Post on 15-Aug-2019
Oleh :Nur Rahmah Awaliyah
Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA
SEMINAR TUGAS AKHIR
Perancangan Automatic Backwash
pada Tangki Sand Filter di IPA 1 PDAM Gresik
LATAR BELAKANG (1)
LUMPUR TERFILTER
Penyaringan tidak optimal
PERLU
BACKWASH
LATAR BELAKANG (2)
Akibat kesalahan Waktu Pelaksanaan Backwash
Backwash terlalu dini
Air bersih dari reservoar terbuang
1. 2.
Terlambat Backwash
Tangki sand filterOver Flow
LATAR BELAKANG (3)
Backwash lebih dari 1 tangki sand filter pada saat yang bersamaan
OVERFLOW pada Clarifier dan Level air Reservoar BERKURANG
PERMASALAHAN
• Bagaimana merancang sistem AutomaticBackwash pada 4(empat) tangki sand filter di IPA 1PDAM Gresik.
• Bagaimana mensimulasikan dinamika darisistem Automatic Backwash pada tangki sand filterdi IPA1 PDAM Gresik dengan menggunakanSIMULINK.
TUJUAN
• Akan dilakukan perancangan sistemAutomatic Backwash pada tangki sand filterdi IPA 1 PDAM Gresik.
• Akan dilakukan pemodelan dinamik darisistem Automatic Backwash pada tangkisand filter di IPA 1 PDAM Gresik.
BATASAN MASALAH (1)
• Keempat tangki sand filter dianggap identik.
• Hambatan air (R) dimodelkan secara analogi seperti sebuahresistor yang mempresentasikan hambatan yang dialami olehair di dalam tangki sand filter .
• Diasumsikan fluktuasi level air di dalam tangki sand filterdiakibatkan oleh tingkat kekeruhan air yang masuk.
• Tingkat kejenuhan air di dalam tangki sand filter ditunjukkandengan level permukaan air dalam tangki sand filter.
• Sistem pengendalian bekerja atas dasar informasi levelpermukaan air dalam tangki sand filter yang aktif.
• Urutan prioritas backwash saat terjadi permintaan backwashdari 2 atau lebih tangki sand filter secara bersamaan adalahtangki sand filter 1, tangki sand filter 2, tangki sand filter 3,kemudian tangki sand filter 4.
BATASAN MASALAH (2)
• Hasil perancangan berupa simulasi.
• Simulasi dilakukan untuk proses backwash dengan lama waktu filtrasi tetap untuk satu kali running.
• Input nilai hambatan air (R) adalah input yang diberikan sebelum dilakukan simulasi.
• Pemrograman yang disusun pada logic solver adalah pemrograman untuk mengatur urutan proses backwashpada masing-masing tangki sand filter dan mengatur sistem antrian backwash apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang jenuh pada waktu yang bersamaan dengan waktu awal backwash yang sama.
MULAI
Pemodelan tangki sand filter
Perancangan sistem automatic backwash
Pengujian dan analisa
penyusunan laporan
SELESAI
Studi literatur dan studi lapangan
Perancangan logic solver
Penyusunan Wiring Diagram sistem Automatic Backwash
Simulasi dengan Simulink
SAND FILTER
ReservoarUdara
ReservoarClarifier
Drainage
Saringan Besi dan Nozzle
Liquid Level Control Relay RM4L
Keadaan Elektroda Output RM4L
Tidak dikenai fluida 0 mA
Dikenai Fluida Max. 8 mA
Logic Solver
Logic solver adalah instrumen untuk menerimasinyal input dari sensor, membuat keputusan yangtepat berdasarkan keluaran dari sinyal sensor,serta menghasilkan sinyal output yang sesuai.Sinyal output dari logic solver bekerja berdasarkanlogika atau program yang didefinisikan sendirioleh pengguna. Bentuk fisik logic solver dapatmenggunakan semacam piranti elektronik yangmampu diprogram, seperti relay, mikrokontroller,atau programmable logic controller (PLC).
BACKWASH
• Pengosongan tangki
• Scouring
• Rinsing
• Filtrasi
BACKWASH
Harus dilakukan tepat saat tangki sand filter jenuh dan Langkah-langkah backwash harus dilakukan sesuai standar.
PEMODELAN TANGKISAND FILTER
t
HAQoutQin .
t
HA
R
QinQin .
ReservoarUdara
ReservoarClarifier
Drainage
QinQout
R
Nilai R diperoleh:R=1+0.0011133u
dengan u adalah besar sinyal input (masukan) R yang kita berikan saat dilakukan simulasi
H
WIRING DIAGRAM MODEL TANGKI SAND FILTER PADA SIMULINK
PEMODELAN SENSOR
LIQUID LEVELCONTROL RELAY
SENSOR
H air Output
sensor 1
Output
sensor 2
Output
sensor 3
Output
sensor 4
< Hx 0 mA 0 mA 0 mA 0 mA
>=Hx 1 mA 2 mA 4 mA 8 mA
Keadaan Elektroda Output RM4L
Tidak dikenai fluida 0 mA
Dikenai Fluida Max. 8 mA
PEMODELAN SENSOR
Nilai C untukTSF 1 1 mATSF 2 2 mATSF 3 4 mATSF 4 8 mA
PERANCANGAN LOGIC SOLVER
Penjumlahan Output
Keempat Sensor
Jumlah nilai di-hold
Selama waktu tertentu
MATLAB
Function
Tangki 1
MATLAB
Function
Tangki 2
MATLAB
Function
Tangki 3
MATLAB
Function
Tangki 4
Pengosongan
Selama
5 menit
Scouring
Selama
2 menit
Rinsing
Selama
5 menitLogic Solver
Jumlah keluaran sensor Tangki yang jenuh
1 Tangki 1
2 Tangki 2
4 Tangki 3
8 Tangki 4
3 Tangki 1 dan 2
5 Tangki 1 dan 3
9 Tangki 1 dan 4
6 Tangki 2 dan 3
10 Tangki 2 dan 4
12 Tangki 3 dan 4
7 Tangki 1,2, dan 3
11 Tangki 1, 2, dan 4
13 Tangki 1,3, dan 4
14 Tangki 2,3, dan 4
15 Tangki 1,2,3, dan 4
PERANCANGAN LOGIC SOLVER
Tangki Sand Filter 1 Selalu menempati urutan
Backwash pertamaMATLAB Function 1
Tangki Sand Filter 2
menempati urutan
Backwash pertama
menempati urutan
Backwash kedua
MATLAB
Function 2
Tangki Sand Filter 3
menempati urutan
Backwash pertama
menempati urutan
Backwash kedua
MATLAB
Function 3
menempati urutan
Backwash ketiga
Urutan
backwashValve
Keadaan
Normal
Keadaan
Berlawanan
Mengalami Keadaan
Berlawanan pada menit ke-
1 Input Buka Tutup t0 s.d. t0 +12
Output Buka Tutup t0 s.d. t0 +12
Drainage Tutup Buka t0 s.d. t0 +5 dan
t0 +7 s.d. t0 +12
Udara Tutup Buka t0 + 5 s.d t0 +7
Backwash Tutup Buka t0 +7 s.d. t0 +12
2 Input Buka Tutup t0 +12 s.d. t0 +24
Output Buka Tutup t0 +12 s.d. t0 +24
Drainage Tutup Buka t0 +12 s.d. t0 +17 &
t0 +19 s.d. t0 +24
Udara Tutup Buka t0 + 17 s.d t0 +19
Backwash Tutup Buka t0 +19 s.d. t0 +24
3 Input Buka Tutup t0 +24 s.d. t0 +36
Output Buka Tutup t0 +24 s.d. t0 +36
Drainage Tutup Buka t0 +24 s.d. t0 +29 dan
t0 +31 s.d. t0 +36
Udara Tutup Buka t0 + 29 s.d t0 +31
Backwash Tutup Buka t0 +31 s.d. t0 +36
4 Input Buka Tutup t0 +36 s.d. t0 +48
Output Buka Tutup t0 +36 s.d. t0 +48
Drainage Tutup Buka t0 +36 s.d. t0 +41 &
t0 +43 s.d. t0 +48
Udara Tutup Buka t0 + 41 s.d t0 +43
Backwash Tutup Buka t0 +43 s.d. t0 +48
SISTEM AUTOMATIC BACKWASH
Wiring Diagram Sistem Automatic Backwash
Tangki sand filter Sensor Level
Logic SolverValve ON-OFF (5 buah untuksetiap tangki)
PENGUJIAN MODEL TANGKI SAND FILTER
4.4
1.8
Sinyal Uji
Respon
SINYAL UJI pada LOGIC SOLVER
300
HASIL PENGUJIANLOGIC SOLVER
Out 1 LS
valve input tangki 1
nol pada menit ke 300 - 312
Out 4 LS
valve scouring tangki 1
1 pada menit ke 305 - 307
Out 5 LS
Valve backwash tangki 1
1 pada menit ke 307 - 312
Out 3 LS
valve drainage tangki 1
1 pada menit ke 300 - 305
dan menit ke 307 - 312
SINYAL UJISISTEM AUTOMATIC BACKWASH
(300,480)
PENGUJIAN AUTOMATIC BACKWASH
valve input tangki 1
Menutup pada menit ke 300 - 312
valve scouring tangki 1
membuka pada menit ke 305 - 307
Out 5 LS
Valve backwash tangki 1
membuka pada menit ke 307 - 312
valve drainage tangki 1
buka pada menit ke 300- 305
dan menit ke 307 - 312
Level Air pada Tangki
4.4
1.81.8
KESIMPULAN
• Telah dirancang sistem Automatic Backwash denganmenggunakan Logic Solver.
• Proses backwash dilakukan selama 12 menit denganrincian: 5 menit pengosongan tangki, 2 menit scouring,dan 5 menit rinsing.
• Apabila terdapat 2 atau lebih tangki sand filter yang perlubackwash, maka dilakukan antrian.
• Valve yang membuka pada saat pengosongan tangki sandfilter adalah valve drainage, valve yang membuka padasaat scouring adalah valve udara, valve yang membukapada saat rinsing adalah valve drainage dan valvebackwash, sedangkan valve input dan valve outputmembuka saat filtrasi.