Alat-alat Pengendali Industri

1. Alat-alat Pengendali Industri Lecture 4-Automation System

2. Alat primer dan pengendali pilot • Alat pengendali adalah komponen yang mengatur daya yang diberikan pada beban listrik • Semua komponen yang digunakan pada rangkaian pengendali motor dapat dibuat dalam tingkatan baik sebagai alat pengendali primer maupun penunjuk

3. Alat pengendali primer seperti kontaktor motor, stater, pengontrol. • Alat pengendali penunjuk seperti relay atau kontaktor yang mengaktifkan rangkaian daya, mengatur operasi.Yang termasuk alat penunjuk adalah tombol tekan, saklar aliran, saklar tekanan atau thermostat

4. Saklar Manual • Saklar manual adalah saklar yang dikontrol dengan tangan • Contohnya adalah • Saklar Togel • Saklar geser • Saklar Dual In-Line Package • Saklar rocker • Saklar rotari • Saklat thumbweel • Saklar pemilih • Saklar tombol tekan • Saklar drum

5. Saklar Mekanis • Adalah saklar yang dioperasikan dengan tombol-tombol otomatis, misalnya tekanan, suhu, posisi. • Jenisnya adalah: • Saklar limit • Saklar mikro • Saklar thermostat • Saklar tekanan • Saklar level

6. Sensor • Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitute sesuatu. • Sensor merubah besaran mekanis, panas, kimia, sinar dll menjadi tegangan dan arus listrik • Sensor memegang peranan penting dalam sistem pengendalian proses pabrikasi moderen.

7. Jenis-jenis sensor • Sensor kedekatan (proximity sensor) • Sensor sinar • Sensor efek Hall • Sensor ultrasonik • Sensor tekanan • Sensor suhu • Sensor penyandi (encoder sensor)

8. Sensor kedekatan (proximity sensor) • Adalah alat pilot yang mendeteksi adanya obyek tanpa kontak fisik • Sensor tersebut adalah alat elektronis solid state yang terbungkus rapat untuk melindungi terhadap pengaruh getaran, cairan, kimiawi, korosif yang berlebihan yang sering dijumpai di industri

9. Sensor kedekatan (proximity sensor)-contd • Sensor ini dipakai jika : • Obyek yang dideteksi terlalu kecil • Diperlukan respon yang cepat • Obyek harus dirasakan melalui rintangan non logam seperti gelas, plastik, kertas karton • Lingkungan yang berbahaya

10. Sensor Kedekatan (proximity sensor)-cont’d • Jenisnya : • Sensor kedekatan induktif,jika obyeknya adalah logam .Terdiri dari kumparan, osilator, rangkaian detektor dan output elektronis. Kelemahannya sensor ini tidak sensitif terhadap kelembaban, debu dsb. • Sensor kedekatan kapasitif.Obyeknya dapat konduktif atau non konduktif.Sensor ini dapat diaktifkan dengan bahan non konduktif seperti kayu, tepung, gula, dsb.

11. SensorSinar • Photovolaic/sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar menjadi energi listrik • Sel solar silikon yang moderen merupakan sambungan PN dengan lapisan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, sehingga menghasilkan tegangan dc yang kecil. Tegangan ouput adalah 0.5 V per sel pada sinar matahari penuh (lihat gambar 4.23)

12. Sensor sinar - contd • Ada 2 jenis sensor fotolistrik untuk merasakan posisi, masing-masing memancarkan sinar (inframerah/laser): • Jenis reflektif,untuk mendeteksi sinar yang dipantulkan dari target • Jenis Through beam, untuk mengukur perubahan jumlah sinar yang disebabkan oleh target yang menyerang sumbu optik

13. Sensor fotolistrik dapat melakukan beberapa mekanisme deteksi : • Deteksi tanpa kontak • Deteksi target dari bahan sebenarnya • Deteksi jarak jauh • Respon kecepatan tinggi • Diskriminasi warna • Deteksi sangat cermat

14. Pada kebanyakan sensor ini digunakan Light Emitting Diode (LED) untuk mentransmisikan, dan fototansistor untuk penerima sumber • Salah satu aplikasi dari sensor fotolistrik yang cukup penting adalah teknologi bar code reader • Sistem bar code terdiri dari simbol kode batang, scanner, dan decoder

15. Ada beberapa jenis kode batang, contohnya untuk kode standar pengecer makanan kemasan (The Universal Product Code-UPC), lihat contoh. • Scanner kode batang adalah mata dari sistem pengumpulan data. Sumber cahaya didalam scanner akan menyalakan simbol kode batang, batang2 menyerap sinar dan spasi akan memantulkan sinar. Detektor foto kemudian mengumpulkan sinar pada bentuk pattern sinyal elektronik yang menyajikan simbol yang tercetak • Decoder menerima sinyal dari scanner dan mengubah data menjadi data karakter yang mewakili simbol.

16. Sensor Efek Hall • Dirancang untuk merasakan adanya obyek magnetis, biasanya magnet permanen • Digunakan untuk mendeteksi posisi komponen • Elemen Hall adalah bahan semi konduktor yang kecil, tipis dengan irisan rata

17. Cara kerja sensor efek Hall • Apabila arus dilewatkan melalui irisan dan tidak ada medan magnet, tegangan yang dihasilkan 0 • Apabila magnet dibawa menutup bahan semi konduktor, maka lintasan akan terganggu. Distorsi akan menyebabkan elektron bergerak ke kanan menghasilkan diantara sisi alat.

18. Rangkaian terintegrasi digital efek Hall digunakan pada saklar proximity • Selain itu, dapat digunakan juga untuk mengukur kecepatan

19. Sensor Ultrasonik • Sensor ini bekerja dengan mengirimkan gelombang menuju target dan mengukur waktu yang diperlukan pulsa untuk melenting kembali • Waktu yang diperlukan oleh gaung untuk kembali ke sensor berbanding lurus dengan jarak atau tinggi obyek, sebab suara mempunyai kecepatan konstan

20. Cara kerja sensor ultrasonik • Sinyal gaung yang kembali secara elektronis diubah menjadi output menjadi 4 sampai 20 mA, yang mensuplai kecepatan aliran yang dimonitor ke alat kontrol eksternal • Cairan, obyek padat, tekstil, butiran dapat dideteksi dengan alat ini

21. Sensor Tekanan • Ukuran ketegangan didasarkan prinsip bahwa tahanan penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang • Gaya yang diberikan kawat menyebabkan kawat bengkok, sehingga aksi pembengkokan kawat akan merubahn tahanannya secara fisik • Perubahan tahanan ini diberikan pada rangkaian jembatan untuk mendeteksi perubahan kecil pada tahanan kawat

22. Sel tahanan kawat beban biasanya menggunakan baja dan kawat yang peka terhadap ketegangan • Karena sel dibebani maka logam memanjang atau mengulur dengan lembut. Ukuran rentangan ini bisa beberapa gram-jutaan pounds

23. Sensor Suhu • Ada empat jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan : • Termocouple, • Detektor suhu tekanan (Resistance Temperatur Detector=RTD), • termistor, dan • sensor IC

24. Komparasi

25. Termocouple • Termocouple pada dasarnya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las • Perbedaan suhu antara sambungan akan menimbulkan rentang suhu • Alat ini banyak digunakan untuk mengontrol suhu open atau tungku

26. RTD • Konsep utama RTD adalah pada tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu • Platina adalah bahan yang paling sering digunakan karena ketahanan suhunya tinggi, linierbilitasnya, stabilitas dan reproduksibilasnya

27. Termistor • Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif • Karena suhu meningkat maka tahanan menurun dan sebaliknya • Termistor sangat peka terhadap perubahan suhu yang kecil

28. Integrated Circuit (IC) • Menggunakan chip silikon untuk elemen perasanya • Meskipun range suhu terbatas tetapi mampu menghasilkan output yang sangat linier

29. Sensor Kecepatan • Tachnometer umumnya menunjuk pada magnet permanen kecil dari generator DC • Ketika generator diputar maka generator menghasilkan tegangan DC berbanding lurus dengan kecepatan • Tachnometer dirangkai dengan motor, umumnya digunakan pada aplikasi pengendali kecepatan motor

30. Sensor Penyandi • Digunakan untuk mengubah gerakan putaran menjadi sinyal digital • Ada 2 jenis yaitu : • Penyandi tambahan • Penyandi absolut • Lihat gambar!