SISTEM INSTRUMENTASI DAN KENDALI REAKTOR …ansn.bapeten.go.id/files/5modifikasi_instrumentasi_Reaktor... · sistem instrumentasi reaktor tersebut. Gambar 1 memperlihatkan diagram

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

 SISTEM INSTRUMENTASI DAN KENDALI REAKTOR TRIGA 2000

(Sudjatmi K.A.*, P. Ilham Y.*, Didi Gayani *)

ABSTRAKSistem   Instrumentasi     dan   Kendali   Reaktor   TRIGA   2000.   Untuk   mengatasi permasalahan  instrumentasi  yang  timbul  akibat  ketregantungan perangkat   lunak yang penuh dari  pemasok sistem instrumentasi   reaktor dalam hal   ini  General Atomic,  telah dilakukan  modifikasi   terhadap sistem  instrumentasi  dan   kendali   reaktor  TRIGA 2000 Bandung.   Modifikasi   dilakukan   secara   bertahap   mulai   dari   pembuatan   panel   kontrol dalam mode manual sampai dengan penggunaan komputer untuk sistem pengamatan dan selanjutnya diteruskan dengan penggunaan dalam mode otomatik. Modifikasi sistem instrumentasi reaktor TRIGA 2000  Bandung dilakukan agar kelangsungan pemeliharaan dan perbaikan sistem instrumentasi reaktor dapat dilaksanakan dengan lebih baik serta merupakan   latihan   untuk   menyongsong   kemandirian   dalam   perancangan   sistem instrumentasi dan kendali reaktor. Prioritas utama dalam kegiatan ini adalah membuat sistem kontrol  daya reaktor,  mengatur gerak naik  turun batang kendali   reaktor  secara aman, kemudian dilanjutkan dengan pengamatan pengukuran pengukuran teknis melalui komputer.   Pengujian   hasil   modifikasi   dilakukan   melalui   tahap   komisioning   sesuai prosedur yang diketahui BAPETEN.Kata kunci: Sistem Instrumentasi dan Kendali (SIK), Instrumentasi Reaktor

ABSTRACTInstrumentation and Control System of TRIGA 2000 Reactor. To solve the problem arise   from   the   software   dependence   upon   the   vendors   i.e.   General   Atomic,   the modification   of   the   Instrumentation   and   Control   of   reactor   TRIGA   2000   Bandung   is  performed.  Modification being performed  in several  stage of  activity,  starting  from the  modification  of  panel  control  of   reactor  control     in  manual  mode up  to   the usage of  computer system for monitoring and control. Modification of instrumentation and control of  reactor  TRIGA 2000  is  conducted  in   the order   to assure  the continuity  of   repair  and  maintenance of reactor instrumentation can be done better and get experience to build  the capability in reactor instrumentation design. The main priority in this activity is to make  the  control   system of   reactor  power,   to   raise  and   lower   the  control   rod     in   the  safe  operation. The testing of modification is performed through the stage of commissioning  along the procedure of BAPETEN.Key words: Instrumentation and Control (I & C), Reactor Instrumentation

523 

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

LATAR BELAKANG

Sistem instrumentasi reaktor Triga 2000 dibangun sebagai sistem instrumentasi 

berbasiskan mikrokomputer. Walaupun sistem instrumentasi reaktor tersebut mempunyai 

mode pengoperasian reaktor secara manual dan otomatis, tetapi kinerja seluruh sistem 

tersebut sangat tergantung sepenuhnya pada kondisi normal dari komputer yang terlibat 

beserta sistem  jaringan  (network)  antar  sub sistem yang tercakup dalam keseluruhan 

sistem   instrumentasi   reaktor   tersebut.   Gambar   1   memperlihatkan   diagram   blok   dari 

sistem instrumentasi reaktor Triga 2000. [1]

Keunggulan sistem tersebut adalah kompleksitas kinerja peralatan dapat dengan 

mudah   ditangani   dengan   bantuan   komputer   melalui   program   perangkat   lunak   yang 

menyertainya. Dalam sistem tersebut digunakan 2 buah komputer yang masing­masing 

ditempatkan pada bagian  DAC  (Data Acquisition & Control)  dan bagian CSC (Control  

System   Console).  DAC  berfungsi   sebagai  interface  yang   mengatur   interaksi   antara 

kegiatan di ruang kontrol dengan apa yang terjadi di reaktor, sedangkan CSC berfungsi 

sebagai  interface  antara  operator  dengan sistem  instrumentasi.  Dalam hal   ini   segala 

tindakan operator terhadap sistem kontrol reaktor akan dibaca dan diterjemahkan melalui 

komputer yang ada di CSC, dan informasi dari sistem teramati oleh operator baik melalui 

layar  monitor  ataupun  melalui   indikator   lampu­lampu  yang  bersangkutan.  Komunikasi 

antara   masing­masing   komputer   dilakukan   melalui   saluran  network  yang   mempunyai 

saling ketergantungan. 

Kendala   sistem   yang   tersebut   di   atas   bagi   pemakai   adalah   ketergantungan 

sepenuhnya   terhadap   komputer   dan   sistem   perangkat   lunak   yang   menyertainya. 

Pengalaman menunjukkan bahwa sering   terjadi  kerusakan pada perangkat   lunak dan 

bahkan   pada   media   penyimpan   perangkat   lunak   (harddisk).   Pada   saat   terjadi   hal 

demikian  dan posisi  pemakai  yang  tidak  mempunyai  program sumber  dari  perangkat 

lunak, maka hal  ini akan sangat tergantung sekali pada pemasok sistem dalam hal ini 

General Atomic. Ketergantungan ini akan sangat menyulitkan baik dalam hal biaya, waktu 

maupun risiko ketiadaan suku cadang yang sudah dianggap usang.

Dalam   mengantisipasi   kesulitan   tersebut   di   atas,   timbul   pemikiran   untuk 

memodifikasi sistem instrumentasi tersebut dengan rancangan atas kemampuan mandiri 

dengan tetap memperhatikan sistem keselamatan yang sudah baku serta memanfaatkan 

bagian perangkat keras yang sudah ada dan dianggap mempunyai  unjuk   kerja yang 

baik.

524 

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Gambar 1. Diagram blok Sistem Instrumentasi Reaktor TRIGA 2000

Thermocoupleamplifier  # 1

Thermocoupleamplifier  # 2

RTDamplifier # 1

RTDamplifier # 2

Thermocoupleamplifier  # 3

Power SafetyChannel

PulseChannel

Data Acquisition And

 Control Unit(DAC)

Control SystemComputer

(CSC)

powertrend

recorder

highresolution

colormonitor

printer

Amplifier,Counters /

Transmitter

DisplayMicroprocessor

Keypad

RTDamplifier # 3

RodDrives (5)

NM­1000fission

chamber

ionchamber

fueltemp. # 1

fueltemp. # 2

fueltemp. # 3

watertemp. # 1

watertemp. # 2

watertemp. # 3

ionchamber

rodcontrol

switches

reactormode

switchesreactorstatus

displaymonitor

computerkeyboard

NP­1000

NPP­1000

linear power

power monitor channel

period

log

% power

FT #1

FT #2

% power

% power

% power

cooling system

direct wiredindicator

bar graph

high speedtransmitter

analog inputs

digital inputscomputerkeyboard

monochromedisplay

DACcomputer

CSCcomputer

525                                                                     

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Sistem yang direncanakan adalah sistem yang mampu mengendalikan daya secara 

manual dan mampu bekerja melakukan pengendalian daya melalui komputer. Pekerjaan  ini 

dilakukan dalam beberapa tahap perencanaan.

BAHAN DAN TATA KERJA 

Lingkup pekerjaan :

Modifikasi  yang  dilakukan  adalah  membuat  sistem  instrumentasi   tersebut  mampu 

bekerja secara manual tanpa ketergantungan komputer. Lingkup pekerjaan yang dilakukan 

adalah  bagaimana   membuat   suatu   panel   kontrol   baru   yang   dapat   mengaktifkan   secara 

langsung sistem rele penggerak (relay actuation system) motor untuk naik / turunnya batang 

kendali dengan tetap memperhatikan kriteria keselamatan operasi yang sudah baku. Untuk 

sistem pengamatan ketinggian posisi batang kendali dibahas pada kesempatan lain termasuk 

dalam sistem pengamatan parameter parameter dalam pengoperasian reaktor seperti daya, 

temperatur  dan  sebagainya.    Rancangan modifikasi  dilakukan  dengan memahami  kinerja 

peralatan yang sudah ada dan dianggap baik, sehingga tidak banyak melakukan perubahan 

dari rancangan semula yang sudah ada. 

Gambar  2 merupakan blok  fungsional  kinerja kendali   reaktor yang sudah ada.[1,2,3] 

Pada   gambar   tersebut   terlukiskan   bahwa   kinerja   kendali   reaktor   secara   manual   terjadi 

sebagai berikut :

1. Operator melakukan penekanan tombol pada blok rod Up / Down. Status tombol 

Up atau   Down yang ditekan dan dipilih untuk batang kendali (rod control) yang 

bersangkutan     akan   dideteksi   oleh  Digital   Input   Scanner  (DIS064)   dan 

diinformasikan kepada komputer CSC.

2. Komputer CSC akan menganalisa berdasarkan kriteria keselamatan dan setelah 

itu perintah yang sesuai akan disalurkan melalui network ke komputer DAC.

3. Perintah dari komputer CSC akan diartikan oleh komputer  DAC  dan diteruskan 

melalui blok Digital Ouput Module (DOM32) untuk mengaktifkan rele (relay) yang 

bersangkutan pada blok rangkaian rele.

4. Selanjutnya   aktifnya   rele   yang   bersangkutan   akan   menentukan   aktifnya   blok 

translator yang bersangkutan sebagai penggerak motor langkah (stepping motor) 

untuk membawa batang kendali  naik atau  turun sesuai  dengan perintah yang 

diaktifkan oleh operator. Dalam kondisi normal batang kendali yang bersangkutan 

terpegang oleh elektro­magnet yang diaktifkan.

5. Posisi   ketinggian   batang   kendali   dideteksi   oleh   sensor   potensiometer   dan 

diakuisisi melalui blok  Analog to Digital Converter  (AIO16) yang diaktifkan oleh 

komputer DAC.

526                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

6. Informasi  ketinggian  posisi  batang  kendali  yang  bersangkutan  dikirimkan oleh 

komputer  DAC  melalui  network  ke komputer  CSC dan ditampilkan pada  layar 

monitor yang dapat diamati oleh operator.

Gambar 2. Blok fungsional mode manual sistem instrumentasi reaktor

Dalam modifikasi yang direncanakan dengan tetap mengacu pada gambar tersebut di 

atas dapat diterangkan sebagai berikut :

1. Untuk  sementara  komputer   terpasang   tidak  diaktifkan.  Hal   ini   terlihat  dengan 

silang garis di antara blok rod Up / Down dan blok DIS064, antara blok DOM32 

dan blok   relay actuation,  serta   antara blok  rod drive potentiometer  dan blok 

AIO16.

2. Aktifitas   penekanan   tombol   pengaturan   batang   kendali   oleh   operator   melalui 

rangkaian lojik akan diteruskan untuk mengaktifkan blok  relay actuation, seperti 

terlihat pada gambar melalui garis terputus­putus.  

3. Selanjutnya   urutan   kinerja   tetap   seperti   semula   sampai   pendeteksian   posisi 

ketinggian   batang   kendali   yang   bersangkutan   melalui   sensor   potensiometer. 

Sinyal   dari   potensiometer   tersebut   yang   awalnya   diberikan   kepada   komputer 

melalui blok ADC (AIO16), dialihkan untuk ditampilkan melalui blok Digital Panel  

Modifikasi

DIS064digital input

scanner

CSC

network

CRTdisplays

DOM32digitaloutput

module

network

DAC

relayactuation

( DAC)

( console )( DAC )

( console )

(  console  )

(  console  )

rodup / down

drivemoves

up / down

translator

driveposition

pot.

AIO16 # 10 ­ 10 Volt

( core bridge )( core bridge )

( DAC)( DAC)

( reactor room )

( stepping roddrive )

Panel MeterDijital

527                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Meter  yang dipasangkan sebagai blok yang baru, terlihat sebagai blok dengan 

garis terputus­putus.

Kriteria rancangan modifikasi :

Kegiatan modifikasi dalam tahap ini adalah membuat panel kontrol kendali reaktor 

secara manual tanpa melibatkan komputer. Kriteria rancangan modifikasi tersebut akan tetap 

memperhatikan faktor keselamatan yang telah dibangun sebelumnya melalui sistem  scram 

maupun interlock dalam mengatur gerak batang kendali. Di samping itu rancangan modifikasi 

akan tetap melibatkan bagian­bagian perangkat keras yang digunakan dan telah dianggap 

sebagai rancangan yang baik.

Kriteria rancangan yang dibuat dapat dibagi dalam 2 kategori.

1. Kriteria tampilan :

a. Panel   kontrol   harus   mempunyai   tombol­tombol   untuk   menaikkan   batang 

kendali   yang   dipegang   melalui   pengaktifan   magnet   pemegang   batang 

kendali.  Untuk   lima  buah  batang  kendali   berarti  mengharuskan  adanya  5 

buah  tombol untuk menaikkan batang kendali, yaitu Shim 1, Shim 2, Shim 3, 

Shim 4  dan  Shim 5.  Panel  kontrol  harus mempunyai   tombol­tombol  untuk 

menurunkan   batang   kendali   yang   dipegang   melalui   pengaktifan   magnet 

pemegang   batang   kendali.   Untuk   lima   buah   batang   kendali   berarti 

mengharuskan adanya 5 buah  tombol untuk menurunkankan batang kendali, 

yaitu Shim 1, Shim 2, Shim 3, Shim 4 dan Shim 5.

b. Panel  kontrol  harus mempunyai   fasilitas   tombol  untuk melepaskan batang 

kendali secara individu melalui penghilangan arus magnet pemegang batang 

kendali   (  scram  individu   ).   Untuk   lima   buah   batang   kendali   berarti 

mengharuskan adanya 5 buah tombol untuk membuat scram secara individu 

melalui penghilangan arus magnet, yaitu  Mag. Shim 1.  Mag. Shim 2,  Mag. 

Shim 3, Mag. Shim 4, Mag. Shim 5. 

c. Panel kontrol harus mempunyai tombol untuk melakukan pelepasan batang 

kendali secara bersama dari 5 buah batang kendali yang digunakan ( Manual  

Scram ).

d. Panel  kontrol  harus mempunyai   indikator  posisi  batang kendali  untuk  lima 

buah batang kendali, yaitu posisi Shim 1, posisi Shim 2, posisi Shim 3, posisi 

Shim 4 dan posisi Shim 5.

e. Panel kontrol mempunyai saklar kunci (key switch) sebagai pengaman untuk 

mengaktifkan   arus   magnet   dalam   keadaan   normal   dan   fasilitas   untuk 

528                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

mereset arus magnet dalam kondisi  normal pada awal operasi atau untuk 

kondisi normal setelah adanya gangguan scram pada lingkaran jalur scram.

f. Panel kontrol harus mempunyai indikator lampu yang menyatakan masing­

masing batang kendali tersebut dalam posisi batas atas dan batas bawah. 

Masing­masing indikator tersebut dinyatakan sebagai Mag UP, Mag DN, dan 

Rod DN.

Gambar dari panel kontrol yang direncanakan terlihat seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Panel Kontrol Batang Kendali

2. Kriteria kinerja panel kontrol :

     Kinerja dari panel kontrol diatur secara elektronis melalui rangkaian lojik 

pengaturan batang kendali yang memberikan kondisi­kondisi sebagai berikut :

a. Naik   /   turunnya   penggerak   batang   kendali   hanya   dilakukan   melalui 

penekanan tombol yang bersangkutan pada panel kontrol.

b. Secara   manual   naiknya   batang   kendali   hanya   diijinkan   satu   melalui 

penekanan tombol yang tunggal. Jika ada lebih dari satu buah tombol 

naik (UP) ditekan, maka tidak ada gerak motor yang menaikkan batang 

kendali.

c. Secara   manual   turunnya   batang   kendali   dapat   dilakukan   secara 

bersama­sama   melalui   penekanan   tombol   turun   (DN)   dari   masing­

masing yang bersangkutan.

d. Jika ada satu   tombol  naik  (UP)  batang kendali  ditekan dan satu  atau 

lebih tombol turun (DN) dari batang kendali yang lainnya ditekan, maka 

hal tersebut diijinkan.

e. Tercapainya batas atas atau bawah dari posisi magnet pembawa batang 

kendali   diindikasikan   dengan   lampu  yang  menyala  pada   tombol   yang 

bersangkutan untuk masing­masing batang kendali.

f. Terbawa naiknya batang kendali  oleh magnet harus diindikasikan oleh 

lampu yang menyala.

M

U

D

M

U

D

M

U

D

M

U

D

M

U

D

888 777 888 888 567

/

SHIM  1 SHIM  2 SHIM  3 SHIM  4 SHIM 5

MAG.PWR

MAN.SCRAM

ROD POSITION

RESETACK.

529                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

g. Batas posisi ketinggian batang kendali  yang digerakkan diinformasikan 

melalui digital panel meter dalam jangkauan dari 0 sampai dengan 999.

h. Scram individu diaktifkan melalui penekanan tombol yang  bersangkutan 

untuk maksud pemutusan arus magnet pemegang batang kendali yang 

bersangkutan.

i. Scram  bersama   secara   serentak   dapat   dilakukan   melalui   penekanan 

tombol  Manual   Scram  dengan   maksud   melakukan   pemutusan   arus 

magnet pemegang selruh batang kendali secara total.

j. Tombol­tombol   tersebut  harus  baik  dan  stabil   tidak  mudah   teraktifkan 

hanya dengan sentuhan ringan.

k. Untuk menghindari kesalahan yang tidak diinginkan serta mengingatkan 

operator, pengaturan arus magnet (Mag. Reset) dalam keadaan normal 

pada saat  awal  atau  setelah penghilangan penyebab  scram  dilakukan 

dengan pemutaran saklar kunci (key switch) ke posisi tertentu.

3. Kriteria keselamatan dalam sistem

a. Untuk mencegah hal yang tak diinginkan, pada saat awal dalam  kondisi 

minimum source  tidak   tercapai  harus   terjadi  interlock  untuk   tidak bisa 

menaikkan batang kendali.

b. Untuk menjamin keselamatan operasi,  modifikasi  panel  kontrol  batang 

kendali akan tetap memperhatikan sistem keselamatan yang baku dan 

telah  ada pada sistem sebelumnya melalui  pengaktifan  kondisi  scram 

secara hard­wired, kecuali untuk hal­hal yang disebabkan oleh komputer 

melalui kondisi perangkat watch­dog. Gambar 4a dan 4b memperlihatkan 

jalur  arus  magnet  yang   dapat  diputuskan atas kondisi  scram  melalui 

kondisi abnormal dari masing­masing elemen pendukungnya yang telah 

ada sebagai sistem semula. Pada kondisi sebagai rancangan yang baru, 

elemen pendukung sistem scram dari watch­dog 1 (WD1) dan watch­dog 

2  (WD2) baik dari unit CSC maupun dari unit  DAC akan ‘dinon­aktifkan’ 

untuk sementara sejalan dengan tidak digunakannnya sistem komputer. 

Pada gambar ditandai dengan kotak garis terputus­putus.

Kriteria Penerimaan :

Kriteria  penerimaan  hasil  modifikasi,   haruslah   tersangkut  pada  kriteria   rancangan 

modifikasi.   Uji   coba   hasil   modifikasi   didahului   dengan   pengamatan   kesesuaian   kriteria 

tampilan yang direncanakan dengan hasil fisik. Pengujian kriteria kinerja peralatan dilakukan 

melalui  prosedur pengujian  yang disesuaikan dengan syarat­syarat yang tertuliskan dalam 

530                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

kriteria   kinerja   peralatan   yang   direncanakan.   Kriteria   penerimaan   dalam   aspek   yang 

berhubungan   keselamatan   operasi   dilakukan   melalui  prosedur   pengujian  yang   dilakukan 

melalui  pengujian dingin  dan  pengujian panas, yang utamanya menguji sistem pengaktifan 

kondisi scram.  

531                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

MAGSUPPLY

20 V

WD1PRI

FLOWWATER

LVLEXT.

SCRAM 1

WD2 PERIOD EXT.SCRAM 2

FT­1

FT­2 FT­3OUTLET

TEMPNPP

LEVELNPPHV.

NPLEVEL

NPHV.

A1

B1

A1

B1

A2

B2

to  CSC

P16

14

151

2

100 K

100 K DIS064

AIO16E/I

DAC

 DAC

 DAC

 DAC

532                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Gambar 4a. Diagram garis pengkawatan sistem scram 

Gambar 4b. Diagram garis pengkawatan sistem scram (lanjutan)

WD1MANUAL

SCRAMMAG.

POWER

WD2

120 OHM1 WATT

RESET

MANUALSCRAM

REGMAG.

SHIM 1MAG

SHIM 2MAG

SHIM 3MAG

SHIM 4MAG

HOLDSH­4SCRAM

SH­3SCRAM

SH­2SCRAM

SH­1SCRAM

REGSCRAM

SCRAMCLEARA24

A24

A2

B2

A3

B3

A3

B3

A4

B4

CSC

CSC

CSC

P16

1

2

14

15

TB2

TB2

sw1­1

sw1­4

Belumdiaktifkan

533                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Pengaturan gerak  motor penaik­turun batang kendali

Dalam membuat rangkaian elektronik untuk pengaturan naik turun batang kendali, 

dilakukan   dengan   tetap   memperhatikan   rangkaian   dari   sistem   yang   sudah   terpasang 

sebelumnya. Dalam hal ini  perlu diperhatikan blok  relay actuation  untuk pengaturan gerak 

batang kendali yang terdapat pada Gambar 2 dan diperlihatkan secara rinci  pada Gambar  5 

untuk setiap kontrol batang kendali.

Jika kita perhatikan Gambar 5 tersebut maka untuk menggerakkan motor pembawa 

batang kendali adalah dengan mengaktifkan rele rele yang berhubungan dengan pengaturan 

gerak   motor.   Pengaktifan   tersebut   dilakukan   melalui   DOM   32   yang   dikendalikan   oleh 

kompuer. Sebagai contoh untuk menaikkan batang kendali maka akan diaktifkan rele KMU 

sehingga menyebabkan terminal kontak rele KMU tersebut akan terhubung dan mengalirkan 

sinyal luaran dari V/F Converter diteruskan ke translator gerak motor langkah setelah melalui 

microswitch  di  rod assembly  dan rangkaian  Signal Conditioning.  Demikian juga pada saat 

menurunkan   penggerak   batang   kendali   maka   akan   diaktifkan   rele   KMD   sehingga 

menyebabkan terminal kontak rele KMD akan terhubung dan mengalirkan sinyal luaran V/F 

Converter diteruskan ke Translator setelah melalui microswitch di rod assembly dan rangkaian 

Signal Conditioning. Pada kondisi gerak manual sinyal penggerak motor langkah berasal dari 

tegangan   searah   5   Volt   yang   diubah   menjadi   untaian   pulsa   oleh   rangkaian  Voltage   to 

Frequency Converter. Sedangkan pada mode otomatis semua rele baik untuk manual  UP  , 

manual  DN  dan  AUTO  akan  diaktifkan dan sinyal  penggerak  motor   langkah berasal  dari 

rangkaian DAC (Digital to Analog Converter) sebagai bagian dari sistem pengaturan. Polaritas 

tegangan dari DAC dapat positip atau negatip yang akan menentukan gerak pembawa batang 

kendali bersangkutan nnaik atau turun.

Sedangkan  posisi   batang  electromagnet  pembawa  batang   kendali   akan   dideteksi 

melalui potensiometer yang akhirnya dibaca oleh rangkaian ADC.

Selain itu posisi magnet pada batas terbawah atau teratas dan juga posisi batang 

kendali di bawah akan dibaca oleh digital input scanner melalui kopling optis. Jadi dalam hal 

memodifikasi panel  kontrol gerak batang kendali yang tidak tergantung komputer, dilakukan 

dengan cara membuat suatu rangkaian  yang menggantikan fungsi DOM32 dengan masukan 

dari   operator,   rangkaian  monitor   lojik   sebagai   pengganti  digital   input   scanner  baik  untuk 

deteksi posisi ekstrim electromagnet  dan batang kendali maupun untuk fungsi keselamatan 

melalui sistem cram serta rangkaian yang berfungsi sebagai pengukuran analog pengganti 

ADC.

534                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Rangkaian naik turun penggerak batang kendali

Rangkaian ini dibentuk sebagai rangkaian lojik yang mendapat masukan dari tombol 

penaik  dan penurun  batang kendali  yang  terpasang pada panel  kontrol  dan memberikan 

luaran lojik untuk menggerakkan rele yang bersangkutan pada rangkaian penggerak batang 

kendali (relay actuation) untuk masing masing batang kendali. Rangkaian ini dirancang untuk 

memberikan fungsi  interlock  bila terjadi penekanan tombol naik lebih dari satu. Sedangkan 

rangkaian   untuk   penurun   batang   kendali   mempunyai   prioritas   utama   artinya;   bila   terjadi 

penekanan tombol naik dan turun secara bersamaan untuk satu batang kendali maka yang 

diaktifkan   adalah   gerakan  penurunan   batang   kendali.   Rangkaian   ini   juga   memungkinkan 

untuk penurunan semua batang kendali secara bersamaan melalui penekanan tombol turun 

batang kendali. 

Rangkaian ini dibentuk melalui penggunaan beberapa gerbang lojik TTL yang mampu 

untuk  menggerakkan   rangkaian   rele  selanjutnya.  Untuk  memudahkan  pengamatan  dalam 

melakukan troubleshooting, rangkaian ini dilengkapi dengan lampu led yang terpasang pada 

masing masing luaran dari sinyal gerak naik dan turun dari semua batang kendali. Gambar 6 

memperlihatkan   rangkaian   lojik   yang   dibuat   untuk   merealisasikan   gerak   motor 

penaik/penurun batang kendali.  

535                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Gambar 5. Skema Rangkaian Penggerak Batang Kendali

5 V DCAdd Oncard

DOM 32(IBM)

V / F Sig.Cond Translator

Add on Card DAC(IBM)

optocoupler&

Digital input scanner

Power supply,

voltagedivider

&Filter

Add on Card ADC(IBM)

Auto ON

Manual UP

Manual DN

K A O

K M U

K M D

K M U­AK M U­A

K M D­AK M D­A

K A O­A

K A O­BK A O­B

K 0

K 0

Scram

ScramCircuit

12345678

Up(+)

Dn(­)

MAG UP

MAG DN

ROD DN

ElectroMagnet

RodPosition

StepMotor

12 V

15V

+

c

+­c

ROD DNSig.

MAG DNSig.

MAG UPSig.

cw/ccw (+)cw/ccw (­)

pulse (+)pulse (­)

Dod Drive Assembly

536                                                                     

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Gambar 7. Rangkaian logik untuk naik turun batang kendali

U2

U2

U1

U2

U2

U1

U3

U3

U1

U3

U3

U1

U4

U4

U1

U11

U11

U11

U11

U12

+5 V

Shim 1  UP

Shim 2 UP

+5 V

+5 V

Shim 3 UP

+5 V

Shim 4 UP

+5 V

Reg  UP

+5 V

Shim 1 DN

Shim 2 DN

+5 V

+5 V

Shim 3 DN

+5 V

Shim 4 DN

+5 V

Reg DN

Shim 1  NAIK

Shim 2  NAIK

Shim 3 NAIK

Shim 4 NAIK

REG  NAIK

SHIM 1 TURUN

SHIM 2 TURUN

SHIM 3 TURUN

SHIM 4 TURUN

REG  TURUN

1 2

3 4

5 6

9 8 8

11 10

1

2

3

4

5

6

9

10

8

12

13

11

1

2

3

4

5

6

9

10

12

13

11

1

2

3

4

5

6

U5

U6

U7

U8

U9

U10

U10

U10

U10

U10

led 3 / mrh

led 4 / mrh

led 1 / mrh

led 2 / mrh

led 5 / mrh

led 1 / kng

led 2 / kng

led 3 / kng

led 4 / kng

led 5 / kng

537                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

Rangkaian Pengaktif/non_aktif  elektromagnet

Jika   kita   lihat   gambar   4b,   maka   terlihat   bahwa  electromagnet  pembawa   masing 

masing batang kendali selain tergantung pada semua komponen pendukung lingkaran arus 

magnet, juga tergantung pada masing masing rele scram dari Shim 1, Shim 2, Shim 3, Shim 

4  dan  Shim 5.  Oleh karena  itu untuk menjatuhkan batang kendali  secara  individu,  dapat 

dilakukan   dengan   me­non   aktifkan   (deenergize)   dari   masing   masing   rele  scram  yang 

bersangkutan melalui penekanan tombol masing masing pada panel kontrol. 

Gambar 8 memperlihatkan rangkaian lojik untuk meng­akfif / non aktifkan rele scram 

dari masing masing batang kendali.

Rangkaian deteksi posisi  ekstrim batang kendali & magnet

Rangkaian   ini   dibentuk   untuk   mendeteksi   posisi   ekstrim   batang   kendali   apakah 

berada pada posisi teratas atau terbawah.  Ada 3 macam pendeteksian yaitu posisi terbawah 

dan teratas dari  electromagnet  pembawa batang kendali  dan posisi   terbawah dari  batang 

kendali. Pendeteksian ini berguna bagi operator untuk mengetahui posisi dari batang kendali 

dengan  pengaktifan  nyala   lampu  yang  disediakan  untuk   indikator  masing  masing  batang 

kendali.   Pendeteksian   ini   dilakukan   dengan   pendeteksian   status   dari   mikroswitch   yang 

diaktifkan   oleh   gerak   pembawa   batang   kendali.   Gambar   9   memperlihatkan   rangkaian 

pendeteksi   dari   status  microswitch  untuk  DN   Magnet  yang   berada   pada  rod   assembly. 

Rangkaian yang mirip  juga dilakukan untuk pendeteksian  UP Magnet  dan  DN Rod.  Pada 

gambar terlihat pendeteksian dari status  microswitch dilakukan melalui kopling optik, hal ini 

dilakukan untuk menghindari interaksi langsung antara rangkaian yang dideteksi dalam hal ini 

microswitch dengan rangkaian yang mendeteksi.

538                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

+5 V

+5 V

Shim 5Scram

SHIM 5 MAG Scram

led 1 / pth

led 4 / pth

NCA

NOACA

NCB

NOBCB

V mag, arus magnet

V mag, arus magnet ( return )

2K12reset

120 Ohm1 Watt

A24 "Scram Clear

Catatan :1.  Pengaktifan magnet individu dalam keadaan normal dimulai dengan pengaktifan kunci reset magnet2.  Scram individu dilakukan dengan penekanan tombol scram  yang bersangkutan.3.  Scram simultan yang terjadi pada  scram loop , akan dipulihkan kembali oleh kunci reset magnet,     setelah menghilangkan semua penyebab scram pada  jalur  scram loop .

diaktifkan olehkunci reset magnet

rangkaian initerdapat dalam rak

4 dari unit DAC

sama dengan atas untuk SHIM  2

sama dengan atas untuk SHIM  3

sama dengan atas untuk SHIM  4

Shim 1Scram

SHIM 1 MAG Scram

Gambar 8. Rangkaian lojik untuk mengaktif/non­aktifkan rele scram individu

539                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

PS1

+

­

PS2

+

­

1

2

5

4

PS1

+

­

PS2

+

­

1

2

5

4

1 4 6

81113

16 9

14 6

811

13

16 9

Switchterbuka oleh posisi batas

bawah DN MAG SHIM 1

Switchterbuka oleh posisi batas

bawah DN MAG SHIM 5

nc A

no Ac A

nc B

no Bc B

c A

nc A

no A

c B

nc B

no B

limit switch  Sh 1

limit switch  Sh 5

lampu 1 dalamperangkat  push

button    DN ­ Sh 1

lampu 5 dalamperangkat  push

button    DN ­ Sh 5

Cat : Pada posisi in between status semua limit switch tertutup

sama dengan atas untuk SHIM 2

sama dengan atas untuk SHIM 3

sama dengan atas untuk SHIM 4

Gambar 9. Rangkaian  Pendeteksi Posisi Ekstrim Electromagnet

AKUISISI DATA

Akuisisi data dengan komputer dilakukan untuk pengamatan daya reaktor untuk kanal 

linear  dan  logaritmis,  besaran  temperatur  bahan bakar,  besaran  temperatur  air  pendingin, 

posisi ketinggian  batang kendali, limit batas posisi batang kendali, kondisi scram, penyebab 

kondisi  scram dan lain sebagainya. Jadi dalam hal ini akuisisi data dilakukan dengan kartu 

interface  komputer   yang   berfungsi   sebagai  analog   to   digital   converter  serta   fungsi   lojik 

input/output.

Pengukuran Analog dan Lojik

Berikut adalah diagram blok untuk akuisisi besaran analog untuk setiap alat ukur :

540                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

sensor

c A

nc A

no A

user circuit

Alat Ukur

Indikator

Interface   KomputerADC

sensor Transmitter Interface   KomputerADC

c B

nc B

no B

+V

+5V

Interface   KomputerI/O

DPDTrelay coil

V out

I out

R

scram circuit

 Gambar 10. Diagram Blok Akuisisi data Analog & Digital dengan Komputer

Disamping akuisisi data secara parallel melalui komputer, juga dilaksanakan akuisisi 

data dengan komunikasi serial melalui RS232 yang disediakan secara khusus oleh peralatan 

NM­1000 untuk memberikan data pengukuran daya linear, logaritmik, perioda daya dan lain 

sebagainya.

Sedangkan pengukuran lojik sebagai indikasi status lojik seperti  limit switch batang 

kendali  atau  indikasi  status  penyebab  scram  dilakukan melalui  kontak kontak  rele seperti 

yang terlihat pada Gambar 10.

541                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

HASIL DAN KESIMPULAN

Rancangan   modifikasi   ini   telah   direalisasikan   dan   diuji   coba   dan   dilakukan 

komisioning menurut prosedur yang diterapkan oleh BAPETEN dan hasilnya dapat diterima. 

Macam macam pengujian dilakukan diantaranya adalah pengaturan gerak naik turun batang 

kendali sebagai pengatur daya reaktor, pengujian sistem  interlock  untuk penggerak batang 

kendali serta pengujian sistem keselamatan melalui sistem scram. Modifikasi ini merupakan 

tahap   pertama   dari   rancangan   keseluruhan   Sistem     Instrumentasi   dan   Kendali     yang 

bertujuan  membentuk  sistem  instrumentasi   kendali  Reaktor  Triga  2000  yang  berbasiskan 

mikrokomputer.   Untuk   pengembangan   selanjutnya   dalam   mode   otomatik  dapat  dilakukan 

dengan tetap memanfaatkan   rangkaian penunjang yang telah ada seperti yang digunakan 

oleh General Atomic seperti V/F Converter, Tranlator VEXTA dan sebagainya.

542                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

DAFTAR  PUSTAKA

1. Operation And Maintenance Manual for The Microprocessor Based Instrumentation And 

Control System, TRIGA Reactor, General Atomic

2. Operation And Maintenance Manual for The Microprocessor Based Instrumentation And 

Control System, TRIGA Reactor, Appnd. C part 1 & part 2.

3. Vendor’s Manual, TRIGA Reactor, General Atomic

543                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

DISKUSI DAN TANYA JAWAB

Penanya: Diella Ayudya S. ( BAPETEN )

Pertanyaan: 

a.Uji cicip apakah sudah pernah dilakukan direaktor Jogja dan Serpong?

b.Menarik   sekali   istilah   uji   cicip.   Kesan   pertama,   uji   dilakukan   dengan   mencicip 

( merasakan dengan lidah ). Ternyata uji dengan mencacah.

Jawaban:

a.Uji cicp ini baru pertama kali dilakukan di Reaktor TRIGA 2000 Bandung sementara 

reaktor Kartini Jogja dan RS GAS Serpong setahu Saya belum pernah melakukannya.

b.Istilah awalnya adalah dalam bahasa inggris “ Sipping Test “ sehingga istilah tersebut di 

Indonesiakan menjadi uji cicip.

Penanya: Aminuddin ( BAPETEN )

Pertanyaan:

a.Proseur atau cara kerja untuk uji cicip?

Jawaban:

a.Prosedur  atau cara  kerja  cara kerja  cicip  sangat  sederhana,  secara singkat  adalah 

sebagai berikut:

Elemen bakar yang akan diperiksa kita masukkan kedalam tabung dan di isi aquadest. 

Pengadukan dilakukan untuk mendapatkan kondisi homogen dan dilanjutkan dengan 

pengambilan   cuplikan  air   pertama   (   Background   ).   Elemen   bakar   didiamkan   atau 

direndam   selama   waktu   tertentu.   Culikan   air   kedua   (   Sipping   )   diambil   dengan 

sebelumnya dilakukan pengadukan dengan menggunakan kompresor. Kedua Cuplikan 

air yang diperoleh dicacah dengan spektrometer gamma untuk di identifikasi adanya 

C5­137 dan diukur  aktivitasnya.  Jika  terdapat  kenaikan C5­137 pda cuplikan maka 

elemen bakar tersebut dapat diduga mengalami kebocoran.

Penanya: Dedi Sunaryadi ( BAPETEN )

Pertanyaan:

a.Seberapa andal uji cicip dapat mendeteksi kebocoran atau produk fisi yang keluar dari 

elemen bakar?

Jawaban:

544                                                                   

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006                                                                         ISSN: 1412­3258

a.Uji  cicip memiliki kelebihan yaitu dapat mendeteksi adanya kebocoran suatu elemen 

bakar dengan teknik yang sederhana. Dalam uji cicip, kebocoran hanya ditentukan dari 

adanya hasil   fisi  (  C5­137 ) diair rendaman elemen bakar. Keluarnya hasil   fisi  adalah 

akibat   masuknya   air   kedalam   elemen   bakar   melalui   celah   kebocoran   kemudian 

melarutkan hasil fisi yang berada diruang antara pelet dengan kelongsong dan karena 

perbedaan   konsentrasi   maka   hasil   fisi   dapat   keluar   dari   elemen   bakar.   Proses   ini 

menjadikan  uji  cicip  memiliki  dua  keterbatasan dimana elemen bakar  yang diperiksa 

harus yang telah memiliki fraksi bakar tinggi yang memungkinkan hasil fisi telah banyak 

terkumpul di  ruang pelet – kelongsong dan tingkat kebocoran kelongsong yang tinggi 

dengan bentuk dan ukuran kebocoran yang memungkinkan air dapat masuk.

Penanya: Darwin ( BAPETEN )

Pertanyaan:

a.Apa yang dimaksud uji cicip?

Jawaban:

a.Uji   cicip   adalah   salah   satu   metode   untuk   mendeteksi   adanya   kebocoran   pada 

kelongsong   elemen   bakar   dengan   memanfaatkan   teridentifikasinya   C5­137   di   air 

rendaman elemen bakar.

545