PERANCANGAN SISTEM KENDALI PROSES INSTALASI … · manufaktur. Dalam buku monograf ini, proses manufaktur berasal dari mesin boiler yang digunakan untuk menghasilkan uap guna menunjang

i

PERANCANGAN SISTEM KENDALI PROSES INSTALASI

PENGOLAHAN AIR LIMBAH BUANGAN BOILER

MENGGUNAKAN PLC MITSUBISHI MELSEC Q02HCPU

ii

Disain Sistem Kendali dan Monitoring Proses Instalasi Pengolahan Air

Limbah Buangan Boiler Berbasis PLC dan HMI (Human Machine Interface)

Penulis:

Dr.Eng Syahril Ardi, ST, MT

Sirin Fairus, STP, MT

Sekar Sukmaningrum

ISBN: 978-602-71320-6-1

Editor:


Penerbit:

LP2M POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA

Jl. Gaya Motor Raya 8 Sunter II Jakarta 14330

Telpon: (021) 6519555

Fax: (021) 6519821

Cetakan Pertama, Januari 2020

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Dilarang keras menerjemahkan, memfotokopi, atau memperbanyak sebagian

atau seluruh isi buku ini tanpa izin dari penerbit.

iii

Kata Pengantar

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) atau Wastewater Treatment Plant

(WWTP) merupakan salah satu infrastruktur dan sistem yang ada di industry manufaktur.

Sistem ini berfungsi untuk mengolah air limbah yang berasal dari berbagai proses

manufaktur. Dalam buku monograf ini, proses manufaktur berasal dari mesin boiler yang

digunakan untuk menghasilkan uap guna menunjang proses produksi. Air limbah dari

mesin boiler ini bersifat basa dan mengandung padatan yang berbahaya bagi kosistem dan

lingkungan, sehingga perlu diproses agar air limbah dapat dibuang ke saluran air. Proses

yang tidak sesuai dengan standar, itu dapat mempengaruhi kualitas air hasil proses

sehingga air yang terbuang ke saluran atau badan air melanggar regulasi pemerintah.

Monograf ini membahas perancangan system kendali dengan memanfaatkan

berbagai jenis sensor dan aktuator yang terhubung dengan PLC modular. Sistem ini juga

dirancang terhubung dengan PC sebagai system monitoringnya, sehingga proses dapat

terpantau secara terus menerus. Tampilan antar muka yang dibuat menggunakan software

HMI. Hal ini karena terdapat banyak fitur yang memungkinkan adanya tampilan yang

lebih menarik. Secara system, buku monograf ini menjelaskan integrasi penerapan

berbagai devices sensors, controllers, Human Machine Interface, yang kesemuanya

berorientasi kepada perkembangan Industry Manufaktur 4.0.

Akhirnya, semoga monograf ini dapat memberikan manfaat bagi para dosen dan

praktisi industry, khususnya di bidang Industri Otomasi Manufaktur dan Mekatronika.

Selamat membaca dan mengambil manfaat bagi kemajuan industry Indonesia!


Kepala Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat,

Politeknik Manufaktur Astra, Jakarta

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI ................................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ....................................................................................... 2

1.3 Rumusan Masalah .......................................................................................... 2

1.4 Pembatasan Masalah ...................................................................................... 2

1.5 Metodologi Penelitian .................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................................... 4

2.1 Limbah ........................................................................................................... 4

2.2 Sistem Kendali ............................................................................................... 5

2.2.1 Sistem Lingkar Terbuka (Open Loop) .................................................... 6

2.2.2 Sistem Lingkar Tertutup (Close Loop) ................................................... 6

2.3 Programmable Logic Controller (PLC).......................................................... 7

2.3.1 Definisi PLC ........................................................................................... 7

2.3.2 Bahasa Pemrograman.............................................................................. 9

2.3.3 Instruksi PLC dan Simbol ..................................................................... 10

2.4 Perangkat Masukan ...................................................................................... 10

2.4.1 Sensor .................................................................................................... 10

2.4.2 Selector Switch ...................................................................................... 11

2.4.3 Push Button ........................................................................................... 11

2.5 Perangkat Keluaran ...................................................................................... 12

2.5.1 Relay ..................................................................................................... 12

2.5.2 Pompa Sentrifugal ................................................................................. 14

2.5.3 Katup Solenoid...................................................................................... 14

2.5.4 Agitator ................................................................................................. 15

2.5.5 Pilot Lamp ............................................................................................. 15

2.5.6 Motorized Valve ................................................................................... 16

2.6 Development Application ............................................................................. 16

2.6.1 Wonderware Intouch ............................................................................. 16

v

2.6.2 Gx Works .............................................................................................. 16

BAB III PENGUMPULAN DATA ............................................................................ 18

3.1 Pengenalan Produk ....................................................................................... 18

3.2 Pengenalan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ................................. 20

3.2.1 Alur Proses Kerja .................................................................................. 21

3.2.2 Alur Kerja ............................................................................................. 25

3.3 Analisa Permasalahan .................................................................................. 28

3.3.1 Analisa kondisi yang ada ...................................................................... 28

3.3.2 Analisa sebab akibat ............................................................................. 29

3.4 Solusi Penyelesaian Masalah ....................................................................... 30

3.5 Konsep yang dibutuhkan perusahaan ........................................................... 31

BAB IV PERANCANGAN DAN EVALUASI PERANCANGAN .......................... 36

4.1 Perancangan Sistem Kontrol ........................................................................ 36

4.1.1 Perancangan Perangkat Kendali dan Spesfikasi ................................... 36

4.1.2 Perancangan Perangkat Input/Output Pada PLC dan Spesifikasi ......... 45

4.1.3 Perancangan Elektrikal Sistem Kendali Proses .................................... 55

4.2 Perancangan Program dan Konfigurasi ........................................................ 70

4.2.1 Konfigurasi PLC ................................................................................... 70

4.2.2 Konfigurasi PLC dengan Interface ....................................................... 71

4.2.3 Pengalamatan I/O Pada Program .......................................................... 73

4.2.4 Flowchart .............................................................................................. 74

4.3 Perancangan Interface .................................................................................. 79

4.4 Cara Pengujian ............................................................................................. 82

4.4.1 Pengujian I/O Pada Antar Muka ........................................................... 82

4.4.2 Cara Pengujian Proses Kerja ................................................................. 87

4.5 Evaluasi Perancangan ................................................................................... 91

4.5.1 Pengurangan beban kerja ...................................................................... 92

4.5.2 Kualitas hasil air ................................................................................... 92

4.5.3 Konsistensi proses ................................................................................. 93

4.5.4 Safety ..................................................................................................... 94

4.5.5 Sistem kendali menjadi close loop system ............................................ 95

BAB V PENUTUP ..................................................................................................... 96

5.1 Kesimpulan................................................................................................... 96

5.2 Saran ............................................................................................................. 97

vi

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 99

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kendali .......................................................................................... 6

Gambar 2.2 Sistem Lingkar Terbuka ............................................................................ 6

Gambar 2.3 Sistem Lingkar Tertutup............................................................................ 7

Gambar 2.4 Program Logic Controller ......................................................................... 7

Gambar 2.5 Ladder Diagram ...................................................................................... 10

Gambar 2.6 Sensor ...................................................................................................... 11

Gambar 2.7 Selector Switch ........................................................................................ 11

Gambar 2.8 Push Button ............................................................................................. 12

Gambar 2.9 Relay........................................................................................................ 12

Gambar 2.10 Simbol Relay ......................................................................................... 13

Gambar 2.11 Simbol Pompa Sentrifugal .................................................................... 14

Gambar 2.12 Simbol Katup Solenoid ......................................................................... 15

Gambar 2.13 Agitator.................................................................................................. 15

Gambar 2.14 Pilot Lamp ............................................................................................. 15

Gambar 2.15 Logo Wonderware Intouch.................................................................... 16

Gambar 2.16 GX Works 2 .......................................................................................... 17

Gambar 3.1 Contoh Produk PT Suryaraya Rubberindo Industries ............................. 18

Gambar 3.2 Diagram Flow Proses Produksi Ban Luar (Tire) ..................................... 19

Gambar 3.3 Diagram Flow Proses Produksi Ban Dalam (Tube) ................................ 19

Gambar 3.4 Diagram Alur Proses ............................................................................... 21

Gambar 3.5 Alur Kerja Aktual Bagian 1 .................................................................... 25

Gambar 3.6 Alur Kerja Aktual Bagian 2 .................................................................... 26

Gambar 3.7 Diagram Fishbone ................................................................................... 30

Gambar 3.8 Konsep Wastewater Treatment Plant ...................................................... 32

Gambar 4.1 Diagram Blok Sistem Kontol .................................................................. 36

Gambar 4.2 Susunan Perangkat Kendali ..................................................................... 37

Gambar 4.3 Mitsubishi MELSEC Power Supply Module Q61P ................................ 37

Gambar 4.4 Mitsubishi MELSEC Q02HCPU ............................................................ 38

Gambar 4.5 Mitsubishi QJ71E71 ................................................................................ 39

Gambar 4.6 Mitsubishi MELSEC QX40 .................................................................... 40

Gambar 4.7 Mitsubishi MELSEC QY10 .................................................................... 41

ix

Gambar 4.8 Mitsubishi MELSEC Q64AD ................................................................. 42

Gambar 4.9 Terminal Mitsubishi MELSEC Q64AD .................................................. 42

Gambar 4.10 Mitsubishi MELSEC Q64DAN ............................................................ 44

Gambar 4.11 Terminal Mitsubishi MELSEC Q64DAN ............................................. 44

Gambar 4.12 Blok Diagram I/O Pada PLC ................................................................. 46

Gambar 4.13 Push Button ........................................................................................... 47

Gambar 4.14 Kiri; Omron 61 F – GP – N, Kanan; KASUGA TBL – 12 ................... 48

Gambar 4.15 Selector Switch ...................................................................................... 50

Gambar 4.16 Sensor ProMinent PHEX 112 SE .......................................................... 50

Gambar 4.17 Sensor ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2 ................................... 51

Gambar 4.18 Transmitter ProMinent pH V1 .............................................................. 52

Gambar 4.19 Relay OMRON MY4N ......................................................................... 53

Gambar 4.20 Solenoid Valve ...................................................................................... 54

Gambar 4.21 Motorized Valve .................................................................................... 55

Gambar 4.22 Pengkabelan Input Pada Modul Input Digital ....................................... 56

Gambar 4.23 Pengkabelan Output Pada Modul Output Digital .................................. 57

Gambar 4.24 Pengkabelan Input Analog Dengan Modul ........................................... 58

Gambar 4.25 Wiring Perangkat Dengan Modul Sesuai Datasheet ............................. 58

Gambar 4.26 Pengkabelan Modul Q64DAN Dengan Perangkat Analog ................... 60

Gambar 4.27 Wiring Perangkat Dengan Modul Q64DAN Sesuai Datasheet ............ 61

Gambar 4.28 Wiring Diagram Panel Kontrol Pompa 1 .............................................. 62

Gambar 4.29 Wiring Diagram Panel Kontrol Pompa 2 .............................................. 62

Gambar 4.30 Wiring Diagram Sensor Level Final Tank ............................................ 64

Gambar 4.31 Wiring Diagram Sensor Level Tangki PAC ......................................... 65

Gambar 4.32 Wiring Diagram Sensor Level Tangki Polimer .................................... 66

Gambar 4.33 Wiring Diagram Sensor Level Tangki Atas .......................................... 67

Gambar 4.34 Rangkaian Daya Pompa ........................................................................ 68

Gambar 4.35 Potongan Program Sistem Pengolahan Air Limbah .............................. 74

Gambar 4.36 Flowchart Program 1 ............................................................................ 75




Gambar 4.40 Jendela Log In ....................................................................................... 79

Gambar 4.41 Jendela Menu......................................................................................... 80

x

Gambar 4.42 Jendela Main Panel ............................................................................... 81

Gambar 4.43 Jendela Monitoring ................................................................................ 81

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Instruksi PLC .............................................................................................. 10

Tabel 3.1 Perbandingan Aktual dengan Konsep ......................................................... 32

Tabel 3.2 Workload Analysis ...................................................................................... 35

Tabel 4.1 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Power Supply Module Q61P ................. 38

Tabel 4.2 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q02HCPU .............................................. 38

Tabel 4.3 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QJ71E71 ................................................ 39

Tabel 4.4 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QX40 ..................................................... 40

Tabel 4.5 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QY10 ..................................................... 41

Tabel 4.6 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q64AD................................................... 42

Tabel 4.7 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q64DAN ................................................ 44

Tabel 4.8 Perangkat I/O Pada PLC ............................................................................. 47

Tabel 4.9 Spesifikasi Push Button .............................................................................. 48

Tabel 4.10 Spesifikasi OMRON 61F – GP – N .......................................................... 49

Tabel 4.11 Spesifikasi KASUGA TBL – 12 ............................................................... 49

Tabel 4.12 Spesifikasi Selector Switch ....................................................................... 50

Tabel 4.13 Spesifikasi ProMinent PHEX 112 SE ....................................................... 51

Tabel 4.14 Spesifikasi ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2 ................................ 52

Tabel 4.15 Spesifikasi ProMinent pH V1 ................................................................... 53

Tabel 4.16 Spesifikasi OMRON MY4N ..................................................................... 53

Tabel 4.17 Spesifikasi Solenoid Valve ....................................................................... 54

Tabel 4.18 Spesifikasi Motorized Valve ..................................................................... 55

Tabel 4.19 Terminal Modul Q64AD Dengan Sensor ................................................. 59

Tabel 4.20 Terminal Modul Q64DAN Dengan Aktuator ........................................... 61

Tabel 4.21 Spesifikasi Pompa ..................................................................................... 68

Tabel 4.22 Konfigurasi PLC ....................................................................................... 70

Tabel 4.23 Konfigurasi Interface ................................................................................ 72

Tabel 4.24 Pengalamatan I/O Pada Program ............................................................. 73

Tabel 4.25 Hasil Pengujian I/O Pada Antar Muka ...................................................... 82

xii

Tabel 4.26 Parameter Pengujian Proses Kerja ............................................................ 88

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Industri ini bergerak dalam bidang industri ban luar dan ban dalam khusus

sepeda motor. Departemen Power dan Utility mempunyai seksi-seksi yang

mempunyai perannya masing-masing. Pengelolaan Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL) berada di bawah naungan Departemen Power dan Utility pada

seksi Uap dan Air (Steam and Water). Pengolahan limbah pada IPAL meliputi

pengolahan limbah hasil blowdown mesin boiler yang akan di proses secara

kimiawi dengan menggunakan larutan kimia. Hasil dari proses pengolahan limbah

berupa air dengan pH yang netral dan bebas bahan B3 serta sludge yang siap

dibuang ke tempat pembuangan bahan B3.

Seiring dengan peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia

Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah dijelaskan bahwa air

limbah yang diperbolehkan untuk dibuang langsung ke aliran sungai kelas I

(Golongan 1) harus memenuhi parameter-parameter yang sesuai dengan peraturan

pemerintah salah satunya adalah pH berada pada nilai 6.0 – 9.0, kandungan zat

padat terlarut < 1500 ppm dan harus dalam keadaan jernih bebas lumpur.

Pengolahan air limbah buangan boiler yang ada telah berusaha untuk

selalu memenuhi peraturan pemerintah tersebut. Namun, metode pengolahan air

limbah yang ada menyebabkan operator sering kewalahan dalam memproses air

limbah sehingga proses pengolahan menjadi tidak efektif dan efisien. Dampak

dari pengolahan yang tidak dilakukan dengan benar yaitu air hasil proses tidak

memenuhi standar baku mutu.

Untuk itu dirancang sebuah sistem yang dapat mengendalikan dan

memantau jalannya proses pengolahan air limbah dan juga sebagai salah satu cara

untuk memaksimalkan kinerja instalasi pengolahan limbah yang ada.

2

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk merancang sistem kendali otomatis

yang dapat mengendalikan proses pengolahan limbah serta merancang interface

yang dapat memantau parameter dan kondisi lapangan tanpa harus berada di

lapangan secara langsung. Hal ini untuk mendukung rencana kegiatan

Departemen terkait serta menentukan spesifikasi dari komponen dan alat yang

dapat mendukung jalannya sistem ini.

1.3 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari perancangan ini yaitu:

a. Bagaimana rancangan sistem yang dapat mengendalikan proses

pengolahan limbah secara keseluruhan dengan menggunakan PLC

sebagai kendali terprogram?

b. Bagaimana rancangan pengkabelan sistem pengolahan air limbah?

c. Bagaimana interface di Wonderware Intouch yang digunakan untuk

memonitoring jalannya proses pengolahan limbah dilapangan?

d. Apa saja komponen yang digunakan pada perancangan sistem ini?

1.4 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada disain ini adalah;

a. Membahas perancangan sistem kendali Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL).

b. Membahas perancangan sistem kendali pada PLC.

c. Membahas interface pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).

3

1.5 Metodologi Penelitian

Metode Penelitian yang penulis gunakan dalam penelitian ini adalah:

a. Observasi Lapangan

Merupakan suatu proses pengambilan data langsung di lapangan

dengan mengamati, mempelajari, dan menganalisa keadaan di lapangan.

Sehingga dapat melihat permasalahan yang ada pada lapangan dan

menentukan penyelesaian yang tepat untuk permasalahan yang ada.

b. Studi Kepustakaan

Merupakan proses pengambilan data dari manual book, checksheet

dan instruksi kerja yang berisikan informasi mengenai parameter, cara

kerja dan komponen yang ada pada Wastewater Treatment Plant

khususnya yang berada di Industri.

c. Wawancara

Merupakan proses pengambilan data dan informasi dengan

melakukan interaksi secara langsung dengan orang yang berkompeten

dalam WWTP dan karyawan yang bersangkutan. Menanyakan apa yang

sering menjadi permasalahan dalam pengolahan air limbah.

d. Perancangan dan Pengujian

Merupakan proses pengambilan data dan informasi dengan

melakukan perancangan program pada software GX Works dan

melakukan pengujian pada PLC Mitsubishi dan modulnya dengan

menggunakan software Wonderware Intouch sebagai Human Machine

Interface.

4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Limbah

Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat

tertentu tidak dikehendaki di lingkungan karena tidak mempunyai nilai ekonomi.

Limbah terdiri dari zat atau bahan buangan yang dihasilkan proses produksi

industri yang kehadirannya dapat menurunkan kualitas lingkungan. Limbah yang

mengandung bahan polutan yang memiliki sifat racun dan berbahaya dikenal

dengan limbah B-3, yang dinyatakan sebagai bahan yang dalam jumlah relatif

sedikit tetapi berpotensi untuk merusak lingkungan hidup dan sumber daya.

Limbah dapat dikenali berdasarkan karakteristiknya, adapun karaktiristik

limbah adalah sebagai berikut:

1. Berupa partikel dan padatan, baik yang larut maupun yang mengendap,

ada yang kasar dan ada yang halus. Berwarna keruh dan suhu tinggi.

2. Mengandung bahan yang berbahaya dan beracun, antara lain mudah

terbakar, mudah meledak, korosif, bersifat sebagai oksidator dan

reduktor yang kuat, mudah membusuk dan lain-lain.

3. Mungkin dalam jangka waktu singkat tidak akan memberikan

pengaruh yang berarti, namun dalam jangka panjang mungkin

berakibat fatal terhadap lingkungan.

Berdasarkan wujud atau karakteristiknya, limbah dapat dikelompokkan

menjadi tiga jenis, yaitu sebagai berikut:

1. Limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh

kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat

mencemari lingkungan.

2. Limbah gas dan partikel adalah limbah yang banyak dibuang ke

udara. Gas atau asap, partikulat, dan debu yang dikeluarkan oleh

pabrik ke udara akan dibawa angin sehingga akan memperluas

jangkauan pemaparannya. Partikel adalah butiran halus yang mungkin

5

masih terlihat oleh mata telanjang, seperti uap air, debu, asap, fume

dan kabut.

3. Limbah padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan,

lumpur, dan bubur yang berasal dari sisa proses pengolahan. Limbah

ini dapat dikategorikan menjadi dua bagian, yaitu limbah padat yang

dapat didaur-ulang (misalnya plastik, tekstil, potongan logam) dan

limbah padat yang tidak memiliki nilai ekonomis.

Berdasarkan sumbernya, limbah dapat digolongkan menjadi beberapa

macam yaitu:

1. Limbah domestik atau rumah tangga adalah limbah yang berasal

dari kegiatan pemukiman penduduk atau rumah tangga dan kegiatan

usaha seperti pasar, restoran, gedung perkantoran dan sebagainya.

2. Limbah industri adalah merupakan sisa atau buangan dari hasil

proses industri.

3. Limbah pertanian adalah limbah pertanian yang berasal dari daerah

atau kegiatan pertanian maupun perkebunan.

4. Limbah pertambangan adalah limbah pertambangan yang berasal

dari kegiatan pertambangan.

5. Limbah pariwisata adalah limbah limbah yang berasal dari sarana

transportasi yang membuang limbahnya.

6. Limbah medis adalah limbah yang berasal dari dunia kesehatan atau

limbah medis mirip dengan sampah domestik pada umumnya.

2.2 Sistem Kendali

Sistem adalah susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait

sedemikian rupa sehingga membentuk atau bertindak sebagai seluruh unit dalam

satu kesatuan. Sedangkan kata kontrol atau kendali biasanya diartikan mengatur,

mengarahkan, atau perintah. Dari kedua kedua makna kata sistem dan

6

kontrol/kendali, sistem kendali adalah suatu susunan komponen fisik yang

terhubung atau terkait sedemikian rupa sehinga dapat memerintah, mengarahkan,

atau mengatur diri sendiri atau sistem lain.

Sistem kendali terdiri dari sub-sistem dan proses (atau plants) yang

disusun untuk mendapatkan keluaran (output) dan kinerja yang diinginkan dari

input yang diberikan. Gambar 2.1 memperlihatkan blok diagram untuk sistem

kendali paling sederhana, sistem kendali membuat sistem dengan input yang

diberikan menghasilkan output yang diharapkan.

Sistem Kendali

(Proses)Input; Masukan Output; Keluaran

Gambar 2.1 Sistem Kendali

2.2.1 Sistem Lingkar Terbuka (Open Loop)

Sistem lingkar terbuka (open loop system) adalah suatu sistem yang

keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya,

sistem kontrol terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan

balik dalam masukan. Gambar 2.2 memperlihatkan sistem lingkar terbuka.

Gambar 2.2 Sistem Lingkar Terbuka

2.2.2 Sistem Lingkar Tertutup (Close Loop)

Sistem lingkar tertutup (close loop system) merupakan sistem kontrol

yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi

pengontrolan, sistem kontrol lup tertutup juga merupakan sistem kontrol

berumpan balik. Gambar 2.3 memperlihatkan system lingkar tertutup.

7

Kontroler Proses

Feedback

Input Output

Gambar 2.3 Sistem Lingkar Tertutup

2.3 Programmable Logic Controller (PLC)

2.3.1 Definisi PLC

Programmable Logic Controller (PLC) yang dalam kata lain berarti

pengendali yang dapat diprogram merupakan salah satu perangkat berbasis

komputer khusus yang digunakan untuk sistem kendali pada industri. Kontrol

dari program PLC adalah menganalisa input kemudian mengatur output

sesuai dengan keinginan pemakai. Peralatan input bisa berupa sensor, push

button, limit switch, atau peralatan lainnya yang bisa menghasilkan sinyal

yang bisa masuk ke input PLC. Sedangkan output bisa berupa switch yang

bisa menyalakan lampu indikator, relay yang menggerakan motor atau

peralatan lain yang bisa digerakkan oleh sinyal output PLC. Gambar 2.4

memperlihatkan Program Logic Controller.

INP

UT

DE

VIC

E

INP

UT

MO

DU

LE

OU

TP

UT

MO

DU

LEPOWER SUPPLY

CPU

USER

MEMORY

DATA

MEMORY

SERIAL PORT

OU

TP

UT

DE

VIC

E

PROGRAMMING DEVICE

Gambar 2.4 Program Logic Controller

8

Keunggulan PLC dibandingkan sistem kontrol konvensional yaitu:

1. Fleksibilitas, sebelum ditemukan PLC, setiap mesin mempunyai

alat kendali tersendiri, misalkan terdapat 10 buah mesin maka

alat pengendali yang diperlukan juga terdapat 10 buah. Dengan

PLC maka untuk mengendalikan beberapa mesin hanya

memerlukan 1 buah PLC saja. Sehingga sistem ringkas dan

kabel yang digunakan semakin sedikit, tidak perlu banyak ruang

untuk menempatkannya.

2. Kemudahan dalam koreksi dan pengubahan suatu program.

3. Kecepatan operasi mencapai 0,01 detik.

4. Metode pemrograman mudah dipelajari dan bermacam-macam

(Ladder Diagram, STL, FBD).

5. Menyederhanakan komponen-komponen sistem kontrol seperti

relay, timer, counter, dsb karena PLC sudah mencakup

semuanya.

6. Penambahan atau memodifikasi rangkaian lebih mudah dan

cepat

Di samping keunggulan yang dimiliki oleh PLC, terdapat juga

beberapa kelemahan yaitu:

1. Keadaan lingkungan tempat instalasi mempengaruhi kinerja

PLC

2. Harga relatif tinggi jika dibandingkan dengan kontroler lain

3. Memerlukan perawatan berkala agar kinerjanya tetap maksimal

4. Pemasangan/instalasi harus di berikan pengaman agar tidak

terjadi short circuit dan merusak PLC

Secara umum PLC terdiri dari beberapa bagian yaitu catu daya

(Power Supply), Control Processing Unit (CPU), modul masukan (input) dan

modul keluaran (output). Catu daya (Power Supply) berfungsi untuk

mengubah arus AC dari main power ke power DC yang dibutuhkan oleh

9

PLC. Modul masukan (input) merupakan alat penghubung antara perangkat

masukan (sensor, saklar, push button, dan lain-lain) dengan CPU. Sedangkan

modul keluaran (output) merupakan penghubung antara CPU dengan

perangkat keluaran, yaitu suatu peralatan yang dijalankan atau dikontrol oleh

PLC. Alat yang termasuk perangkat keluaran antara lain : motor, solenoid,

lampu, relay ataupun suatu alat pengendali (controller) yang lain. Modul

masukan dan keluaran ini disebut juga bagian I/O (masukan/keluaran).

PLC secara bentuk dibedakan menjadi modular dan compact. Pada

PLC yang bersifat modular, bagian I/O ini dapat dilepas, sedangkan PLC

compact memiliki modul PLC masukan dan keluarannya menjadi satu dengan

CPU. Untuk dapat berkomunikasi dengan PLC ini, kita harus

menghubungkan dengan alat pemprograman (Programming Device), seperti

computer atau PC.

2.3.2 Bahasa Pemrograman

Berdasarkan standar Internasional IEC-61131-3, bahasa pemrograman

PLC ada lima macam yaitu:

1. Ladder Diagram (LD)

2. Function Block Diagram (FBD)

3. Sequential Function Chart (SFC)

4. Structure Text (ST)

5. Instruction List (IL)

Bahasa pemrograman yang penulis gunakan dalam merancang sistem

yaitu Ladder Diagram. Ladder Diagram merupakan salah satu metode yang

sangat umum digunakan. Metode ini praktis dan cukup mudah dimengerti.

Disebut –tangga– karena mereka menyerupai tangga, dengan dua rel vertikal

kanan – kiri (catu daya) dan banyak –anak tangga– (garis horizontal) yang

mewakili rangkaian kontrol. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak

relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam

diagram ini terdapat 2 buah garis vertikal, yang mana garis vertikal sebelah

10

kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya, sedangkan garis

vertikal sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu

daya. Di antara 2 garis tersebut dipasang kontak-kontak yang

menggambarkan kontrol dari saklar, sensor dan output. Gambar 2.5

memperlihatkan contoh Ladder Diagram.

Gambar 2.5 Ladder Diagram

2.3.3 Instruksi PLC dan Simbol

Kontak dan instruksi PLC yang penulis gunakan untuk memprogram

sistem menggunakan bahasa LD dari Mitsubishi dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Instruksi PLC

Nama Simbol Keterangan

Kontak NO

Akan bernilai 1 atau true bila input atau kontak

relay/output (X / Y / M) aktif

Kontak NC

Akan bernilai 0 atau false bila input atau kontak

relay/output (X / Y / M) aktif

Perangkat Output

Output dapat berupa alamat output (Y) atau

memori relay (M)

Instruksi Khusus

Instruksi ini digunakan untuk mengaktifkan

perintah khusus seperti MOV, aritmatika, dll.

2.4 Perangkat Masukan

2.4.1 Sensor

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah

besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan

11

arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan

pengukuran atau pengendalian. Gambar 2.6 memperlihatkan sebuah sensor.

Gambar 2.6 Sensor

2.4.2 Selector Switch

Selector switch adalah suatu saklar atau kontak yang dapat berubah

posisi dengan cara memutarnya secara manual. Selector switch mempunyai 2

sampai 8 posisi tergantung sesifikasi dari selectornya. Ada yang berlaku

seperti toggle switch di mana selector dapat berhenti pada satu posisi, dan ada

yang berlaku seperti push button, di mana setelah melakukan pemilihan maka

selector akan kembali ke posisi semula atau posisi netral. Gambar 2.7

memperlihatkan sebuah selector switch.

Selector Switch

Gambar 2.7 Selector Switch

2.4.3 Push Button

Push button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk

menghubungkan atau memisahkan bagian-bagian dari suatu instalasi listrik

satu sama lain. Prinsip kerja dari push button yaitu kerja sesaat maksudnya

jika tombol ditekan sesaat, maka akan kembali pada posisi semula. Push

button mempunyai dua fungsi yang berbeda, yang pertama Normally Close

(NC), kondisi Normal Tertutup, di mana saklar ini jika belum ditekan maka

kontak akan tertutup, tapi ketika ditekan kontak menjadi terbuka. Kedua

12

Normally Open (NO), kondisi Normal Terbuka, di mana saklar ini jika belum

ditekan maka kontak akan terbuka, tapi ketika ditekan kontak menjadi

tertutup. Gambar 2.8 memperlihatkan simbol pushbutton.

Push button

Gambar 2.8 Push Button

2.5 Perangkat Keluaran

2.5.1 Relay

Relay merupakan suatu peranti yang bekerja berdasarkan

elektromagnetik untuk memutus atau menyambungkan aliran listrik secara

tidak langsung. Relay disebut juga saklar magnet. Relay mempunyai dua

bagian utama yaitu kumparan (coil) yang dikendalikan secara

elektromagnetik dan saklar (switch) yang dikendalikan secara mekanik.

Gambar 2.9 memperlihatkan simbol sebuah relay. Sedangkan Gambar 2.10

memperlihatkan symbol relay NO dan NC.

Gambar 2.9 Relay

Kontak poin pada relay terdiri dari dua jenis yaitu:

1. Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan

selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan

selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

13

Gambar 2.10 Simbol Relay

Relay merupakan salah satu jenis dari saklar, maka istilah Pole dan

Throw yang dipakai dalam saklar juga berlaku pada relay. Berikut adalah

penjelasan singkat mengenai istilah Pole and Throw.

1. Pole adalah banyaknya kontak yang dimiliki oleh sebuah relay

2. Throw adalah banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah

kontak

Berdasarkan jumlah Pole dan Throw, relay dapat digolongkan menjadi:

1. Single Pole Single Throw (SPST), relay golongan ini umumnya

memiliki empat terminal yaitu dua terminal untuk kumparan

(coil) dan dua terminal saklar.

2. Single Pole Double Throw (SPDT), relay golongan ini umumnya

memiliki lima terminal yaitu dua terminal untuk kumparan (coil)

dan tiga terminal untuk saklar.

3. Double Pole Single Throw (DPST), relay golongan ini umumnya

memiliki enam terminal yaitu dua terminal untuk kumparan

(coil) dan dua pasang terminal saklar. Relay ini dapat dijadikan

dua saklar yang dikendalikan oleh satu kumparan.

4. Double Pole Double Throw (DPDT), relay golongan ini

umumnya memiliki delapan terminal yaitu dua terminal untuk

kumparan (coil) dan dua pasang terminal saklar yang masing

masing saklarnya mempunyai dua kondisi (double throw).

14

2.5.2 Pompa Sentrifugal

Pompa Sentrifugal atau centrifugal pumps adalah pompa yang

mempunyai elemen utama yakni berupa motor penggerak dengan impeller

yang berputar dengan kecepatan tinggi. Prinsip kerjanya yakni mengubah

energi mekanis alat penggerak menjadi energi kinetis fluida (kecepatan)

kemudian fluida di arahkan ke saluran buang dengan memakai tekanan

(energi kinetis sebagian fluida diubah menjadi energi tekanan) dengan

menggunakan impeller yang berputar di dalam casing. Casing tersebut

dihubungkan dengan saluran hisap (suction) dan saluran tekan (discharge),

untuk menjaga agar di dalam casing selalu terisi dengan cairan sehingga

saluran hisap harus dilengkapi dengan katup kaki (foot valve). Gambar 2.11

memperlihatkan simbol pompa sentrifugal.

Gambar 2.11 Simbol Pompa Sentrifugal

2.5.3 Katup Solenoid

Katup solenoid merupakan katup yang dikendalikan dengan arus

listrik baik AC maupun DC melalui kumparan / selenoida. Katup solenoid ini

merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida.

Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol

mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Contohnya pada sistem

pneumatik, katup solenoid bertugas untuk mengontrol saluran udara yang

bertekanan menuju aktuator pneumatic (cylinder). Pada sebuah tandon air

yang membutuhkan katup solenoid sebagai pengatur pengisian air, sehingga

tandon tersebut tidak sampai kosong. Gambar 2.12 memperlihatkan simbol

katup solenoid.

15

Gambar 2.12 Simbol Katup Solenoid

Pada perancangan ini, kami menambahkan katup solenoid sebagai

aktuator dalam mekanisme sistem blowdown sludge otomatis. Pembukaan

katup akan diatur oleh PLC sehingga pembuangan sludge tidak perlu lagi

menunggu operator untuk membuka katup secara manual.

2.5.4 Agitator

Agitator merupakan alat atau perangkat yang berfungsi untuk

mengaduk serta mencampurkan bahan atau cairan tertentu. Biasanya agitator

terdiri dari motor sebagai mekanisme pemutar, shaft dan blade sebagai

pengaduk. Gambar 2.13 memperlihatkan simbol agitator

Gambar 2.13 Agitator

2.5.5 Pilot Lamp

Pilot lamp atau dalam Bahasa Indonesia lampu pilot merupakan

sebuah lampu LED yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam

rangkaian sebuah alat atau mesin. Gambar 2.14 memperlihatkan simbol pilot

lamp.

Gambar 2.14 Pilot Lamp

16

2.5.6 Motorized Valve

Motorized Valve merupakan salah satu jenis control valve yang

penggerakan dari buka atau tutup katupnya dilakukan oleh motor. Batang

(stem) valve dihubungkan (joint/couple) dengan penggerak (aktuator) yang

berupa motor listrik. Pada pelaksanaannya, ada yang menggunakan listrik AC

(alternating current/listrik arus bolak-balik) dan ada juga yang menggunakan

listrik DC (direct current/listrik arus searah).

2.6 Development Application

2.6.1 Wonderware Intouch

Pada dasarnya Wonderware InTouch merupakan software Human

Machine Interface yang dilengkapi dengan fitur dasar SCADA. Untuk

menggunakan Wonderware Intouch ada 3 komponen penyusun utama yang

harus diketahui yaitu; Intouch application manager, Intouch window maker,

Intouch window viewer. Gambar 2.15 memperlihatkan logo wonderware

intouch.

Gambar 2.15 Logo Wonderware Intouch

2.6.2 Gx Works

Gx Works merupakan software atau perangkat lunak pemrograman

sekuens yang menggunakan aset program yang dikembangkan oleh GX

Developer dengan fitur yang lebih lengkap dibandingkan versi sebelumnya.

Gambar 2.16 memperlihatkan logo GX Works 2.

17

Gambar 2.16 GX Works 2

18

BAB III METODOLOGI DAN DISAIN

3.1 Pengenalan Produk

Tipe ban yang diproduksi, yaitu; tube tire, tubeless tire dan FDR tube.

Untuk memenuhi kebutuhan ban yang berbeda pada setiap jenis motor, ban yang

di produksi juga memiliki berbagai ukuran yang dapat disesuaikan dengan ukuran

standar pada motor-motor yang beredar di pasaran. Contoh produk yang di

produksi dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Contoh Produk

3.1.1 Flow Proses Produksi Ban Luar (Tire)

Proses pembuatan ban luar (tire) meliputi proses pencampuran bahan-

bahan baku untuk diolah menjadi lembaran karet (compound), pelapisan

benang nilon dengan compound sehingga membentuk lembaran topping cord

yang kemudian di potong menjadi ply cord, pemotongan compound sesuai

ukuran tertentu yang menghasilkan tread, pelapisan kawat dengan compound

sehingga menjadi bead wire. Selanjutnya ply cord, tread dan bead wire akan

digabungkan dan menjadi green tire kemudian green tire akan diberikan

cairan khusus agar tidak terjadi kelengketan pada proses pematangan. Setelah

itu green tire akan diberikan lubang udara agar pada saat proses curing, udara

yang terkumpul didalam green tire dapat dikeluarkan. Langkah terakhir

dalam proses pembuatan ban luar yaitu proses curing sehingga menjadi ban

luar (tire). Flow proses produksi ban luar (tire) dapat dilihat pada Gambar

3.2.

19

MIXING

TOPPING

EXTRUDING

BEAD WIRE

TIRE ASSY SPRAYING GYMLET MIXING CURING

Gambar 3.2 Diagram Flow Proses Produksi Ban Luar (Tire)

3.1.2 Flow Proses Produksi Ban Dalam (Tube)

Pembuatan ban dalam (tube) dimulai dengan mencampurkan bahan

baku sehingga menjadi compound. Compound yang sudah jadi akan disaring

dari material/banda asing. Selanjutnya compound yang sudah disaring akan

diolah sehingga membentuk pipa/slongsongan pembentuk tube kemudian di

potong dengan panjang tertentu. Setelah di potong, slongsongan/pipa akan

dipasangkan valve kemudian disambung sehingga membentuk green tube.

Selanjutnya green tube akan masuk proses curing dan menjadi ban luar

(tube). Flow proses dari pembuatan ban dalam (tube) dapat dilihat pada

Gambar 3.3.

MIXING STRAINING EXTRUDINGVALVE

SETTINGSPLICING CURING

Gambar 3.3 Diagram Flow Proses Produksi Ban Dalam (Tube)

Proses produksi ban seperti yang terlihat pada flowchart diatas

menggunakan mesin-mesin yang bergerak secara mekanik dan elektrik yang dapat

mengolah ban dari material raw hingga proses pemasakan dan menjadi ban yang

siap pakai. Untuk menunjang proses produksi ban luar dan ban secara mekanik

maupun elektrik maka dibutuhkan pasokan (supply) dari tenaga uap, listrik, angin,

dan air.

Departemen Power dan Utility adalah bagian yang berperan penting dalam

bagian supply tenaga untuk mesin-mesin produksi. Seksi Steam and Water

merupakan bagian yang bertugas untuk mengolah tenaga uap dan air demi

menunjang proses produksi. Pengolahan ban sebagian besar menggunakan energi

20

panas dari uap terutama pada proses pemasakan sehingga digunakan mesin yang

dapat menghasilkan uap dalam jumlah yang besar dengan tekanan yang tinggi.

Mesin yang digunakan untuk memproduksi uap (steam) yaitu mesin boiler yang

bekerja dengan memanaskan air dengan suhu tinggi hingga menjadi uap. Namun,

tidak semua airnya akan menguap, sisa air akan dibuang ke badan pengolahan air

limbah dan mesin boiler akan di isi dengan air bersih.

3.2 Pengenalan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) atau Waste Water Treatment

Plant (WWTP) merupakan suatu infrastruktur sistem yang dirancang untuk

membuang limbah biologis maupun kimiawi dari air sehingga memungkinkan air

tersebut untuk digunakan pada aktivitas lain atau layak dibuang ke saluran air

tanpa merusak ekosistem yang ada.

Fungsi dari instalasi pengolahan air limbah yaitu:

1. Mengolah air limbah domestik atau industri, agar air tersebut dapat di

gunakan kembali sesuai kebutuhan masing-masing.

2. Agar air limbah yang akan di alirkan kesungai tidak tercemar.

3. Agar biota-biota yang ada di sungai tidak mati.

Pengolahan air limbah industri yang di proses dalam WWTP ini meliputi

penurunan kadar pH air hasil blowdown mesin boiler yang umumnya basa (pH

10-12) menjadi netral atau sesuai standar yang ditentukan (pH 6-9), pengurangan

tingkat konduktivitas dan pemisahan air dengan lumpur yang bersifat B3 (Bahan

Berbahaya dan Beracun). Hal ini meliputi proses kimia dan fisika untuk

menghilangkan kontaminan kimia. Tujuannya adalah untuk menghasilkan aliran

air yang sesuai dengan standar yang sudah ditentukan.

21

3.2.1 Alur Proses Kerja

Berdasarkan Gambar 3.4, instalasi pengolahan air limbah buangan boiler

terdiri dari unit-unit pengolahan dan juga alat guna mengolah air limbah.

Unit-unit pengolahan air limbah terdiri dari unit ekualisasi, unit koagulasi,

unit flokulasi, unit clarifier, dan unit final tank. Berikut adalah pejelasan

mengenai unit-unit yang ada pada instalasi pengolahan air limbah.

Unit Equalisasi

Boiler

Unit Koagulasi

Agitator – fast mixer

Unit Flokulasi

Agitator – slow mixer

Pompa Sentrifugal

Unit Clarifier

PAC

Dosing Pump

1,6 LPH Pompa

Penampungan sludge (drum)

Unit Final Tank

Pompa Sentrifugal dengan filter

Badan Air

Polimer

mixer

Dosing Pump

2,2 LPH

mixer

ValveValve

ValvePompa Sentrifugal

Cooling tower1

1.a

2

3

4

5

6.a

6.b

7

Gambar 3.4 Diagram Alur Proses Kerja

a. Unit Ekualisasi

Unit ekualisasi merupakan unit berbentuk seperti bak

sumur dengan kedalaman tertentu yang berfungsi untuk

menampung air limbah buangan mesin-mesin boiler yang ada. Air

limbah yang berada di unit ekualisasi ini suhunya sangat panas

sehingga pada unit ekualisasi di lengkapi dengan fasilitas cooling

22

tower untuk mengurangi suhunya agar tidak terlalu panas

sehingga air limbah dapat di pompa ke unit koagulasi. Pada unit

equalisasi dilengkapi juga dengan fasilitas pompa intake yang

bekerja secara otomatis berdasarkan level control, jika air di unit

equalisasi berada pada posisi HL (High Level) maka pompa secara

otomatis akan bekerja dan apabila posisi air limbah di unit

equalisasi berada pada posisi LL (Low Level) maka pompa secara

otomatis akan berhenti beroperasi.

b. Unit Koagulasi

Unit koagulasi merupakan unit yang berfungsi sebagai

tempat percampuran air limbah dengan larutan kimia untuk

menurunkan nilai pH. Larutan kimia yang digunakan yaitu Poly

Aluminium Chloride (PAC) yang di inject dengan menggunakan

pompa dosing. Pada unit ini dilengkapi dengan agitator yang

putarannya cepat (fast mixer).

c. Unit Flokulasi

Unit flokulasi merupakan unit yang berfungsi sebagai

tempat percampuran air limbah dengan larutan kimia untuk

menggumpalkan kotoran yang terdapat pada air limbah sehingga

menjadi gumpalan yang lebih besar dan terpisah dengan air.

Gumpalan kotoran inilah yang disebut dengan flok. Larutan kimia

yang digunakan yaitu Poly Electrolite Anionik (Polimer) yang di

pompa dengan menggunakan pompa air. Pada unit ini dilengkapi

fasilitas Slow Mixer untuk menyempurnakan pengadukan. Unit

Flokulasi berjalan dengan baik jika pH berada dalam range kerja

(6 – 7) flok yang terbentuk besar–besar dan ketika diambil sampel

di gelas ukur lumpur cepat mengendap.

d. Unit Clarifier

Unit clarifier merupakan unit yang berfungsi sebagai

tempat pemisah air limbah dengan kotoran. Unit ini juga disebut

sebagai bak sedimentasi karena bak/unit ini berfungsi sebagai

23

tempat untuk mengendapkan kotoran air limbah (flok) yang akan

terakumulasi menjadi lumpur yang disebut sludge. Pada unit

clarifier juga terdapat pipa blowdown yang terhubung dengan

tempat pembuangan sludge. Blowdown merupakan proses

pembuangan lumpur (sludge) yang sudah mengendap di bagian

bawah unit clarifier ke tempat penampungan lumpur.

e. Unit Final Tank (Treated Water Unit)

Unit final tank atau unit air bersih ini merupakan unit yang

berfungsi untuk menampung air hasil proses sementara yang akan

dibuang ke saluran air. Pada Unit ini dilengkapi fasilitas pompa

untuk memompa air hasil proses ke badan air yang bekerja bila

diaktifkan dengan memutar selector switch.

Proses pengolahan air limbah boiler dilakukan secara kimiawi dengan

menggunakan cairan kimia tertentu dan proses fisika yang meliputi proses

pengadukan dengan mixer. Urutan proses pengolahan air sesuai Gambar 3.4

dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Operator melakukan blowdown pada mesin boiler kemudian air

limbah akan masuk ke unit equalisasi. Pada unit equalisasi, air

limbah dari mesin-mesin boiler akan ditampung menjadi satu.

Suhu dari air limbah hasil blowdown masih sangat tinggi sehingga

pada unit equalisasi dilengkapi dengan cooling tower (lihat butir

1.a) untuk mengurangi suhu air limbah dengan cara memompa air

ke cooling tower dan dijatuhkan kembali ke unit equalisasi.

2. Ketika unit equalisasi sudah melebihi batas normal (High Level),

maka pompa intake akan aktif dan memompa air ke unit

koagulasi.

3. Pompa penakar (dosing pump) akan menginjeksi cairan kimia ke

air limbah di dalam unit koagulasi. Pompa penakar yang

digunakan pada proses koagulasi di unit ini berjumlah dua yang

kapasitasnya 1,6 LPH (Liter Per Hour; Liter/jam) dan 2,2 LPH

yang berfungsi untuk menyuntikkan cairan kimia PAC dan akan

24

terjadi proses penurunan pH air limbah boiler yang basa (pH > 11)

menjadi netral (pH 6-9) dengan mencampurkan air limbah dengan

cairan kimia Poly Aluminium Chloride (PAC) yang mempunyai

kekuatan asam sebesar pH = 4. Pada tahap ini, flok-flok halus

sudah terbentuk tetapi belum terpisah dari air limbah.

4. Setelah pH-nya diturunkan, air limbah akan masuk ke proses

selanjutnya yaitu proses flokulasi yang dilakukan dalam unit

flokulasi. Pada unit ini, air limbah yang pH-nya sudah netral akan

diberikan cairan Poly Electrolite Anionik yang berfungsi untuk

mengikat flok-flok halus menjadi flok-flok yang lebih besar

sehingga dapat dengan mudah mengendap.

5. Dari unit Flokulasi air mengalir ke unit clarifier. Pada unit

clarifier ini lumpur yang terjadi akibat adanya ikatan kotoran

kimiawi dengan bahan kimia koagulan serta flokulan akan

dipisahkan antara lumpur dengan air hasil olahan dengan cara

diendapkan. Kumpulan kotoran (sludge) yang berikatan dengan

bahan kimia berupa lumpur memiliki berat jenis lebih besar

daripada air. Lumpur ini akan secara otomatis mengendap dan

menempati bagian bawah unit clarifier Sedangkan air olahan nya

menempati permukaan atas unit clarifier (sedimentasi).

6. Air dan lumpur yang telah terpisah selnajutnya akan masuk ke

proses selanjutnya yaitu pada butir 6.a, air hasil olahan akan over

flow ke unit Final Tank. Sedangkan pada butri 6.b, lumpur yang

menempati bagian bawah unit kemudian dialirkan ke

penampungan sludge sementara dengan cara memutar tuas valve

blowdown.

7. Air hasil proses pengolahan yang tertampung pada unit final tank

selanjutnya akan dibuang ke badan air dengan cara mengaktifkan

pompa untuk memompa air menuju saluran air.

25

3.2.2 Alur Kerja

Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 memperlihatkan alur kerja aktual bagian

1 dan bagian 2.

START

Tangki bahan

kimia terisi

semua?

NO

Semua pompa

berfungsi?

Atur semua

switch ke posisi AUTO/

MAN

Pompa intake

(unit equalisasi)

ON

Level air unit

equalisasi =

normal

Pompa intake

(unit equalisasi)

OFF

YES NO

Masuk ke proses

koagulasi di unit

koagulasi

YES

YES

NO

AUTO

Aktuator aktif

MODE MANUAL

A

Gambar 3.5 Alur Kerja Aktual Bagian 1

26

Penetralan

PH dengan

cairan PAC

PH = 6<9?YESUnit flokulasi

Pembentukan flok-flok

besar dengan bantuan

cairan polimer

Masuk unit

clarifier

untuk

sedimentasi

Buka valve

blowdown

sludge

Air mengalir

ke final tank

Dibuang ke

saluran air

END

Putar potensio dari

dosing pump ke posisi

max/mengurangi

bukaan valve intake

NO

Sludge

terbentuk?NO

Ukur pH, dan buka

valve agar polimer

lebih banyak

YES

Aktifkan

pompa out

A

Gambar 3.6 Alur Kerja Aktual Bagian 2

27

Rincian diagram alur kerja pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 dapat dijelaskan

sebagai berikut:

1. Cek keadaan penampungan cairan kimia (PAC dan polimer). Operator

harus memastikan bahwa tangki penampungan dalam keadaan terisi dan

siap untuk proses.

2. Setelah memastikan bahwa tangki penampungan cairan kimia dalam

kondisi siap, operator akan memutar selector switch ke posisi auto jika

ingin mengaktifkan pompa intake secara otomatis atau posisi manual jika

akan langsung memulai proses.

3. Memastikan semua pompa dan agitator berfungsi.

4. Pada kondisi manual, aktuator akan terus aktif sampai operator memutar

selector switch ke posisi off atau auto. Mode manual diaktifkan jika

operator akan memproses pengolahan air limbah tanpa menunggu unit

ekualisasi penuh.

5. Pada kondisi auto, jika bak equalisasi sudah mencapai high level, maka

semua aktuator (pompa intake, mixer, dosing pump) akan menyala yang

menandakan dimulainya proses pengolahan air limbah.

6. Air limbah akan di pompa dan masuk ke unit koagulasi untuk di

turunkan pHnya. Operator akan mengecek pH air limbah setelah

diturunkan. Jika pHnya sudah sesuai dengan target penurunan (netral)

maka air limbah dapat berikatan dengan cairan polimer. Jika pHnya tidak

sesuai dengan target penurunan, maka operator akan memutar potensio

dari dosing pump untuk menaikkan atau menurunkan stroke pompa atau

dengan memutar tuas pipa inlet agar pembukaannya lebih besar.

7. Jika setelah diukur pHnya sesuai dengan target penurunan tetapi flok-

flok masih belum terbentuk, operator memutar tuas valve pipa polimer

agar cairan polimer keluar lebih banyak.

8. Setelah air limbah masuk ke bak sedimentasi dan terjadi pengendapan

sludge, sludge yang terakumulasi dibawah akan di blowdown secara

manual dengan memutar valve blowdown. Air yang sudah terpisah dari

kotoran (sludge) akan overflow ke final tank.

28

9. Untuk memompa air hasil proses ke badan air (saluran air) operator harus

mengaktifkan pompa out secara manual dengan memutar selector switch

ke posisi on.

3.3 Analisa Permasalahan

Air buangan yang merupakan sumber air limbah dari kegiatan boiler

berasal dari blowdown mesin boiler, komponen pengotor air limbah dari

pembuangan steam boiler berasal dari bahan kimia yang dipakai untuk

pencampuran air dengan tujuan agar pipa-pipa boiler tahan terhadap scalling atau

kerak pipa ataupun pencegah karat pada pipa-pipa boiler, adapun bahan kimia

tersebut biasanya berbahan dasar Zinc phosphate yang mempunyai karakteristik

basa sehingga air dalam proses boiler mempunyai pH di atas 9. Melihat keadaan

tersebut maka diperlukan suatu unit pengolahan untuk memproses air limbah

buangan boiler agar ketika masuk ke badan air penerima air yang dibuang tersebut

telah memenuhi angka baku mutu (pH air 6 – 9, jernih, nilai padatan terlarut

<1500 ppm). Namun, unit pengolahan yang ada belum mampu untuk mengolah

air limbah buangan boiler dengan baik sehingga hasil proses dari pengolahan tidak

maksimal.

3.3.1 Analisa kondisi yang ada

Pada tahap ini, penulis melakukan sebuah analisa dengan metode

observasi lapangan dan wawancara terhadap sistem pengolahan limbah yang

diterapkan. Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan terdapat beberapa

masalah yang melatarbelakangi dibuatnya rancangan ini, yaitu:

1. Air yang dibuang ke saluran air belum memenuhi standar.

2. Sering terjadi banjir karena penampungan penuh oleh air yang

belum di proses.

3. Pengoperasian plant masih dilakukan secara manual dengan

mengatur selector switch, stroke pada dosing pump, pembukaan

valve, dll sehingga jika tidak ada operator yang bertugas sistem

tidak dapat mengolah air limbah.

29

4. Pengoperasian plant oleh operator dilakukan secara bergantian,

jika pengolahan limbah di plant 1 beroperasi maka plant 2 tidak,

dan sebaliknya.

5. Tidak ada filter air sehingga flok-flok halus yang masih terdapat

dalam air hasil proses tidak tersaring dengan baik.

6. Tidak ada mekanisme untuk blowdown otomatis sehingga ketika

proses berjalan, dan operator tidak melakukan blowdown maka

unit clarifier (bak sedimentasi) akan penuh dan sludge akan ikut

mengalir ke final tank.

7. Penampungan sludge masih berupa tangki-tangki kecil sehingga

ketika tangki pertama penuh, harus mengisi tangki kedua. Dan

jika semua tangki penuh maka sludge yang terdapat pada unit

clarifier tidak dapat di blowdown.

8. Tidak ada agitator pada unit equalisasi yang berfungsi untuk

mengaduk air limbah agar bersifat homogen.

9. Pengisian checksheet tidak konsisten dan banyak yang

menyimpang dari keadaan yang ada di lapangan.

3.3.2 Analisa sebab akibat

Berdasarkan hasil analisa kondisi yang ada pada objek penelitian,

dapat dibuat diagram sebab-akibat (fishbone) untuk mengetahui akar

penyebab terjadinya permasalahan tersebut. Diagram yang menggambarkan

permasalahan yang ada dapat dilihat pada Gambar 3.7.

30

Tidak ada sistem

blowdown otomatis

Operator tidak

menjalankan

prosedur sesuai

standar

Pemberian chemical tidak

sesuai dan boros

Semua parameternya

masih harus di sesuaikan

secara manual

Tidak ada alat untuk

mengecek/mengatur

Parameter secara otomatisPemantauan masih dilakukan

secara langsung

Pengolahan limbah tidak

efisien sehingga hasil

proses pengolahan tidak

memenuhi standar

EN

VIR

ON

ME

NT

Pemahaman cara

mengoperasikan

plant tiap operator

berbeda

Gambar 3.7 Diagram Fishbone

3.4 Solusi Penyelesaian Masalah

Berdasarkan analisa sebab-akibat mengenai permasalahan yang ada,

terdapat metode untuk menyelesaikan permasalahan yang ada, yaitu:

1. Merancang sistem kendali otomatis dan monitoring dengan menggunakan

PLC sebagai alat pengendali terprogram, Wonderware Intouch sebagai

user interface. Dengan dirancangnya sistem ini, diharapkan dapat menjadi

referensi untuk melakukan improvement pada plant dan menyelesaikan

permasalahan yang ada terutama memudahkan dalam pemantauan dan

pengevaluasian keadaan di lapangan.

2. Melakukan jar test untuk menentukan nilai pH dengan target penurunan

tertentu agar air limbah dapat terproses dengan baik. Hasil jar test dapat

dilihat pada Lampiran 1.

31

3. Merancang penambahan unit filter agar air yang hasil proses dapat

tersaring dengan baik.

4. Merancang penambahan unit penampungan sludge yang dapat

menampung sludge hasil blowdown dalam jumlah yang besar.

5. Merancang penambahan agitator untuk mengaduk unit ekualisasi agar air

limbah dapat tercampur dan bersifat homogen.

6. Merancang mekanisme blowdown otomatis.

7. Menambah sensor-sensor (pH, konduktivitas, level air) yang dapat

mendukung jalannya sistem kendali otomatis.

3.5 Konsep yang dibutuhkan perusahaan

Berdasarkan analisa permasalahan yang telah dilakukan, dapat diketahui

bahwa pada proses pengolahan air limbah terdapat kesalahan pada metode

pengolahan air limbah yang mengakibatkan hasil proses pengolahan tidak

memenuhi persyaratan regulasi yang ada. Dilatarbelakangi oleh permasalahan

tersebut, maka dibuatlah konsep wwtp yang dapat menjadi solusi untuk

menyelesaikan permasalahan yang ada dan diharapkan dapat memperbaiki

kesalahan proses saat ini. Konsep proses wwtp dapat dilihat pada Gambar 3.8.

32

Unit Equalisasi

Agitator

Unit Koagulasi


Unit Flokulasi

Agitator – slow mixer

Pompa Sentrifugal

Valve

Unit Clarifier

PAC

Pompa Pompa

Pip

a O

verf

low

Motorized

Valve

SE

NS

OR

LE

VE

L

Sensor

pH

Treated

Water

Tank

Solenoid

Valve

Unit

Penampu

ngan

Sludge

Un

it P

en

geri

ng

Slu

dg

e Unit Filter

Unit Final Tank

Pompa Sentrifugal dengan filter

Badan Air

Sensor

Konduktivitas

Polimer

Pip

a O

verf

low

Boiler


Solenoid valve

Motorized

Valve

SE

NS

OR

LE

VE

L

Gambar 3.8 Konsep Wastewater Treatment Plant

Berdasarkan Gambar 3.8 di atas, perubahan pada alur proses IPAL

ditandai dengan garis putus-putus. Perbandingan antara kondisi saat ini dengan

konsep dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Perbandingan Aktual dengan Konsep

No Kegiatan Kondisi

Saat ini

Keterangan Rencana Keterangan

1 Cek keadaan

penampungan

chemical dalam

keadaan terisi

Manual Melihat

langsung ke

penampungan

Otomatis Penambahan sensor

dan lampu/buzzer

sebagai alarm dan

indikator larutan

habis

2 Reload larutan

kimia dalam

tangki

Manual Menuang dan

mencampur

bubuk kimia

Manual Menuang dan

mencampur bubuk

kimia dengan air

33

penampungan dengan air

3 Memutar selector

switch untuk

mengaktifkan

pompa dan mixer

untuk memulai

proses

Manual Memutar

switch dari off

ke man/auto

Otomatis Pembuatan program

otomatis dan

menambahan sensor-

sensor sebagai trigger

untuk memberi

perintah kepada

aktuator untuk

memulai proses

4 Cek pH air limbah

boiler

Manual Menggunakan

kertas lakmus

Manual

(atau

ditiadakan)

Menggunakan pH

meter yang telah

terkalibrasi

5 Cek pH unit

flokulasi

Manual Menggunakan

kertas lakmus


pH yang terintegrasi

dengan PLC

6 Membuka dan

mengatur valve

pipa polimer

Manual Memutar tuas

valve secara

manual

Otomatis Penambahan

motorized valve

sebagai aktuator agar

dapat mengatur

bukaan valvenya

sehingga chemical

yang di inject dapat

disesuaikan dengan

air yang masuk

7 Mengatur stroke

dosing pump

cairan PAC

Manual Memutar

potensio

dosing pump

Otomatis Mengganti pompa

dosing dengan

pompa air biasa dan

menggunakan

motorized valve

sebagai pengatur

buka tutupnya yang

dihubungkan ke PLC

dan dikontrol sesuai

dengan pembacaan

dari sensor pH.

8 Melakukan

blowdown

Manual Memutar tuas

valve secara

manual

Otomatis Penambahan

solenoid valve yang

dapat terbuka atau

tertutup secara

otomatis

11 Mengatur selector

switch pompa

transfer

Manual Memutar

switch ke

posisi aktif

(man/auto)

Otomatis Penambahan level

sensor pada unit

final tank sebagai

trigger untuk

mengaktifkan pompa

out

34

12 Pengadukan dan

pendinginan bak

ekualisasi

Tidak ada

pengadukan

Terdapat

cooling tower

untuk

pendinginan

Ada Pengadukan dan

pendinginan

dilakukan oleh

agitator

13 Penyaringan air

limbah hasil

proses untuk

memastikan air

bening bebas

lumpur

Tidak ada

penyaringan

Air langsung

menuju final

tank

Ada Penambahan unit

filter sebelum air

overflow ke final

tank

14 Pengecekan nilai

TDS pada final

tank

Manual Mengecek

nilai TDS

pada unit

final tank

dengan TDS

meter


konduktivitas yang

akan terpasang pada

final tank dan

menggunakan acuan

nilainya untuk

menentukan apakah

air layak dibuang

atau tidak.

15 Pemindahan

sludge ke

pengering

Manual Memasukkan

sludge yang

berada di

drum ke alat

pengering

Manual Memasukkan sludge

yang berada di unit

penampungan sludge

ke alat pengering

Berdasarkan Tabel 3.1, dapat dilihat bahwa masih terdapat proses yang

dilakukan secara manual oleh operator yaitu pengisian larutan kimia di tangki

penampungan dan pemindahan sludge ke pengering karena belum adanya

mekanisme yang dapat mengambil bubuk kimia yang berada di boiler room

kemudian dipindahkan ke tangki penampungan dan memasukkan sludge ke dalam

mesin pengering secara otomatis. Berdasarkan Tabel 3.1 dapat juga dibuat

perbandingan pada Workload Analysis nya. Workload Analysis dibuat berdasarkan

waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh operator tiap shift. Tabel 3.2

memperlihatkan workload analysis.

35

Tabel 3.2 Workload Analysis

No Kegiatan Durasi Awal Durasi Akhir

1 Cek keadaan penampungan

chemical dalam keadaan terisi

2 menit/proses -

2 Reload larutan kimia dalam tangki

penampungan

13 menit 13 menit

3 Menuju panel dan memutar selector

switch untuk mengaktifkan pompa

dan mixer untuk memulai proses

2 menit/proses -

4 Cek pH air limbah boiler 1 menit/proses -

5 Cek pH unit flokulasi 1 menit/proses -

6 Membuka dan mengatur valve pipa

polimer

5 menit/proses -

7 Mengatur stroke dosing pump

cairan PAC

5 menit/proses -

8 Melakukan blowdown 30 menit

/blowdown

-

9 Menuju panel dan mengatur

selector switch pompa transfer

5 menit/proses -

10 Pengecekan nilai TDS pada inlet 2 menit/proses -

11 Pengecekan nilai TDS pada final

tank

3 menit/proses -

12 Memasukkan sludge ke dalam

karung

30 menit/shift 30 menit/shift

36

BAB IV PERANCANGAN DAN EVALUASI PERANCANGAN

4.1 Perancangan Sistem Kontrol

Perancangan sistem kontrol meliputi perancangan perangkat kendali,

perangkat input dan output pada PLC, perancangan elektrikal serta spesifikasi dari

modul serta perangkat yang digunakan. Sistem kontrol dapat dilihat pada Gambar

4.1.

PLC

Interface

Input Output

Gambar 4.1 Diagram Blok Sistem Kontol

4.1.1 Perancangan Perangkat Kendali dan Spesfikasi

PLC digunakan sebagai perangkat yang mengendalikan proses

pengolahan air limbah. Dalam perancangan ini, PLC dipilih sebagai

perangkat kendali proses karena keunggulannya yang fleksible, kemudahan

dalam menemukan masalah dan dalam melakukan pembaruan, dapat di

monitoring secara langsung, serta bahasa pemrograman yang mudah di

pelajari. Selain itu, pengguna dapat mendeteksi masalah secara online dengan

melihat susunan program. PLC yang dipilih merupakan PLC jenis modular

yang memungkinkan untuk penambahan modul I/O yang disesuaikan dengan

masukan dan keluaran dari sistem. Modul-modul PLC yang digunakan untuk

mengendalikan proses dapat dilihat pada Gambar 4.2.

37

Gambar 4.2 Susunan Perangkat Kendali

Berdasarkan susunan modul-modul PLC pada Gambar 4.2 di atas,

modul yang penulis gunakan dari kiri ke kanan yaitu catu daya Q61P, CPU

PLC Q02H, modul ethernet QJ71371-100, modul input digital QX40, modul

output digital QY10, modul input analog Q64AD, modul output analog

Q64DAN dan semua di pasangkan ke base unit dengan tipe QB12.

1. Catu Daya (Power Supply)

Catu daya ini berfungsi sebagai pendistribusi tegangan DC

pada base unit PLC. Catu daya yang digunakan pada perancangan ini

adalah Mitsubishi MELSEC Power Supply Module Q61P yang dapat

dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Mitsubishi MELSEC Power Supply Module Q61P

Spesifikasinya dapat dilihat pada Tabel 4.1.

38

Tabel 4.1 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Power Supply Module Q61P

No Spesifikasi Keterangan

1 Tegangan input Power 100-240VAC +10%/-15%

2 Frekuensi Input 50/60Hz ±3Hz

3 Faktor Distorsi Tegangan Input 5% atau kurang

4 Input Apparent Power Max. 105VA

5 Arus Masuk 20A dalam 8ms

6 Rated Output Current 5VDC : 6A

2. CPU PLC

Sistem pengolahan air limbah ini akan menggunakan PLC

tipe modular dengan CPU Mitsubishi MELSEC Q02HCPU yang

berfungsi sebagai pusat pengontrolan yang akan mengolah sinyal

masukan dari modul input dan memprosesnya sesuai dengan

program dan memberikan sinyal untuk modul output. Gambar 4.4

memperlihatkan Mitsubishi MELSEC Q02HCPU.

Gambar 4.4 Mitsubishi MELSEC Q02HCPU

Spesifikasi Mitsubishi Q02HCPU dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q02HCPU


1 Kecepatan

Pemrosesan

LD X0 34 ns

MOV D0 D1 40 ns

2 Kapasitas Program 28k step

3 Konsumsi Arus Internal 5VDC 0.64A

4 Port Komunikasi USB (Mini-B), RS-232

5 Max. I/O Device Points 8192 points (X/Y0 to

39

1FFF)

6 Max. Physical I/O Points 4096 points (X/Y0 to

FFF)

7 Nomor Max.

File

Tersimpan

Program Memory 124

Standard RAM 4 file

Standard ROM 256

8 Berat 0.22 kg

3. Modul Ethernet

Terminal komunikasi memungkinkan bagi PLC untuk

mendapatkan upload program dari PC atau perangkat

pemrograman lain. Terminal komunikasi atau modul yang

penulis gunakan untuk menghubungkan CPU dengan Interface

yaitu Mitsubishi MELSEC ETHERNET MODULE QJ71E71

yang dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Mitsubishi QJ71E71

Spesifikasi Mitsubishi QJ71E71 dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QJ71E71


1 Kecepatan Transmisi Data 100Mbit/s,

100BASETX/10BASE-T

2 Konsumsi Arus Internal 5VDC 0.33A

3 Port Komunikasi Ethernet

4 Berat 0.22 kg

4. Modul Input Digital

Perangkat masukan dengan sinyal digital (1/0) yang berupa

sensor level air dan push button akan dihubungkan dengan modul

40

input Mitsubishi MELSEC QX40 agar sinyal digital dapat terbaca

oleh CPU PLC. Modul QX40 dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Mitsubishi MELSEC QX40

Spesifikasi dari Mitsubishi MELSEC QX40 dapat dilihat pada Tabel

4.4. Tabel 4.4 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QX40

NO SPESIFIKASI KETERANGAN

1 Jumlah Kontak Input 16

2 Tipe Input DC common positif (sink)

3 Tegangan Input 24VDC +20%/-15%

4 Arus Masukan 4 Ma

5 Waktu Respon OFF – ON : 1/5/10/20

/70 (*1) ms

ON – OFF : 1/5/10/20/70 (*1) ms

6 Tipe Koneksi Terminal Screw

7 Konsumsi Arus Max. 5VDC 50 mA

8 Berat 0.16 kg

5. Modul Output Digital

Perangkat keluaran yang dapat menerima sinyal digital (1/0)

(relay, solenoid, dan pilot lamp) akan dihubungkan dengan modul

output Mitsubishi MELSEC QY10 agar sinyal digital dari CPU PLC

dapat diterima oleh perangkat keluaran. Gambar 4.7 memperlihatkan

Mitsubishi MELSEC QY10

41

Gambar 4.7 Mitsubishi MELSEC QY10

Spesifikasi dari Mitsubishi MELSEC QY10 dapat dilihat pada Tabel

4.5

Tabel 4.5 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC QY10

NO SPESIFIKASI KETERANGAN

1 Jumlah Kontak Input 16

2 Tipe Output Relay

3 Tegangan Beban 24VDC/240VAC

4 Arus Beban Maksimum 2A/pt, 8A/common

5 Waktu Respon OFF – ON : 10 ms

ON – OFF : 12 ms

6 Tipe Koneksi Terminal Screw

7 Konsumsi Arus Max. 5VDC 430 mA

8 Berat 0.22 kg

6. Modul Input Analog

Modul ini ditujukan untuk membaca sinyal analog (0 – 10 V

atau 4 – 20 mA) dari sensor-sensor yang outputnya berupa nilai

analog (sensor pH, TDS, dsb) agar dapat dibaca oleh CPU PLC.

Modul input analog yang digunakan yaitu Mitsubishi MELSEC

Q64AD yang berfungsi untuk membaca sinyal analog (4 – 20mA)

dan menerjemahkannya kedalam nilai digital (0 – 4000) agar dapat

terbaca dan diproses oleh PLC. Gambar 4.8 memperlihatkan

Mitsubishi MELSEC Q64AD. Sedangkan Gambar 4.9

memperlihatkan terminal Mitsubishi MELSEC Q64AD.

42

Gambar 4.8 Mitsubishi MELSEC Q64AD

Gambar 4.9 Terminal Mitsubishi MELSEC Q64AD

Spesifikasi dari Mitsubishi MELSEC Q64AD dapat dilihat pada

Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q64AD


1 Jumlah Kontak 4 poin (4 channel)

2 Terminal Koneksi 18 poin terminal screw

3 Internal Current

Consumption (5VDC)

0,63 A

4 Waktu Konversi 80 μs/channel

5 Input Analog – Tegangan -10 sampai 10 VDC (nilai

hambatan input 1MΩ)

6 Input Analog – Arus 0 to 20 mADC (nilai hambatan

input 250Ω)

7 Karakteristik

Resolusi Max.

I/O

Analog Input Range Mode

Resolusi

Normal

Mode

Resolusi

Tinggi

Nilai

Digital

Nilai

Digital

43

Output Output

Tegangan

(V)

0 – 10 0 – 4000 0 –

16000

0 – 5 0 – 4000 0 –

12000

1 – 5 0 – 4000 0 –

12000

-10 – 10 -4000 –

4000

-16000 –

16000

User Range

Setting

-4000 –

4000

-12000 –

12000

Arus

(mA)

0 – 20 0 – 4000 0 –

12000

4 – 20 0 – 4000 0 –

12000

User Range

Setting

-4000 –

4000

-12000 –

12000

8 Berat 0,18 kg

7. Modul Output Analog

Modul ini ditujukan untuk mengkonversi nilai digital yang

diatur oleh modul CPU menjadi kuantitas analog seperti arus,

tegangan (0 – 10 V atau 4 – 20 mA) kemudian dikeluarkan melalui

terminal external modul ke perangkat keluaran yang inputnya berupa

nilai analog yang dalam perancangan ini digunakan untuk mengatur

inputan untuk motorized valve. Modul output analog yang digunakan

yaitu Mitsubishi MELSEC Q64DAN dapat dilihat pada Gambar

4.10. Gambar 4.11 memperlihatkan terminal Mitsubishi MELSEC

Q64DAN.

44

Gambar 4.10 Mitsubishi MELSEC Q64DAN

Gambar 4.11 Terminal Mitsubishi MELSEC Q64DAN

Spesifikasi dari Mitsubishi MELSEC Q64DAN dapat dilihat pada

Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Spesifikasi Mitsubishi MELSEC Q64DAN


1 Jumlah Kontak 4 poin (4 channel)

2 Terminal Koneksi 18 poin dengan terminal screw

3 Internal Current

Consumption (5VDC)

340 Ma

4 Waktu Konversi 80 μs/channel

5 Input Analog – Tegangan -10 sampai 10 VDC (nilai hambatan

beban eksternal 1MΩ)

6 Input Analog – Arus 0 to 20mADC (nilai hambatan beban

eksternal 600Ω)

7 Karakteristik

Resolusi

Max. I/O

Analog Input Range Mode

Resolusi

Normal

Mode

Resolusi

Tinggi

45

Nilai

Digital

Output

Nilai Digital

Output

Tegangan

(V)

0 – 5 0 – 4000 0 – 12000

1 – 5 0 – 4000

-10 – 10 -4000 –

4000

-16000 –

16000

User

Range

Setting

-4000 –

4000

-12000 –

12000

Arus

(mA)

0 – 20 0 – 4000 0 – 12000

4 – 20 0 – 4000 0 – 12000

User

Range

Setting

-4000 –

4000

-12000 –

12000

8 Berat 0,19 kg

4.1.2 Perancangan Perangkat Input/Output Pada PLC dan Spesifikasi

Rancangan untuk perangkat masukan (input) dan perangkat keluaran

(output) pada PLC dapat dilihat pada Gambar 4.12.

46

CPU PLC

DIGITAL INPUT

ANALOG OUTPUT

DIGITAL OUTPUT

ANALOGINPUT

POWER SUPPLY

220 VAC

N

24 VDC

0 V

MOTORIZED VALVEPAC

MOTORIZED VALVEPOLIMER

RELAY POMPA POLIMER

RELAY AGITATOR

RELAY MIXER UNIT FLOKULASI

RELAY MIXER UNIT KOAGULASI

RELAY MIXER POLIMER

INDIKATOR KONTROL

RELAY POMPA TANK ATAS

INDIKATOR MANUAL

SENSOR PH

SENSOR KONDUKTIVITAS

Tombol Sistem

Sensor Level Air High Ekualisasi

Sensor Level Air Low Ekualisasi

Sensor Level Air Low Polimer

Sensor Level Air Low PAC

Tombol AUTO

Sensor Level Air High Final Tank

Sensor Level Air Low Final Tank

Tombol Manual

Tombol STOP

Selector ON Proses Manual

Start Blowdown Manual

RELAY POMPA PAC

RELAY POMPA INTAKE

RELAY POMPA TRANSFER

INDIKATOR AUTO

ALARM PAC

ALARM POLIMER

SOLENOID VALVE BLOWDOWN

SOLENOID VALVE OUT

Sensor Level Tangki Atas

Buka Bypass

MODUL ETHERNET

Gambar 4.12 Blok Diagram I/O Pada PLC

Pada Gambar 4.12 dapat diketahui jumlah input dan output yang

digunakan dalam perancangan sistem kontrol ini. Sistem menggunakan 16

(enam belas) masukan dan 18 (delapan belas) keluaran dengan rincian 12

(dua belas) perangkat input digital, 2 (dua) perangkat input analog, 16 (enam

belas) perangkat output digital, dan 2 (dua) perangkat output analog.

47

Tabel 4.8 Perangkat I/O Pada PLC

No Perangkat Q Keterangan

Input

1 Push Button 4 Sebagai trigger untuk

mengaktifkan atau mematikan

program

2 Sensor Level Air 5 Untuk mendeteksi level air pada

unit penampungan

3 Selector Switch 3 Pemberi input manual

4 Sensor Ph 1 Untuk mendeteksi nilai pH pada

unit flokulasi

5 Sensor Konduktivitas 1 Untuk mendeteksi nilai TDS

pada unit final tank

Output

1 Motorized Valve 2 Untuk mengatur besar/kecilnya

keluaran cairan

2 Relay 11 Sebagai penghubung dan

pemutus antara PLC dengan

perangkat output/aktuator

3 Solenoid Valve 2 Sebagai aktuator untuk

membuka/menutup pipa

4 Lampu Pilot 3 Indikator

1. Perangkat Input Digital

a. Push Button

Push button atau tombol yang bertipe normally open

berfungsi untuk menyambungkan kontak ketika ditekan. Pada

sistem ini, tombol fisik (push button) digunakan untuk

mengaktifkan sistem (control on pada program), mengaktifkan

mode (auto atau manual) Push button dapat dilihat pada Gambar

4.13.

Gambar 4.13 Push Button

48

Spesifikasi dari push button yang digunakan dapat dilihat pada

Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Spesifikasi Push Button


1 Frekurensi Kerja 50/60 Hz

2 Konsumsi Arus 18 mA

3 Tegangan 24 VDC

b. Sensor Level Air

Pada sistem ini, sensor level air berfungsi sebagai

pendeteksi level ketinggian air pada unit penampungan. Prinsip

kerja dari sensor level air yang digunakan dalam sistem ini seperti

relay yang mempunyai kontak single pole double throw sehingga

ketika air mencapai batas yang telah ditentukan, maka kontak dari

sensor level yang tadinya dalam posisi NC akan terhubung menjadi

NO. Sensor yang digunakan dalam sistem merupakan sensor level

yang bertipe floatless level switch.

Sensor level yang digunakan dalam sistem ini yaitu dari

merek OMRON dan KASUGA. Untuk instalasi pada unit

ekualisasi digunakan sensor level dari KASUGA TBL – 12.

Sedangkan untuk penampungan bahan kimia dan final tank

digunakan OMRON 61F – GP – N. Gambar 4.14 memperlihatkan

sensor level air OMRON 61F – GP – N pada sebalah kiri

sedangkan KASUGA TBL – 12 sebelah kanan

Gambar 4.14 Kiri; Omron 61 F – GP – N, Kanan; KASUGA TBL – 12

49

Spesifikasi sensor level OMRON 61F – GP – N dapat dilihat pada

Tabel 4.10.

Tabel 4.10 Spesifikasi OMRON 61F – GP – N


1 Merek OMRON

2 Tipe 61F – GP – N

3 Tegangan Supply 24, 100, 120, 200, 220, 230 atau

240 VAC

4 Frekuensi Kerja 50/60 Hz

5 Komsumsi Arus Mendekati 3.5 VA max.

6 Arus Interelectrode Mendekati 1mA AC max.

7 Tegangan

Interelectrode

8 VAC

8 Panjang Kabel Maks. 1 km

9 Temperature Kerja -10 sampai 55°C

Spesifikasi sensor level KASUGA TBL – 12 dapat dilihat pada

Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Spesifikasi KASUGA TBL – 12


1 Merek KASUGA

2 Tipe TBL – 12

3 Tegangan Koil 250 VAC / 24 VDC

4 Tekanan Dalam Tangki 1 atm

5 Komsumsi Arus 1.5 A, 3 A

6 Durabiliti Mekanik : lebih dari 50 juta kali

Elektrik : lebih dari 50 juta kali

7 Material (Main Unit) Polikarbonat

8 Material Sinker Hard Vinyl Chloride

9 Hanging Rope Tetron

`10 Massa 930 g

c. Selector Switch

Pada sistem ini, selector switch digunakan untuk

mengaktifkan dan mematikan blowdown dan mengaktifkan

solenoid valve untuk pipa out jika mode manual dipilih.

50

Gambar 4.15 Selector Switch

Spesifikasi selector switch dapat dilihat pada Tabel 4.12.

Tabel 4.12 Spesifikasi Selector Switch


1 Frekurensi Kerja 50/60 Hz

2 Konsumsu Arus 18 mA

3 Tegangan 24 VDC

4 Jumlah Kontak 2 (ON – OFF), 3 (posisi 0, 1, 2)

2. Perangkat Input Analog

a. Sensor pH

Sensor pH digunakan untuk membaca nilai pH pada unit

flokulasi dan memberikan input untuk PLC agar data pembacaan

dapat diolah secara terprogram untuk mengatur pembukaan valve

cairan kimia. Air limbah pada unit flokulasi harus mempunyai nilai

pH 6 – 7 agar bisa berikatan dengan polimer dan membentuk flok-

flok besar. Sensor pH yang digunakan yaitu ProMinent PHEX 112

SE yang dapat dilihat pada Gambar 4.16.

Gambar 4.16 Sensor ProMinent PHEX 112 SE

Spesifikasi dari sensor pH ProMinent PHEX 112 SE dapat dilihat

pada Tabel 4.13.

51

Tabel 4.13 Spesifikasi ProMinent PHEX 112 SE


1 Merek ProMinent

2 Tipe PHEX 112 SE

3 Kisaran pH 1……12

4 Tekanan Maks. 16 bar dalam 25°C, 6 bar dalam 100°C

5 Konduktivitas Min. 500µS/cm

6 Elektrolit Polimer mengandung potasium klorida

7 Diaphgram Circular gap diaphgram

8 Shaft sensor Kaca

9 Diameter shart 12 mm

`10 Panjang shaft 120 mm

11 Enclosure Rating IP65

12 Fitting Position Vertical up to +25°

b. Sensor Konduktivitas (TDS)

Sensor Konduktivitas berfungsi untuk membaca nilai

konduktivitas yang terkandung dalam air limbah. Sensor ini akan

ditempatkan pada unit final tank untuk menentukan apakah air

limbah mengandung konduktivitas yang tinggi atau rendah. Sensor

yang digunakan yaitu ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2

yang dapat dilihat pada Gambar 4.17.

Gambar 4.17 Sensor ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2

Spesifikasi dari ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2 dapat

dilihat pada Tabel 4.14.

52

Tabel 4.14 Spesifikasi ProMinent Conductivity Sensor ICT – 2


1 Merek ProMinent

2 Tipe Conductivity Sensor ICT-2

3 Range Pengukuran 0.02….2000mS/cm

4 Temperatur Kerja 0 - 125°C

5 Tekanan Maks. 16 bar

6 Material PFA


8 Output 4 – 20 mA

c. Transmitter

Transmitter digunakan sebagai alat untuk mengubah

perubahan sensing element dari sensor (pH) menjadi sinyal yang

mampu diterjemahkan oleh controller yang dalam hal ini berupa

PLC. Sinyal yang ditransmisikan yaitu elektrik berupa arus sebesar

4 – 20mA. Transmiter yang digunakan yaitu ProMinent pH V1

dapat dilihat pada Gambar 4.18.

Gambar 4.18 Transmitter ProMinent pH V1

Spesifikasi dari ProMinent pH V1 dapat dilihat pada Tabel 4.15.

53

Tabel 4.15 Spesifikasi ProMinent pH V1


1 Merek ProMinent

2 Tipe pH V1

3 Socket SN6

4 Input Resistance > 5 × 1011𝛺

5 Arus Sinyal Output 4 – 20Ma

6 Power Supply 18 – 24 VDC


3. Perangkat Output Digital

a. Relay

Pada sistem ini relay digunakan untuk menghubungkan

atau memutuskan rangkaian kontrol pada komponen output dan

sebagai pengaman ketika komponen output terjadi kerusakan

sehingga modul output PLC yang digunakan tidak rusak. Relay

yang digunakan dalam sistem ini yaitu OMRON MY4N dapat

dilihat pada Gambar 4.19 di bawah.

Gambar 4.19 Relay OMRON MY4N

Spesifikasi dari Relay OMRON MY4N dapat dilihat pada Tabel

4.16.

Tabel 4.16 Spesifikasi OMRON MY4N


1 Merek OMRON

2 Tipe MY4N

3 Tegangan Koil 24 VDC / 220/240 VAC

4 Beban Kontak Maks. 3 A pada 220 VAC/ 3A

pada 24 VDC

5 Tegangan Maks. Kontak 250 VAC, 125 VDC

6 Arus Terukur 36.3 mA (24VDC, 50/60Hz)

54

b. Solenoid Valve

Pada sistem ini solenoid valve digunakan untuk membuka

atau menutup pipa (blowdown dan bypass) secara terprogram.

Perangkat ini merupakan salah satu perangkat output digital

(discrete 1/0) yang digunakan untuk mendukung sistem buka/tutup

otomatis dan akan di kendalikan oleh PLC. Gambar 4.20

memperlihatkan solenoid valve.

Gambar 4.20 Solenoid Valve

Spesifikasi dari solenoid valve yang digunakan dalam sistem ini

dapat dilihat pada Tabel 4.17.

Tabel 4.17 Spesifikasi Solenoid Valve


1 Power 24 VDC

2 Jenis Input Discrete (on/off | 0/1)

3 Tipe Katup dua arah

4 Dimensi 2 inch (blowdown), 1 inch (bypass)

5 Pengkabelan 2 wire cable


4. Perangkat Output Analog

a. Motorized Valve

Pada sistem ini motorized valve digunakan untuk membuka

atau menutup pipa (PAC dan polimer) secara terprogram.

Perangkat ini merupakan salah satu perangkat output analog

dengan inputan berupa arus (4 – 20mA) yang digunakan untuk

mendukung sistem buka/tutup otomatis dan akan dikendalikan oleh

55

PLC. Bukaannya dapat diatur dengan inputan nilai yang telah

disesuaikan. Gambar 4.21 memperlihatkan motorized valve.

Gambar 4.21 Motorized Valve

Spesifikasi dari motorized valve yang digunakan dalam sistem ini

dapat dilihat pada Tabel 4.18.

Tabel 4.18 Spesifikasi Motorized Valve


1 Power 24 VDC (9-24 VDC)

2 Jenis Input Analog (4 – 20mA/1 – 5 V)

3 Tipe Katup dua arah

4 Dimensi 1/2 inch

5 Pengkabelan 3 wire cable

6 Tekanan Kerja 1 – 5 Mpa


4.1.3 Perancangan Elektrikal Sistem Kendali Proses

Perancangan elektrikal untuk sistem kendali proses meliputi

rancangan pengkabelan pada rangkaian pada PLC, rancangan pengkabelan

pada rangkaian kontrol, dan rancangan pengkabelan daya.

1. Pengkabelan Rangkaian Pada PLC

Pengkabelan pada PLC terbagi menjadi 4 bagian yaitu;

pengkabelan pada modul input digital, pengkabelan pada modul

output digital, pengkabelan pada modul input analog dan

pengkabelan pada modul output analog. Pengkabelan pada PLC

dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah.

56

Gambar 4.22 memperlihatkan diagram pengkabelan dari

kontak perangkat input digital ke terminal modul input digital

Mitsubishi QX40.

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

XA

X9

XB

XC

XD

XE

XF

COM

X0

POWER SUPPLY24 VDC

PB 2

TB – 1

TB – 1

PB 3

F1NC

PB 4

S1

S2

S3

PB 1Tombol Kontrol

Tombol AUTO Mode

High Level Ekualisasi (Kasuga TBL-12)

Low Level Ekualisasi (Kasuga TBL-12)

High Level Final Tank (OMRON 61F – GP – N)

Low Level Final Tank (OMRON 61F – GP – N)

Low Level PAC (OMRON 61F – GP – N)

Low Level Polimer (OMRON 61F – GP – N)

Tombol STOP

Tombol Manual Mode

Switch ON Manual

Switch Blowdown Manual

Level Tangki Atas (OMRON 61F – GP – N)

Switch Bypass

A

CB

TC – 1

TB – 1

TA – 1

TC – 1

TC – 1

TA – 1TC – 1

Gambar 4.22 Pengkabelan Input Pada Modul Input Digital

Berdasarkan Gambar 4.22 di atas, modul QX40 mendapatkan

input tegangan positif 24 VDC (P24) karena sesuai dengan datasheet

modul QX40 merupakan modul dengan metode input sinking.

Sedangkan negatif 24 VDC (N24) akan dialirkan ke perangkat input

sehingga ketika kontak perangkat input terhubung maka N24 akan

mengalir ke internal relay modul dan PLC menerima sinyal input.

57

Gambar 4.23 memperlihatkan diagram pengkabelan pada

terminal modul output digital QY10.

POWER SUPPLY24 VDC

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Y8

YA

Y9

YB

YC

YD

YE

YF

COM

Y0R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

NC

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

Indikator Kontrol

Pompa Intake

Agitator

Pompa PAC

Pompa Polimer

Mixer Flokulasi

Mixer Koagulasi

Mixer Polimer

Pompa Transfer

Pompa Tangki Atas

Indikator Mode Auto

Indikator Mode Manual

Solenoid Valve Blowdown

Alarm PAC Low

Alarm Polimer Low

Solenoid Valve Bypass

Gambar 4.23 Pengkabelan Output Pada Modul Output Digital

Gambar 4.23 merupakan diagram pengkabelan dari terminal modul

output digital Mitsubishi QY10 ke kontak dari perangkat output

digital dalam sistem ini adalah Relay yang terhubung dengan

rangkaian kontrol pompa.

Gambar 4.24 memperlihatkan diagram pengkabelan pada

terminal modul input analog Q64AD. Sedangkan Gambar 4.25

memperlihatkan ketentuan pengkabelan sesuai datasheet Q64AD.

58

MODUL

INPUT

ANALOG

MITSUBISHI

MELSEC

Q6AD

2

3

4

5

6

7

8

9

11

10

12

13

1

SENSOR pH

SENSOR Konduktivitas

14

GND1

15

16

17

18

CH 1

CH 2

CH 3

CH 4

GND

Gambar 4.24 Pengkabelan Input Analog Dengan Modul

Gambar 4.25 Wiring Perangkat Dengan Modul Sesuai Datasheet

59

Gambar 4.24 merupakan diagram pengkabelan dari perangkat

input analog (sensor pH, dan konduktivitas) ke terminal modul

input analog Mitsubishi Q64AD. Sensor analog menggunakan

transmitter dengan output arus sebesar 4 – 20mA. Berdasarkan

datasheet dari Mitsubishi Q64AD, pengkabelan perangkat input

analog yang keluarannya berupa arus 4 – 20mA maka terminal

yang menerima input tegangan positif harus dihubungkan

dengan terminal yang menerima input arus (lihat pada Gambar

4.25 di atas). Com atau kutub negatif dari sensor harus

dihubungkan ke terminal yang menerima tegangan negatif.

Pengalamatan perangkat input analog dan terminal modul dapat


Tabel 4.19 Terminal Modul Q64AD Dengan Sensor

No Nama Perangkat Keterangan

Nomor

Terminal

Modul

1 Transmitter pH V1 Kabel Output 3

Kabel Com (V-) 2

2 Conductivity Sensor

ICT-2

Kabel Output 7

Kabel Com (V-) 6

60

MODUL

OUTPUT

ANALOG

MITSUBISHI

MELSEC

Q6DAN

2

3

4

5

6

7

8

9

11

10

12

13

1

14

15

16

17

18

CH 1

VACANT

CH 2

VACANT

CH 3

VACANT

CH 4

24 V

24 G

FG

–

+

POWER SUPPLY24 VDC

GND1

0V

IN

24 V

MOTORIZED VALVE PAC

IN

24 V

MOTORIZED VALVE POLIMER

0V

Gambar 4.26 Pengkabelan Modul Q64DAN Dengan Perangkat Analog

Gambar 4.26 memperlihatkan diagram pengkabelan dari

perangkat output analog (motorized valve) ke terminal modul output

analog Mitsubishi Q64DAN. Perangkat output analog dapat

menerima input arus sebesar 4 – 20mA. Berdasarkan datasheet dari

Mitsubishi Q64DAN, pengkabelan perangkat output analog yang

inputannya berupa arus 4 – 20mA maka terminal yang memberikan

inputan berupa arus harus dihubungkan dengan kabel inputan

aktuator (lihat pada Gambar 4.27). Com atau kutub negative dari

61

aktuator harus dihubungkan ke terminal yang menerima tegangan

negatif.

Gambar 4.27 Wiring Perangkat Dengan Modul Q64DAN Sesuai Datasheet

Pengalamatan perangkat output analog dan terminal modul dapat


Tabel 4.20 Terminal Modul Q64DAN Dengan Aktuator

No Nama Perangkat Keterangan

Nomor

Terminal

Modul

1 Motorized Valve

PAC

Kabel Input 3

Kabel Com (V-) 2

2 Motorized Valve

Polimer

Kabel Input 7

Kabel Com (V-) 6

62

2. Pengkabelan Rangkaian Kontrol

Pengkabelan rangkaian kontrol pada panel menggunakan

tegangan alternate current (AC) 220V sebagai sumbernya. Proteksi

yang digunakan sebagai pemutus dan penghubung sumber utama

dengan rangkaian yaitu main circuit breaker (MCB) dengan

kapasitas arus maksimal sebesar 2A. Rangkaian kontrol ini ditujukan

untuk mengendalikan aktif atau tidaknya pompa dan indikator yang

digunakan pada sistem. Diagram pengkabelan rangkaian kontrol

utama dapat dilihat pada Gambar 4.28 dan Gambar 4.29.

Gambar 4.28 Wiring Diagram Panel Kontrol Pompa 1

Gambar 4.29 Wiring Diagram Panel Kontrol Pompa 2

63

Berdasarkan Gambar 4.28 dan 4.29 terlihat bahwa listrik

bertegangan 220 VAC dari sumber utama akan mengaktifkan

kontaktor yang digunakan sebagai penghubung antara sumber

tegangan tiga fasa dengan motor dari pompa jika relay (yang

terhubung dengan PLC) aktif mengontak dan overload thermal relay

tidak dalam kondisi trip. Sehingga pompa dapat aktif sesuai dengan

sekuen yang telah di program pada PLC. Pompa induksi tiga fasa

menggunakan satu kontaktor untuk mengaktifkannya sedangkan

untuk pompa PAC dan pompa polimer tidak perlu menggunakan

kontaktor karena merupakan pompa satu fasa.

Sensor level OMRON 61F – GP – N merupakan sensor level

dengan prinsip kerja yang hamper sama dengan relay. Di dalam

sensor terdapat koil dan kontak yang akan aktif jika elektroda yang

dihubungkan pada terminal sensor terkena air. Sensor level ini akan

aktif jika diberikan sumber tegangan 220VAC. Sedangkan untuk

kontaknya agar dapat dibaca oleh modul QX40 maka digunakan

supply tegangan DC 24V. Rangkaian sensor level dapat dilihat pada

Gambar 4.30, 4.31, 4.32, 4.33.

64

Gambar 4.30 memperlihatkan diagram pengkabelan sensor

level OMRON 61F – GP – N yang dipasang pada unit Final Tank.

220 VAC

NETRAL

24 V

8V

CONTROL CIRCUIT

GND1

E3

5

6

7 8

Ta1 Tc1 Tb1 Ta2 Tc2 Tb2

101 11

S0S1 4

E2E1

R1

POWER SUPPLY24 VDC

MCB

TERMINALX5 PLC

TERMINALX4 PLC

MCB

POWER SUPPLY

OMRON 61F-GP-N

RANGKAIAN LEVEL SENSOR FINAL TANK

Gambar 4.30 Wiring Diagram Sensor Level Final Tank

Berdasarkan rangkaian sensor level untuk final tank di atas

maka dapat dijelaskan sebagai berikut; terdapat 3 elektroda yang

akan dihubungkan dengan kontak dari sensor. Elektroda 3 (E3)

dihubungkan dengan terminal nomor 4 dan ground (GND),

Elektroda 1 (E1) dihubungkan dengan terminal nomor 5 dan juga

TC2, Elektroda 2 (E2) dihubungkan dengan terminal TA2.

Sedangkan untuk terminal TA1 dihubungkan dengan terminal X4

pada modul QX40 yang akan memberikan input berupa high level,

TB1 dihubungkan dengan terminal X5 modul QX40 yang akan

memberikan input berupa low level, TC1 mendapatkan tegangan

negative (0V DC) dari catu daya dan untuk S1 dan S0 masing-

masing dihubungkan dengan fasa 220 VAC dan netral. Jika air pada

final tank penuh, maka air akan menggenangi elektroda 1 (E1) lalu

mengaktifkan koil internal circuit yang akan mengeluarkan tegangan

24 V. Kemudian setelah koil aktif, maka internal relay akan aktif

mengontak sehingga TA1 akan mengalirkan tegangan negative DC

65

dari power supply ke Modul QX40 dan memberikan sinyal ke

program bahwa final tank sudah penuh. Jika air sudah tidak

menggenangi elektroda 2 (E2) yang menandakan low level maka

TC1 akan kontak dengan TB1 dan mengalirkan tegangan negative ke

Modul QX40 dan memberikan sinyal ke program bahwa final tank

dalam keadaan low.

Sedangkan untuk rangkaian pada sensor level tangki

penampungan PAC, Polimer dan tangki atas hanya menggunakan

satu terminal dari sensor level yang terhubung dengan terminal PLC

yang dapat dilihat pada Gambar 4.31 dan Gambar 4.32.

s

L

N

24 V

8V

CONTROL CIRCUIT

GND1

E3

5

6

7 8


101 11

S0S1 4

E2E1

R1

POWER SUPPLY24 VDC

MCB

TERMINALX6 PLC

OMRON 61F-GP-N

RANGKAIAN LEVEL SENSOR PAC

Gambar 4.31 Wiring Diagram Sensor Level Tangki PAC

66

L

N

24 V

8V

CONTROL CIRCUIT

GND1

E3

5

6

7 8


10

1 11

S0S1 4

E2E1

R1

POWER SUPPLY24 VDC

MCB

TERMINALX7 PLC

OMRON 61F-GP-N

RANGKAIAN LEVEL SENSOR POLIMER

Gambar 4.32 Wiring Diagram Sensor Level Tangki Polimer

Berdasarkan Gambar 4.31 dan Gambar 4.32 dapat dijelaskan

bahwa jika E1 tergenang air maka menandakan tangki penampungan

dalam keadaan terisi dan siap untuk proses. Tetapi jika E2 tidak

tergenang air maka koil 24 V dari control circuit akan mati dan

tegangan negatif akan mengalir dari power supply ke terminal X7

PLC melalui terminal TB1 yang menandakan tangki penampungan

dalam keadaan low level.

67

Gambar 4.33 memperlihatkan diagram pengkabelan sensor

level air OMRON 61F – GP – N yang dipasang pada unit Tangki air

bersih di atas (tank atas).

L

N

24 V

8V

CONTROL CIRCUIT

GND1

E3

5

6

7 8


101 11

S0S1 4

E2E1

R1

POWER SUPPLY24 VDC

MCB

TERMINALX0C PLC

OMRON 61F-GP-N

RANGKAIAN LEVEL SENSOR

TANGKI ATAS

Gambar 4.33 Wiring Diagram Sensor Level Tangki Atas

Berdasarkan Gambar 4.33 dapat dijelaskan bahwa jika air

pada tangki atas sudah penuh, maka air akan menggenangi elektroda

1 (E1) lalu mengaktifkan koil internal circuit yang akan

mengeluarkan tegangan 24 V. Kemudian setelah koil aktif, maka

internal relay akan aktif mengontak sehingga TA1 akan mengalirkan

tegangan negative DC dari power supply ke Modul QX40 dan

memberikan sinyal ke program bahwa tangki atas sudah penuh.

68

3. Pengkabelan Rangkaian Daya

Pompa yang digunakan merupakan pompa sentrifugal dengan

lilitan motor tiga fasa. Pengkabelan daya untuk rangkaian kontrol

pada pompa dapat dilihat pada Gambar 4.34.

R

S

T

M M M M M M

POMPA INTAKE

AGITATOR MIXER FLOKULASI

MIXER KOAGULASI

MIXER POLIMER

POMPA TRANSFER

K1 K2 K3 K4 K5 K6

MCB 3~ 1 MCB 3~ 2 MCB 3~ 3 MCB 3~ 4 MCB 3~ 5 MCB 3~ 6

M

POMPA TANGKI ATAS

K7

MCB 3~ 7

Gambar 4.34 Rangkaian Daya Pompa

Berdasarkan Gambar 4.34, dapat dilihat bahwa sistem

menggunakan tujuh pompa dengan motor induksi tiga fasa.

Spesifikasi dari pompa yang digunakan dapat dilihat pada Tabel

4.21.

Tabel 4.21 Spesifikasi Pompa

No Nama Alat Spesifikasi Keterangan

1 Pompa

Intake

Jenis pompa : sentrifugal

Jenis kumparan motor : Induksi 3 fasa

Tipe : YS7122

Daya : 550 W

AC 220/380 V

2.22/1.28 A

Frekuensi : 50 Hz

Massa : 7.1 kg

Nomor : C13113920

Kecepatan putaran : 2756 rpm

Alat untuk menyerap

sekaligus mendorong

air yang terdapat dalam

unit ekualisasi ke unit

koagulasi untuk

kemudian di proses

2 Agitator

Jenis mixer : agitator


Tipe : YS7122

Daya : 550 W

Alat yang berfungsi

untuk mengaduk air di

unit ekualisasi agar air

limbah menjadi

69

Voltase : AC 220/380 V

Arus : 2.22/1.28 A

Frekuensi : 50 Hz

Massa : 7.1 kg

Nomor : C13113920

Kecepatan putaran : 2756 rpm

homogen

3 Mixer

Fokulasi

Jenis mixer : Agitator


Merek : YUEMA

Tipe : Y3A712 - 4

Daya : 0.37 /0.37 /0.44 KW

Power : ∆ 220 / Y 380 / ∆ 250 VAC

Current : 1.93/1.12/1.93 A

Frekuensi : 50 / 50 / 60 Hz

Kec. Putar : 1375/1375/1650 rpm

Massa : 7.1 kg

Alat yang berfungsi

untuk mengaduk air

limbah dan larutan

polimer di unit

flokulasi agar air

limbah dapat tercampur

dengan larutan polimer

dan membentuk flok

4 Mixer

Koagulasi



Merek : YUEMA

Tipe : Y3A712 - 4

Daya : 0.37 /0.37 /0.44 KW

Power : ∆ 220 / Y 380 / ∆ 250 VAC

Current : 1.93/1.12/1.93 A


Kec. Putar : 1375/1375/1650 rpm

Massa : 7.1 kg

Alat yang berfungsi

untuk mengaduk air

limbah dan larutan

PAC di unit koagulasi

agar air limbah dapat

tercampur dengan

larutan PAC sehingga

pH air limbah

5 Mixer

Polimer



Merek : YUEMA

Tipe : Y3A712 - 4

Daya : 0.37 /0.37 /0.44 KW

Power : ∆ 220 / Y 380 / ∆ 250 VAC

Current : 1.93/1.12/1.93 A


Kec. Putar : 1375/1375/1650 rpm

Massa : 7.1 kg

Alat yang berfungsi

untuk mengaduk

larutan di unit

penampungan cairan

kimia polimer agar

larutan dapat tercampur

dan tidak menggumpal

6 Pompa

Transfer



Daya : 0.37 /0.37 KW

Power : ∆ 220 / Y 380 VAC

Current : 1.93/1.12 A

Frekuensi : 50 / 60 Hz

Kec. Putar : 1375/1375 rpm

Alat untuk menyerap

sekaligus mendorong


unit final tank ke badan

air

7

Pompa

Tangki

Atas



Daya : 0.37 /0.37 KW

Alat untuk menyerap

sekaligus mendorong


70

Power : ∆ 220 / Y 380 VAC

Current : 1.93/1.12 A

Frekuensi : 50 / 60 Hz

Kec. Putar : 1375/1375 rpm

unit final tank ke

tangka penyimpanan air

diatas untuk

pemanfaatan air limbah

4.2 Perancangan Program dan Konfigurasi

4.2.1 Konfigurasi PLC

Sistem pengolahan air limbah ini menggunakan PLC sebagai

perangkat kontrolnya. PLC yang digunakan yaitu PLC dengan tipe modular

sehingga harus di konfigurasi terlebih dahulu agar CPU dan modul modul

yang terpasang pada base unit dapat terhubung satu sama lain sehingga

sekuen program dapat berjalan sesuai dengan semestinya. Tabel 4.22

merupakan parameter-parameter dari konfigurasi PLC yang penulis gunakan.

Sedangkan langkah-langkah untuk konfigurasi dapat dilihat pada Lampiran 2.

Tabel 4.22 Konfigurasi PLC

Parameter I/O PLC

No Slot Tipe Nama Model Jumlah Poin Alamat mulai I/O

1 PLC PLC Q02H -

2 0 Intelligent QJ71E71 32 poin 0000

3 1 Input QX40 16 poin 0020

4 2 Output QY10 16 poin 0030

5 3 Intelligent Q64AD 16 poin 0040

6 4 Intelligent Q64DAN 16 poin 0050

Parameter Jaringan PLC

1 Tipe Jaringan Ethernet

2 Nomor Mulai I/O 0000

3 Nomor Jaringan 1

4 Nomor Grup 0

5 Nomor Stasiun 1

6 Mode Online

Pengaturan Pengoperasian Ethernet

1 Data Kode Komunikasi Kode Biner

2 Initial Timing Always wait for OPEN (Communication possible

at STOP time)

3 Format Masukan Desimal

4 Alamat IP 192.168.1.254

5 Send Frame Setting Ethernet (v2.0)

71

6 TCP existence

confirmation setting

Use the KeepAlive

Open System Protocol

1 TCP Open System = Active

Fixed Buffer = Send

Fixed Buffer Communication Procedure =

Procedure Exist

Pairing Open = Disable

Existence Confirmation = No Confirm

Host Station Port No. = 5001

Alamat IP = 192.168.1.254

Nomor Port Tujuan = 5001

2 TCP Open System = MELSOFT Connection

4.2.2 Konfigurasi PLC dengan Interface

Sistem pengolahan air limbah juga dapat di pantau dan di kontrol

melalui interface. Interface yang digunakan yaitu Wonderware Intouch.

Konfigurasi untuk menghubungkan PLC dengan interface dapat dilihat pada

Tabel 4.23. Sedangkan langkah-langkah untuk konfigurasi dapat dilihat pada

Lampiran 3.

72

Tabel 4.23 Konfigurasi Interface

System Management Console

1 Jenis Server DASever

2 Grup Grup Default

3 Node Lokal

4 Nama Server Archestra DASMTEthernet

5 Konfigurasi

Device Group Update Interval = 1000 ms

Slow Poll Interval = 10000 ms

Transaction to Subscription Ratio = 2

Transaction Message Timeout = 60000 ms

Server Protocol Timer = 50 ms

Diagnostic Backlog Size = 0

Maximum Queued Transaction = 75

Maximum Queued Updates = 1

DDE/SuiteLink Timer Tick = 50 ms

Poke Mode = Optimization Mode

System Items = Enable

Unique Device Groups = Enable

6 Konfigurasi Channel

Network Interface Adapter = Default

Write/Read Duty Cycle = 10 writes from

every 1 read

7 Konfiguras Device

Model = Seri Q

ID Perangkat = 192.168.1.254:N001:001

Protokol Timeout Koneksi = 3 detik

Protokol Reply Timeout = 250 ms

Protokol Fail After = 3 succesive timeouts

Protokol IP = UDP

Nomor Port = 5000

Low-order word first = enable

Synchronization Method = disable

Device Group = MITSUI

Access Name

1 Akses MITSUI

2 Nama Aplikasi DASMTEthernet

3 Nama Topik MITSUI

4 Protokol SuiteLink

5 When to advise server Advise only active items

73

4.2.3 Pengalamatan I/O Pada Program

Program menggunakan bahasa Ladder Diagram pada section MAIN.

Sesuai dengan konfigurasi PLC pada poin nomor 4.2.1, maka pengalamatan

I/O dapat dilihat pada Tabel 4.24.

Tabel 4.24 Pengalamatan I/O Pada Program

No Keterangan Alamat

i. Discrete Input

1 Control ON X20

2 Mode Auto X21

3 Level High Ekualisasi X22

4 Level Low Ekualisasi X23

5 High Level Final Tank X24

6 Low Level Final Tank X25

7 Level Low PAC X26

8 Level Low Polimer X27

9 Stop X28

10 Mode Manual X29

11 Tombol ON X2A

12 Start Blowdown Manual X2B

13 Level Tangki Atas X2C

14 Buka Bypass X2D

ii. Discrete Output

15 Indikator Kontrol Y30

16 Pompa Intake Y31

17 Agitator Y32

18 Pompa PAC Y33

19 Pompa Polimer Y34

20 Mixer Flokulasi Y35

21 Mixer Koagulasi Y36

22 Mixer Polimer Y37

23 Pompa Transfer Y38

24 Pompa Tangki Atas Y39

25 Indikator Auto Y3A

26 Indikator Manual Y3B

27 Solenoid Valve Blowdown Y3C

28 Alarm PAC Y3D

29 Alarm Polimer Y3E

30 Solenoid Valve Out Y3F

iii. Analog Input

34 Channel 1 IN (pH) D0

35 Channel 3 IN (TDS) D2

iv. Analog Output

74

36 Channel 1 OUT PAC Valve D19

37 Channel 1 Enable/Disable Y51

38 Channel 2 OUT Polimer Valve D20

39 Channel 2 Enable/Disable Y52

4.2.4 Flowchart

Pengoperasian WWTP untuk proses pengolahan air limbah akan

dilakukan secara terprogram dengan menggunakan PLC sebagai perangkat

pengendalinya. Terdapat dua metode dalam proses pengolahan limbah pada

sistem. Gambar 4.35 memperlihatkan program untuk mode auto, sedangkan

untuk keseluruhan program terlampir.

Gambar 4.35 Potongan Program Sistem Pengolahan Air Limbah

Metode pertama yaitu dengan menggunakan mode auto yang

pengaturan parameter dan pengaktifan perangkat pendukung sistem dilakukan

penuh oleh sekuen program dengan memanfaatkan nilai input dari perangkat

masukan (sensor, selector switch, push button) yang terhubung dengan PLC

sehingga sistem dapat berjalan tanpa adanya inputan manual yang dilakukan

oleh operator. Sedangkan pengoperasian plant dengan metode yang kedua

yaitu mode manual, operator harus mengaktifkan perangkat-perangkat

pendukung sistem secara manual dan mengatur parameter-parameternya

75

sendiri agar sistem dapat mengolah limbah dengan baik. Flowchart program

dari sistem kontrol pengolahan air limbah dapat dilihat pada Gambar 4.36,

Gambar 4.37, Gambar 4.38, dan Gambar 4.39.

START

Kontrol ON

Tekan tombol untuk

pilih mode (Auto/

Manual)

Tangki kimia terisi

dan alarm mati

AUTO MANUAL

Level air unit

equalisasi =

normal

Mode yang

dipilih?

NO

Sensor level

ekualisasi

deteksi air

A

Switch ON

Aktifkan aktuator

proses (via hmi)

Atur nilai +/-

pembukaan valve

PAC dan Polimer

E

Sensor

membaca

data analog

42

1 3

Gambar 4.36 Flowchart Program 1

76

A

Aktuator

proses aktif

Motorized valve terbuka

dengan nilai default

pH = 6?

Pembukaan

motorized valve

PAC bertambah

Pembukaan

motorized valve

PAC berkurang/

tertutup

YES

Proses

Flokulasi

Flok besar

terbentuk?

NO

Pompa dan

Pengaduk

Proses

Pompa Intake

Agitator

Pompa PAC

Pompa PAC

Pompa

Polimer

Mixer

Flokulasi

Mixer

Koagulasi

Mixer

Polimer

Proses

sedimentasi

YES

B

Proses 10

menit?

YES

NO

C

Proses Koagulasi

pH > 6pH < 6


77

Solenoid Valve

Blowdown

terbuka 2 menit

Proses

Blowdown

otomatis

B C

Air overflow ke unit

penampungan

Proses

penyaringan

di unit filter

Air overflow ke unit

final tank

Sensor normal

final tank = 1?

Transfer air

dengan pompa

transfer

TDS < 1200?

Dibuang ke saluran

air (solenoid valve

out aktif)

Mengalir ke unit

ekualisasi

YES

YES

NO

2

Sensor level

tangki atas = 0?

Transfer air

dengan pompa

tangki atas

Ada air di final

tank? (sensor

level)

NO

YES

NO

YES

Sensor level

tangki atas = 1?

NO

Pompa tangki

atas mati

YES

NO

F

1


78

E

Cek nilai pH (lihat

nilai pada HMI atau

ukur dengan pH meter)

Motorized

valve terbuka

dengan nilai

default

Aktuator

proses aktif

Sesuaikan nilai

pembukaan motorized

valve dengan

menambah atau

mengurangi nilainya

(via hmi)

Proses Koagulasi

Cek keadaan

sludge

Switch ON atau klik

tombol pada hmi untuk

membuka solenoid valve

blowdown

3

Switch ON atau klik tombol

di HMI untuk mengaktifkan

pompa transfer

Cek nilai TDS (lihat

nilai pada HMI atau

ukur dengan TDS

meter)

Putar selector switch ke

posisi ON atau klik tombol

di HMI untuk membuka

solenoid valve out

G

END


79

4.3 Perancangan Interface

Interface digunakan sebagai alat monitoring dan alat kontrol jarak jauh.

Interface yang penulis buat menggunakan 4 jendela yaitu jendela login, jendela

menu, jendela panel, dan jendela monitoring plant. Antar muka ini menggunakan

sistem keamanan khusus sehingga untuk membuka jendela panel atau monitoring

harus melakukan log in terlebih dahulu. Jendela menu digunakan untuk memilih

jendela yang ingin dibuka setelah login. Jendela panel digunakan untuk

memonitoring sekaligus mengontrol jalannya proses (mode manual). Jendela

monitoring plant hanya dapat digunakan untuk melihat input/output serta

parameter-parameter yang sedang berjalan.

Gambar 4.40 memperlihatkan jendela login agar pengguna dapat

mengakses sesuai dengan akunnya. Terdapat tiga akun yaitu Administrator yang

ditujukan untuk user, akun operator yang ditujukan untuk operator dan akun guest

yang ditujukan untuk pengunjung atau tamu yang ingin melihat proses pengolahan

limbah pada IPAL. Pada jendela login, pengguna harus memasukkan username

dan password sesuai dengan level pengguna (user, operator dan pengunjung) agar

dapat mengakses jendela selanjutnya.

Gambar 4.40 Jendela Log In

Gambar 4.41 memperlihatkan jendela menu untuk memilih jendela mana

yang akan dibuka. Pada jendela ini terdapat tiga word button yaitu button main

panel untuk menampilkan jendela main panel, button plant untuk menampilkan

jendela plant dan button log out untuk kembali ke jendela login.

80

Gambar 4.41 Jendela Menu

Gambar 4.42 memperlihatkan tampilan dari jendela main panel. Jendela

main panel hanya dapat di akses oleh pengguna dengan akses level yang tinggi

(Administrator dan operator) sedangkan jika yang login merupakan pengunjung

(guest) maka button main panel tidak akan bisa di pilih (lihat pada Gambar 4.41

button main panel tidak aktif). Pada jendela main panel, user dan operator dapat

memantau dan menjalankan sistem dengan mengaktifkan tombol-tombol yang ada

pada jendela serta dapat mengatur nilai-nilai pembukaan motorized valve ketika

dalam mode manual.

Pada jendela main panel terdapat tab main control yang berfungsi untuk

mengaktifkan dan memberhentikan sistem serta memilih mode sistem, tab

actuator untuk menampilkan aktuator (pompa, solenoid valve) mana saja yang

aktif, tab analog value untuk menampilkan nilai analog, tab manual activation

untuk mengaktifkan pompa dalam mode manual, tab unit penampungan untuk

menampilkan level penampungan dan tab manual control untuk mengaktifkan

proses manual pada saat mode manual telah dipilih. Detail dari setiap tab dapat

dilihat pada butir 4.4.1 di Tabel 4.25.

81

Gambar 4.42 Jendela Main Panel

Gambar 4.43 memperlihatkan tampilan untuk jendela plant. Jendela ini

ditujukan untuk semua level akses dari administrator, operator dan pengguna tamu

atau pengunjung (user guest). Jendela ini hanya digunakan untuk monitoring plant

saja tetapi tidak dapat digunakan untuk menjalankan sistem seperti jendela main

panel.

Gambar 4.43 Jendela Monitoring

82

4.4 Cara Pengujian

Pengujian pada sistem dapat dilakukan secara monitoring pada Personal

Computer (PC) atau dengan melihat indikator (pilot lamp) yang ada pada panel

kontrol. Selain pengujian pada sistem, pengujian pada proses kerja juga harus

dilakukan untuk menyesuaikan kondisi lapangan dengan sistem. Berikut adalah

cara pengujian dan parameternya.

4.4.1 Pengujian I/O Pada Antar Muka

Pengujian perangkat masukan dan pengeluaran dapat dilakukan

melalui antar muka pada Personal Computer (PC). Antar muka dibuat dengan

menggunakan software Wonderware Intouch. Antar muka yang dibuat bukan

hanya digunakan untuk melihat atau membaca kontak/instruksi yang aktif

(fungsi Read) tetapi juga dapat memberikan perintah langsung dari antar

muka ke PLC sistem (fungsi Write). Pengujian perangkat input/output serta

alamat, tagname dan keterangan fungsi dapat dilihat pada Tabel 4.25.

Tabel 4.25 Hasil Pengujian I/O Pada Antar Muka

No Perangkat Yang

Diuji

Alamat

PLC Tagname R/W Keterangan

Status

G NG

MAIN CONTROL TAB

1 Tombol Control X20 MAIN R/W Mengaktifkan sistem √

2 Tombol Auto X21 AUTO R/W Memilih mode Auto √

3 Tombol Manual X29 MANUAL R/W Memilih mode

manual √

4 Tombol Stop X28 STOP R/W Memberhentikan

sistem √

5 Indikator

Kontrol Y30

INDIKATOR_

CONTOL R

Indikator sistem

sedang aktif √

6 Indikator Auto Y3A AUTO_IND R Indikator mode auto

sedang aktif √

7 Indikator Y3B MAN_IND R Indikator mode √

83

Manual manual sedang aktif

8 Indikator Stop M63 STOP R Indikator sistem

berhenti √

ACTUATOR TAB

9 Pompa Intake Y31 INTAKE_

PUMP R

Indikator pompa

intake sedang aktif √

10 Agitator Y32 AGITATOR R Indikator agitator

sedang aktif √

11 Pompa PAC Y33 PAC_PUMP R Indikator pompa

PAC sedang aktif √

12 Pompa Polimer Y34 POL_PUMP R Indikator pompa

polimer sedang aktif √

13 Mixer Flokulasi Y35 MIX_FLO R

Indikator mixer

flokulasi sedang

aktif

√

14 Mixer

Koagulasi Y36 MIX_KO R

Indikator mixer

koagulasi sedang

aktif

√

15 Mixer Polimer Y37 MIX_POL R Indikator mixer

polimer sedang aktif √

16 Pompa Transfer Y38 TRANSF_

PUMP R

Indikator pompa

transfer sedang aktif √

17 Pompa Tangki

Atas Y39

P_TANK_

ATAS R

Indikator pompa

tangki sedang aktif √

18 Solenoid Valve

Blowdown Y3C SV_BD R

Indikator blowdown

sedang aktif √

19 Solenoid Valve

Out Y3F SV_OUT R

Indikator solenoid

valve sedang terbuka √

ANALOG VALUE TAB

20 Tampilan pH

Value D0 pH_VALUE R

Menampilkan nilai

pembacaan input

channel 1 – sensor

pH

√

21 Tampilan TDS D2 TDS_VAL R Menampilkan nilai

pembacaan input √

84

Value channel 3 – sensor

konduktivitas (TDS)

22 Indikator Asam M26 pH_ACIDS R Indikator pH kurang

dari 6 √

23 Indikator Netral M25 pH_NETRAL R Indikator pH berada

di range 6 – 6.5 √

24 Indikator Basa M27 pH_BASES R Indikator pH lebih

dari 6.5 √

25 Indikator TDS

Rendah M59

TDS_

RENDAH R

Indikator nilai TDS

dalam air hasil

proses rendah

√

26 Indikator TDS

Tinggi M58 TDS_TINGGI R

Indikator nilai TDS

dalam air hasil

proses tinggi

√

27 Nilai PAC D19 MOTORIZED

_V_PAC R

Menampilkan nilai

analog channel

output 1 –

pembukaan kontrol

valve PAC

√

29 Nilai Polimer D20 MOTORIZED

_V_POL R

Menampilkan nilai

analog channel

output 2 –

pembukaan kontrol

valve polimer

√

30 Textbox Nilai

Set PAC M33

SET_MAN_

PAC_VALUE W

Textbox untuk

menginput nilai

pembukaan valve

PAC

√

31 Textbox Nilai

Set Polimer M34

SET_MAN_

POL_VALUE W

Textbox untuk

menginput nilai

pembukaan valve

polimer

√

32 Tombol

Increment PAC M30 PLUS_PAC W

Menambah nilai

pembukaan valve

PAC dengan nilai

yang telah disetting

pada textbox

√

33 Tombol

Decrement M31 MINUS_PAC W

Mengurangi nilai

pembukaan valve

PAC dengan nilai

√

85

PAC yang telah disetting

pada textbox

34

Tombol

Increment

Polimer

M32 PLUS_

POLIMER W

Menambah nilai

pembukaan valve

polimer dengan nilai


pada textbox

√

35

Tombol

Decrement

Polimer

M33 MINUS_

POLIMER W

Menambah nilai

pembukaan valve

polimer dengan nilai


pada textbox

√

MANUAL ACTIVATION TAB

36 Tombol ON

Pompa Intake M34 ON_INTAKE W

Mengaktifkan

pompa intake dalam

mode manual

√

37 Tombol OFF

Pompa Intake M35 OFF_INTAKE W

Mematikan pompa

intake dalam mode

manual

√

38 Tombol ON

Agitator M36 ON_AGI W

Mengaktifkan

agitator dalam mode

manual

√

39 Tombol OFF

Agitator M37 OFF_AGI W

Mematikan agitator

dalam mode manual √

40 Tombol ON

Pompa PAC M38 ON_P_PAC W

Mengaktifkan

pompa PAC dalam

mode manual

√

41 Tombol OFF

Pompa PAC M39 OFF_P_PAC W

Mematikan pompa

PAC dalam mode

manual

√

42 Tombol ON

Pompa Polimer M40 ON_P_POL W

Mengaktifkan

pompa polimer

dalam mode manual

√

43 Tombol OFF

Pompa Polimer M41 OFF_P_POL W

Mematikan pompa

polimer dalam mode

manual

√

44 Tombol ON

Mixer Flokulasi M42

ON_MIX

_FLO W

Mengaktifkan mixer

flokulasi dalam

mode manual

√

86

45 Tombol OFF

Mixer Flokulasi M43

OFF_MIX

_FLO W

Mematikan mixer

flokulasi dalam

mode manual

√

46

Tombol ON

Mixer

Koagulasi

M44 ON_MIX_KO W

Mengaktifkan mixer

koagulasi dalam

mode manual

√

47

Tombol OFF

Mixer

Koagulasi

M45 OFF_MIX

_KO W

Mematikan mixer

koagulasi dalam

mode manual

√

48 Tombol ON

Mixer Polimer M46

ON_MIX

_POL W

Mengaktifkan mixer

polimer dalam mode

manual

√

49 Tombol OFF

Mixer Polimer M47

OFF_MIX

_POL W

Mematikan mixer

polimer dalam mode

manual

√

50 Tombol ON

Pompa Transfer M48 ON_P_TRF W

Mengaktifkan

pompa transfer

dalam mode manual

√

51 Tombol OFF

Pompa Transfer M49 OFF_P_TRF W

Mematikan pompa

transfer dalam mode

manual

√

SENSOR TAB

52

Sensor Level

Ekualisasi

(High)

X22 EQ_HIGH R

Indikator level high

pada ekualisasi

menyala

√

53

Sensor Level

Ekualisasi

(Low)

X23 EQ_LOW R

Indikator level low

pada ekualisasi

menyala

√

54

Sensor Level

Final Tank

(High)

X24 FT_HIGH R

Indikator level

normal pada final

tank menyala

√

55

Sensor Level

Final Tank

(Low)

X25 FT_LOW R

Indikator level low

pada final tank

menyala

√

56 Sensor Level

PAC (Low) X26 PAC_LOW R

Indikator level low

pada tangki PAC

menyala

√

57 Sensor Level X27 POL_LOW R Indikator level low √

87

Polimer (Low) pada tangki polimer

menyala

58

Sensor Level

Tangki Atas

(Normal)

X2C TANK_ATAS R

Indikator level high

pada tangki atas

menyala

√

59 Alarm PAC Y3D ALARM_PAC R Indikator tangki

PAC low √

60 Alarm Polimer Y3E ALARM_POL R Indikator tangki

polimer low √

MANUAL CONTROL TAB

61 Switch

ON/OFF Proses X2A ON_BTN R/W

Mengaktifkan dan

menonaktifkan

proses dalam mode

manual

√

62

Switch

Start/Stop

Blowdown

X2B BD_MAN R/W

Mengaktifkan dan

menonaktifkan

blowdown dalam

mode manual

√

63

Switch

Open/Close

Bypass

X2D BYPASS R/W

Membuka dan

menutup valve

bypass dalam mode

manual

√

4.4.2 Cara Pengujian Proses Kerja

Pengujian pada proses dapat dilakukan secara monitoring melalui

gerakan output ataupun status led yang ada pada PLC, indikator pada

interface dan indikator lampu dari panel kontrol. Berikut adalah tabel yang

menunjukkan cara pengujian pada proses sistem pengolahan air limbah untuk

memeriksa fungsi dari masing-masing perangkat keluaran yang terhubung

pada PLC. Berikut adalah cara mengetahui parameter keberhasilan pengujian

proses kerja dapat dilihat pada Tabel 4.26.

88

Tabel 4.26 Parameter Pengujian Proses Kerja

No Check Point Status

G NG

Kondisi Normal

1 Saat MCB diaktifkan maka sensor aktif, PLC aktif dan mulai membaca,

indikator menyala. √

2 Sensor mendeteksi keadaan, tetapi selama tombol kontrol utama belum

ditekan proses tidak berjalan √

3 Ketika tombol emergency ditekan power terputus, indikator mati √

4 Ketika tombol emergency release power kembali terhubung, indikator

menyala √

5 Ketika tombol proses utama ditekan, indikator kontrol aktif. √

6 Ketika mode tidak dipilih, tetapi kontrol dan sensor aktif maka proses tidak

akan berjalan √

7

Ketika mode manual dipilih, indikator akan aktif dan proses tidak akan

berjalan jika aktuator tidak diaktifkan secara manual juga walaupun sensor

mendeteksi

√

8 Ketika mode auto yang dipilih, indikator auto akan aktif dan proses akan

berjalan jika sensor mendeteksi √

9

Ketika sensor level tangki atas mendeteksi kurang air (tidak kontak) maka

pompa transfer tangki atas akan menyala sampai sensor mendeteksi adanya

air (kontak)

√

10 Ketika tombol stop ditekan, maka semua proses akan berhenti √

Pengoperasian Mode Manual

11 Ketika indikator kontrol dalam keadaan aktif, lalu memilih mode manual

maka indikator manual akan aktif √

12

Ketika mode manual dipilih dan selector switch pada posisi on atau dengan

menekan tombol switch on/off manual pada interface maka mode manual

aktif

√

13 Ketika mode manual aktif dan tombol on pompa intake pada interface

ditekan, maka pompa intake akan aktif √

14 Ketika mode manual aktif dan tombol on pompa intake pada interface

ditekan, maka pompa intake akan aktif √

15 Ketika mode manual aktif dan tombol off pompa intake pada interface

ditekan, maka pompa intake akan mati √

89

16 Ketika mode manual aktif dan tombol on agitator pada interface ditekan,

maka agitator akan aktif √

17 Ketika mode manual aktif dan tombol off agitator pada interface ditekan,

maka agitator akan mati √

18 Ketika mode manual aktif dan tombol on pompa PAC pada interface

ditekan, maka pompa PAC akan aktif √

19 Ketika mode manual aktif dan tombol off pompa PAC pada interface

ditekan, maka pompa PAC akan mati √

20 Ketika mode manual aktif dan tombol on pompa polimer pada interface

ditekan, maka pompa polimer akan aktif √

21 Ketika mode manual aktif dan tombol off pompa polimer pada interface

ditekan, maka pompa polimer akan mati √

22 Ketika mode manual aktif dan tombol on mixer flokulasi pada interface

ditekan, maka mixer flokulasi akan aktif √

23 Ketika mode manual aktif dan tombol off mixer flokulasi pada interface

ditekan, maka mixer flokulasi akan mati √

24 Ketika mode manual aktif dan tombol on mixer koagulasi pada interface

ditekan, maka mixer koagulasi akan aktif √

25 Ketika mode manual aktif dan tombol off mixer koagulasi pada interface

ditekan, maka mixer koagulasi akan mati √

26 Ketika mode manual aktif dan tombol on mixer polimer pada interface

ditekan, maka mixer polimer akan aktif √

27 Ketika mode manual aktif dan tombol off mixer polimer pada interface

ditekan, maka mixer polimer akan mati √

28 Ketika mode manual aktif dan tombol on pompa transfer pada interface

ditekan, maka pompa transfer akan aktif √

29 Ketika mode manual aktif dan tombol off pompa transfer pada interface

ditekan, maka pompa transfer akan mati √

30

Ketika mode manual dipilih dan selector switch blowdown berada pada

posisi on atau dengan menekan tombol switch start/stop blowdown pada

interface (lampu hijau) maka solenoid valve blowdown akan terbuka dan

proses blowdown manual berjalan

√

31

Ketika selector switch blowdown diputar pada posisi off atau menekan

tombol switch start/stop blowdown sekali lagi (lampu merah) maka

solenoid valve blowdown akan tertutup dan proses blowdown manual mati

√

32 Ketika mode manual dipilih dan selector switch baypass berada pada posisi

on atau dengan menekan tombol switch open/close baypass pada interface √

90

(lampu hijau) maka solenoid valve bypass akan terbuka dan proses

pembuangan air ke saluran secara manual berjalan

33

Ketika selector switch bypass diputar pada posisi off atau menekan tombol

switch open/close bypass sekali lagi (lampu merah) maka solenoid valve

bypass akan tertutup dan proses pembuangan air ke saluran secara manual

mati

√

34 Ketika mode manual dipilih pembukaan valve (PAC dan polimer) dapat

diatur dengan menginput angka pembukaan pada textbox di interface √

35

Ketika tombol increment [+] valve PAC ditekan maka inputan angka pada

textbox akan ditambahkan ke nilai output channel 1 dan bukaan valve

semakin besar

√

36

Ketika tombol decrement [-] valve PAC ditekan maka inputan angka pada

textbox akan mengurangi nilai output channel 1 dan bukaan valve semakin

kecil

√

37

Ketika tombol increment [+] valve polimer ditekan maka inputan angka

pada textbox akan ditambahkan ke nilai output channel 2 dan bukaan valve

semakin besar

√

38

Ketika tombol decrement [-] valve polimer ditekan maka inputan angka

pada textbox akan mengurangi nilai output channel 2 dan bukaan valve

semakin kecil

√

39

Ketika selector switch kontrol ke posisi off atau tombol switch on/off pada

interface ditekan sekali lagi (lampu merah) maka proses manual akan

berhenti

√

Pengoperasian Mode Auto

40 Ketika tombol auto ditekan maka mode auto terpilih dan indikator auto

akan aktif √

41 Ketika mode auto aktif tetapi sensor level tangki penampungan kimia (PAC

dan polimer) mendeteksi low maka proses tidak akan berjalan √

42

Ketika tangki penampungan kimia (PAC dan polimer) terisi tetapi sensor

level high pada unit ekualisasi belum aktif (tidak kontak) maka proses

pengolahan tidak akan berjalan

√

43

Jika sensor level high pada unit ekualisasi kontak dan tangki penampungan

kimia dalam keadaan terisi maka proses pengolahan akan berjalan (aktuator

proses aktif)

√

44

Sensor pH akan membaca nilai pH dan jika nilai pH air limbah kurang dari

nilai yang telah ditentukan (pH asam) maka pembukaan valve PAC akan

dikurangi secara otomatis

√

91

45 Jika nilai pH air limbah lebih dari nilai yang telah ditentukan (pH basa)

maka pembukaan valve PAC akan ditambah secara otomatis √

46 Pembukaan valve polimer sesuai nilai default √

47 Ketika sensor level low pada unit ekualisasi kontak maka proses akan mati √

48 Ketika mode auto aktif dan sensor level high final tank aktif (kontak) maka

pompa transfer akan aktif √

49 Ketika mode auto aktif dan sensor level low final tank aktif (kontak) maka

pompa transfer akan mati √

50

Sensor konduktivitas akan membaca nilai konduktivitas dalam air hasil

proses pada final tank dan di konversi menjadi TDS. Nilai ditampilkan pada

interface

√

51 Jika nilai TDS rendah maka solenoid valve bypass akan terbuka dan air

mengalir ke saluran air √

52 Jika nilai TDS tinggi maka solenoid valve bypass akan tertutup dan air

mengalir kembali ke unit equalisasi √

53 Program timer akan aktif ketika proses auto berjalan dan ketika proses

sudah 10 menit maka valve blowdown akan terbuka selama 2 menit √

Kondisi Tidak Normal

54 Ketika sensor level penampungan kimia (PAC dan polimer) mendeteksi

keadaan low maka alarm akan aktif dan proses akan berhenti √

55 Ketika tombol stop ditekan maka seluruh sistem kontrol dan proses akan

berhenti (auto/manual) √

4.5 Evaluasi Perancangan

Evaluasi perancangan yang penulis buat merupakan perkiraan secara

teoritis terkait hasil yang akan diperoleh jika sistem kendali proses diterapkan

pada instalasi pengolahan air limbah. Perkiraan hasil yang akan diperoleh dapat

dilihat dari beberapa aspek yaitu pengurangan beban kerja operator, kualitas hasil

air limbah yang telah terproses dapat selalu dipantau agar sesuai dengan regulasi

pemerintah, konsistensi proses, safety dan sistem menjadi close loop.

92

4.5.1 Pengurangan beban kerja

Perancangan sistem kendali proses dan monitoring Instalasi

Pengolahan Air Limbah berdampak positif bagi perusahaan karena dapat

menjadi acuan untuk melakukan pembaruan pada IPAL yang ada. Setelah

dilakukan perancangan sistem, dapat memiliki referensi untuk membangun

dan mengimplementasikan sistem kontrol ini secara mandiri tanpa harus

menggunakan jasa dari pihak ketiga yang berarti dapat mengurangi anggaran

pengeluaran Departemen.

Pengolahan air limbah yang tidak sesuai dikarenakan kesalahan

terhadap pemahaman setiap operator dalam menjalankan instruksi kerja yang

ada menyebabkan pengolahan air limbah tidak efisien. Hal tersebut yang

dapat mencemari lingkungan dan melanggar regulasi pemerintah. Dengan

adanya sistem kontrol dan monitoring ini, diharapkan proses dapat berjalan

sesuai dengan instruksi kerja yang ada dan parameter-parameter yang ada

dapat memenuhi kriteria checksheet dengan benar. Selain untuk membenahi

metode dalam pengoperasian plant, dengan adanya sistem kontrol ini beban

kerja dari operator juga berkurang sehingga operator bisa mengerjakan

pekerjaan lain yang masih harus dilakukan secara manual seperti

pengarungan sludge dan pengisian tangki kimia.

Berkurangnya beban kerja operator juga dapat menjadi salah satu

pertimbangan untuk mengurangi jumlah operator perhari. Jumlah operator

untuk mengoperasikan plant yaitu tiga orang yang terbagi dalam tiga shift.

Sehingga jika beban kerja operator berkurang dari yang tadinya harus

mengerjakan proses secara manual pershift, dapat dikurangi menjadi satu

operator untuk satu shift perhari karena hampir 85% proses telah dikerjakan

oleh sistem.

4.5.2 Kualitas hasil air

Perancangan sistem kendali proses pengolahan air limbah

menggunakan sensor pH sebagai pendeteksi nilai pH pada unit flokulasi,

sensor konduktivitas sebagai pendeteksi nilai konduktivitas dalam air yang

93

selanjutnya akan di program agar nilai konduktivitas yang terbaca dapat

dikonversikan ke nilai TDS. Nilai-nilai dari hasil pembacaan sensor akan di

tampilkan di interface yang dibuat menggunakan software Wonderware

Intouch serta nilai-nilai hasil pembacaan sensor akan menjadi parameter

untuk menentukan besarnya bukaan motorized control valve dan aktif

tidaknya solenoid valve bypass yang digunakan sebagai perangkat pembuka

dan penutup pipa secara terprogram.

Adanya sensor, solenoid valve, kontrol valve (motorized valve) dan

interface pada sistem dapat memastikan pengolahan air limbah dapat berjalan

dengan baik secara terprogram dan dapat terpantau secara langsung tanpa

harus melakukan pengecekan secara manual di lapangan seperti metode

sebelumnya yang masih manual sehingga kualitas air limbah hasil proses

dapat memenuhi regulasi pemerintah yaitu nilai air hasil proses berada di pH

6 – 9, lumpur terpisah dari air sehingga air hasil proses menjadi jernih, air

yang dibuang ke saluran air <1500 ppm dan jika air >1500 ppm akan

dialirkan kembali ke unit ekualisasi dan juga dengan adanya interface, user

dapat memantau keadaan plant secara langsung sehingga ketika terdapat

masalah atau keadaan abnormal pada plant, user akan segera mengetahui dan

dapat merencanakan serta melakukan tindakan perbaikan dengan cepat.

4.5.3 Konsistensi proses

Pada metode pengoperasian sebelumnya yang masih menggunakan

metode manual terdapat banyak masalah salah satunya pemahaman operator

yang berbeda-beda terhadap proses pengolahan limbah yang menyebabkan

pengolahan menjadi tidak konsisten sehingga timbul berbagai masalah baru

seperti air hasil proses masih belum memenuhi standar, peluapan air limbah

di unit penampungan karena tidak terproses dan banjir pada IPAL. Sistem

pengolahan air limbah yang dirancang menggunakan PLC sebagai kendali

terprogram dapat mengatasi pengolahan air limbah yang tidak konsisten.

94

PLC yang akan digunakan telah diprogram sesuai dengan flowchart

yang telah dibuat berdasarkan standar operasional prosedur dan instruksi

kerja yang ada agar pengolahan air limbah dapat berjalan secara konsisten

dan stabil sesuai dengan sekuen program yang dibuat sehingga dapat

menghindari kesalahan yang terjadi karena perbedaan pemahaman dalam

pengoperasian plant oleh operator.

4.5.4 Safety

Instalasi pengolahan air limbah yang ada merupakan instalasi

pengolahan air limbah buangan kegiatan blowdown mesin boiler yang

suhunya mencapai 300°C. pada saat blowdown, air limbah akan mengalir ke

unit ekualisasi dengan tekanan yang besar sehingga ketika level unit

ekualisasi sudah melebihi batas normal (lebih dari 75% kedalaman) maka air

limbah yang masih panas akan beriak dan memercikan air limbah panasnya

kemana – mana. Selain memercikan air limbah yang panas, ketika mesin

boiler melakukan blowdown, pada unit ekualisasi terjadi percampuran air

limbah bersuhu tinggi dengan udara bersuhu rendah yang menyebabkan

adanya uap panas.

Unit ekualisasi berada tepat disamping tangga yang menuju ke panel

utama dan unit yang berada di pengolahan atas (unit koagulasi, unit flokulasi

dan unit clarifier). Banyaknya aktivitas operator yang mengharuskan mereka

untuk menaiki tangga menuju unit – unit pengolahan yang berada diatas dapat

menimbulkan bahaya bagi keselamatan, keamanan dan kesehatan operator

seperti terkena percikan air limbah bersuhu tinggi dan terkena uap panas

ketika mesin boiler sedang melakukan proses blowdown.

Sistem kendali proses instalasi pengolahan air limbah dirancang untuk

mengatasi masalah terkait keselamatan kerja operator IPAL. Adanya sistem

kendali yang dapat mengatur jalannya proses pengolahan air limbah secara

otomatis dapat mengurangi bahaya yang berpotensi mencelakai operator

ketika bekerja karena proses pengolahan air limbah dikerjakan oleh sistem

95

kendali dengan PLC sebagai perangkat kendalinya sehingga operator tidak

perlu lagi melakukan banyak aktivitas di unit pengolahan yang berada di atas.

4.5.5 Sistem kendali menjadi close loop system

Pada metode sebelumnya yang masih berupa sistem lingkar terbuka di

mana air limbah yang masuk ke unit penampungan akan di proses oleh

instalasi pengolahan air limbah yang ada. Kemudian hasilnya akan dibuang

ke saluran air tanpa adanya feedback atau opsi lain dari pembuangan air hasil

proses tersebut seperti yang terlihat pada Gambar 3.4 sehingga air yang tidak

memenuhi standar (keruh dan TDS > 1500 ppm) tetap akan terbuang ke

saluran air.

Sistem kendali proses instalasi pengolahan air limbah dirancang

dengan menambahkan sensor konduktivitas pada unit final tank, adanya

penambahan jalur pipa baru ke unit ekualisasi dan juga penambahan solenoid

valve pada jalur pipa saluran air sehingga sistem kendali menjadi sistem

kendali tertutup di mana air limbah yang masuk akan diproses kemudian hasil

dari pengolahan akan ditinjau kembali oleh sensor konduktivitas. Nilai

pembacaan sensor konduktivitas akan diolah oleh PLC dan kemudian

memberikan feedback pada sistem apakah air hasil proses sudah layak

dibuang atau belum. Jika nilai pembacaan masuk pada angka aman maka air

akan dibuang ke saluran air. Namun, jika nilai pembacaan berada pada angka

yang tinggi maka air akan dialirkan kembali ke unit ekualisasi sehingga air

hasil proses yang terbuang ke saluran air merupakan air yang telah memenuhi

standar dan bebas kandungan B3.

96

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan perancangan sistem kontrol dan monitoring pada instalasi

pengolahan air limbah ini terdapat beberapa kesimpulan yang dapat menjawab

rumusan masalah yang ada. Berikut adalah hasil yang sudah dicapai.

1. Sistem pengolahan air limbah menggunakan PLC bertipe modular

dengan merek Mitsubishi MELSEC Q series sebagai perangkat untuk

mengendalikan jalannya proses pengolahan air limbah. PLC modular

yang digunakan untuk rancangan ini terdiri dari catu daya dengan tipe

Q61P, modul input digital QX40, modul output digital QY10, modul

input analog Q64AD, dan modul output analog Q64DAN. Jumlah

perangkat masukan dan keluaran yang terhubung dengan PLC yaitu 14

perangkat discrete input, 16 perangkat discrete output, 3 perangkat

input analog, dan 2 perangkat output analog. Digunakannya PLC

karena mempertimbangkan faktor ketahanan perangkat, kemudahan

dalam pemrograman dan pendeteksian masalah.

2. Rancangan pada rangkaian perangkat input dan output terhadap

modul-modul PLC menggunakan datasheet dan buku manual sebagai

referensinya. Perancangan elektrik yang telah dilakukan yaitu

pengkabelan perangkat I/O dengan modul PLC, pengkabelan

rangkaian kontrol sebagai terusan output dari relay, dan pengkabelan

pada rangkaian daya motor.

3. Tampilan antar muka yang dibuat menggunakan software Wonderware

Intouch karena terdapat banyak fitur yang memungkinkan adanya

tampilan yang lebih menarik dari software HMI pada umumnya.

Tampilan antarmuka terbagi menjadi 4 halaman yaitu halaman log in

untuk autentikasi identitas pengguna, halaman main menu sebagai

97

halaman utama, halaman main sebagai halaman panel kontrol untuk

membaca maupun memberikan perintah kepada PLC dan halaman

plant yang dikhususkan hanya untuk memantau keadaan plant saja.

4. Alat yang digunakan untuk mewujudkan sistem kendali untuk

pengolahan air limbah ini meliputi perangkat kendali terprogram

(PLC), perangkat masukan (selector switch, push button, sensor level

air, sensor pH dan sensor konduktivitas), perangkat keluaran (relay,

solenoid valve, motorized valve), kontaktor dan pompa air.

5.2 Saran

Berikut adalah beberapa saran yang diberikan sebagai bentuk

pengembangan lebih lanjut untuk sistem pengolahan air limbah:

1. Sistem kontrol dan monitoring ini dapat diterapkan pada pengolahan

air limbah boiler yang memiliki treatment yang sama dengan IPAL

plant 2.

2. Dapat ditambahkan database agar parameter-parameter yang ada dapat

terekam.

3. Dapat ditambahkan program untuk mengetahui downtime dan

rushtime.

4. Lakukan jar test untuk pengkalibrasian sensor secara manual dan

terprogram agar pembacaan sensor selalu akurat dan buat penjadwalan

untuk melakukan preventive maintenance selama 3 bulan sekali.

5. Dapat ditambahkan flowmeter pada inlet untuk mengetahui jumlah

kubik air yang sudah diproses.

6. Dapat ditambahkan sistem untuk pengisian tangki penampungan cairan

kimia dan mekanisme untuk pengolahan sludge secara otomatis.

7. Pada unit clarifier sebaiknya ditambahkan sensor yang dapat

mendeteksi tingkat kekeruhan air atau dapat mendeteksi sludge sebagai

98

parameter untuk melakukan blowdown otomatis dan juga sebagai

penjamin bahwa air telah terbebas dari lumpur.

8. Pada perancangan ini, mekanisme blowdown otomatis masih

menggunakan timer yang terdapat pada program PLC sebagai pemicu

terjadinya blowdown. Untuk kedepannya dapat ditambahkan sensor

turbidity yang ditempatkan pada unit clarifier untuk mendeteksi

kekeruhan air sekaligus pemicu jalannya blowdown otomatis.

9. Filter air dapat menggunakan bahan-bahan sederhana dengan urutan

spons, jerami/ijuk dan pasir agar partikel partikel halus yang masih ada

dalam air hasil proses dapat tersaring dengan baik sehingga air bebas

lumpur.

99

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Milik, A. 2015. On PLCs Control Program Hardware Implementation Selected Problems

of Mapping and Scheduling. IFAC-PapersOnLine 48-4, 354-361.

[2]. G. Valencia-Palomo, J.A. Rossiter. 2011. Programmable logic controller implementation

of an auto-tuned predictive control based on minimal plant information. ISA Transactions

50, pp. 92-100.

[3]. Wang, R., Song, X., Zhu, J., Gu, M. 2011. Computers in Industry 62, pp. 23-31.

[4]. Rullan, A. 1997. Programmable Logic Controllers versus Personal Computers for Process

Control. Computers ind. Engineering, Nos 1-2, pp. 421-424.

[5]. Alexander Fay, et.all. 2015. Enhancing a model-based engineering approach for

distributed manufacturing automation systems with characteristics and design patterns.

The Journal of Systems and Software 101, 221–235.

[6]. Gökhan Gelena, Murat Uzamb. 2014. The synthesis and PLC implementation of hybrid

modular supervisors for real time control of an experimental manufacturing system.

Journal of Manufacturing Systems 33, 535–550.

[7]. Ardi, S.; Defi, W.Y. 2018. Control Systems Modification of Loading and Unloading in

Oil Filling Machine Based on Programmable Logic Controller at Manufacturing Industry.

AIP Conference Proceedings 2021, 060029; https://doi.org/10.1063/1.5062793

[8]. Ardi, S., Cascarine, L.T. 2018. Design Control System of Auto Air Remaining Machine

based on Programmable Logic Controller in the Automotive Manufacturing Industry.

MATEC Web Conf., Volume 197, 2018, The 3rd Annual Applied Science and

Engineering Conference (AASEC 2018), DOI

https://doi.org/10.1051/matecconf/201819714013

[9]. (3) Ardi, S., Tommy, M.I., Afianto. 2018. Automation of Waste Treatment on the Washer

Machine Based on PLC Control System in the Manufacturing Industry. July 2018, DOI:

10.1109/ICISCE.2018.00140

[10]. (4) Ardi, S., Nugraha, Z.A. 2018. Design Control System of Washing Oil Pan

Machine Based on PLC in the Automotive Manufacturing Industry. Published in: 2018

International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICELTICs)

100

[11]. Date of Conference: 19-20 Sept. 2018, Date Added to IEEE Xplore: 29 November

2018, INSPEC Accession Number: 18290112, DOI: 10.1109/ICELTICS.2018.8548819

[12]. Ardi, S., Ardyansyah, D. 2018. Design Control Systems of Human Machine Interface

in the NTVS-2894 Seat Grinder Machine to Increase the Productivity. IOP Conference

Series: Materials Science and Engineering, 306 (1), 012112, (2018), doi:10.1088/1757-

899X/306/1/012112

[13]. Ardi, S., Ponco, A., Latief, R.A. 2017. Design of integrated SCADA systems in piston

production manufacturing case study on the conveyor, the coolant, the hydraulic, and the

alarm systems using PLC. IEEE Xplore, 187 – 191.

[14]. Ardi, S., H Abdurrahman. 2017. Design of pokayoke systems to increase the

efficiency of function check oxygen sensor machine using programmable logic controller

in manufacturing industry, IEEE Xplore, 192 – 196.

[15]. Ardi, S., Al-Rasyid, A. 2016. Design of Pokayoke Sensor Systems in Drill Oil Hole

Machine to Detect the Presence of Drill using Programmable Logic Controller. Advanced

Science Letters 22(7), pp. 1813-1816.

[16]. Ardi, S., Wibowo, B. 2017. Disain Sistem Kontrol Mesin Auto Washer Feeder

Berbasis Kendali Programmable Logic Controller pada Perakitan BVC (Base Valve

Complete) yang Digunakan untuk Pembuatan Shock Absorber. Jurnal Sinergi, Vol. 21,

No. 2, Juni 2017: 73-82 DOAJ:doaj.org/toc/2460-1217 ,

DOI:doi.org/10.22441/sinergi.2017.2.001

[17]. Ardi, S., Kusuma, R. 2016. Disain Otomatisasi Proses BVC (Base Valve Complete)

Assembly Press Berbasis Kendali Programmable Logic Controller. Jurnal Sinergi; Vol 20,

No. 1; 2016, ISSN: 1410-2331 (Print); 2460-1217 (Online), DOI:

http://dx.doi.org/10.22441/sinergi.2016.1.001

[18]. Ardi, S., Hidayat, A. 2015. Otomatisasi Sistem Kontrol Mesin Turning Head NTVS-

485 Berbasis Sistem Kendali PLC Omron CS1G-CPU42H, Jurnal Sinergi Vol. 19 , No. 2,

Universitas Mercu Buana 2015, ISSN: 1410 – 2331, DOI:


[19]. Ardi, S., Setyowati . 2015. Disain Sistem Kendali Mesin Air Leak Test Menggunakan

Sistem Kendali PLC Omron CJ2M di HVAC (Heating, Ventilating, and Air

Conditioning) Line 6. Jurnal Sinergi Vol 19, No 1 (2015), DOI:


PERANCANGAN SISTEM KENDALI PROSES INSTALASI … · manufaktur. Dalam buku monograf ini, proses manufaktur berasal dari mesin boiler yang digunakan untuk menghasilkan uap guna menunjang

Documents