PROPOSAL SISTEM OPERASI GENERATOR SET OTOMATIS

TUGAS I

PROPOSAL MEKATRONIKA

“SISTEM OPERASI GENERATOR-SET OTOMATIS “

Disusun Oleh:

Aji Fitriyan Hidayat (3.31.14.0.02)

Dafit Setiawan (3.31.14.0.08)

Okky Putra M (3.31.14.0.17)

Rizky Tio Susanto (3.31.14.0.18)

Tessar Dwi C (3.31.14.0.21)

Kelas : LT-3A

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2016

BAB 1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Seiring dengan kemajuan teknologi di segala bidang, maka catu daya utama PLN sangat berpengaruh terhadap penyedian energi listrik bagi layanan publik, baik itu daya besar maupun daya kecil. Akan tetapi suplai daya utama yang berasal dari PLN tidak selamanya kontinyu dalam penyalurannya. Suatu saat pasti terjadi pemadaman total yang dapat disebabkan oleh gangguan pada sistem pembangkit, atau gangguan pada sistem transmisi dan sistem distribusi. Sedangkan suplai energi listrik sangat diperlukan pada pusat perdagangan, perhotelan, perbankkan, rumah sakit maupun industri dalam menjalankan produksinya. Sehingga jika PLN padam, maka suplai energi listrikpun berhenti, dan akibatnya seluruh aktifitas produksipun berhenti. Berdasarkan hal diatas agar tidak terjadi pemadaman total pada penerangan ruangan maupun daerah penting yang harus mendapat suplai energi listrik secara terus- menerus, maka dibutuhkan generator set (genset) sebagai back-up suplai utama (PLN). Sebagai kontrol kapan genset mengambil alih suplai tenaga listrik ke beban ataupun sebaliknya, maka diperlukan sistem kontrol yang dapat bekerja secara otomatis untuk menjalankan genset saat terjadi pemadaman dari PLN.

Kontrol otomatis tersebut biasanya disebut Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF) atau sistem interlok PLN - Genset. Akan tetapi ditinjau dari segi ekonomis, modul AMF buatan pabrik harganya mahal. Hal ini disebabkan karena alat tersebut didesain khusus untuk keperluan AMF. Oleh sebab itu sebagai alternatif, dalam proyek ini akan didesain modul AMF dan ATS menggunakan controller Ladder Diagrammable Logic Control (PLC). PLC pada dasarnya mempunyai fungsi tunggal yaitu, sebagai pengganti kerja relay atau kontaktor. Karena kemampuan controller tersebut untuk menangani berbagai permasalahan kontrol. Sehingga memungkinkan perangkat tersebut mempunyai kemampuan aplikasi yang luas, baik di bidang industri, perkantoran maupun rumah tangga. Sementara SCADA adalah suatu sistem pengendalian alat secara jarak jauh, dengan kemampuan memantau data-data dari alat yang dikendalikan. SCADA merupakan bidang yang secara kontinyu selalu dikembangkan di seluruh bagian dunia pada berbagai tipe industri yang menghabiskan dana yang besar.

BAB II

LANDASAN TEORI

A.ATS (Auto Transfer Switch)

Transfer Switch

Transfer switch adalah sebuah saklar listrik yang menghubungkan sumber tenaga listrik dari sumber utama ke sumber siaga. Switch dapat dioperasikan secara manual atau secara otomatis. Sebuah Transfer Switch Otomatis (ATS) sering dipasang di mana generator cadangan terletak, sehingga generator dapat memberikan daya listrik sementara jika sumber listrik terputus.

Pengoperasian Transfer Switch

Selain mentransfer beban ke generator cadangan, sebuah ATS juga memerintahkan generator cadangan untuk memulai, berdasarkan tegangan yang dipantau pada pasokan utama. transfer switch mengisolasi generator cadangan dari PLN, ketika generator hidup dan menyediakan listrik sementara. Kemampuan kontrol dari saklar transfer mungkin secara manual saja, atau kombinasi otomatis dan manual. Transisi beralih modus dari tansfer switch Transisi Terbuka (OT) (tipe biasa), atau Transisi Closed (CT). Misalnya, di sebuah rumah dilengkapi dengan generator cadangan dan ATS, ketika pemadaman listrik PLN terjadi, ATS akan memberitahu generator cadangan untuk memulai. Setelah ATS melihat bahwa generator siap untuk menyediakan tenaga listrik, ATS memutus sambungan rumah untuk PLN dan menghubungkan generator untuk panel utama listrik rumah itu. Generator memasok listrik ke beban listrik rumah, tetapi tidak terhubung dengan PLN. Isolasi generator dari sistem distribusi diperlukan untuk melindungi generator dari kelebihan beban, dan untuk mencegah hubungan singkat dengan jaringan listrik dari PLN. Ketika kembali listrik kembali hidup, transfer switch akan mentransfer kembali aliran listrik PLN dan generator dimatikan. Sebuah transfer switch dapat diatur untuk memberikan daya hanya untuk sirkuit kritis atau seluruh listrik (sub) panel. Beberapa transfer switch memungkinkan untuk pelepasan beban atau prioritas sirkuit opsional, seperti pemanasan dan pendinginan peralatan. Lebih kompleks darurat switchgear digunakan dalam instalasi generator cadangan yang besar, sehingga beban akan lancar ditransfer dari PLN ke generator sinkron, dan kembali, instalasi tersebut berguna untuk mengurangi permintaan beban puncak dari PLN.

B.Sistem SCADA
SCADA kependekan dari Supervisory Control and Data Acquisition merupakan sebuah sistem yang mengawasi dan mengendalikan peralatan proses yang tersebar secara geografis. Alasan digunakannya SCADA adalah karena adanya kebutuhan untuk melakukan pengawasan langsung dari penyaluran tenaga listrik, yaitu dengan melakukan pengumpulan informasi keadaan peralatan atau perangkat di lapangan dan mengambil tindakan atas informasi tersebut secara remote atau jarak jauh secara real time

Gambar 1 Distribusi Lisrtik Secara Umum

Secara umum, SCADA terdiri dari bagian – bagian berikut :

Aktuator (Field Devices)
Remote Terminal Unit
Sistem Komunikasi
Master Terminal Unit

Berikut ini penjelasan dari masing – masing bagian :

Aktuator (field device)

Bagian ini adalah plant yang ada di lapangan terdiri dari banyak saklar yang digunakan untuk memutus dan menyambungkan arus listrik. Nilai aktuator inilah yang umumnya diawasi dan dikendalikan supaya plant berjalan sesuai dengan keinginan pengguna. Aktuator yang digunakan salah biasanya remote IO UPAC 7186 FX untuk memberi langsung instruksi kepada relay sehingga dapat memutus atau menyambungkan saklar saklar tersebut.

Remote terminal unit

Bagian RTU sendiri berada pada supervisory yang terdapat di dua tempat yaitu supervisory A dan supervisory B. Pada supervisory ini seluruh data dari beberapa substation akan dikumpulkan dan pada akhirnya akan dikirimkan ke MTU.

Sistem Komunikasi

Sistem komunikasi diperlukan untuk menghubungkan antara field device, PLC, dan Master Terminal Unit. Sistem komunikasi yang dipakai dalam sistem SCADA biasanya yaitu RS-485. Sistem ini merupakan komunikasi serial yang digunakan untuk pengambilan data dari power meter. Power meter sendiri berfungsi sebagai alat untuk mengukur tegangan, arus dan daya yang ada di suatu perangkat. Telekomunikasi adalah komunikasi jarak jauh antara RTU (Remote terminal unit) dengan masterstation yang merupakan media untuk saling bertukar informasi.Komunikasi data digunakan untuk sistem SCADA.Komunikasi data menggunakan media komputer yang diteruskan menjadi transmisi elektronik. Jenis media komunikasi yang digunakan yaitu:

Fiber Optik, Fiber optik merupakan kabel yang terbuat dari serpihan kaca dan berukuran sangat kecil digunakan sebagai media transfer data. Media komunikasi jenis ini efektif digunakan untuk komunikasi jarak jauh karena kecepatan transfer data yang unggul bila dibandingkan dengan media radio data
Kabel LAN, Kabel LAN/ UTP merupakan media transmisi Ethernet yang menghubungkan piranti-2 jaringan dalam jaringan computer yang terdiri dari 4 pasang kabel yang saling melilit dengan kode warna khusus yang standard dan diisolasi dengan plastik. Dari kedua kabel tersebut saling berhubunngan namun untuk menghubungkan kedua jenis kabel tersebut diperlukan perangkat untuk mengkonversi, dalam hal ini digunakanlah konverter NS 205 FC. Perangkat ini digunakan untuk konversi dari TCP IP ke media fiber optik. Kombinasi dari kedua media tersebut menghsilkan kelebihan yaitu transfer data yang cepat mengingat telah digunakanya fiber optik sebagai media transfer data.

MTU – SCADA Software

Master Terminal Unit umumnya ialah komputer yang memiliki SCADA software. Pada hal ini MTU dan HMI berada pada satu komputer, jadi selain sebagai pusat monitoring komputer tersebut juga sudah bisa digunakan sebagai pusat control. Berikut merupakan contoh tampilan dari MTU dan HMI

Gambar 2 Tampilan MTU dan HMI

Dalam tampilan MTU ini bisa dilihat berapa daya, tegangan, dan arus yang ada di beberapa substation, bagaimana statusnya apakah on atau off. Jika on maka akan muncul lampu berwarna hijau dan jika off maka akan keluar lampu berwarna merah. Dengan adanya HMI sekaligus MTU ini proses monitoring maupun kontroling dapat dilakukan sehingga dapat mempercepat suatu pekerjaan tanpa harus terjun langsung ke lapangan. Dalam gambar tersebut terdapat sebuah panel yang terdapat huruf c, hal itu diartikan sebagai komentar. Panel yang terdapat huruf c dapat dikendalikan melalui HMI namun jika ada panel yang tidak tertuliskan huruf c maka panel tidak dapat dikendalikan, jadi ketika terdapat masalah harus langsung turun ke lapangan untuk melakukan tindakan manual.
SCADA merupakan sebuah sistem yang mengawasi dan mengendalikan peralatan proses yang tersebar secara geografis yang terdiri dari aktuator,RTU,MTU dan komunikasinya. Berikut merupakan tampilan skema SCADA distribusi listrik sebuah power house

Gambar 3 SCADA Distribusi Listrik

BAB III

ALAT DAN BAHAN

A.Bahan
-MCB 3 phasa
-MCB 1 Phasa
-Kontaktor
-Auxelery
-Timer on delay
-Terminal sambungan kabel
-Kabel NYF
-Box Panel

B.Alat

Adapun peralatan yang digunakan adalah sebagai beikut :

-Tang Kombinasi

-Tang Potong

-Tang Pembulat

-Gergaji

-Bor

-Obeng minus

-Obeng Plus

-Kikir

-Ragum

Adapun alat / software untuk membuat dan mendesain SCADA yaitu:

-Vijeo Citec Visual Programming

C.LANGKAH KERJA PEMBUATAN ATS-AMF

Adapun langkah kerja yang dilakukan selama pengerjaan ATS-AMF adalah sebagai berikut :

ATS dengan rangkaian konvensional

Mempersiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan
Pengeboran Pintu Panel
Pengikiran Hasil Pengeboran
Pemasangan Lampu Indikator
Pemasangan kedudukan komponen pada box panel ATS serta pemasangan rel kabel (wiring Kabel)
Memasang komponen dan melakukan perangkaian awal
Pemasangan dan Pengetesan Rangkaian Kontrol ATS

ATS dengan menggunakan PLC

Merancang kedudukan alat dan komponen yang akan digunakan
Merancang Program yang akan di inputkan pada PLC
Pemasangan kedudukan komponen pada box panel
Melakukan pengerjaan rangkaian daya pada panel.
Melakukan penyambungan rangkaian input dan output dengan PLC
Memasukan program pada PLC
Melakukan pengetesan rangkaian PLC terhadap rangkaian daya
Mengembalikan peralatan dan pembersihan

Berikut ini adalah langkah-langkah yang diperlukan dalam membuat sistem SCADA pada software Vijeo Citect, Yaitu:

Install software Vijeo Citect, Dalam penginstalan Vijeo Citect perlu dipastikan untuk menutup semua windows program yang sedang aktif. Jika kita memiliki program Vijeo Citect versi lama, uninstall terlebih dahulu sebelum menginstal Vijeo Citect versi terbaru, Vijeo Citect dapat di install mulai dari OS Windows 95/98/NT 4,0 SP 6 , windows 2000/Me, hingga windows XP dan 7.
Membuka Software Vijoe Citect, Untuk masuk ke dalam software Vijoe Citect kita dapat meng-klik ikon.Maka akan muncul Citect Explorer, Citect Project Editor dan Citect Graphics Builders

Citect Explorer, Citect explorer adalah sebuah aplikasi dari software Vijeo Citect yang digunakan untuk melihat seluruh project dan mengatur content dari setiap project software Vijeo Citect.
Citect Project Editor, Citect Project Editor adalah sebuah aplikasi dari software Vijeo Citect yang digunakan untuk menjalankan project.
Citect Graphics Builders, Citect Graphics Builders adalah sebuah aplikasi dari software Vijeo Citect yang digunakan untuk membuat Graphic page.

BAB IV

ANALISA RANGKAIAN

A.Diagram Blok Rangkaian

Gambar 4 Diagram blok rangkaian ATS dan AMF

Gambar 5 Diagram rangkaian control

-Deskripsi kerja :

Saat PLN hidup maka timer 1 akan aktif dan akan menunda Kontaktor 1 untuk menghubungkan sumber PLN ke beban, dan akan menghubungkan ke beban ketika setting waktu habis. Saat PLN hidup Timer 4 juga secara otomatis akan aktif untuk menunda matinya generator

Ketika PLN mati rangkaian ke PLN akan putus dan generator akan menstarting serta timer 2 aktif untuk menunda pemutusan rangkaian strarting, pada saat yang sama timer 3 akan aktif dengan setting waktu yang lebih lama untuk menunda mengubungkan supply generator ke beban, gunanya adalah untuk membiarkan hingga generator stabil.

Ketika waktu timer 3 habis maka rangkaian beban akan terhubung ke supply generator

Ketika supply PLN aktif maka siklus akan berulang dari awal.

-I / O PLC :

Diagram Rangkaian I/O PLC