PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Iptek Nuklir/PSTA_24Juli2018/DATA/419...Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga

PROSIDING

PERTEMUAN DAN PRESENTASI ILMIAH PENELITIAN DASAR

ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI NUKLIR

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator Yogyakarta, 24 Juli 2018

Budiyono, dkk. ISSN 0216-3128 419

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH-IPSB3

BERBASIS PROGRAMABLE LOGIC CONTROL

Budiyono, Parjono, Sugianto, Purwantoro, Gatot Sumartono Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga Nuklir Nasional

Kawasan Puspiptek Serpong Gedung 50, Tangerang Selatan, Banten 15310 E-mail : [email protected]

ABSTRAK

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH-IPSB3 BERBASIS PROGRAMABLE LOGIC CONTROL. Telah dilakukan perancangan sistem kendali operasi peralatan yang berbasis PLC.

Kegiatan bertujuan untuk menentukan jenis dan jumlah komponen yang dibutuhkan serta konfigurasi sistem

yang akan diaplikasikan. Metode dilakukan dengan identifikasi komponen kendali yang terpasang saat ini,

inventarisasi komponen pengganti, dan membuat diagram kerja sistem. Kegiatan perancangan menghasilkan kesimpulan bahwa sistem kendali membutuhkan komponen 1 buah Siemens SIMATIC S7-300 CPU 315-

PN/DP, 3 buah interface modul untuk diletakkan di ruang purifikasi, ruang kolam, dan ruang kanal, 4 buah

power supply untuk masing-masing panel modul, 4 buah digital input, 2 buah digital output dan 7 buah analog

input. Siemens Simatic STEP 7 dibutuhkan untuk kegiatan pemrograman dan jaringan nirkabel 2,4 Ghz dibutuhkan untuk media komunikasi sistem SCADA antara gedung 38 dan gedung 51.

Kata Kunci : Kendali, pemantauan, bahan bakar bekas, programmable logic control,

ABSTRACT

DESIGN OF OPERATIONAL CONTROL SYSTEM OF TC-ISFSF EQUIPMENT BASED ON

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL. The design equipment operation KH-IPSB3 control system based

on PLC have been done. Activity aims to determine the type and number of required components and system

configuration to be applied. Methods are performed by identifying the currently installed control components, inventorying replacement parts, and making system work diagrams. The design activities

resulted in the conclusion that the control system requires component Siemens SIMATIC S7-300 CPU 315-

PN/DP, 3 interface module to be places in the purification room, pool room, and channel room, 4 power

supply for each panel modules, 4 digital inputs, 2 digital outputs and 7 analog inputs. Siemens Simatic STEEP 7 is required for programming activities and wireless network 2,4 Ghz is required for SCADA system

communication media between 38 building to 51 building.

Keywords: control, monitoring, spent fuel, programmable logic control

PENDAHULUAN

anal Hubung Instalasi Penyimpanan Bahan

Bakar Bekas (KH-IPSB3) merupakan salah

satu jenis Instalasi Nuklir Nonreaktor yang

berfungsi untuk menyimpan sementara bahan bakar

nuklir bekas. Instalasi terdiri dari kanal hubung dan

kolam penyimpanan. Kanal hubung berfungsi untuk

menghubungkan tiga instalasi penting yaitu Instalasi

Radiometalurgi (IRM), Instalasi Produksi

Radioisotop (IPR) dan Reaktor Serba Guna G.A

Siwabessy (RSG GAS). Kanal hubung digunakan

sebagai jalur pemindahan bahan bakar nuklir bekas

(BBNB) dan material teriradiasi lainnya. Kolam

penyimpanan berfungsi untuk menyimpan

sementara BBNB dan material teriradiasi[1].

KH-IPSB3 dilengkapi dengan sistem-

sistem peralatan yaitu sistem ventilation and air

conditioning (VAC), sistem purifikasi, sistem

pendingin kolam, sistem deminerallized water, dan

sistem pemantauan. Sistem ventilasi berfungsi untuk

menyediakan udara dalam jumlah cukup bagi

personil, mengendalikan suhu udara, kelembaban,

dan kebersihan di dalam gedung serta

mengendalikan penyebaran kontaminasi yang

tertangkap udara di dalam KHIPSB3 dengan

mempertahankan beda tekanan diantara daerah-

daerah yang mempunyai tingkat kontaminasi

berbeda

Sistem pendingin air kolam berfungsi untuk

mengambil panas yang dibangkitkan dalam bahan

bakar bekas. Sistem terdiri dari kolam penyimpanan,

sistem primer dan sistem sekunder. Kolam

penyimpanan KH-IPSB3 mempunyai dimensi

panjang 14 m, lebar 5 m dan kedalaman 6,5 m dan 9

m. Dinding kolam terbuat dari beton bertulang

dengan tebal 295 mm dan sisi dalam dinding kolam

dilapisi plat stainless steel (SS) jenis SS-304 dengan

tebal 3 mm. Kolam KH-IPSB3 dapat menampung

K

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH-IPSB3 BERBASIS PROGRAMABLE

LOGIC CONTROL.

420 ISSN 0216-3128 Budiyono, dkk.

1458 perangkat BBNB yang ditempatkan di dalam

rak-rak penyimpan dengan konfigurasi tertentu

untuk menghindari kekritisan. Permukaan air kolam

dijaga minimal setinggi 2,5 m dari BBNB sebagai

penahan radiasi. Batas Kendali Operasi yang aman

untuk air kolam yaitu temperatur maksimum 35oC,

tinggi permukaan air kolam minimum 2,5 m diatas

bahan bakar, pH air kolam 6,0-7,7 dan konduktivitas

air maksimum 15 μS/cm. [1]

Sistem purifikasi berfungsi untuk menjamin

bahwa zat pengotor radioaktif dan nonradioaktif

baik yang larut dan tidak larut, dapat dipindahkan

dari air pendingin. Pada kondisi normal diharapkan

kontaminasi pada kadar yang rendah. Walaupun

demikian sistem pemurnian dirancang untuk mampu

mengantisipasi kontaminan pada kadar tinggi, yang

dibangkitkan dari kerusakan kelongsong bahan

bakar. Aktivitas resin pertama, akan dipantau

melalui suatu resin penukar ion.

Sistem air bebas mineral berfungsi untuk

menghasilkan air untuk mengganti air yang hilang

karena penguapan. Pada beban penuh, diperlukan

penambahan air bebas mineral sekitar 250 l/hari. Air

bebas mineral juga digunakan untuk mencuci bed

resin sewaktu resin diregenerasi serta media

pemindah, pada saat mengangkat resin segar dari

bejana pemindah resin.

Dalam menjamin keselamatan pekerja,

peralatan, dan lingkungan maka peralatan harus

dioperasikan sesuai dengan batas kondisi operasi

yang aman. Kondisi peralatan dan parameter operasi

di dalam fasilitas harus dipantau dan dikendalikan

secara baik. Selama ini, kendali peralatan KH-

IPSB3 menggunakan kendali on-off relai.

Pengoperasian dan pemantauan sistem delapan jam

setiap hari kerja dari panel kontrol lokal.

Pengukuran parameter data operasi dilakukan secara

berkala menggunakan alat ukur portable secara

insitu. Parameter yang dipantau diantaranya adalah

suhu, kelembaban, tekanan, aliran, pH, level dan

conductivity. Kondisi peralatan yang sedang

beroperasi dan parameter operasi tidak termonitor

secara online. Data operasi dicatat dan disimpan

secara manual. Kondisi peralatan yang sedang

beroperasi dipantau satu persatu di lapangan. Kerja

menjadi kurang efektif sehingga perlu perbaikan

sistem kontrol dan monitor. Perubahan sistem

kontrol dari kendali on-off ke kendali berbasis

Programmable Logic Control (PLC) menjadi solusi

yang menarik [2]. Dengan kendali PLC Sistem

peralatan dapat dioperasikan dari ruang kendali dan

dipantau kinerjanya karena disediakan monitor

operasi dan bahkan disediakan beberapa ekspand ke

ruang lain. Pemantauan parameter proses tidak lagi

datang ke ruang-ruang tapi cukup dipantau dari

monitor di ruang kendali. Untuk mengawalinya

perlu dilakukan perancangan sistem kendali sistem

berbasis PLC.

Makalah ini membahas tentang

perancangan sistem kendali operasi berbasis PLC

untuk menggantikan kendali on off relai di KH-

IPSB3. Perancangan bertujuan untuk

mengidentifikasi dan menginventarisasi kebutuhan

serta membuat diagram kerja dari sistem yang akan

diaplikasikan.

TEORI

Programmable Logic Controller

Programmable Logic Controller (PLC) adalah suatu

sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan

didisain untuk pemakaian di lingkungan industri.

Sistem ini menggunakan memori yang dapat

diprogram untuk menyimpan secara internal

instruksi-instruksi spesifik seperti logika, urutan,

perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik.

Sistem dapat mengontrol mesin atau proses melalui

modul-modul I/O digital maupun analog.

PLC dirancang untuk menggantikan suatu

rangkaian relai sekuensial dalam suatu sistem

control. [3] Selain dapat diprogram, PLC juga dapat

dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang

tidak memiliki pengetahuan komputer secara

khusus. PLC memiliki bahasa pemrograman yang

mudah dipahami. Sistem bekerja berdasarkan input

yang diberikan, kemudian diolah tergantung dari

keadaan pada suatu waktu tertentu dan kemudian

memberikan output untuk mengendalikan peralatan.

[4] Kondisi 1 menunjukkan bahwa keadaan yang

diharapkan terpenuhi, sedangkan kondisi 0 berarti

keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga

dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang

memiliki output banyak.

Pada dasarnya sinyal yang diterima

/dibangkitkan oleh unit input/output PLC berupa

sinyal digital, yang bernilai biner 0 atau 1. Perangkat

input/output yang memiliki sinyal analog

memerlukan piranti ADC (Analog to Digital

Converter) atau DAC (Digital to Analog Converter)

agar dapat dihubungkan ke PLC. Biasanya piranti

ini terdapat dalam modul analog yang diproduksi

pabrik pembuat PLC. Sinyal analog yang biasanya

digunakan dalam PLC mengikuti standar industri,

yaitu arus 4 – 20 mA untuk tegangan input digital

bermacam-macam mulai dari 5 V DC, 12 V DC atau

24 V DC, sedangkan terminal output dapat berupa

relay atau transistor.

PLC sesuai dengan namanya dapat

diartikan sebagai berikut: Programmable yaitu

menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan

mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan

kemampuannya dalam hal memori program yang

telah dibuat. Logic yaitu menunjukkan

kemampuannya dalam memproses input secara

aritmatik/Arithmatic Logical Unit (ALU) dengan

melakukan proses membandingkan, menjumlahkan,

mengkalikan, membagi, dan mengurangi.

Controller yaitu menunjukkan kemampuannya


LOGIC CONTROL.


dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga

menghasilkan output yang diinginkan.

Komponen-komponen PLC terdiri atas

Central Processing Unit (CPU), input, output,

memory, fasilitas komunikasi, fasilitas ekstensi dan

catu daya. CPU (Central Processing Unit), yaitu

otak dari PLC yang mengerjakan berbagai operasi,

antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan

mengambil data dari memori, membaca

kondisi/nilai input serta mengatur nilai output,

memeriksa adanya kerusakan (self - diagnosis), serta

melakukan komunikasi dengan perangkat lain.

Input, merupakan bagian PLC yang berhubungan

dengan perangkat luar yang memberikan masukan

kepada CPU. Perangkat luar input dapat berupa

tombol, switch, sensor atau piranti lain. Output,

merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan

perangkat luar yang memberikan keluaran dari CPU.

Perangkat luar output dapat berupa lampu, katub

(valve), motor dan perangkat – perangkat lain.

Memori, yaitu tempat untuk menyimpan program

dan data yang akan dijalankan dan diolah oleh CPU.

Dalam pembahasan PLC, memori sering disebut

sebagai file. Dalam PLC memori terdiri atas memori

program untuk menyimpan program yang akan

dieksekusi, memori data untuk menyimpan nilai-

nilai hasil operasi CPU, nilai timer dan counter,

serta memori yang menyimpan nilai kondisi input

dan output. Kebanyakan PLC sekarang memiliki

satuan memori dalam word (16 bit). Fasilitas

komunikasi, yang membantu CPU dalam

melakukan pertukaran data dengan perangkat lain,

termasuk juga berkomunikasi dengan komputer

untuk melakukan pemrograman dan pemantauan.

Fasilitas ekstensi, untuk menghubungkan modul

PLC dengan modul pengembangan input/output

sehingga jumlah terminal I/O dapat ditingkatkan.

Catu daya, untuk memberikan sumber tegangan

kepada semua komponen dalam PLC. Biasanya

sumber tegangan PLC adalah 220 V AC atau 24 V

DC[4

Gambar 1. Diagram komponen PLC [5]

HMI (Human Machine Interface) adalah

sistem yang menghubungkan antara manusia dan

teknologi mesin. Sistem HMI bekerja secara online

dan real time dengan membaca data yang

dikirimkan melalui I/O port yang digunakan oleh

sistem controller-nya. Port yang biasa digunakan

untuk controller dan akan dibaca oleh HMI adalah

port com, port USB, port RS232 dan ada pula yang

menggunakan port serial. Tugas dari HMI adalah

membuat visualisasi dari teknologi atau sistem

secara nyata. Sehingga dengan desain HMI dapat

disesuaikan dan memudahkan pekerjaan fisik.

Tujuan dari HMI adalah untuk meningkatkan

interaksi antara mesin dan operator melalui.

tampilan layar komputer dan memenuhi kebutuhan

pengguna terhadap informasi sistem

HMI merupakan tampilan GUI (Graphic

User Interface) yang akan dihadapi oleh operator

mesin maupun pengguna yang membutuhkan data

kerja mesin. HMI terdapat berbagai macam

visualisasi untuk monitoring kondisi mesin yang

terhubung secara online dan real time. HMI akan

memberikan suatu gambaran kondisi mesin berupa

bagian mesin mana yang sedang bekerja. Pada HMI

juga terdapat visualisasi pengendali mesin berupa

tombol, slider, dan sebagainya yang dapat

difungsikan untuk mengendalikan mesin

sebagaimana mestinya. Selain itu HMI juga

menampilkan alarm jika terjadi kondisi bahaya

dalam sistem. Sebagai tambahan, HMI juga

menampilkan data-data rangkuman kerja mesin

termasuk secara grafik.

Jaringan Nirkabel

Untuk menghubungkan satu tempat kontrol dengan

tempat kontrol yang lain, PLC dapat menggunakan

jaringan nirkabel. Jaringan Wifi atau Wirelles

Fidelity tidak menggunakan kabel, akan tetapi masih


LOGIC CONTROL.


mempunyai topologi yang mendefinisikan

bagaimana piranti nirkable berinteraksi dengan

layer physical pada model OSI. Teknologi Wi-Fi

memiliki standar yang ditetapkan IEEE (Institute of

Electrical and ElectronicEngineers). Jaringan

berbasis nirkabel standard 802.11 menggunakan

komunikasi spectrum yang menyebar secara

berurutan pada frequensi 2.4 GHz, dimana piranti

tersebut berkomunikasi satu sama lain

menggunakan dua dasar topologi yaitu ad hoc dan

infrastructure [6].

Jaringan Ad Hoc terdiri dari dua atau lebih

perangkat nirkabel yang berkomunikasi secara

langsung satu sama lain. Sinyal yang dihasilkan oleh

interface adapter Jaringan Wifi adalah berarah

Omni keluar ke rentang jangkauan yang dipengaruhi

oleh faktor-2 lingkungan, dan juga sifat dari piranti

yang terlibat. Jangkauan ini disebut sebagai suatu

area layanan dasar (BSA – basic service area).

Jaringan infrastructure menggunakan suatu piranti

Wifi yang disebut Access Point (AP) sebagai suatu

bridge antara perangkat nirkabel dan jaringan kabel

standard. Access Point yang berisi transceiver

wireless compliant adalah suatu unit yang

menghubungkan ke jaringan Ethernet atau jaringan

kabel lain oleh suatu kabel. Jika ada piranti Wifi lain

masuk dalam jangkauan nirkabel Access Point ini

maka ia bisa saling komunikasi dengan jaringan

kabel, layaknya mereka terhubung dengan kabel.

Standard nirkabel G 802.11g merupakan

pengembangan dari 802.11b dengan laju kecepatan

sampai 54 Mbps serta jangkauan yang lebih pendek.

Beberapa jenis perangkat nirkabel G dikuatkan

dengan teknologi yang bisa mencakup area lebih

luas seperti dengan penambahan antenna grid atau

flat panel

METODOLOGI

Komponen-komponen kendali on-off relai sistem

peralatan di KH-IPSB3 diidentifikasi dan

diinventarisasi untuk tujuan penggantian komponen

kendali berbasis PLC. Motor fan, motor pompa, dan

katup-katup diidentifikasi sebagai komponen yang

akan dikendalikan. Parameter-parameter operasi

peralatan diidentifikasi sebagai komponen yang

dipantau atau dimonitor. Kendali On-Off relai dari

panel kontrol yang selama ini menghidup-matikan

motor fan, motor pompa, dan katup-katup

digantikan fungsinya dengan PLC. Saluran input-

output dihitung untuk menentukan jumlah dan

model digital input, digital output, dan analog input-

nya. Parameter operasi diidentifikasi selain untuk

menentukan jumlah saluran analog input juga untuk

menentukan jumlah dan model transmitter yang

akan digunakan.

Inventarisasi kebutuhan komponen PLC

dilakukan berdasarkan hasil identifikasi kendali

on/off relai. Jumlah dan model digital input

ditentukan berdasarkan jumlah sinyal informasi

kinerja motor exhaust fan, motor blower fan, pompa

pendingin, pompa purifikasi, pompa chiller, mesin

chiller, dan katup-katup. Jumlah dan model digital

output ditentukan berdasarkan kendali on-off yang

diberikan peralatan. Jumlah dan model analog input

ditentukan berdasarkan parameter operasi tekanan,

suhu, kelembaban, dan kecepatan aliran yang akan

diukur. CPU, interface modul, power supply dan

accesories ditentukan berdasarkan kapasitas kendali

yang butuhkan.

Skema diagram PLC dibuat untuk

pemetaan sistem yang akan diaplikasikan. Model

dan jumlah kabel, konektor dan accesories yang

lain dihitung berdasarkan hasil pemetaan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komponen sistem peralatan yang selama ini

dikendalikan secara on-off dari panel kontrol lokal

adalah sistem VAC, sistem purifikasi, sistem

pendingin, dan sistem demineralized water.

Informasi kinerja yang dipantau adalah sistem

monitor kolam penyimpanan dan kanal hubung.

Parameter operasi diukur secara langsung in-situ

dengan alat portable di lokasi. Jumlah komponen

yang akan dikendalikan, jumlah informasi kinerja

alat yang diperlukan dan jumlah parameter operasi

yang dibutuhkan diidentifikasi untuk menentukan

jumlah dan model komponen PLC. Daftar hasil

identifikasi kendali On-Off relai yang diaplikasikan

pada sistem peralatan KH-IPSB3 dan komponen

pemantau parameter proses ditunjukkan pada Tabel

1. Rincian data identifikasi ditunjukkan pada

Lampiran Tabel 3.

Tabel 1 menunjukkan bahwa jumlah

kendali on-off relai sistem lama sebanyak 50 buah

terdiri atas kendali On dan kendali Off yang masing-

masing 25 buah. Untuk kendali PLC, kendali On dan

Off yang semula terpisah digabung menjadi satu

kendali sehingga tinggal 25 buah yang dikoneksikan

kedalam digital output. Displai informasi kinerja

alat dan parameter operasi yang awalnya sebanyak

99 buah dipecah menjadi dua. Displai informasi

kinerja alat dikoneksikan ke digital input sebanyak

51 buah, sedangkan parameter operasi dikoneksikan

ke analog input sebanyak 48 buah. Dibutuhkan

beberapa jenis kabel diantaranya kabel kontrol

0,75mm sepanjang 440 m, kabel screen 3 x 0,75 mm

sepanjang 245 m, dan kabel screen 7 x 0,75 mm

sepanjang 160 m.

Hasil identifikasi kendali sistem peralatan

KH-IPSB3 digunakan untuk menentukan model

PLC yang akan diaplikasikan dan inventarisasi

komponen yang dibutuhkan. Hasil inventarisasi

spesifikasi hardware PLC untuk sistem kendali

operasi peralatan KH-IPSB3 ditunjukkan pada

Tabel 2. Rincian data spesifikasi hardware

ditunjukkan pada Lampiran Tabel 4. Tabel 2

menunjukkan bahwa jumlah komponen digital input

yang dibutuhkan adalah 4 buah yang masing-masing


LOGIC CONTROL.


memiliki 16 saluran. Jumlah tersebut cukup untuk

koneksi displai informasi kinerja alat yang hanya 51

buah sehingga masih tersisa 13 saluran sebagai

cadangan. Jumlah digital output ditentukan

sebanyak 2 buah dengan masing-masing memiliki

16 saluran. Jumlah tersebut cukup untuk koneksi 25

buah kendali On-Off dan masih tersisa 7 saluran

cadangan. Jumlah analog input ditentukan 7 buah

dengan spesifikasi 8 saluran input. Jumlah tersebut

cukup untuk koneksi dari 48 buah informasi

paramater proses yang diukur dan masih tersisa 8

saluran sebagai cadangan. Jumlah power supply

ditentukan 4 buah dimana 1 buah untuk CPU dan

lainnya untuk interface modul. Dalam rancangan ini

menggunakan interface modul karena letak antara

ruang peralatan dengan ruang kendali utama

berjauhan. Interface modul dirancang ada 3 untuk

diletakkan di ruang kolam penyimpanan, ruang

kanal hubung, dan ruang purifikasi. CPU

menggunakan SIMATIC S7-300 CPU 315-PN/DP

dengan fasilitas koneksi ethernet sehingga dapat

dikembangkan ke teknologi SCADA [4]. Seluruh

transmitter memiliki keluaran arus 4 – 20 ampere

agar dapat dikoneksikan langsung ke PLC.

PLC yang akan digunakan adalah PLC

Siemens S7-300 CPU 315-PN/DP. PLC ini memiliki

main memory 14000 KB, micro memory card 8 MB,

dan backup data dan program dapat dilakukan

melalui MMC. PLC dapat di-expand sampai 32

modul dan memiliki area address I/O sampai 8192

bytes. Komunikasi bisa menggunakan MPI,

profibus, profinet, dan industrial Ethernet. Interface

modul menggunakan siemes IM361 yang

memungkinkan untuk membuat konfigurasi

bertingkat. Bus dari interface module akan

membentuk loop antara tingkat yang satu dengan

yang lainnya [7].

Software pemrograman menggunakan

Siemens Simatic STEP 7. Software tersebut

merupakan tool engineering utama dalam

konfigurasi dan pemrograman untuk Simatic.

Software ini memiliki bahasa pemrograman IEC-

661.131-3, editor yang powerful, dan compiler

berkinerja tinggi dengan ladder diagram (LAD),

fuction block diagram (FBD), statement list (STL),

dan programming sequence controls (GRAPH [8].

Tabel 1. Hasil identifikasi kendali On-Off relai

PERALATAN

KEBUTUHAN

IO

Jarak dari remote IO terdekat

(m)

DI DO AI

Kabel

Kontrol

0,75mm

kabel

screen 3x

0,75mm

kabel

screen 7x

0,75mm

Sistem VAC 18 9 14 215 105 75

Sistem monitor kolam - - 11 - 40 35

Sistem water treatment 33 16 15 225 50 45

Sistem monitor kanal - - 8 - 50 5

Jumlah 51 25 48 440 245 160

Tabel 2. Spesifikasi Hardware PLC untuk sistem kendali operasi KH-IPSB3

No Nama Komponen Spesifikasi Jumlah

1 CPU PLC Siemens, SIMATIC S7-300 CPU 315-

PN/DP

1 buah

2 Interface module for Remote I/O, Siemens IM361 Interface module 3 buah

3 Power supply Siemens 6ES73071EA000AA0 4 buah

4 Digital input Siemens 6ES7321-1FH00-0AA0 4 buah

5 Digital output Siemens 6ES7322-1HH01-0AA0 2 buah

6 Analogue input Siemens 6ES7331-7NF00-0AB0 7 buah

Diagram sistem kendali dibuat untuk

memetakan koneksi jaringan distribusinya.

Rancangan diagram sistem kendali operasi peralatan

KH-IPSB3 diperlihatkan pada Gambar 2. Gambar

menunjukkan bahwa pengendalian dapat dilakukan

dari dua ruang kendali yaitu di gedung 38 dan

gedung 51. Koneksi data kedua ruang kontrol

menggunakan fasilitas internet karena posisi

berjauhan. Server diletakkan di ruang kontrol utama

dengan I/O untuk sistem VAC. Interface modul di

ruang purifikasi untuk melayani I/O sistem

pendingin, sistem purifikasi dan sistem demin.

Interface modul di ruang kanal untuk melayani input

monitoring parameter kanal dan Interface modul di


LOGIC CONTROL.


ruang kolam untuk melayani input monitoring

parameter kolam.

Gambar 2. Rancangan diagram sistem kendali operasi peralatan KH-IPSB3

Peralatan dirancang dapat dikendalikan dan

dipantau dari lokasi gedung 51 yang berjarak 500

meter dari gedung 38. Kedua lokasi belum terdapat

jaringan kabel Unshielded Twice Pair maupun fiber

optic. Oleh karena itu, kendali dan monitoring

peralatan mengimplementasikan teknologi

Programmable Logic Controller yang terintegrasi

dengan sistem SCADA. Sistem mengaplikasikan

jaringan nirkabel 2,4 Ghz sebagai media komunikasi

sistem SCADA. Pemilihan jaringan nirkabel 2.4 Ghz

atau Wifi Standard wireless-G 802.11g, karena

media tersebut dapat mengirim dan menerima data

sampai dengan 54 Mbps serta memiliki toleransi

pemakaian dan gangguan yang lebih kecil jika

dibandingkan dengan frekuensi 5.8 GHz. Sistem

diaplikasikan dalam rangka efisiensi,

mempermudah pengawasan dan pengendalian, serta

akuisisi data

KESIMPULAN

Dari bahasan diatas dapat disimpulkan bahwa

perancangan sistem kendali operasi peralatan KH-

IPSB3 membutuhkan komponen 1 buah Siemens

SIMATIC S7-300 CPU 315-PN/DP, 4 buah power

supply untuk masing-masing panel modul, 4 buah

digital input 16 saluran, 2 buah digital output 16

saluran dan 7 buah analog input 8 saluran.

Sedangkan karena luasnya lokasi pengendalian,

maka digunakan 3 buah interface modul yang

diletakkan di ruang purifikasi, ruang kolam, dan

ruang kanal. Pemrograman menggunakan Siemens

Simatic STEP 7. Media komunikasi sistem SCADA

antara gedung 38 dan gedung 51 mengaplikasikan

jaringan nirkabel 2,4 Ghz

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kami ucapkan kepada Bapak I Wayan

B.W. atas masukan, saran dan diskusi dalam

penyusunan makalah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Laporan Analisis Keselamatan Kanal Hubung

Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan

Bakar Bekas (LAK KH-IPSB3), rev 7, PTLR –

BATAN, 2009.

2. .DONY SUSANDI DKK, Perancangan Mesin

Pemotongan Bahan Baku Genteng Dengan

Sistem Kendali PLC Logic Smart Relay

(SR3B101FU), Journal of Engineering and

Sustainable Technology (J-ENSITEC),

Universitas Majalengka, November 2015.


LOGIC CONTROL.


3. SYAHRIL ARDI, APIT HIDAYAT,

Otomatisasi Sistem Kontrol Mesin Turning

Head NTVS-485 Berbasis Sistem Kendali

PLC OMRON CS1G-CPU42H, Jurnal

SINERGI, Universitas Mercu Buana, Jakarta,

Juni 2015.

4. SYAHRIL ARDI, SETYOWATI, Disain

Sistem Kendali Mesin Air Leak Test

Menggunakan Sistem Kendali PLC Omron

CJ2M di HVAC (Heating, Ventilating, and Air

Conditioning) , Jurnal Sinergi, Februari 2015.

5. IWAN SETIAWAN, “ Programmable Logic

Controller dan Teknik Perancangan Sistem

Kontrol”, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.

6. SZYMANSKI,“Throughput and QoS

Optimizationin Nonuniform,” 2008.

7. Siemens, “The Simatic S7 System Family”,

Germany, 2011

8. Siemens, “Simatic Steep 7 Profesional V11

SP2”, Germany, 2011

9. Dwyer Instruments Pty Ltd, “Dwyer Catalog”,

US, 2016


LOGIC CONTROL.


Lampiran

Tabel 3. Rincian data identifikasi kendali On-Off relai

PERALATAN

KEBUTUHAN IO Perkiraan jarak dari remote IO terdekat (m)

DI DO AI

Kabel

Kontrol

0,75mm

kabel screen

3x 0,75mm

kabel screen

7x 0,75mm

SISTEM VAC

Motor exhaust A 2 1 20

Motor exhaust B 2 1 20

Motor blower A 2 1 20

Motor blower B 2 1 20

Pompa chiller A 2 1 30

Pompa chiller B 2 1 30

Chiller 1 2 1 30

Chiller 2 2 1 30

Motor damper emergency 1 5

Indikator jalur normal 1 5

Indikator jalur kontaminasi 1 5

Temperatur input chiller AHU 1 30

Temperatur output chiller AHU 1 30

Temperatur ruang filter 1 30

Kelembaban ruang filter 1

Tekanan ruang filter 1 30

Temperatur ruang health phisic 1 15

Kelembaban ruang health phisic 1

Temperatur ruang ganti 1 15

Kelembaban ruang ganti 1

Temperatur ruang kendali 1 5

Kelembaban ruang kendali 1

Temperatur ruang blower 1 10

Kelembaban ruang blower 1

Monitor kontaminasi iodine 1 15

Jumlah I/O Server Ruang Kontrol 18 9 14

MONITOR KOLAM

Temperetur ruang kolam 1 5

Kelembaban ruang kolam 1

Tekanan Ruang kolam 1 5

Temperatur air kolam 1 10

Level air kolam 1

Conductivity air kolam 1 10

PH air kolam 1

Monitor radiasi masuk Kanal 1 20

Monitor radiasi Kolam 1 15

Kelembaban ruang purifikasi 1 10

Temperatur ruang purifikasi 1

Jumlah Remote I/O Ruang Kolam 11

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH-IPSB3 BERBASIS PROGRAMABLE LOGIC

CONTROL.


SISTEM PURIFIKASI

Motor 3 2 1 5

Motor 4 2 1 5

Katup 1 2 1 5

Katup 2 2 1 5

Katup 3 2 1 5

Katup 4 2 1 5

Katup 5 2 1 5

Katup 6 2 1 5

Katup 7 2 1 5

Conductivity meter 1 1 5

Conductivity meter 2 1

Conductivity meter 3 1

Flow meter 1 1 15

Flow meter 2 1

Flow meter 3 1

Flow meter 4 1 15

Differential pressure kolom cesium 1

Differential pressure kolom mixbed 1

SISTEM PENDINGIN

Pompa sirkulasi A 2 1 15

Pompa sirkulasi B 2 1 15

Pompa pendingin A 2 1 15

Pompa pendingin B 2 1 15

Pressure switch PS A 1 15

Pressure switch PS B 1 15

Pressure switch PP A 1 15

Pressure switch PP B 1 15

Temperatur input HE 1 5

Temperatur pendingin 1

Temperatur output HE 1

Flow meter 1 15

SISTEM DEMIN

Sistem demin on/off (push button

emergency) 1 15

Indikator pompa booster 1 15

Pressure switch compressor 1 15

Level switch tangki umpan 1 15

PH demineralised water 1 20

Conductivity output demin 1

Conductivity anion/kation 1

Tekanan ruang kanal 1 20

Jumlah Remote I/O Ruang Purifikasi 33 16 15

MONITOR KANAL


LOGIC CONTROL.


Temperetur ruang kanal 1 5

Kelembaban ruang kanal 1

Temperatur air kanal 1 5

Level air kanal 1 5

Conductivity kanal 1 5

PH air kanal 1 5

Monitor radiasi kanal masuk 1 15

Monitor radiasi kanal PPR 1 15

Jumlah Remote I/O Ruang Kanal 8

Jumlah Kebutuhan Kabel 440 245 160

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH-IPSB3 BERBASIS PROGRAMABLE LOGIC

CONTROL.


Lampiran

Tabel 4. Rincian data spesifikasi Hardware PLC untuk sistem kendali operasi KH-IPSB3

No Nama Komponen Spesifikasi Jumlah

1 Level transmitter Ultrasonic level measurement, Measuring

Range 6 m. Output: 4 – 20 mA. Power

Supply : 24 – 30 VDC

2 buah

2 RTD PT100 Sensor Diameter 6mm, Panjang 5cm Drat 2 buah

3 RTD PT100 sensor Diameter 6mm, Panjang 50cm Drat 1 buah

4 Temperature Controller [9] Display 4 Digit, Supply Voltage 100—240

VAC, K, J, R, S, B, E, T, N, RTD 4, Input

20mA 0-1/5/10 Volt. Outputs Solid State

Relay, 4-20mA, DC Voltage

3 buah

5 Conductivity transmitter [9] Range 0.0 to 199.9 μS/cm. Deviation ±0.4

mA, Output, 4 to 20 mA (isolated), Power

Supply, 115/230V AC powered.

1 buah

6 PH transmitter Range 0.00 to 14.00 PH, Accuracy ±0.02

mA ±0.02 pH, Input Impedance 10 exs 12

Ω, Output 4-20mA (isolated), Power Supply

20-36 Vdc

1 buah

7 Temperature & Humidity

Transmitter

Temp Range: 0 to +50°C, RH rang 5 to

95%, Current out 4 to 20mA, two-wire

connection, Power 9-30Vdc

4 buah

8 Barometric pressure transmitter Temp range 0 to +50°C, RH 5 to 95%,

Current output 4 to 20mA, two-wire

connection, Power 9-30Vdc, pressure

range 600 to 1100hPa

3 buah

9 Bus communication for remote I/

O

Minimal speed 1,5 Mbps 1 set

10 Screen cable 3x0,75 mm 245 meter

11 Screen cable 7x0,75 mm 160 meter

12 Control cable NYYHY 5 x 0,75 mm 305 meter

13 Control cable NYYHY 3 x 0,75 mm 105 meter

14 Cable UTP / RJ45 80 meter

15 Panel 120 x 80 x 15 cm 1 buah

16 Panel 60 x 80 x15 cm 2 buah

17 Rail Siemens 6ES7 390-1AE80-0AA0 3 buah

18 front connector 20 pin Siemens 6ES7390-1AJ00-0AA0 7 buah

19 front connector 40 pin Siemens 6ES7390-1AM00-0AA0 7 buah

20 USB PC-PPI Siemens S7-200 PLC Programming

adapter

1 buah

21 USB/MPI USB isolated Siemens S7-300/400 PLC

Programming adapter

1 buah

22 MICRO MEMORY CARD MMC 64 Kb, 6ES7953-8LF20-0AA0 1 buah

23 CPU PLC Siemens, SIMATIC S7-300 CPU 315-

PN/DP

1 buah

24 Interface module for Remote I/O, Siemens IM361 Interface module 3 buah

25 Power supply Siemens 6ES73071EA000AA0 4 buah

26 Digital input Siemens 6ES7321-1FH00-0AA0 4 buah

27 Digital output Siemens 6ES7322-1HH01-0AA0 2 buah

28 Analogue input Siemens 6ES7331-7NF00-0AB0 7 buah

29 Relay/ set 24 volt DC coil with LED pilot SPDT 30 buah

30 Access Point SNAO EOC 2611 2 buah


LOGIC CONTROL.


31 HMI Siemens VGA Touch Screen, 24V DC

supply, STN screen 4096

1 buah

colors, two serial lines RS232/RS422-485-

SubD9 port and RS485-RJ45 port,

32 Printer Laserjet HP 1005 1 buah

33 Komputer Processor: Intel Core i5 Processor i5-

750(2.66GHz, 8MB Intel Smart Cache);

Chipset: Intel H55; Operating System:

Genuine Microsoft Windows 7;

2 buah

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OPERASI PERALATAN KH …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Iptek Nuklir/PSTA_24Juli2018/DATA/419...Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga

Documents