terhadap terjadinya arus hubung singkat.
b. Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai pengaman lebur atau dengan relai pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai;
c. Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan dari sistem tidak akan mengganggu operasi sistem secara keseluruhan atau penyaluran tenaga listrik ke konsumen tidak terganggu. Hal ini bisa dilakukan, misalnya dengan
1) memakai saluran ganda atau saluran yang membentuk ring;
2) memakai penutup balik otomatis;
3) memakai generator cadangan atau pembangkitan siap pakai.
d. Mempertahankan stabilitas sistem selama terjadi gangguan, yaitu dengan memakai pengatur tegangan otomatis yang cepat dan karakteristik kestabilan generator yang memadai.
e. Membuat data/pengamatan gangguan yang sistematis dan efektif, misalnya dengan menggunakan alat pencabut gangguan untuk mengambil langkah-langkah pencegahan lebih lanjut.
C. DAERAH PENGAMAN
Di dalam pengaman sistem tenaga listrik, seluruh komponen harus diamankan dengan tetap menekankan selektivitas kerja peralatan/relai pengaman. Untuk mencapai hal ini, system tenaga listrik dibagi menjadi daerah-daerah (zona) pengamanan.
Setiap daerah pengaman pada umumnya terdiri atas satu atau lebih elemen sistem tenaga listrik. Misalnya generator, bus bar, transformator, saluran udara, dan lain-lain. Agar seluruh sistem tenaga listrik dapat diamankan, maka harus ada daerah yang tumpang-tindih (overlap). Artinya ada elemen sistem yang diamankan oleh dua daerah pengamanan.
Setiap daerah pengaman dijaga oleh relai yang sesuai dengan karakteristik peralatan yang diamankan. Pada umumnya yang menjadi pembatas pengamanan antarderah pengamanan ialah trafo arus yang mencatu ke relai.
Agar daerah pengamanan tumpang-tindih, maka trafo arus A untuk mengamankan daerah B, sedangkan trafo arus B untuk mengamankan daerah A. Jika terjadi gangguan pada daerah yang tumpang-tindih maka banyak pemutus beban yang bekerja. Hal ini lebih baik dan lebih aman daripada ada daerah kosong yang tidak teramankan.
D. PENGAMAN UTAMA DAN CADANGAN
Untuk mengatasi adanya kegagalan kerja dari sistem pengaman, maka pengamanan sistem tenaga listrik dibuat berlapis menjadi dua kelompok, yaitu pengaman utama dan pengaman cadangan. Pengaman utama akan segera bekerja jika terjadi gangguan, sedangkan pengaman cadangan akan bekerja jika pengaman utama gagal bekerja. Kegagalan kerja dari sistem pengaman disebabkan oleh salah satu elemen pengaman tersebut.
1. Pengaman Utama
Daerah pengamanan seperti diuraikan sebelumnya memberikan gambaran tentang tugas dari pengaman utama. Untuk relai cepat dan pemutus beban cepat, waktu mulainya terjadinya gangguan sampai selesainya pembukaan pemutus beban maksimum 100 ms, yaitu terdiri dari waktu kerja relai 20-40 ms dan waktu pembukaan pemutus beban 40-60 ms.
Pada pengamanan jenis tertentu, misalnya pengamanan dengan relai arus lebih, waktu kerjanya justru diperlambat untuk mendapatkan selektivitas karena terjadi pengamanan yang tumpang-tindih dengan seksi berikutnya. Relai ini bertugas selain sebagai pengaman utama pada daerahnya dan juga sekaligus merupakan pengaman cadangan pada seksi berikutnya.
Elemen-elemen pengaman utama terdiri atas relai, trafo tegangan, baterai (catu daya), kumparan trip, dan pemutus tenaga. Kegagalan kerja pada elemen-elemen pengaman utama dapat dikelompokkan sebagai berikut.
a. Kegagalan pada relainya sendiri.
b. Kegagalan catu arus dan atau catu tegangan ke relai. Hal ini dapat disebabkan kerusakan trafo arus atau trafo tegangannya. Bisa juga rangkaian catu ke relai dari trafo tersebut terbuka atau terhubung singkat.
c. Kegagalan sistem catu arus searah untuk triping pemutus beban. Hal ini disebabkan baterai lemah karena kurang perawatan, terbuka, atau terhubung singkatnya arus searah.
d. Kegagalan pada pemutus tenaga. Kegagalan ini dapat disebabkan karena kumparan trip tidak menerima catu, terjadi kerusakan mekanis, atau kegagalan pemutusan arus karena besarnya arus hubung singkat melampaui kemampuan dari pemutus bebannya.
Di samping kegagalan di atas, pada pengaman tumpang-tindih (Gambar 2.5) dapat juga terjadi gangguan pada titik x. gangguan itu dapat terjadi antara batas daerah pengaman A dengan pemutus bebannya atau pengaman daerah telah bekerja dan membuka pemutus tenaganya, tetapi gangguan tersebut belum hilang dari sistem. Hal tersebut terjadi karena relai pengaman daerah A tidak mendeteksinya, sehingga masih terdapat daerah mati.
2. Gangguan Cadangan
Kegagalan pada pengaman utama atau adanya daerah mati tersebut diatasi dengan menggunakan pengaman cadangan. Pengaman cadangan umumnya mempunyai perlambatan waktu untuk memberikan kesempatan pengaman utama bekerja lebih dahulu. Jika pengaman utama gagal, maka pengaman cadangan bekerja.
Jenis pengaman cadangan ada dua, yaitu pengaman cadangan setempat (local back up) dan pengaman cadangan jauh (remote back up).
a. Pengaman Cadangan Setempat
Pengaman cadangan setempat merupakan sistem pengaman yang bekerja jika pengaman utamanya gagal bekerja. Akan tetapi, jika pengamanannya masih gagal karena pemutus beban gagal bekerja, maka relai tersebut akan memberikan perintah untuk membuka semua pemutus beban yang ada kaitannya dengan pemutus beban tersebut.
Sistem pengaman cadangan setempat umumnya digunakan pada sistem tenaga listrik dengan tegangan ekstra tinggi. Dalam hal ini relai cadangan mempunyai kecepatan sama dengan pengaman utamanya, karena sistem ini mempunyai pengaman ganda. Disebut pengaman ganda, sebab trafo arus, baterai, maupun kumparan trip semuanya ganda. Di Indonesia untuk sistem dengan tegangan tinggi, yaitu tegangan 150 KV dan 70 KV, biasanya pengaman cadangannya hanya berupa relai cadangan.
b. Pengaman Cadangan Jauh
Pengaman cadangan jauh merupakan pengaman yang digunakan untuk mengantisipasi adanya kegagalan kerja pengaman di daerah tertentu. Dalam hal ini suatu gangguan pada daerah tertentu akan dihilangkan atau dipisahkan oleh pengaman dari tempat lain berikutnya (cadangan jauh).
Pengaman cadangan jauh yang banyak dipakai adalah pengaman dengan relai arus lebih dan pengaman dengan relai jarak. Pengaman cadangan jauh kurang memadai untuk sistem yang besar, antara lain karena dapat gagal bekerja dan dapat terjadi triping yang tidak diharapkan.
A. SISTEM INTERKONEKSI KELISTRIKAN
Sistem interkoneksi kelistrikan merupakan sistem terintegrasinya seluruh pusat pembangkit menjadi satu sistem pengendalian.
Dengan cara ini akan diperoleh suatu keharmonisan antara pembangunan stasiun pembangkit dengan saluran transmisi dan saluran disribusi agar bisa menyalurkan daya dari stasiun pembangkit ke pusat beban secara ekonomis, efesien, dan optimum dengan keandalan yang tinggi.
Keandalan sistem merupakan probabilitas bekerjanya suatu peralatan dengan komponen-komponennya atau suatu sistem sesuai dengan fungsinya dalam periode dan kondisi operasi tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhi keandalan sistem tersebut adalah kemampuan untuk mengadakan perubahan jaringan atau peralatan pembangkitan dan perbaikan dengan segera terhadap peralatan yang rusak.
Keuntungan sistem interkoneksi, antara lain bisa memperbaiki dan mempertahankan keandalan sistem, harga operasional relatif rendah sehingga menjadikan harga listrik per KWH yang diproduksi lebih murah. Hal ini dengan asumsi bahwa pembangunan pembangkit dengan kapasitas yang besar akan menekan harga listrik.
1. Prinsip Dasar Sistem Interkoneksi
Jika suatu daerah memerlukan beban listrik yang lebih besar dari kapasitas bebannya maka daerah itu perlu beban tambahan yang harus disuplai dari 2 stasiun yang jaraknya cukup jauh. Agar diperoleh sistem penyaluran tenaga listrik yang baik, diperlukan sistem interkoneksi. Dengan interkoneksi dimungkinkan tidak terjadi pembebanan lebih pada salah satu stasiun dan kebutuhan beban bisa disuplai dari kedua stasiun secara seimbang. Sistem interkoneksi sederhana dengan 2 buah stasiun dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Kedua stasiun pembangkit SI dan S2, selain memberikan arus listrik pada beban di sekitarnya, juga menyalurkan arus listrik I1 dan I2 pada beban melalui jaringan transmisi 1 dan 2. Stasiun tenaga dihubungkan dengan menggunakan interkonektor, sedangkan penyaluran tenaga listrik berlangsung seperti ditunjukkan anak panah pada gambar berikut. Oleh karena beban lokal di sekitar stasiun dihubungkan pada stasiun S1 dan S2 maka tegangan pada bus barnya harus dijaga agar konstan seperti tegangan pada beban konsumen. Agar kedua jaringan transmisi bisa menyalurkan daya yang sama dan sistem beroperasi pada terminal yang sama, maka diperlukan peralatan regulasi yang dipasang pada akhir pengiriman masing-masing jaringan transmisi dan interkonektor.
Untuk memperoleh stabilitas operasi dari sistem interkoneksi stasiun pembangkit, maka kedua sistem harus diinterkoneksikan melalui sebuah reaktor, sehingga tenaga listrik akan mengalir dari stasiun satu ke stasiun lainnya sebagaimana diperlukan pada kondisi operasi.
2. Sistem Interkoneksi Jawa-Bali
Di Pulau Jawa, saat ini telah dibangun beberapa pusat pembangkit tenaga listrik dalam skala besar, antara lain PLTU Suralaya, PLTA Saguling, PLTA Cirata, dan PLTA Paiton.
Untuk menyalurkan sumber daya listrik tersebut ke beban-beban di seluruh Jawa dan Bali maka diperlukan sistem interkoneksi. Tujuan sistem ini untuk menjadikan sistem kelistrikan di seluruh Jawa dan Bali yang semula terpisah-pisah, menjadi satu sistem tunggal yang saling tersambung (interconnected). Dengan demikian di Pulau Jawa dan Bali terdapat sistem kelistrikan tunggal dan terpadu (integrated power system), dengan transmisi bertegangan ekstra tinggi, yaitu 500 KV sebagai jaringan utamanya.
Pada sistem interkoneksi kelistrikan se-Jawa dan Bali ini telah dibangun menara-menara listrik sebagai jalur transmisi tegangan ekstra tinggi 500 KV, mulai dari PLTU Suralaya, PLTA Saguling, PLTA Cirata, PLTU Paiton ke pusat pengatur beban (PPB) di Gandul (Jakarta). Pusat-pusat pembangkit berskala besar dari beberapa wilayah di Jawa, seperti Suralaya, Saguling, Paiton, dan Cirata, saling dihubungkan melalui stasiun atau gardu-gardu induk. Dengan sistem ini apabila kebutuhan daya dari wilayah tertentu tidak bisa dipenuhi oleh pembangkit setempat, maka bisa dibantu dengan suplai dari berbagai stasiun yang terhubung. Demikian pula jika terjadi kelebihan catu daya, pusat pembangkit bisa mengirimkannya ke wilayah-wilayah lain yang tersambung dalam sistem interkoneksi.
Melalui PPB dan UPB (Unit Pengatur Beban) penyaluran beban bisa diatur dan dikendalikan dengan baik. PPB yang berada di Gandul merupakan pusat pengatur beban yang mengendalikan sistem interkoneksi se-Jawa (Java Control Center) atau JCC) dibantu oleh 4 buah unit pengatur beban daerah sebagai pengatur beban di wilayah (Area Control Center/ACC). UPB mempunyai fungsi melakukan pekerjaan jarak jauh, antara lain telesignaling, telemeasurement, dan remote control. Telesignaling berfungsi untuk melakukan sinyal jarak jauh untuk posisi pemutus tenaga (switchgear), pemisah, alarm, dan sebagainya. Selain itu UPB berfungsi untuk melakukan pengukuran jarak jauh (telemeasurement) pada pengukuran tegangan, arus, dan frekuensi. Fungsi UPB lainnya adalah untuk melakukan pengontrolan jarak jauh (remote control) sebagai pengontrol pemutus tenaga.
A. PENGERTIAN PENGAMAN
Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi abnormal operasi sistem tenaga listrik tersebut (J. Soekarto, 1985).
B. FUNGSI PENGAMAN
Kegunaan sistem pengaman tenaga listrik, antara lain untuk
1. mencegah kerusakan peralatan-peralatan pada sistem tenaga listrik akibat terjadinya gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal;
2. mengurangi kerusakan peralatan-peralatan pada sistem tenaga listrik akibat terjadinya gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal;
3. mempersempit daerah yang terganggu sehingga gangguan tidak melebar pada sistem yang lebih luas;
4. memberikan pelayanan tenaga listrik dengan keandalan dan mutu tinggi kepada konsumen;
5. mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh tenaga listrik.
C. KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK
Dalam skala besar energi listrik dihasilkan melalui generator pada pusat pembangkit dengan berbagai macam tenaga penggerak awalnya. Misalnya tenaga air pada Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), tenaga uap pada Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), tenaga gas pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG), dan lain sebagainya. Mula-mula pemakaian tenaga listrik hanya terbatas pada daerah di sekitar pembangkit itu berada, sehingga untuk menyalurkannya hanya diperlukan sistem tenaga listrik tegangan rendah. Dengan adanya perkembangan daerah atau perkotaan maka pusat pembangkit letaknya terpaksa jauh dari kota atau pusat beban. Hal ini menyebabkan pembangkit, misalnya PLTA, tidak mungkin lagi menyalurkan listrik menggunakan tegangan rendah ataupun menengah. Untuk itu diperlukan tegangan yang lebih tinggi atau yang lazim disebut transmisi. Penggunaan saluran transmisi memungkinkan pengiriman tenaga listrik kepada pemakai yang letaknya beberapa ratus kilometer dari pusat pembangkit.
Secara umum, komponen-komponen yang ada pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut.
1. Stasiun pembangkit
2. Stasiun trafo penaik tegangan
3. Jaringan transmisi primer
4. Gardu induk transmisi
5. Jaringan transmisi sekunder
6. Stasiun trafo step down
7. Jaringan distribusi primer
8. Stasiun trafo distribusi
9. Jaringan distribusi sekunder
Diagram sistem tenaga listrik dari pusat pembangkit sampai konsumen dapat dilihat pada Gambar 2.1. Tegangan keluaran (output) generator di pusat pembangkit 11 KV dinaikkan melalui trafo penaik tegangan (step up) menjadi 500 KV. Tegangan itu kemudian dialairkan melalui jaringan transmisi primer 500 KV dan melalui trafo penurun tegangan (step down) di gardu induk transmisi, tegangan 500 KV diturunkan menjadi tegangan transmisi sekunder 150 KV. Tegangan listrik pada jaringan transmisi yang masih tinggi ini belum bisa dipakai secara langsung oleh konsumen. Untuk itu perlu diturunkan menjadi tegangan menengah (kurang lebih 20 KV) melalui stasiun trafo step down yang ada pada gardu induk distribusi. Jaringan distribusi primer 20 KV sebagian bisa dimanfaatkan secara langsung oleh konsumen yang memerlukan catu daya tegangan 20 KV, misalnya pada industri-industri besar. Sedangkan untuk menyuplai tenaga listrik tegangan rendah (220 V), misalnya untuk penerangan rumah tangga, rumah sakit, dan sebagainya, maka tengangan distribusi primer 20 KV diturunkan menjadi tengangan rendah 220 V melalui trafo step down yang selanjutnya dialirkan melalui jaringan distribusi sekunder.
Gangguan – Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik
Gangguan yang terjadi pada system tenaga listri sangat beragam besaran dan jenisnya. Gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah keadaan tidak normal dimana keadaan ini dapat mengakibatkan terganggunya kontinuitas pelayanan tenaga listrik. Secara umum klasifikasi gangguan pada system tenaga listrik disebabkan oleh 2 faktor, yaitu:
1. Gangguan yang berasal dari system
2. Gangguan yang berasal dari luar system
Penyebab gangguan yang berasal dari dalam sistem antara lain :
1. Tegangan dan arus abnormal.
2. Pemasangan yang kurang baik.
3. Kesalahan mekanis karena proses penuaan
4. Beban lebih.
5. Kerusakan material seperti isolator pecah, kawat putus, atau kabel cacat isolasinya.
Sedangkan untuk gangguan yang berasal dari luar sistem antara lain[13]:
1. Gangguan-gangguan mekanis karena pekerjaan galian saluran lain. Gangguan ini terjadi untuk sistem kelistrikan bawah tanah.
2. Pengaruh cuaca seperti hujan, angin, serta surja petir. Pada gangguan surja petir dapat mengakibatkan gangguan tegangan lebih dan dapat menyebabkan gangguan hubung singkat karena tembus isolasi peralatan ( breakdown ).
3. Pengaruh lingkungan seperti pohon, binatang dan benda-benda asing serta akibat kecerobohan manusia.
Bila ditinaju dari segi lamanya waktu gangguan, maka dapat dikelompokkan menjadi :
Untuk gangguan yang bersifat sementara setelah arus gangguannya terputus misalnya karena terbukanya circuit breaker oleh rele pengamannya, peralatan atau saluran yang terganggu tersebut siap dioperasikan kembali. Sedangkan pada gangguan permanen terjadi kerusakan yang bersifat permanen sehingga baru bisa dioperasikan kembali setelah bagian yang rusak diperbaiki atau diganti.
Pada saat terjadi gangguan akan mengalir arus yang sangat besar pada fasa yang terganggu menuju titik gangguan, dimana arus gangguan tersebut mempunyai harga yang jauh lebih besar dari rating arus maksimum yang diijinkan, sehingga terjadi kenaikan temperatur yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan listrik yang digunakan.
Sebab – Sebab Timbulnya Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik
Dalam sistem tenaga listrik tiga fasa, gangguan–gangguan arus lebih yang mungkin terjadi adalah sebagai berikut yaitu :
a. Gangguan beban lebih (overload)
Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus menerus berlangsung dapat merusak peralatan listrik yang dialiri arus tersebut. Pada saat gangguan ini terjadi arus yang mengalir melebihi dari kapasitas peralatan listrik dan pengaman yang terpasang.
b. Gangguan hubung singkat
Gangguan hubung singkat dapat terjadi dua fasa, tiga fasa, satu fasa ke tanah, dua fasa ke tanah, atau 3 fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat ini sendiri dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu gangguan hubung singkat simetri dan gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan yang termasuk dalam hubung singkat simetri yaitu gangguan hubung singkat tiga fasa, sedangkan gangguan yang lainnya merupakan gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebih pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu.
Hampir semua gangguan yang terjadi pada sistem tenaga listrik adalah gangguan tidak simetri. Gangguan tidak simetri ini terjadi sebagai akibat gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, gangguan hubung singkat dua fasa, atau gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah.
Gangguan-gangguan tidak simetri akan menyebabkan mengalirnya arus tak seimbang dalam sistem sehingga untuk analisa gangguan digunakan metode komponen simetri untuk menentukan arus maupun tegangan di semua bagian sistem setelah terjadi gangguan. Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebh pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu. Gangguan dapat diperkecil dengan cara pemeliharaannya.
Adapun akibat-akibat yang ditimbulkan dengan adanya gangguan hubung singkat tersebut antara lain:
c. Gangguan tegangan lebih
Gangguan tegangan lebih diakibatkan karena adanya kelainan pada sistem. Gangguan tegangan lebih dapat terjadi antara lain karena :
- gangguan petir
- gangguan surja hubung, di antaranya adalah penutupan saluran tak serempak pada pemutus tiga fasa, penutupan kembali saluran dengan cepat, pelepasan beban akibat gangguan, penutupan saluran yang semula tidak masuk sistem menjadi masuk sistem, dan sebagainya.
