PLC, SIMULASI KOMPRESOR GANDA

loading...

 Simulasi Kompresor Tunggal

Pada bagian ini, sebuah sensor tekanan PE1 (I:1/02) akan digunakan untuk mengendalikan operasi motor kompresor (O:2/0). Pada layar, sensor tekanan ini memiliki dua buah masukan yaitu masukan angka pada latar berwarna biru (atas) dan latar berwarna putih (bawah). Masukan angka pada latar berwarna biru adalah nilai batas atas tekanan yang ingin dicapai. Sedangkan masukan angka pada latar berwarna putih adalah jangkauan toleransi turunnya tekanan. Setlah batas atas tekanan adalah 42 (Psi) dan jangkauan toleransi 20 (Psi) sehingga seperti gambar berikut.

Cara kerja sensor tekanan PE1 ini adalah sebagai berikut.

·         Keadaan awal keluaran sensor I:1/02 adalah bernilai 0.

·         Jika MOTOR O:2/00 dihidupkan, maka nilai tekanan kompresor akan naik (nilai tekanan kompresor ditampilkan pada kotak angka dibawah MOTOR O:2/00 yaitu kotak yang bersatuan PSI).

·         Jika tekanan kompresor naik hingga batas atas I:1/02 maka keluaran sensor I:1/02 akan bernilai 1.

·         Jika MOTOR O:2/00 dimatikan setelah batas atas tersebut tercapai, maka tekanan kompresor akan turun.

·         Saat tekanan kompresor turun (sebagai contoh menjadi 40, 38, 30 / dibawah nilai 42) maka keluaran sensor I:1/02 masih tetap bernilai 1.

·         Barulah setelah tekanan sensor berada dibawah (batas atas – jangkauan toleransi = 42 – 20 = 22) barulah keluaran sensor I:1/02 menjadi bernilai 0 kembali.

 Setelah Anda memahami cara kerja dari sensor tekanan tersebut, desainlah program yang akan melakukan proses-proses berikut ini.

·         Sewaktu tombol START (I:1/1) ditekan, MOTOR O:2/00 harus aktif. Jika tombol START dilepas, MOTOR tetap harus aktif.

·         MOTOR O:2/00 akan aktif hingga batas atas Sensor PE1 tercapai.

·         Setelah batas atas Sensor PE1 tercapai, maka MOTOR O:2/00 akan mati dan tetap akan mati hingga tekanan turun dibawah nilai batas atas sensor-jangkauaan toleransi. Maka gunakan keluaran Sensor PE1 untuk mencapai tujuan ini.

·         Proses harus dapat dihentikan dan dimulai kembali dengan menggunakan tombol START dan STOP.

·         Lampu RUN akan menyala selama sistem beroperasi.

 Dua Kompresor Bekerja Bergantian saat Beban Ringan

Sebenarnya terdapat dua motor yang dapat digunakan untuk memampatkan udara didalam kompresor, yaitu MOTOR O:2/00 dan MOTOR #2 O:2/01.

Pada bagian ini, Anda diminta membuat program agar kedua motor dapat bekerja bergantian dalam memampatkan tekanan kompresor. Adanya dua motor yang bekerja bergantian ini bertujuan untuk membagi beban kerja dan memberi kesempatan untuk pendinginan bagi setiap motor saat motor yang lain bekerja (maka diharapkan sistem dapat lebih tahan lama bekerja).

Set batas atas I:1/02 (saklar tekanan PE1) menjadi 42 dan jangkauan toleransinya 20. Untuk bagian ini Anda cukup menggunakan satu sensor tekanan saja yaitu PE1.

Sesuaikan kecepatan aliran keluaran kompresor menjadi 50 % seperti yang terlihat digambar diatas.

Pada bagian ini buatlah program agar bekerja sebagai berikut.

·         Lampu RUN akan menyala selama sistem beroperasi

·         Proses ini dapat dihentikan dan dijalankan kembali menggunakan tombol STOP dan tombol START

·         Jika rentang tekanan pada compressor berkisar antara 22 hingga 42 maka MOTOR 1 O:2/00 dan MOTOR 2 O:2/01 akan bekerja bergantian :

o   Motor 1 akan bekerja terlebih dahulu. Kemudian setelah tekanan mencapai 42 maka motor akan mati.

o   Tekanan lalu akan turun. Setelah tekanan mencapai nilai 22 maka motor 2 akan hidup.

o   Saat motor 2 hidup, maka tekanan kompresor akan naik kembali. Setelah mencapai 42 maka motor 2 mati. Setelah tekanan turun kembali menjadi 22, maka Motor 1 yang kembali dihidupkan. Dan seterusnya.

Setelah selesai membuat program, download program ke PLC dan ujilah operasinya.

Dua Kompresor Bekerja untuk Beban Besar

Menggunakan program yang Anda buat pada Latihan 2, coba jalankan program saat kecepatan aliran keluaran sistem 50% hingga tekanan batas atas sensor tekanan tercapai (42). Saat motor mati dan tekanan turun, ubahlah  kecepatan aliran keluaran sistem menjadi 90% atau 100% dan amati efeknya. Anda akan memahami bahwa pada saat kecepatan aliran keluaran tinggi, maka sebuah motor saja tidak akan cukup untuk mensuplai kebutuhan sistem. Saat kecepatan aliran keluaran tinggi, maka walaupun sebuah motor berjalan, tetapi tekanan kompresor akan tetap turun. Maka saat kecepatan aliran keluaraan tinggi, Anda akan memerlukan kedua motor untuk bekerja bersamaan.

Set batas atas I:1/03 (sensor tekanan PE2) menjadi 40 dan deltanya 20. Set kecepatan aliran keluaran sistem menjadi 100%.

Sensor tekanan PE2 akan mendeteksi ketika tekanan kompresor turun dibawah seting minimum yaitu 20 Psi. Tekanan kompresor dapat turun dibawah seting minimum akan terjadi jika sebuah kompresor tidak mampu memenuhi kebutuhan suplai sistem sehingga tekanan kompresor akan terus menurun.

Gunakanlah keluaran dari sensor tekanan PE2 untuk mendeteksi jika tekanan turun dibawah seting minimum sensor PE2 (20 Psi), maka kedua kompresor harus bekerja bersamaan hingga tekanan tangki penuh (tekanan batas atas sensor PE1 tercapai).

Kemungkinan, hasil modifikasi program Anda akan membuat kedua kompresor aan bekerja bersamaan ketika sistem dimulai pertama kali (yaitu jika sistem dimulai saat tekanan kompresor dibawah 20 Psi). Hal ini tentu menguntungkan karena kan mengurangi waktu yang diperlukan oleh sistem untuk membuat tekanan tangki penuh. Pastikanlah bahwa sistem yang Anda buat akan bekerja seperti itu.

Setelah program Anda selesai, downloadlah program ke PLC dan ujilah operasi program pada kecepatan aliran keluaran sistem 50% dan 100%. Saat pengisian dengan beban 50%, seharusnya kompresor akan bekerja bergantian. Sedangkan saat pengisian dengan beban 100%, seharusnya kedua kompresor akan bekerja bersamaan saat tekanan turun dibawah 20 Psi.

Mendeteksi saat sebuah Kompresor tidak cukup

Jalankan program Anda dan ketika mencapai tekanan batas atas (42 Psi) lalu motor mati, gantilah kecepatan aliran keluaran sistem menjadi 78 %, 80 % dan 82 %, serta amatilah hasilnya. Anda akan mengamati bahwa ketika beban kompresor mencapai beban maksimum yang mampu dipenuhi oleh sebuah motor (sebagai contoh untuk kecepatan aliran keluaran sistem 80%), maka sangat mungkin suatu motor akan beroperasi selama berjam-jam tanpa diperhatikan dan tidak ada waktu untuk pendinginan (sebagai contoh saat beban 80% maka sebuah motor tidak dapat cukup untuk menaikkan tekanan tangki kompresor).

Seberapa lama suatu motor mampu beroperasi secara terus menerus dengan normal ? Hal ini akan tergantung dengan perusahaan yang membuatya. Tetapi tujuan latihan ini adalah untuk memastikan bahwa operasi yang berlebihan harus bisa dihindari.

Salah satu solusi untuk masalah ini adalah dengan cara mengukur waktu yang diperlukan oleh sebuah kompresor untuk mencapai tekanan 42 Psi dari 22 Psi saat beban 50 % (bisa juga disebut sebagai “waktu normal sebuah motor bekerja”). Jika beban dibawah 50%, maka waktu bekerja motor tentu akan kurang dari “waktu normal sebuah motor bekerja”. Sedangkan jika beban diatas 50%, tentu waktu bekerja motor akan lebih dari “waktu normal sebuah motor bekerja”. Maka jika waktu bekerja sebuah motor telah melebihi “waktu normal sebuah motor bekerja” ini, maka motor kedua harus diaktifkan.

Metode lain untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan cara mengukur lama waktu yang diperlukan agar tekanan tangki turun dari 42 Psi menjadi 22 Psi saat beban 50 % (bisa juga disebut sebagai “waktu normal pengosongan tangki”). Jika beban dibawah 50% tentu waktu pengosongan tangki akan lebih lambat dari “waktu normal pengosongan tangki”. Sedangkan jika beban diatas 50% maka waktu pengosongan tangki tentu lebih cepat dari “waktu normal pengosongan tangki”. Jadi jika waktu pengosongan tangki lebih cepat dari “waktu normal pengosongan tangki” maka kedua motor harus diaktifkan.

Dari dua alternatif solusi diatas, Anda mungkin akan menemukan kekurangan dari masing-masing solusi. Pada solusi pertama, motor pertama harus bekerja dahulu selama “waktu normal” sebelum motor kedua akan membantu. Berbeda dengan solusi kedua dimana motor kedua akan langsung membantu semenjak awal. Maka solusi pertama bisa jadi akan membuat motor yang pertama kali bekerja menjadi lebih panas karena waktu bekerjanya lebih lama.

Adapun pada solusi kedua, kita menyebutnya sistem ini dapat mengantisipasi permintaan beban, maka kelemahannya adalah sistem tidak dapat mendeteksi perubahan beban saat motor sedang aktif. Sebagai contoh jika beban sistem 50%, maka proses pengisian akan menggunakan sebuah motor dan waktu pengosongan tidak akan melebihi “waktu normal pengosongan tangki” sehingga pada siklus pengisian selanjutnya hanya akan ada sebuah motor yang diaktifkan. Jika saat sebuah motor ini diaktifkan kemudian terjadi perubahan beban dari 50% menjadi 80% maka solusi keduanya ini menghadapi jalan buntu. Motor kedua tidak akan pernah mendapat perintah untuk membantu motor yang sedang aktif. Maka Anda perlu mengombinasikan kedua alternatif solusi diatas.

Modifikasi program Anda sehingga operasi dengan hanya sebuah motor terus menerus tidak boleh terjadi. Kompresor harus bekerja bergantian jika beban 50% atau kurang. Usahakan untuk membuat total waktu kerja tiap motor relatif sama dan hindari siklus pendinginan motor yang terlalu pendek. Gunakan PE2 untuk mendeteksi jika tekanan sistem menurun dibawah batas minimal yang ditentukan.

Set batas atas I:1/02 menjadi 42 dan jangkauan toleransinya 20.

Set batas atas I:1/03 menjadi 40 dan jangkauan toleransinya 20.

Buatlah program agar bekerja sebagai berikut.

·         Lampu RUN akan menyala selama sistem beroperasi

·         Proses ini dapat dihentikan dan dijalankan kembali menggunakan tombol STOP dan tombol START

·         Jika rentang tekanan pada compressor berkisar antara 22 hingga 42 maka MOTOR 1 O:2/00 dan MOTOR 2 O:2/01 akan bekerja bergantian :

o   Motor 1 akan bekerja terlebih dahulu. Kemudian setelah tekanan mencapai 42 maka motor akan mati.

o   Tekanan lalu akan turun. Setelah tekanan mencapai nilai 22 maka motor 2 akan hidup.

o   Saat motor 2 hidup, maka tekanan compressor akan naik kembali. Setelah mencapai 42 maka motor 2 mati. Setelah tekanan turun kembali menjadi 22, maka Motor 1 yang kembali dihidupkan. Dst.

o   Jika tekanan jatuh hingga nilai 20 maka kedua motor harus dihidupkan bersama. (Berarti beban kerja compressor tidak dapat ditangani oleh hanya satu motor). [Terjadi jika flow keluaran compressor lebih dari 80]

·         Langkah berikut dibuat untuk mengantisipasi jika flow keluaran compressor adalah 80. (Dapat menyebabkan satu motor bekerja terus tanpa henti karena tekanan masukan sama dengan tekanan keluaran) :

o   Jika suatu motor telah bekerja melebihi waktu normal untuk mencapai tekanan penuh (batas atas) pada flow keluaran 50 % atau 60 %, maka motor kedua harus dihidupkan. (Cara 1)

o   Ukurlah waktu normal tekanan turun pada compressor dari maximum ke minimumnya (42 ke 22). Maka jika waktu penurunan tekanan compressor lebih cepat berarti dibutuhkan dua motor yang selanjutnya bekerja. (Cara 2)

o   Gabungkan cara I dengan cara II. Kekurangan pada cara I adalah adanya waktu untuk motor harus bekerja sendiri terlebih dahulu sedangkan kelemahan dari cara II adalah tidak dapat mendeteksi jika perubahan flow terjadi setelah mencapai tekanan 22.

Perhatikan bahwa pada “Dual Compressor Simulator” ini terdapat selektor (A – B – C) dan terdapat seven segment display dengan alamat O:4 (arahkan kursor Anda keposisi seven segment display, maka akan muncul “tooltip” bertulisan alamat dari seven segment ini). Jika selektor terhubung ke A maka I:1/04 akan aktif. Jika selektor terhubung ke B maka I:1/05 akan aktif. Dan jika selektor terhubung ke C maka I:1/06 akan aktif

 Buatlah agar program Anda juga memenuhi kriteria sebagai berikut.

·         Jika selektor ke A maka O:4/BCD akan menampilkan total waktu bekerja motor I

·         Jika selektor ke B maka O:4/BCD akan menampilkan total waktu bekerja motor II

·         Waktu ditampilkan dalam detik

·         Program Anda harus dapat bekerja sedemikian rupa agar perbandingan total waktu kerja motor I dan motor II relatif sama.

Test Point

1.       Saat START pertama kali (tekanan dalam compressor = 0), MOTOR 1 dan MOTOR 2 akan bekerja bersama.

2.       Pada flow keluaran 50%, MOTOR 1 O:2/00 dan MOTOR 2 O:2/01 akan bekerja bergantian.

3.       Pada flow keluaran 90%, tekanan akan jatuh dibawah batas bawah sensor 2 dan kedua MOTOR akan bekerja bersama

Pada flow keluaran 50%, setelah batas atas tercapai dan MOTOR mati :

4.       Jika flow keluaran dijadikan 80% saat tekanan turun, maka saat MOTOR mulai bekerja kembali kedua MOTOR akan langsung bekerja

Pada flow keluaran 50% saat pengisian tekanan dan hanya 1 MOTOR yang bekerja :

5.       Jika flow keluaran dijadikan 80% saat tekanan diisi, maka setelah beberapa lama kedua MOTOR harus langsung bekerja

6.       Waktu kerja masing-masing motor ditampilkan di O:4/BCD menggunakan selektor dan dalam satuan detik.

7.       Perbandingan total waktu kerja motor I dan motor II relatif sama.

loading...