Post on 16-Nov-2021
SKRIPSI
STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR
PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA
TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR
Oleh :
BURHANUDDIN RATNO WIJAYA
10582123313 10582129213
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana
Teknik Eletro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar
Disusun dan diajukan oleh :
BURHANUDDIN RATNO WIJAYA 10582123313 10582129213
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
iii
ABSTRAK
Abstrak : Burhanuddin dan Ratno; (2020) Studi Besarnya Arus Yang
Mengalir Pada Beban Motor Dan Pompa Terhadap Pengelolaan Limbah
Air Kotor dibimbing oleh DR. Ir Zahir Zainuddin M.Sc, Rizal A Duyo, S.T,.
M.T. Adapun tujuan dari pada penelitian ini adalah Untuk mengetahui
pengaman MCB untuk kerja kelistrikan untuk terhadap besar
kemampuannya untuk arus beban, Unit pengolah limbah yang
direncanakan ini akan mengolah limbah cair dan prinsip sistem Sewage
Treatment Plant (STP). Metode yang dipergunakan pada penelitiann ini
adalah mengadakan penelitian dan pengambilan data pada Sewage
Treatment Plant pada Mal Ratu Indah Makassar Hasill yang didapatkan
pada penelitian ini adalah Arus nominal blower masing-masing adalah
19,69 A, jadi untuk kemampuan TOR blower masing-masing didasarkan
pada arus nominalnya yaitu 20 A. Arus nominal comminutor adalah 1,79 A
jadi digunakan kemampuan TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus
nominalnya,Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump
masing-masing 1,35 A, jadi digunakan kemampuan TOR sebesar 2 A. Arus
nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi digunakan
kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus nominalnya. Jadi
total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah 57,58 A. Dimana
jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari tiap arus beban yang
diperoleh dari hasil perhitungan Pemilihan pengaman seperti MCB,
haruslah dipilih sedemikian rupa sehingga dapat bekerja dengan cepat saat
iv
bebannya mengalami gangguan, Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu
Indahr Makassar ada yang terlalu besar kemampuannya untuk arus beban
yang lebih kecil sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya.
Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan
berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic, sedangkan
pengoperasian manual biasanya hanya dilakukan jika terdapat perbaikan.
Hembusan udara yang dihasilkan oleh blower memegang peranan yang
sangat penting dalam proses kerja sewage treatment plant karena dengan
adanya udara yang dihasilkan oleh blower tersebut, maka selain untuk
mencegah terjadinya pengendapan dan bau dari limbah juga untuk
keperluan mixing, dan untuk menghidupkan microba yang dapat
menghancurkan limbah. Oleh karena itu kebutuhan udara untuk proses
kerja sewage treatment plant sangatlah penting.
Kata kunci ; Arus, Beban, Motor Sewage Treatment Plant, limbah,Dan MCB
v
ABSTRAK
Abstract: Burhanuddin and Ratno; (2020) Study of the Amount of Flow
Flowing in Motor and Pump Loads on Dirty Wastewater Management
supervised by DR. Ir Zahir Zainuddin M.Sc, Rizal A Duyo, S.T ,. M.T. The
purpose of this study is to determine the safety of the MCB for electrical
work for its ability to load current, the planned waste processing unit will
treat liquid waste and the principle of the Sewage Treatment Plant (STP)
system. The method used in this study was to conduct research and data
collection at the Sewage Treatment Plant at Mal Ratu Indah Makassar
Hasill obtained in this study is the nominal current of each blower is 19.69
A, so for the TOR capability of each blower is based on the nominal current
is 20 A. The nominal comminutor current is 1.79 A so a TOR capability of 2
A is used, which is based on the nominal current, the nominal current for
Flow Control Pump and Sludge Pump respectively 1.35 A, so a TOR
capability of 1.35 A is used. 2 A. The nominal currents for this equipment
are 2.68 A each, so a TOR capability of 4 A is used, which is based on the
nominal current. So the total load current at this sewage treatment plant is
57.58 A. Where this total amount is the sum of each load current obtained
from the calculation results.Safety selection such as MCB, must be
selected in such a way that it can work quickly when the load is disturbed,
There are MCB safeguards for STP Mal Ratu Indahr Makassar that have
too much capacity for smaller load currents so that this hat is very
inefficient and dangerous. The Sewage Treatment Plant work process is 24
vi
hours non-stop and takes place continuously with an automatic work
system, while manual operation is usually only done if there is a repair. The
air blowing produced by the blower plays a very important role in the
sewage treatment plant work process because with the air produced by the
blower, in addition to preventing sedimentation and odors from waste it is
also for mixing purposes, and to turn on microbes that can destroy waste. .
Therefore, the need for air for the sewage treatment plant work process is
very important.
Keywords ; Flow, Load, Motor Sewage Treatment Plant, waste, and
MCB
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................. i
LEMBARAN PENGESAHAN .............................................................. ii
ABSTRAK ............................................................................................ iii
DAFTAR ISI ....................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xii
KATA PENGANTAR ............................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
A. Latar Belakang Masalah .......................................................... 1
B. Rumusan masalah .................................................................... 3
C. Tujuan Penulisan ..................................................................... 3
D. Batasan Masalah ..................................................................... 4
E. Manfaat Penelitian
4
F. Metode Penulisan ..................................................................... 5
G. Sistematika Penulisan ............................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................... 7
A. Dasar Kontrol .......................................................................... 7
B. Pengertian Loop Tertutup ........................................................ 8
C. Pengertian Loop terbuka ......................................................... 10
D. Pompa ..................................................................................... 11
viii
1. Pompa Sentrifugal .............................................................. 12
2. Pompa Aksial ..................................................................... 13
3. Pompa Roda Gigi ............................................................... 14
4. Pompa Turbin .................................................................... 15
E. Motor Induksi Satu Fasa .......................................................... 16
1. Motor Fasa Belah (Split Phase Motor) ............................... 18
2. Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor) ...................... 19
3. Rotor .................................................................................. 22
F. Motor Induksi Tiga Fasa .......................................................... 23
1. Konstruksi Motor lnduksi .................................................... 23
2. Prinsip Kerja Motor induksi ................................................ 25
3. Tipe Motor lnduksi .............................................................. 27
G. Sistem Pengasutan Motor AC ................................................. 29
1. Pengasutan dengan Sistem DOL ....................................... 29
2. Pengasutan dengan Tahanan Rotor .................................. 30
3. Pengasutan dengan Tahanan Stator ................................. 31
4. Pengasutan dengan Transformer ...................................... 32
5. Pengasutan Bintang-Segitiga ............................................. 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 34
A. Waktu dan Iempat ................................................................... 34
B. Metode Penelitian .................................................................... 34
C. Gambar Blok Diagram ............................................................. 36
D. Sewage Treatment Plant (STP) ................................................ 36
ix
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN .......................... 38
A. Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant ................ 38
1. Tangki Penampung Limbah (Equalizing Tank) .................. 38
2. Tangki Aerasi (Aeration Tank) ........................................... 39
3. Tangki Sedimentasi (SedimentationTank/Settling Tank) ..... 39
4. Tangki Klorinasi (Chlorination Tank) .................................. 40
5. Tangki Penampung Air Yang Telah Diproses
(Effluent Tank) ................................................................... 40
6. Tangki Penampung Lumpur (Sludge Digester Tank) ......... 40
B. Perhitungan kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi ........................ 41
C. Besarnya Arus Yang Mengalir Pada Tiap Beban .................... 42
1. Blower 1-2 .......................................................................... 42
2. Comminutor ....................................................................... 43
3. Flow Control Pump dan Sludge Pump ............................... 43
4. Defoaming Pump dan Effluent Pump ................................. 44
5. Motor Stirrer ....................................................................... 45
6. Dosing Pump ..................................................................... 45
D. Penentuan Kemampuan Thermal Overload Relay (TOR) 46
E. Deskripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram ....... 46
F. Cara Pengoperasian ................................................................ 46
1. Blower 1-2 .......................................................................... 47
2. Comminutor ....................................................................... 48
3. Flow Control Pump 1-2 ...................................................... 49
x
4. Defoaming Pump 1-2 ......................................................... 49
5. Stirrer ................................................................................. 50
6. Dosing Pump ..................................................................... 51
7. Effluent Pump 1-2 .............................................................. 51
8. Sludge Pump ..................................................................... 52
G. Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol .............................................. 52
1. Kontrol Blower 1-2 .............................................................. 52
2. Kontrol Comminutor ........................................................... 54
3. Kontrol Flow Control Pump 1-2 .......................................... 56
4. Kontrol Defoaming Pump 1-2 ............................................. 57
5. Kontrol Stirrer ..................................................................... 59
6. Kontrol Dosing Pump ......................................................... 59
7. Kontrol Effluent Pump 1-2 .................................................. 60
8. Kontrol Sludge Pump ......................................................... 61
BAB V PENUTUP ................................................................................ 62
A. Kesimpulan .............................................................................. 62
B. Saran ....................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2-1 : Sistem kontrol lup tertutup ........................................... 10
Gambar 2-2 : Sistem kontrol lup terbuka ............................................. 11
Gambar 2-3 : Pompa Sentrifugal ........................................................ 12
Gambar 2-4 : Pompa aksial ................................................................. 14
Gambar 2-5 : Pompa Roda Gigi........................................................... 15
Gambar 2-6 : PompaTurbin ................................................................ 16
Gambar 2-7 : Motorfasa belah ........................................................... 18
Gambar 2-8 : Kutub utama dan kutub bayangan
motor kutub bayangan ....................................................................... 19
Gambar 2-9 : Prinsip ger3k poros medan magnet pada
motor shaded pole ........................................................ 21
Gambar2-10 : (a) Prinsip rotor sangkar(b) Pelat dari rotor ................... 22
Gambar 2-11 : Stator motor induksi ..................................................... 24
Gambar 2-12 : Rotor sangkar dan motor induksi ................................. 25
Gambar 2-13 : Rotor belitan dari motor induksi ................................... 25
Gambar 2-14 : Potongan penampang motor induksi tipe
rotor sangkar .................................................................. 28
Gambar 2-15 : Potongan penampang motor induksi rotor lilit .............. 29
Gambar 2-16 : Pengasutan dengan sistem DOL ................................. 30
Gambar 2-17 : Pengasutan dengan tahanan rotor............................... 31
Gambar 2-18 : Pengasutan dengan tahanan stator ............................. 31
xii
Gambar 2-19 : Pengasutan dengan autotransformer ........................... 32
Gambar2-20 : Pengasutan bintang segitiga ....................................... 33
xiii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum, Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan ini dengan baik.
Tugan akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam rangka menyelesaikan program studi pada jurusan Teknik Eletro Fakultas Teknik Universitas Muhammdiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah: “STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR”
Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini tidak lepas daripada bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak, sehingga penulis mengucapkan terima kasih kepada: Dosen pembimbing ibu Dr. Ir. Hj. Hafsah Nirwana, M.T sebagai pembimbing 1 serta bapak Rizal A Duyo, ST.,MT sebagai pembimbing 2 yang meluangkan waktu dan tenaganya untuk dapat memberikan bimbingan dan motivasi dari penyusunan proposal sampai dengan penyelesain skripsi ini.
Ucapan terima kasih pula kami ucapkan sebanyak-banyaknya serta penghargaan setinggi-tingginya kepada :
1. Kedua orangtua yang telah mencurahkan segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil, semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan keberkahan di dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis.
2. Bapak Hamzah Al Imran, ST., MT. Sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Muhammadiyah.
3. Ibu Adriani, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Eletro Universitas Muhammadiyah Makassar.
Tak lupa kami ucapkan terimakasih kepada rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus saudaraku angkatan 2013 serta sahabat-sahabat yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
xiv
Pada akhir penulisan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis meminta saran dan kritik sehingga laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik dan menambah pengetahuan kami dalam menulis laporan selanjutnya. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan untuk pembaca pada umumnya. Wassalamu alaikum Wr. Wb
Makassar,………….2021
Penulis
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Sewage Treatment Plant adalah suatu unit sistem pengolah limbah
cair yang bertujuan untuk mengolah limbah cair menjadi air bersih (air
buangan) yang layak dan tidak mencemari lingkungan, sehingga
lingkungan disekitarnya bebas dari pencemaran. Perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi dewasa ini yang dirasakan sangat pesat sekali
telah banyak mempengaruhi usaha manusia untuk mengatasi masalah
dampak lingkungan. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi tersebut, muncullah beberapa pemikiran-pemikiran teknis
dengan memanfaatkan ilmu dan teknologi yang memiliki banyak tujuan
guna menerapkannya. Salah satu tujuan yang dapat dikemukakan disini
adalah masalah pengolahan limbah untuk menghindari terjadinya dampak
lingkungan yang kurang sehat.
Dewasa ini sangat dirasakan penggunaan peralatan-peralatan listrik
untuk berbagai macam keperluan guna memperoleh hasil yang optimal,
efisien dan meningkatkan daya guna sangat diharapkan, salah satu
diantaranya adalah untuk pengolahan limbah. Hal ini terlihat jelas pada
berbagai macam jenis industri, perhotelan, pusat perbelanjaan, rumah
sakit, dan sebagainya.
2
Limbah adalah salah satu faktor yang dapat mengakibatkan
terjadinya pencemaran lingkungan jika limbah tersebut dibuang begitu saja
tanpa melalui proses pengendapan dan penetralisiran. Limbah yang
dihasilkan oleh sebuah pabrik, hotel, rumah sakit, industri-industri maupun
pada pusat perbelanjaan tidak bisa ditampung begitu saja pada suatu
tempat penampungan kemudian disalurkan ketempat pembuangan tanpa
melalui suatu proses yang membuat limbah tersebut layak untuk
disalurkan ketempat pembuangan akhir atau dimanfaatkan kembali.
Karena hal tersebut akan berakibat buruk dimana selain akan
menimbulkan bau yang tidak sedap yang dapat mengganggu lingkungan
disekitarnya juga dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.
Sebagai mana halnya pada Mat Ratu Indah Makassar, proses
pengolahan limbah ini mutlak diperlukan guna menjaga kondisi lingkungan
yang tetap sehat. Limbah yang asalnya dari beberapa toilet dan dapur
akan ditampung pada suatu tempat penampungan. Selanjutnya limbah
tersebut akan mengalami beberapa kali proses dari suatu tangki
penampungan ke tangki penampungan berikutnya, sehingga limbah akan
menjadi air dan sebagian lainnya menjadi lumpur yang selanjutnya siap
dibuang ke pembuangan akhir.
Untuk mengemukakan hal seperti yang telah dikemukakan di atas,
diperlukan suatu sistem yang dapat mengolah limbah tersebut sehingga
layak untuk dibuang ke saluran pembuangan akhir tanpa menimbulkan
pencemaran lingkungan. Untuk mengolah limbah tersebut ada suatu
3
sistem yang digunakan yaitu Sewage Treatment Plant yaitu proses
pengolahan limbah menjadi air yang memenuhi standard air buangan ke
pembuangan akhir.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah sesuai dengan latarbeakang yang
dikemukakan diatas adalah :
1. Penggunaan peralatan-peralatan listrik untuk berbagai macam
keperluan guna memperoleh hasil yang optimal, efisien dan
meningkatkan daya guna sangat diharapkan
2. Sewage Treatment Plant mutlak diperlukan pada sebuah bangunan
yang akan menghasilkan limbah yang tidak sedikit jumlahnya, seperti
halnya pada Mal Ratu Indah Makassar. Karena dengan diterapkan
Sewage Treatment Plant maka akan mengurangi terjadinya
pencemaran lingkungan akibat limbah.
3. Karena pentingnya Sewage Treatment Plant itu, maka penulis tertarik
untuk mengetahui bagaimana sebenarnya Sewage Treatment Plant itu.
C. Tujuan Penulisan
Penulisan tugas akhir ini memiliki beberapa tujuan yang ingin
dicapai yaitu :
1. Mengetahui besarnya arus yang mengalir pada beban motor dan
pompa terhadap pengelolaan limbah air kotor
2. Mengetahui data teknis sistem Sewage Treatment Plant (STP).
3. Mengetahui prinsip kerja sistem Sewage Treatment Plant (STP).
4
D. Batasan Masalah
Karena masalah mengenai Sewage Treatment Plant ini cukup luas
dan berbeda-beda sistem yang digunakan disesuaikan dimana Sewage
Treatment Plant itu difungsikan, maka penulis membatasi masalah ini
hanya yang terdapat pada Mal Ratu Indah Makassar, dimana ruang
lingkup pembahasannya adalah :
1. Pengaman MCB untuk kerja kelistrikan untuk terhadap besar
kemampuannya untuk arus beban
2. Unit pengolah limbah yang direncanakan ini akan mengolah limbah
cair
3. Prinsip sistem Sewage Treatment Plant (STP).
E. Manfaat Penulisan
Adapun manfaa penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Pada pemilihan pengaman seperti MCB, haruslah dipilih sedemikian
rupa sehingga dapat bekerja dengan cepat saat bebannya
mengalami gangguan.
2. Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan
berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic
3. Unit pengolah limbah yang direncanakan ini akan mengolah limbah
cair (yang berasal dari closset, lavatory, bath room dan kitchen sink)
menjadi air bersih yang layak dibuang.
5
4. Sewage Treatment Plant (STP) tersebut akan mengolah limbah
atau air kotor yang berasal dari Mal sehingga kemungkinan untuk
terjadinya pencemaran lingkungan akibat buangan dari hasil olahan
limbah tersebut sangat kecil
F. Metode Penulisan
Beberapa metode digunakan sebagai acuan dan dapat menunjang
dalam penulisan proyek akhir ini yaitu :
1. Studi literatur, yaitu dengan mengumpulkan bahan-bahan penulisan
yang berkaitan dengan tugas akhir ini.
2. Observasi, yaitu melakukan pengamatan langsung pada Sewage
Treatment Plant yang ada pada Mal Ratu Indah Makassar
3. Tanya jawab dengan pihak yang mengetahui dan terjun langsung
menangani masalah Sewage Treatment Plant pada Mal Ratu Indah
Makassar.
G. Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Pada ban pendahuluan, akan membahas tentang, Latar Belakang
Masalah, Rumusan Masalah, Tujuan Penulisan, Batasan Masalah dan
Metode Penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Didalam tinjauan pustaka membahas tentang teori yaitu, Dasar Kontrol,
Pengertian Loop Tertutup, Pengertian Loop Terbuka, Pompa, Pompa
6
Sentrifugal, Pompa Aksial, Pompa Roda Gigi, Pompa Turbin, Motor Induksi
Satu Fasa,Motor Fasa Belah (Spilit Phasa Motor, Motor Kutub Bayangan
(Shaded Pole Motor), Rotor, Motor Induksi Tiga Fasa, Kontruksi Motor
Induksi, Prinsip Kerja Motor Induksi, Tipe Motor Induksi, Sistem
Pengasutan Motor AC; Pengasutan Dengan Sistem DOL, Pengasutan
Dengan Tahanan Rotor, Pengasutan Dengan Tahanan Stator, Pengasutan
Dengan Transformer, Pengasutan Bintang-Segitiga
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab metodologi peneltian berisi tentang, Waktu dan Iempat, Metode
Penelitian, Gambar Blok Diagram, Deskripsi Sistem, Jumlah Air Limbah
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Padan bab hasil penelitian dan Pembahasan, membhas temtamg;
Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant, Perhitungan
Kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi, Besarnya Arus Yang Mengalir Pada
Tiap beban, Disktripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram,
Cara Pengoperasian, Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol
BABV PENUTUP
Di dalam bab ini berisis tentang; Kesimpulan dan Saran
DAFTAR PUSTAKA
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Dasar Kontrol
Pada bagian ini akan mendefinisikan bagian-bagian yang diperlukan
untuk menjelaskan sistem kontrol. "Plant'. "Plant" adalah seperangkat
peralatan, mungkin hanya terdiri dari beberapa bagian mesin yang bekerja
bersama-sama, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu.
Proses (process). Kamus Merriam-Webster mendefinisikan proses
sebagai operasi atau perkembangan alamiah yang berlangsung secara
kontinyu yang ditandai oleh suatu deretan perubahan kecil yang berurutan
dengan cara yang relatif tetap dan menuju ke suatu hasil atau keadaan
akhir tertentu; atau suatu operasi yang sengaja dibuat, berlangsung secara
kontinyu, yang terdiri dari beberapa aksi atau perubahan yang dikontrol,
yang diarahkan secara sistematis menuju ke suatu hasil atau keadaan
akhir tertentu. Dalam buku ini, setiap operasi yang dikontrol disebut proses,
Sebagai contoh adalah proses kimia, ekonomi, dan biologi.
Sistem(system). Sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen
yang bekerja bersama-sama dan melakukan suatu sasaran tertentu.
Sistem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja. Konsep sistem dapat
digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis seperti yang dijumpai
dalam ekonomi. Oleh karena itu istilah "sistem" harus diinterpretasikan
untuk menyatakan sistem fisik, biologi, ekonomi, dan sebagainya.
8
Gangguan (disturbances)." Gangguan adalah suatu sinyal yang
cenderung mempunyai pengaruh yang merugikan pada harga keluaran
sistem. Jika suatu gangguan dibangkitkan dalam sistem, disebut internal:
sedangkan gangguan eksternal dibangkitkan di luar sistem dan merupakan
suatu masukan.
Kontrol berumpan-balik ( feedback control). Kontrol berumpan-balik
adalah suatu operasi yang dengan adanya beberapa gangguan,
cenderung memperkecil selisih antara keluaran sistem dan masukan
acuan (atau suatu keadaan yang diinginkan, yang secara sembarang
diubah) dan bekerja berdasarkan selisih tersebut. Di sini, hanya terhadap
gangguan yang tidak dapat diramal (yaitu yang tidak diketahui
sebelumnya) yang dimaksudkan untuk pengontrolan sistem .'"karena untuk
gangguan yang dapat diramai selalu mungkin dibuat kompensator di dalam
sistem sehingga tidak memerlukan pengukuran.
Sistem kontrol berumpan-balik (feedback control system). Sistem
kontrol berumpan-balik adalah sistem kontrol yang cenderung menjaga
hubungan yang telah ditentukan antara keluaran dan masukan acuan
dengan membandingkannya dan menggunakan selisihnya sebagai alat
pengontrolan.
Sistem regulator automatik (automatic regulating systems). Sistem
regulator automatik adalah sistem kontrol berumpan-balik dengan
masukan acuan atau keiuaran yang diinginkan konstan atau berubah
terhadap waktu dengan lambat dan tugas utamanya adalah menjaga
9
keluaran yang sebenarnya pada harga yang diinginkan, dengan adanya
gangguan.
Sistem pengontrolan proses (process control system). Sistem
regulator automatik dengan keluaran berupa besaran seperti temperatur,
tekanan, aliran, tinggi muka cairan atau pH disebut sistem pengontrolan
proses. Pengontrolan proses secara luas digunakan di industri.
Pengontrolan dengan program seperti pengontrolan temperatur tungku
pemanas di mana temperatur tungku dikontrol sesuai dengan industri yang
telah diprogram terlebih dahulu seringkali digunakan pada sistem seperti
itu. Sebagai contoh, program yang hams disetel terlebih dahulu dapat
berupa instruksi untuk menaikkan temperatur tungku sampai harga tertentu
selama selang waktu tertentu kemudian menurunkan temperatur tungku
sampai harga tertentu yang lain selama selang waktu tertentu yang lain
pula. Pada pengontrolan dengan program seperti itu, titik setel diubah
sesuai dengan jadwal waktu yang telah ditentukan. Kontroler (pengontrol)
kemudian berfungsi untuk menjaga temperatur tungku agar mendekati titik
setel yang berubah. Harus diperhatikan bahwa sebagian besar sistem
pengontrolan proses meliputi servomekanisme sebagai bagian yang
terpadu.
B. Pengertian Loop Tertutup
Sistem kontrol lup tertutup (closed-loop control system) adalah
sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung
pada aksi pengontrolan. Jadi, sistem kontrol lup tertutup adalah sistem
10
kontrol berumpan-balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan
selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik (yang dapat berupa
sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turufiannya),
diumpamakan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat
agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain,
istilah "lup tertutup" berarti menggunakan aksi umpan-balik untuk
memperkecil kesalahan sistem. Gambar 2-1 menunjukkan hubungan
masukan-keluaran dari sistem kontrol lup tertutup.
Gambar 2-1. Sistem kontrol lup tertutup
C. Pengertian Loopterbuka
Sistem kontrol lup terbuka (open-loop control system) adalah sistem
kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh pada aksi pengontrolan. Jadi
pada sistem kontrol lup terbuka, keluaran tidak diukur atau
diumpan-balikkan untuk dibandingkan dengan masukan. Gambar 2-2
menunjukkan hubungan masukan keluaran untuk sistem kontrol lup
terbuka. Sebuah contoh praktis adalah mesin cuci. Perendaman,
pencucian dan pembilasan pada mesin cuci dioperasikan pada basis
Kontroller Plant Atau Proses
Elemen ukur
keluaran masukan
11
waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran, misalnya kebersihan
pakaian.
Pada setiap sistem kontrol lup terbuka keluaran tidak dibandingkan
dengan masukan acuan. Sehingga, untuk setiap masukan acuan, terdapat
suatu kondisi operasi yang tetap. Jadi ketelitian sistem bergantung pada
kalibrasi. (sistem kontrol lup terbuka harus dikalibrasi dengan hati-hati dan
harus menjaga kalibrasi tersebut agar dapat dimanfaatkan dengan baik).
Dengan adanya gangguan, sistem kontrol iup terbuka tidak dapat
bekerja seperti yang diinginkan. kontrol !up terbuka dapat digunakan dalam
praktek hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan
jika tidak terdapat gangguan internal maupun eksternaf. Jelaslah bahwa
sistem semacam ini bukan sistem kontrol berumoan-balik,
Gambar 2-2. Sistem kontrol lup terbuka
D. Pompa
Konversi energi mekanis ke energi zat alir (fluids) dengan suatu
mesin merupakan perhatian utama para ahli. Alat atau mesin ini disebut
pompa. Jenis mesin pompa yang mampu untuk tujuan konversi ini amat
berbeda-beda di dalam perencanaan dan prinsip kerjanya.
Kontroller Plant atau proses
masukan keluaran
12
Pemilihan pompa yang tepat atau suatu penerapan yang khusus
sangat diperlukan untuk efisiensi dan operasi yang nyaman. Agar bisa
bekerja pompa membutuhkan daya dari mesin penggerak pompa. Didalam
roda jalan fluida mendapat percepatan sedemikian rupa sehingga fluida
tersebut mempunyai kecepatan mengalir keluar dari sudu-sudu roda jalan.
Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah
menjadi tinggi kenaikan H di sudu-sudu pengarah atau di rumah spiral
pompa. Besarnya tekanan yang timbul tergantung kepada besarnya
kerapatan fluida. Karena adanya gesekan yang timbul maka tinggi
kenaikan yang diinginkan akan berkurang supaya kerugian ini tidak terlalu
besar maka kecepatan aliran fluida dibatasi. Dan selain itu besarnya
kecepatan keliling dari roda jalan yang terbatas.
1. Pompa Sentrifugal
Pompa ini dioperasikan dengan bagian isap yang tergenang air.
Impeler tunggal berputar di dalam rumah pompa, air akan masuk
impeler arah aksial melalui lubang searah poros dan keluar mengelilingi
keliling impeler ke rumah pompa.
Pada waktu cairan melalui impeler, energi diberikan ke air melalui
sudu yang melengkung pada impeler, cairan akan meninggalkan
impeler dengan tekanan dan kecepatan yang meningkat.
13
Gambar 2-3. Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal mampu- memindahkan volume cairan yang
besar tanpa tergantung pada katup atau ruang antara (clearance) yang
halus dan pompa ini dapat bekerja pada katup keluaran tertutup tanpa
meningkatkan tekanan yang sangat tinggi. Kerugian pompa sentrifugal
ialah :
4. tekanan keluaran terbatas
5. tidak mampu priming sendiri.
Masalah ini dapat diatasi dengan membuat pompa dengan
tingkat banyak pada poros yang sama. Selain itu, pemasangan alat
yang dapat membantu priming sendiri.
2. Pompa Aksial
Pompa aksial mempunyai baling-baling gerak (pitch propeler)
yang berputar di dalam suatu rumah pompa dengan ruang antara
clearence yang cukup halus antara baling-baling (propeler) dan rumah
pompa. Cairan masuk propeler pada arah aksial, melalui suatu cincin
masukan sudu pengarah yang tetap.
Pada waktu cairan melewati propeler, sudu-sudu memutar
cairan. sudu pengarah luar akan mengubah cairan memasuki pipa
keluaran. Propeler (baling-baling) pompa ini terpasang pada poros
yang diperpanjang yang berputar pada suatu bantalan.
14
Berdasarkan laju aliran yang cukup besar dibanding pompa lain,
maka pada pengujian ini digunakan model bendungan untuk mengukur
laju aliran air. Dengan demikian, tidak ada perubahan tinggi permukaan
isap.
Gambar 2-4. Pompa Aksial
Pompa aksiai sangat cocok digunakan untuk kondisi laju aliran
yang besar pada tinggi tekanan yang rendah, seperti untuk
pembuangan air, irigasi, dan sebagainya. Makin tinggi kecepatan kerja,
makin kecil dan murah pompa atau motor penggerak yang diperlukan.
3. Pompa Roda Gigi
Pompa roda gigi yang digunakan mempunyai 2 roda gigi yang
terletak dalam 1 rumah pompa. Roda gigi berputar dengan jarak antara
yang sangat kecil baik antara roda gigi dan rumah pompa
mengakibatkan air yang masuk bagian isap akan terjebak diruang
antara gigi dan rumah pompa. Air akan tertekan sesuai putaran pompa
dan terlempar keluar pompa. Tekanan yang tinggi dapat diperoleh dari
pompa ini.
Untuk keamanan pompa dan sistem instalasinya, biasanya
dilengkapi dengan katup pengaman untuk tinggi tekanan tertentu.
15
Gambar 2-5. Pompa Roda Gigi
Keuntungan pompa jenis ini yaitu diperlukan katup pada bagian
isap maupun keluaran. Pompa ini mampu memompa udara, gass atau
cairan tanpa merusak pompa dan tak diperlukan priming. Tekanan
tinggi dimungkinkan meskipun laju alirannya terbatas.
Kerugian pompa roda gigi adalah dibutuhkan jarak yang begitu
dekat antara ujung rotor dengan rumah pompa.
4. Pompa Turbin
Pompa turbin dikenal juga sebagai pompa regeneratif atau
pompa periperal dengan sudu-sudu impeler lurus terletak di dalam
rumah pompa, Pompa ini tak mampu priming sendiri dan dioperasikan
dengan bagian sisi isap yang tergenang air.
Jika rotor berputar, cairan terbawa mengelilingi ruang pada
kecepatan yang bergerak dari nol dari permukaan rumah pompa
sampai kecepatan maksimum pada permukaan rotor. Jika cairan tak
16
begitu kental tak akan ada keluaran. Oleh karena itu, pompa itu
dikelompokkan sebagai pompa cairan kental (pompa viskosita.s).
Gambar 2-6. Pompa Turbin
E. Motor Induksi Satu Fasa
Motor induksi satu fasa banyak dipakai untuk keperluan di dalam
rumah tangga seperti kipas angin, peniup pompa, mesin pendingin, air
conditioning (AC) dan lain-lain. Hal ini dikarenakan oleh bentuknya yang
sederhana dan harganya relatif murah. Umumnya motor tersebut
berkekuatan kurang dari satu daya kuda.
Struktur motor induksi satu fasa hampir mirip dengan struktur motor
induksi tiga fasa jenis rotor sangkar kecuali kumparan statornya yang
terdiri dari satu fasa. Kumparan stator motor induksi tiga fasa apabila
dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka akan
menghasilkan suatu medan magnet yang berputar terhadap ruang. Medan
putar inilah yang pada dasarnya merupakan prinsip motor induksi. Akan
tetapi berbeda dengan motor induksi satu fasa, kumparan statornya tidak
menghasilkan medan putar.
17
Kumparan motor induksi" satu fasa jika disambung dengan sumber
tegangan bolak-balik, .maka akan menghasilkan suatu medan magnet
yang berbentuk pulsa saja dan bukan fluks yang berputar terhadap ruang.
Dengan demikian sebenarnya fluks yang dihasilkan oleh kumparan fasa
tunggal merupakan fluks dengan dua komponen yaitu komponen fluks
arah maju, dan komponen fluks arah mundur. Dengan demikian sulit bagi
motor satu fasa untuk memutar rotornya pada saat starting awal.
Untuk memperbesar daya bagi motor waktu start, dibutuhkan
bantuan yang pada prinsipnya membuat medan magnet baru yang
berbeda arah dengan medan magnet utama. Dalam hal ini harus ada aliran
listrik baru yang tidak sepashe dengan aliran listrik yang mengalir pada
kumparan utama (main winding), berarti harus terdapat kumparan kedua
yang terpisah dari kumparan utam. Kumparan kedua ini umumnya disebut
kumparan bantu. Dengan demikian pada motor induksi satu fasa terdapat
dua kumparan stator yaitu kumparan utama (main winding) dan kumparan
bantu (auxilary winding).
Untuk membentuk adanya dua aliran arus listrik yang berbeda fasa
digunakan sistem penggeser fasa sehingga dari satu fasa yang
dimasukkan, berubah menjadi listrik dua fasa. Umumnya hal ini dilakukan
dengan memasang seri suatu rangkaian kumparan (induktor) atau
kapasitor pada kumparan bantu. Motor induksi satu fasa dapat
dikelompokkan menjadi:
1. Motor fasa belah (split phase motor).
18
2. Motor kapasitor (Capasitor motor).
3. Motor kutub bayangan (shaded pole motor).
Dalam penulisan ini hanya poin (1) dan (3) yang akan dibahas.
1. Motor Fasa Belah (Split Phase Motor)
Motor fasa belah mempunyai dua buah kumparan stator yaitu
kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser sejauh
90° listrik serta keduanya dihubungkan paralel.
Pada fasa belah, kumparan utamanya mempunyai tahanan
murni yang rendah dan reaktansi yang tinggi, sebaliknya kumparan
bantunya mempunyai tahanan mumi yang tinggi dan reaktansinya
rendah. Tahanan mumi kumparan bantu dapat dipertinggi dengan
menambah tahanan yang diseri dengannya atau memakai kumparan
yang diameter kawatnya sangat kecil.
Dengan adanya perbedaan tahanan dan reaktansi dari
kumparan utama dan kumparan batu akan terjadi perbedaan fasa
antara arus kumparan utama dengan arus kumparan bantu. Adanya
perbedaan fasa arus ini akan dapat menimbulkan medan magnet
yang berputar pada stator dan menyebabkan motor berputar sendiri
(self starting).
19
(a) (b)
Gambar 2-7. Motor fasa belah : (a).Letak kumparan utama dan bantu.
(b).Diagram hubungan kumparan utama/bantu Untuk memutuskan arus pada kumparan bantu dilengkapi
dengan saklar pemutus S yang dihubungkan sen dengan kumparan
bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada
kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75% dari
kecepatan penuh.
2. Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor)
Motor ini mempunyai kutub bayangan (shaded pole) dan kutub
pokok (un shaded pole) sementara rotornya adalah rotor sangkar tupai.
Medan putar dihasilkan karena adanya induksi pada cincin hubung
singkat yang terdapat pada kutub bayangan. Motor kutub bayangan
sering kita ju mpai pada motor-motor kipas angin (kipas angin kecil).
Gambar 2- 8a Gambar 2-8b
Gambar 2-8. Kutub utama dan kutub bayangan motor kutub bayangan
Gambar a .
20
Motor kutub bayangan berkutub 4, dengan penguat kumparan
disambung seri.
Gambar b.
Menunjukan sebuah kutub dari motor kutub bayangan, kira-kira
1/3 dari kutub diberi alur selanjutnya dilingkari dengan satu lilitan
hubung singkat (cu coil) dan dikenal dengan shadin coil (kumparan
bayangan). Kutub dari bagian ini dikenal dengan nama kutub bayangan,
dan bagian lainnya adalah bagian bukan bayangan (un shaded) pole.
Apabila arus bolak-balik dialirkan pada kumparan kutub, poros
kutub akan bergerak dari kutub utama (un shaded pole) ke kutub
bayangan (shaded pole). Bergesernya poros medan magnet
menyebabkan seakan-akan kutub itu bergerak. Oleh sebab itu, rotor
berputar dari kutub utama ke kutub bayangan.
Sudah kita ketahui bahwa shading coil (kumparan/cincin hubung
singkat) tahanannya sangat kecil. Apabila arus bolak-balik mengalir
pada kumparan maka kutub membesar. Hal ini akan menyebabkan
timbulnya tegangan pada shading coil dengan polaritas yang
berlawanan dengan penyebabnya. Jadi bila arus pada kumparan
magnet naik maka arus induksi dalam shading coil menurun.
Sebaliknya bila arus pada kumparan magnet menurun, maka arus
induksi dalam shading coil membesar.
21
Gambar 2-9. Prinsip gerak poros medan magnet pada motor shaded pole
Pada gambar 2-9a.
Arus penguat sedang meningkat dari 0 ke A. Karena shading coil
mempunyai tahanan yang rendah maka dalam kumparan ini akan
mengalir arus yang besar dengan arah yang berlawanan dengan arah
arus di dalam kumparan penguat magnet yang menyebabkannya.
Dengan demikian garis yang gaya paling rapat ada pada bagian kiri.
Perhatikan posisi medan magnet Na.
Pada Gambar 2-9b.
Arus penguat pada daerah harga tertinggi, yaitu dari titik A ke B.
Saat itu perubahannya sangat kecil, sehingga secara praktis tak
menimbulkan tegangan pada shading coil. Dengan demikian garis-garis
22
gaya magnet terbagi secara merata keseluruh permukaan kutub
sehingga medan magnet terletak pada bagian N sub b.
Pada Gambar 2-9c.
Arus penguat sedang menurun dari B ke 0. Hal ini akan
menimbulkan arus induksi pada shading coil. Dalam hal ini aksi menuju
not, sehingga reaksinya menuju ke maksimum. Di bagian shaded pole
terjadi hal yang berlawanan dengan pada bagian un-shaded pole. Pada
bagian shaded, arus induksi justru memperkuatnya sehingga kekuatan
medan magnet pada saat ini seakan-akan menggeser dari kutub un
shaded ke kutub shaded dan medan magnet terletak pada Nc.
Jadi selama periode 1/2 periode positif dari arus penguat kutub
terjadi pergeseran kutub N (utama ) sepanjang permukaan kutub, dari
un shaded pole ke shaded pole. Selama 1/2 periode negatif berikutnya,
arus penguat dengan kutub S (selatan) akan mengalami hal yang sama.
3. Rotor
Jenis rotor yang banyak digunakan pada motor induksi ialah
rotor sangkar tupai, biasanya hanya disebut rotor sangkar. Pada
prinsipnya rotor sangkar tersusun dari batang-batang konduktor yang
kedua ujungnya disatukan oleh cincin yang terbuat dari bahan
konduktor pula sehingga bentuknya menyerupai sangkar tupai.
23
Gambar 2-10 (a) Prinsip rotor sangkar (b) Pelat dari rotor
Pada gambar 2-10 tidak digambarkan sumbunya demikian juga
badan rotor digambarkan terpisah (gambar b) badan rotor terdiri dari
plat yang berlapis-lapis. Dari luar nampaknya hanya seperti silinder
yang pejal. Untuk pendinginan dari motor pada bagian tepi dari rotor
dilengkapi dengan daun-daun kipas sehingga kalau rotor berputar
aliran udaranya akan membantu pendinginan motor.
Susunan dari batang-batang konduktor ada yang sejajar dengan
sumbu, kadang-kadang ada yang tidak sejajar dengan sumbu atau
agak miring. Selain rotor sangkar, pada motor induksi ada juga yang
memakai rotor lilit dimana rotornya tersusun dari kumparan-kumparan
yang ujung-ujungnya disatukan oleh cincin gesek (slip ring).
F. Motor Induksi Tiga Fasa
Motor induksi merupakan motor ac yang paling banyak
digunakan, khususnya di industri-industri. Ini dikarenakan
konstruksinya yang kuat dan sederhana serta karakteristik kerjanya
yang baik.
Motor induksi terdiri dari 2 bagian, yaitu stator atau bagian yang
diam, dan rotor atau bagian yang bergerak (berputar). Stator
dihubungkan ke catu tegangan ac dan rotor tidak dihubungkan secara
24
listrik ke pencatu tetapi mempunyai arus yang diinduksikan ke
dalamnya melalui imbas induksi elektromagnetik dari stator.
1. Konstruksi Motor Induksi
Konstruksi motor industri terdiri dari:
a. Stator, bagian motor yang diam.
b. Rotor, bagian motor yang berputar.
c. Celah udara, adalah ruangan antara stator dan rotor.
Konstruksi stator terdiri dari:
a. Rumah stator dari besi ruang.
b. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.
c. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan
belitan.
d. Belitan stator dari tembaga.
Belitan stator dirangkai untuk motor induksi tiga fasa tetapi juga
dapat dirangkai untuk motor induksi satu fase, disamping itu juga
dirangkai untuk jumlah kutub tertentu.
Kumparan stator
Gambar 2-11. Stator motor induksi
Konstruksi rotof terdiri dari:
25
a. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator.
b. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan
belitan.
c. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitannya akan
memberikan dua macam rotor yaitu :
6. Motor induksi dengan rotor sangkar atau rotor kurung.
7. Motor induksi dengan rotor belitan.
d. Poros atau as.
Rotor sangkar
Gambar 2.12 Rotor Sangkar dari motor Induksi
Gambar 2.13. Rotor belitan dari motor induksi
Stator dan rotor membentuk rangkaian magnetis, berbentuk
silindris yang simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah
udara antara stator dan rotor, kalau terlalu luas maka efesiensi mesin
rendah, sebaliknya jika terlalu semprt menimbulkan kesukaran mekanis
pada mesin.
2. Prinsip Kerja Motor Induksi
26
Prinsip kerja motor induksi tiga fase berdasarkan induksi
elektromagnetis, yakni bila belitan/kumparan stator diberi sumber
tegangan bolak-balik 3 fase maka arus akan mengalir pada kumparan
tersebut, menimbulkan medan putar yang berputar dengan kecepatan
sinkron dan akan mengikuti persamaan :
Ns =
rpm..................................................................... .(2-1)
dimana :
Ns = Kecepatan putar dari medan putar stator dalam rpm.
f = Frekuensi arus dan tegangan stator.
p = Banyaknya kutub.
Garis-garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan
memotong penghantar-penghantar rotor sehingga pada
penghantar-penghantar tersebut timbul EMF (Elektro motoris force)
atau tegangan induksi.
Berhubung kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup
maka pada kurnparan tersebut mengalir arus. Arus yang mengalir pada
penghantar rotor yang berada dalam medan magnet berputar dari
stator, maka pada penghantar rotor tersebut timbul gaya-gaya yang
berpasangan dan berlawanan arah, gaya tersebut menimbulkan torsi
yang cenderung memutar rotornya, rotor akan berputar dengan
kecepatan putar (Nr) mengikuti putaran medan putar stator (Ns).
Slip timbul karena perbedaan perputaran medan putar stator dan
perputaran rotor. Ada tiga macam slip yaitu :
27
a. Slip mutlak, dinyatakan oleh persamaan :
S = Ns - Nr................................................................................. (2-2)
b. Slip Pecahan, dinyatakan oleh persamaan :
S =
………………………………………………………….(2-3)
c. Slip dalam persen (%), yaitu:
S =
x 100% ………………………………………………..(2-4)
Pada waktu rotor masih diam maka frekuensi arus rotor sama
dengan frekuensi arus stator (f). Waktu rotor berputar maka
frekuensinya (f) akan dipengaruhi oleh slip yang mengikuti persamaan:
f = S . f .............................................................................(2-5)
3. Tipe Motor Induksi
Motor induksi digolongkan atas beberapa jenis, tetapi dalam
pembahasan ini hanya ditinjau dari segi rotornya.
a. Motor Induksi Tipe Rotor Sangkar (Squire Cage Rotor)
Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan alur-alur
yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang disusun
sedemikian rupa. Ujung-ujung konduktor saling dihubung
singkatkan dengan cincin-ujung sehingga menyerupai sangkar
tupai.
Motor yang bekerja dengan tipe ini menggunakan arus
starting yang cukup besar, yaitu empat sampai lima kali arus
nominal. Untuk membatasi arus yang besar ini, tegangan sumber
28
harus dikurangi dan biasanya digunakan saklar bintang segitiga.
Tetapi kurangnya arus mula mengakibatkan kopel mula menjadi
kecil, sehingga untuk membatasi kopel mula dapat digunakan jenis
rotor sangkar ganda.
Gambar 2-14 Potongan penampang motor induksi tipe Rotor sangkar
Keuntungan dengan tipe inl adalah bentuknya yang kokoh
dan dapat menyesuaikan diri dengan jumlah kutub pada stator.
1. Motor Induksi Tipe Rotor Lilit
Motor induksi jenis ini disebut juga motor slipring. Perbedaannya
dengan motor rotor sangkar adalah konstruksi rotornya. Tipe motor ini
mempunyai belitan rotor yang terisolasi dan serupa dengan lilitan
statornya. Begitu pula kumparan stator dan rotor mempunyai jumlah
kutub yang sama.
Pada motor induksi jenis ini terdapat alur-alur yang bentuknya
lebih dalam daripada alur-alur rotor sangkar tupai. Dalam alur-alur
tersebut terdapat kawat belitan atau lilitan phasa yang dihubungkan
secara bintang atau delta dan masing-masing phasa dihubungkan ke
29
rotor melalui cincin dan sikat-sikat. Cincin dan sikat ini merupakan
penghubung tahanan kendali vanabel ke dalam rangkaian rotor.
Gambar 2-15. Potongan Penampang Motor Induksi Rotor Lilit
G. Sistem Pengasutan Motor AC
Pengasutan/starting suatu proses yang mengakibatkan motor
beroperasi dari keadaan diam hingga berputar pada kecepatan kerja. Pada
dasarnya untuk starting sebuah motor dapat dilakukan dengan
menggunakan sistem antara lain :
8. DOL (Direct On Line)
9. Tahanan Rotor
10. Tahanan Stator
11. Transformator
12. Perubahan hubungan Y-A
30
1. Pengasutan dengan Sistem DOL
Pengasutan dengan menggunakan sistem DOL adalah cara
menjalankan motor paling sederhana dibanding sistem starting lainnya.
Motor langsung dihubungkan dengan satu daya menggunakan saklar.
Pengasutan dengan menggunakan sistem DOL dimaksudkan untuk
menjalankan motor-motor dengan daya kecil, yaitu motor yang daya
nominalnya maksimal 4 kw.
Arus asut pada motor induksi dengan pengasutan DOL dapat
mencapai 5-6 kali, karena itu harus diperhatikan daya nominal
motornya. Starting ini terdiri dari starting DOL, starting DOL yang
menggunakan resistor dan yang menggunakan induktor. Arus pada
starting ini adalah :
I =
√ …………………………………………………(2-6)
Gambar 2-16. Pengasutan dengan Sistem DOL
2. Pengasutan dengan Tahanan Rotor
31
Digunakan untuk menjalankan motor belitan (motor slip ring).
Tahanan tersebut dihubungkan ke motor melalui cincin seret (slipring
Gambar 2-17. Pengasutan dengan Tahanan Rotor
Tahanan berada dalam posisi maksimum, saat sebelum motor
dijalankan. Pengaturan tahanan dilakukan secara bertahap sehingga
motor mencapai putaran yang konstan.
3. Pengasutan dengan Tahanan "Stater
Tahanan yang digunakan dihubungkan sen terhadap kumparan
stator dari motor. Pengaturan tahanan dilakukan secara bertahap
sampai motor mencapai putaran normalnya.
32
Gambar 2-18. Pengasutan dengan Tahanan Stator
4. Pengasutan dengan Transformer
Pengasutan jenis ini digunakan untuk pengurangan tegangan
line, karena sifat transformer memberikan pengurangan torsi mula,
hasil dari pengurangan tegangan sekunder mengurangi arus mula
motor.
Untuk pemilihan tegangan digunakan autotransformer yang
dilengkapi dengan tap-tap prosentase tegangan, sehingga dapat
dilakukan pemilihan tegangan untuk digunakan pada motor selama
periode asut berlangsung.
Gambar 2-19. Pengasutan dengan Autotransformer
5. Pengasutan Bintang-Segitiga
33
Kapasitas motor yang menggunakan pengasutan
bintang-segitiga adalah 5 kw keatas, hal ini bertujuan untuk mengurangi
arus mula pada saat motor pertama kali diberi tegangan masukan.
Belitan stator motor dihubungkan bintang saat motor mulai dijalankan.
Setelah beberapa saat relay penunda waktu memindahkan hubungan
stator dalam hubungan segitiga.
Pada kedudukan mula motor dalam keadaan bintang sehingga
tegangan tiap kumparan sebesar 1/ √ kali tegangan jaringannya
sedangkan arus yang masuk pada tiap kumparan sama dengan
tegangan arus line/jaringan. Pada saat kedudukan segitiga tegangan
tiap kumparan sama dengan tegangan jaringan dan arus pada
kumparan 1/ √ kali arus jaring. Dengan perubahan hubungan
bintang-segitiga bertujuan menjalankan motor dengan pengasutan
yang rendah. Arus dalam hubungan bintang dan segitiga dapat dihitung
dengan rumus : Hubungan bintang :
a. Ii = Iph ; Vph =
√ ……………………………………………(2-7)
b. Ii =
………………………………………………………(2-8)
c. P3ph = 3 . Vph . lph . Cos …………………………………..(2-9)
Hubungan segitiga :.
a. Ii = Iph . √ ; Vi = Vph ………………………………………(2-10)
b. lph =
…………………………………………………...(2-11)
c. P3ph = 3 . Vph . lph . Cos…………………………………..(2-12)
34
Gambar 2-20 Pengasutan Y-A
35
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
a. Waktu
Pengerjaan tugas akhir ini akan dilakukan dalam periode enam
bulan, di mulai pada bulan Agustus 2020 sampai dengan Desember 2020
berdasarkan pada waktu perencanaan yang sesuai pada jadwal penelitian.
b. Tempat
Proses penelitian dilakukan di Mall Ratu Indah Makassar.
B. Metode Penelitian
Pola / Alur Penelitian
MULAI
PENGOLAHAN DATA
SELESAI
STUDI LITERATUR
MULAI
DISKUSI
PENYUSUNAN
LAPORAN
SEMINAR
36
Metode pada penelitian ini berisi tentang langkah-langkah yang
ingin di tempuh oleh penulis dalam proses penyusunan skripsi ini.
Metode penelitian ini di susun bertujuan untuk memberi alur serta proses
yang jelas untuk penulis sehingga dalam proses penyusunan skripsi ini
bisa berjalan sesuai dengan apa yang di harapkan dan bisa berjalan
lancar.
Berikut langkah- langkah yang ingin di tempuh oleh penulis dalam
proses penyusunan skripsi ini adalah sebagai berikut:
Metode Pustaka
Adalah mengumpulkan bahan- bahan penulisan skripsi ini . Bahan ini
berasal dari referensi- referensi dan literatur-literatur yang dinilai
berhubungan dengan jenis masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini.
Metode Penelitian
Melaksanakan penelitian dan proses pengumpulan data pada sistem
kelistrikan pada sistem control air limbah di Mall Ratu Indah Makassar.
Serta dilanjutkan dengan melakukan proses pembahasan atau analisa
hasil pengamatan dan mencoba untuk menyimpulkan hasil pembahasan
atau hasil analisa data tersebut.
Metode Diskusi/Wawancara
Adalah melakukan proses diskusi/ wawancara bersama dosen atau
pengajar yang tentunya lebih mengetahui bahan dan masalah yang akan
37
di bahas pada tugas akhir ini atau bersama pihak otoritas atau praktisi di
sistem kelistrikan pada sistem control air limbah di Mall Ratu Indah
Makassar
C. Gambar diagram
Sewage Treatment Plantu adalah suatu unit sistem pengolah limbah
cair yang bertujuan untuk mengolah limbah cair menjadi air bersih (air
buangan) yang layak dan tidak mencemari lingkungan, sehingga
lingkungan disekitarnya bebas dari pencemaran. Unit pengolah limbah
yang direncanakan ini akan mengolah limbah cair (yang berasal dari
closset, lavatory, bath room dan kitchen sink) menjadi air bersih yang layak
dibuang.
38
Paket Sewage Treatment Plant (STP) yang akan dipasang ini
menggunakan sistem " Extended Aeration u, Biological Activated Sludge.
Instalasi pengolahan air kotor atau limbah dimana di lapangan lebih
dikenal dengan Sewage Treatment Plant (STP) ini berlokasi di pusat
perbelanjaan Makassar atau lebih dikenal dengan nama Wlal Ratu Indah
Makassar. Sewage Treatment Plant (STP) tersebut akan mengolah limbah
atau air kotor yang berasal dari Mal sehingga kemungkinan untuk
terjadinya pencemaran lingkungan akibat buangan dari hasil olahan limbah
tersebut sangat kecil.
39
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant (STP)
1. Tangki Penampung Limbah (Equalizing Tank)
Perbedaan antara laju aliran rata-rata (qh) dengan laju aliran
proses STP-R rata-rata (qhS) dalam satu hari, merupakan dasar
utama desain equalizing tank.
Teori:
Volume minimum equalizing tank = Va
Va = volume air yang haws ditampung equalizing tank
Va = ( qh - qhS) x h .................................................................... (4-1)
Va = (12,85 - 7,5 ) x 14 = 74,9 m3
Jadi secara teoritis, volume minimum equalizing tank adalah 74,9
m3.
Desain :
Panjang = 8,0 m
Lebar = 4,0 m
Kedalaman = 3,5 m
Level air = 2,.5 m
Volume air dalam equalizing tank = 8,0 x 4,0 x 2,5
= 80,0 m3
Volume equalizing tank = 8,0 x 4,0 x 3,5 = 112 m3
40
2. Tangki Aerasi (Aeration Tank)
Volume aeration tank minimal adalah : 7,50 m3/jam x 24 jam
= 180 m3.
Desain aeration tank (2 tank) : v
13. Panjang : 8,0 m
14. Lebar : 3,9 m
15. Level air : 3,0 m x
16. Volume air 2 tank :187m3
3. Tangki Sedimentasi (Sedimentation Tank/Settling Tank)
Volume minimum tangki sedimeentasi secara teoritis adalah
= 7,50 m3 /jam x6 jam = 45 m3 . Untuk mendesain luas permukaan
sedimentation tank, menggunakan rumus "Stokes" (Sank, 1979),
yaitu:
A =
……………………………………………..(4-2)
A : Luas permukaan m2
qhs : Jumlah aliran rata-rata m3/jam
Vc : Veiositas
Vc =
……………………………………………..(4-3)
h : Kedalaman air efektif
Tr : Detention time
Perhitungan :
Vc=
= 0,5m /jam
41
4. Tangki Klorinasi (Chlorination Tank)
Proses chlorinasi membutuhkan waktu kontak minimal 30
menit. Maka desain minimal Chlorination Tank minimal adalah 30
menit x 7,5 = 3,75m3.
Desain :
Panjang = 4,25 m
Lebar = 0,55 m
Level air = 1,85 m x
Volume = 4,32 m3
5. Tangki Penampung Air Yang Telah Diproses (Effluent Tank)
Desain volume effluent tank:
Panjang = 3,55 m
Lebar = 2,27
Level = 2,6 m x
Volume = 20,95 m3
6. Tangki Penampung Lumpur (Sludge Digester Tank)
Menurut Jorgensen activated sludge (digested) mengandung
material tersuspensi dalam konsentrasi 20 - 40 w/w%. Jadi lumpur
yang terjadi: 0,18 x 40 % = 0,072 m3/ hari.
Desain sludge digester tank:
Panjang = 8,0 m
Lebar = 2,5 m
42
Level = 3,2 m x
Volume = 64 m3
Maka daya tampung sludge digester tank adalah :
= 888,9 hari
Sludge digester tank akan penuh setelah 889 hari , maka truk tinja
harus mengambil lumpur tersebut setiap 889 hari (sekitar 2,5 tahun
sekali).
B. Perhitungan kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi
Kapasitas STP-R =180 m3/hari
Beban Soluble BODS kurang lebih (JET Inc. 1982) = 300 ppm
Kualitas hasil treatment yang diharapkan = 20 ppm
17. Beban BOD5 yang harus dihilangkan = 180 x (300 - 20 )
= 50400 gr
= 50,4 kg/hari
18. 1 kg BOD5 dapat dihilangkan dengan 2 kg O2
19. O2 yang dibutuhkan untuk menghilangkan 47,6 kg BOD5 = 50,4 x 2
= 100,8 kgO2
Perhitungan kapasitas Blower
20. Efisiensi transfer oksigen dari air seal diffuser adalah 8 %
jadi
x 100% kgO2= 1260 kg O2
21. 24 m3 udara bebas mengandung 3,1 kg O2 (pada suhu 30°) jadi 1
m3 udara bebas mengandung 0,129 kg O2.
43
22. Kebutuhan udara untuk aerasi =
= 9767,44 m3 udara / hari
23. Kebutuhan udara untuk equalizing = 15 % dari aerasi
= 15 % x 9767,44 = 1465,12 m3
24. Kebutuhan udara untuk sludge air lift sistem kurang lebih - 5 % dari
aerasi yaitu:
= 5 % x 9767,44 v = 488,37
25. Kebutuhan udara total = 9767,44 + 1465,12 + 488,37
= 11720,93 m3/hari
= 8,1 m3/menit = 287,57cfm
Jadi kapasitas blower adalah 288 cfm atau 8,1 m3/min. Dua unit
blower masing-masing kapasitas 8,1 m3/min dipasang dengan cara kerja
dua unit bergantian.
C. Besarnya Arus Yang Mengalir Pada Tiap Beban
1. Blower 1-2
Diketahui:
Daya (P) : 11 KW = 11.000 Watt
Tegangan (V) : 380 Volt 3 phasa
Faktor Daya (Cos0) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
Arus nominal dari masing-masing beban ditentukan dengan
rumus:
44
Arus Nominal lln =
√ ................................................ (4-5)
Arus Nominal lln =
√ =
Arus Nominal lln =
= 19,69 A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 19,69 = 49,3 A Dipilih MCB 50 A. Karena blower
ada dua maka kemampuan MCB masing-masing blower adalah 50
A.
2. Comminutor
Diketahui:
Daya (P) : 1 KW = 1000 Watt
Tegangan (V) : 380 Volt 3 phasa
Faktor Daya (Cos) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
Arus Nominal lln =
√ =
Arus Nominal lln =
= 1,79 A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 1,79 = 4.48 A. Dipilih MCB 6 A.
3. Flow Control Pump dan Sludge Pump
Diketahui:
Daya (P) : 0,75 KW = 750 Watt
Tegangan (V) : 380 Volt 3 phasa
45
Faktor Daya (Cos) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
Arus Nominal lln =
√ =
Arus Nominal lln =
= 1,35 A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 1,35 = 3,38 A. Dipilih MCB 6 A. Flow control pump
ada dua masing-masing dengan daya yang sama maka
kemampuan MCB masing-masing 6 A. Sludge pump memiliki daya
yang sama dengan flow control pump sehingga kemampuan MCB
untuk sludge pump juga 6 A.
4. Defoaming Pump dan Effluent Pump
Diketahui:
Daya (P) ; 1,5 KW = 1500 Watt
Tegangan (V) : 380 Volt 3 phasa
Faktor Daya (Cos) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
x 100,8 kgO2 = 1260
Arus Nominal lln =
2,68 A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 2,68 = 6,7 A. Dipilih MCB 10 A. Defoaming pump
ada dua masing-masing dengan daya yang sama maka
kemampuan MCB masing-masing 10 A. Effluent pump memiliki
46
daya yang sama dengan defoaming pump sehingga kemampuan
MCB untuk effluent pump juga 10 A.
5. Motor Stirrer
Diketahui :
Daya (P) : 0,18 KW = 180 Watt
Tegangan (V) : 220 Volt 1 phasa
Faktor Daya (Cos) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
Arus Nominal lln =
=
Arus Nominal lln = 0,96 A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 0,96 = 2,4 A. Dipilih MCB 4 A.
6. Dosing Pump
Diketahui :
Daya (P) : 0,125 KW = 125 Watt
Tegangan (V) ; 220 Volt 1 phasa
Faktor Daya (Cos) : 0,85
Frekuensi : 50 HZ
Arus Nominal lln =
=
Arus Nominal lln = 0,67A
Kemampuan MCB:
250% . In = 2,5 . 0,67 = 1 ,67 A. Dipilih MCB 2 A.
47
D. Penentuan Kemampuan Thermal Overload Relay (TOR)
1. Blower 1-2
Arus nominal blower 1-2 masing-masing adalah 19,69 A, jadi
untuk kemampuan TOR blower 1-2 masing-masing didasarkan
pada arus nominalnya yaitu 20 A.
2. Comminutor
Arus nominal comminutor adalah 1,79 A jadi digunakan
kemampuan TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus
nominalnya.
3. Flow Control Pump dan Sludge Pump
Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump
masing-masing 1,35 A jadi digunakan kemampuan TOR
sebesar 2 A.
4. Defoaming Pump dan Effluent Pump
Arus nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi
digunakan kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus
nominalnya.
Jadi total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah
57,58 A. Dimana jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari
tiap arus beban yang diperoleh dari hasil perhitungan di atas.
E. Diskripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram
Gambar diskripsi sewage treatment plant secara blok diagram dapat
dilihat pada bagian lampiran. Bila dihubungkan dengan pengertian dari lup
48
terbuka atau lup tertutup, maka diskripsi secara blok diagram dari sewage
treatment plant ini mengikuti pengertian lup tertutup, karena ada umpan
balik dari sistem.
F. Cara Pengoperasian
Pastikan bahwa saklar utama (MCCB), MOB semuanya dalam
keadaan on. Karena sistem kerja Sewage Treatment Plant yang digunakan
adalah automatic, maka semua saklar selektor yang berada pada pintu
panel dalam posisi automatic. Dengan demikian sistem akan beroperasi
secara automatic. Sedangkan untuk posisi manual, biasanya digunakan
hanya untuk pengetesan saja. Pastikan pula bahwa lampu indikator R, S, T
dalam keadaan menyala. Berikut ini akan dijelaskan cara pengoperasian
untuk setiap peralatan yang tergabung dalam sistem Sewage Treatment
Plant.
1. Blower 1-2
Blower 1-2 sebagai penghembus udara dapat dioperasikan
secara manual dan automatic, starting yang digunakan starting
bintang-segitiga.
Untuk mengoperasikan secara automatic, maka saklar SS8
diputar pada posisi automatic. Pada posisi ini, maka time switch adalah
pengatur waktu kerja untuk blower 1 dan 2 secara bergantian setiap 30
menit, dan hal ini berlangsung secara terus menerus.
49
Untuk mengoperasikan secara manual, maka sakiar SS8 diputar
pada posisi manual. Untuk mengoperasikan blower 1 maka saklar SS7
diputar ke posisi 1 dan posisi 2 untuk blower 2.
Jika blower 1 atau 2 bekerja, masing-masing ditandai dengan
menyalanya lampu indikator L3 atau L12 warna hijau dan bila paada
blower 1 atau 2 terjadi over load maka lampu indikator M57 atau M58
warna merah menyala, bersamaan dengan itu pula buzzer berbunyi.
Blower 1 dan 2 tidak akan bekerja apabila saklar SS8 pada posisi
normal.
2. Comminutor
Comminutor dapat dioperasikan dengan dua arah putaran yaitu
arah kekanan dan arah kekiri. Untuk mengoperasikan, maka saktar
selektor SS16 diputar kearah kanan atau kearah kiri, sehingga
comminutor akan bekerja dengan arah putaran sesuai dengan posisi
saklar SS16. Comminutor ini hanya dapat dioperasikan secara manual,
dengan menggunakan starting DOL.
Saat comminutor bekerja, ditandai dengan menyalanya lampu
indikator warna hijau L15 atau L18 dan apabila terjadi over load maka
lampu indikator warna merah M59 atau M61 menyala dan bersamaan
dengan itu buzzer berbunyi. Comminutoor tidak akan bekerja apabila
saklar SS16 berada pada posisi normal.
50
3. Flow Control Pump 1-2
Starting yang digunakan adalah starting DOL, dan flow control
pump 1-2 dapat dioperasikan secara manual dan automatic. Bila saklar
SS25 berada pada posisi manual, maka untuk mengoperasikan pompa
1 sakiar SS24 diputar ke posisi 1 dan keposisi 2 untuk pompa 2. Untuk
mengoperasikan secara automatic, maka aklar SS25 diputar keposisi
automatic. Selanjutnya pompa 1 dan pompa 2 akan bekerja
berdasarkan level air yang ada pada equalizing tank.
Pompa 1 atau 2 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu
indikator L22 atau L25 warna hijau, dan apabiia terjadi over load lampu
indikator M62 atau M63 warna merah yang menyaia. Bersamaan
dengan itu, maka buzzer juga berbunyi. Flow control pump 1-2 tidak
akan bekerja apabila saklar SS25 pada posisi normal.
4. Defoaming Pump 1-2
Pompa ini dapat dioperasikan secara manual dan automatic
dengan menggunakan starting DOL. Apabila dioperasikan secara
automatic time switch akan mengatur waktu kerja untuk defoaming
pump 1 dan 2.
Untuk mengoperasikan secara automatic, saklar SS36 diputar
pada posisi automatic. Selanjutnya defoaming pump 1 dan 2 akan
bekerja secara bergantian yaitu dalam selang waktu setiap 90 menit.
Selama 90 menit baik defoaming pump 1 dan 2 akan on dan off setiap
51
15 menit guna menyemprotkan air ke aeration tank. Proses ini
berlangsung secara terus menerus.
Untuk mengoperasikan secara manual maka saklar SS36
diputar ke posisi manual. Selanjutnya untuk mengoperasikan
defoaming pump 1 atau 2 dilakukan dengan memutar saklar SS34 ke
posisi 1 atau 2 dengan demikian defoaming pump akan bekerja dan
tidak akan dipengaruhi oleh time switch. Bekerjanya defoaming pump 1
dan 2 masing-masing ditandai dengan menyalanya lampu indikator L32
dan L35 warna hijau, dan lampu indikator M64 dan M65 warna merah
menyala apabila pada defoaming pump 1 dan 2 terjadi over load.
Apabila saklar SS36 pada posisi normal tidak ada defoaming pump
yang bekerja.
5. Stirrer
Untuk mengoperasikan stirrer, dilakukan dengan memutar saklar
S45 ke posisi on maka stirrer akan bekerja secara terus menerus untuk
mengaduk obat yang ada pada chemical tank.
Saat stirrer bekerja maka lampu indikator L44 warna hijau
menyala dan apabila terjadi gangguan maka MCB akan mengamankan
stirrer dari gangguan yang timbul. Apabila saklar S45 pada posisi off
maka stirrer tidak bekerja, dan lampu indikator M66 warna merah
menyala.
52
6. Dosing Pump
Dosing pump dapat dioperasikan secara manual dan automatic.
Bila saklar SS47 diputar ke posisi manual maka dosing pump akan
langsung bekerja untuk menyemprotkan obat. Selanjutnya bila saklar
SS47 diputar ke posisi automatic maka dosing pump akan bekerja
apabila limbah pada equalizing tank mencapai level 1.
Lampu indikator L46 warna hijau akan menyala apabila dosing
pump bekerja dan apabila dosing pump mengalami gangguan maka
MCB akan mengamankan dosing pump dari gangguan yang terjadi,
dosing pump akan off jika saklar SS47 pada posisi normal dan lampu
indikator M67 warna merah menyala.
7. Effluent Pump 1-2
Effluent pump 1 dan 2 akan bekerja secara aautomatic
berdasarkan level air yang ada pada effluen tank. Effluent pump
bekerja dengan menggunakan starting DOL. Untuk mengoperasikan
effluent pump 1 dilakukan dengan memutar saklar of-on S51 pada
posisi on begitu pula untuk effluent pump 2 saklar S52 di on kan,
selanjutnya pompa akan bekerja berdasarkan level air yang ada pada
effluent tank. Pada level 1 effluent pump 1 bekerja dan pada level 2
effluent pump 1-2 yang bekerja.
Bekerjanya effluent pump 1 dan 2 masing-masing ditandai
dengan menyalanya lampu indikator L50 dan L53 warna hijau dan
lampu indikator M68 dan M69 warna merah menyaia apabila pada
53
pompa 1 dan 2 terjadi overload, bersamaan dengan itu maka buzzer
akan berbunyi. Bila saklar S51 dan S52 pada posisi off maka tidak ada
effluent pump yang bekerja
8. Sludge Pump
Sludge pump dioperasikan secara manual dengan
menggunakan starting DOL. Bila saklar S56 diputar pada posisi on
maka sludge pump bekerja, dan akan off apabila saklar S56 pada
posisi off.
Bekerjanya sludge pump ditandai dengan menyalanya lampu
indikator L55 warna hijau dan apabila terjadi over load lampu indikator
M70 warna merah menyala bersamaan dengan itu buzzer berbunyi.
Amperemeter yang ada pada panel akan bekerja apabila beban
yang tersambung dengan amperemeter beroperasi dan akan menunjuk
pada nilai tertentu.
G. Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol
Pastikan terlebih dahulu bahwa saklar utama (MCCB) dan semua
MCB dalam kondisi on.
1. Kontrol Blower 1-2
a. Posisi Automatic
Saklar SS8 diputar ke posisi automatic maka time switch
(TS13) bekerja pada posisi kontak bantu NC (TS13C) sehingga
kontaktor (C11) bekerja, time relay (TR8) bekerja pada posisi kontak
54
bantu NC (TR8C) sehingga kontraktor (Ca10) bekerja. Dalam
kondisi demikian, blower 2 bekerja dalam hubungan bintang. Selang
waktu sesuai dengan yang diatur pada TR8 maka kontak bantu TR8
berpindah ke kontak bantu NO (TR80), sehingga kontaktor (Cb9)
bekerja sehingga blower bekerja dalam hubungan segitiga. Lampu
indikator (L12) warna hijau menyala selama blower 2 bekerja baik
dalam hubungan bintang atau segitiga.
Pada time switch (TS13) disetting waktunya untuk 30 menit.
Selama 30 menit blower 2 bekerja setelah itu barulah blower 1
bekerja yang berawal dari perpindahan kontak bantu TS13 dari
TS13C ke kontak bantu NO (TS130). Dengan demikian kontaktor
(C4) bekerja begitu pula lampu indikator (L3) dan time relay (TR7).
Bekerjanya TR7, menyebabkan kontaktor (Ca5) bekerja sehingga
blower bekerja dalam hubungan bintang. Selang waktu sesuai
dengan yang diatur pada TR7 maka kontaktor (Cb6) bekerja
sehingga blower 1 bekerja dalam hubungan segitiga. Blower 1 akan
bekerja selama 30 menit, setelah itu kembali blower 2 yang bekerja.
Siklus ini berlangsung terus menerus.
Selanjutnya saat blower 1 atau 2 bekerja, relay (R1) tidak
bekerja dan akan bekerja apabila saiah satu blower terjadi over
load. Apabila pada blower 1 terjadi over load maka termal overload
relay (TOR4) bekerja sehingga relay (R1) bekerja kemudian kontak
bantu NO relay (R1) menutup, lampu indikator (M57) warna merah
55
menyala, FR bekerja dan buzzer akan bunyi. Misalnya pada blower
2 terjadi over load maka TOR11 kerja dan urutan kerjanya sama
halnya pada blower 1 hanya saja lampu indikator (M58) warna
merah menyala. Untuk meng off kan buzzer cukup dengan
menekan saklar push button (PB).
b. Posisi Manual
Bila saklar SS8 diputar ke posisi manual, maka relay manual
(RM2) bekerja sehingga kontak bantu NO nya (RM20) menutup.
Untuk menjalankan blower 1 maka saklar SS7 diputar ke posisi 1,
maka blower 1 bekerja dalam hubungan bintang- segitiga, Peralihan
hubungan bintang-segitiga untuk blower 1 urutan kerjanya sama
pada saat SSS pada posisi automatic.
Blower 2 akan bekerja bila saklar SS7 diputar ke posisi 2 dan
bekerja dalam hubungan bintang- segitiga sama halnya saat saklar
SSS pada posisi automatik. Selanjutnya blower 1-2 tidak akan
bekerja apabila saklar SSS pada posisi normal.
2. Kontrol Comminutor
Apabila saklar SS16 diputar ke posisi 1 maka kontaktor (C17)
bekerja, lampu indikator (L18) warna hijau menyala dan comminutor
berputar kearah kanan. Misalkan terjadi over load maka TOR17
bekerja sehingga relay (R14) bekerja, dengan demikian kontak bantu
NO relay (R14) menutup maka lampu indikator (M61) warna merah
menyala, bersamaan dengan itu FR bekerja dan buzzer berbunyi.
56
Bila saklar SS16 diputar ke posisi 2 maka kontaktor (C16)
bekerja dan lampu indikator (L15) warna hijau menyala comminutor
bekerja dengan arah putaran kekiri. Misalkan terjadi over load maka
TOR16 bekerja selanjutnya relay (R14) , FR bekerja sehingga lampu
indikator (M59) warna merah menyala dan buzzer berbunyi. Untuk
mematikan bunyi buzzer cukup dengan menekan saklar push button
(PB), dan apabila saklar SS16 pada posisi normal maka comminutor
tidak akan bekerja.
3. Kontrol Flow Control Pump 1-2
a. Posisi Automatic
Saklar SS25 diputar ke posisi automatic, bila Limbah pada
equalizing tank berada pada level 1 maka rotto float (RF1) menutup,
relay (R27) bekerja. Selanjutnya flow control pump 1 bekerja apabila
limbah mencapai level 2 dimana rotto float (RF2) menutup dan relay
(R28) bekerja sehingga kontaktor (C23) bekerja, dengan demikian
flow control pump 1 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu
indikator (L22) warna hijau.
Selanjutnya bila air mencapai level 3 maka rotto float (RF3)
menutup dan relay (R29) bekerja maka kontak bantu NO relay (R29)
menutup sehingga kontaktor (C24) bekerja dengan demikian flow
control pump 2 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu indikator
(L25) warna hijau.
57
Misalkan pada salah satu pompa atau kedua pompa
mengalami over load, maka TOR (TOR23 atau TOR23 dan TOR24)
bekerja sehingga relay (R21) bekerja. Dengan demikian lampu
indikator (M62 atau M62 dan M63) warna merah menyala dan FR
bekerja, buzzer berbunyi karena kontak bantu NO relay (R21)
menutup. Untuk mematikan buzzer cukup dengan menekan saklar
PB. Apabila saklar SS25 pada posisi normal maka flow control
pump 1-2 tidak akan bekerja.
b. Posisi Manual
Saklar SS25 diputar ke posisi manual. Dalam keadaan
normal (tidak terjadi over load) relay (R21) tidak bekerja sehingga
kontak bantu NC nya menutup. Selanjutnya bila saklar SS24 diputar
ke posisi 1 atau 2 maka kontaktor (C23) atau (C24) bekerja
sehingga flow control pump 1 atau 2 bekerja yang masing-masing
ditandai dengan menyalanya lampu indikator (L22) atau (L25) warna
hijau.
Misalkan pada saat saklar SS24 pasa posisi 1 atau 2 lalu
terjadi over load maka relay (R21) bekerja sehingga kontak bantu
No nya menutup maka lampu indikator (M62 atau M63) warna
merah menyala, FR bekerja dan buzzer berbunyi. Bila sakfar SS25
pada posisi normal maka flow control pump 1-2 tidak bekerja.
58
4. Kontrol Defoaming Pump 1-2
a. Posisi Automatic
Dengan memutar Saklar SS36 ke posisi automatic maka time
switch (TS43) dan latching switch (LS38) bekerja. Bersamaan
dengan itu, relay (R42) dan time relay (TR41) bekerja karena kontak
bantu NO dari latching switch (LS380) menutup. Begitu relay (R42)
bekerja maka kontaktor (C34) bekerja maka defoaming pump 2
bekerja. Lampu indikator (L35) warna hijau menyala. Pada time
switch disetting waktunya selama 90 menit, tetapi dalam 90 menit itu
defoaming pump 2 akan on dan off setiap 15 menit, ini diatur pada
time relay (TR41 dan TR36). Urutan kerja setiap 15 menit on dan off
adalah sebagai berikut:
Bekerjanya latching switch (LS38) berarti kontak bantu NO
nya (LS38O) menutup sehingga R42 dan TR41 bekerja berarti time
relay (TR36) off karena kontak bantu NC relay R42 (R42C)
membuka. Begitu R42 bekerja LS38 masih tetap on meskipun
kontak bantu NC (R42C) yang diseri dengan coil LS38 membuka.
Pada TR41 disetting waktunya selama 15 menit sehingga selama
itu TR41 bekerja pada posisi kontak bantu NC. Setelah 15 menit
maka posisi kontak bantu TR41 berpindah dari NC ke NO barulah
LS38 off. LS38 off berarti TR41 dan R42 off, sehingga C34 tidak
bekerja yang berarti defoaming pump 2 tidak bekerja. Dengan
59
demikian berarti TR36 on, selama 15 menit TR36 bekerja pada
posisi kontak bantu NCnya setelah itu baru berpindah ke kontak
bantu NO, saat itulah LS38 kembali on sehingga TR41 dan R42 on
menyebabkan C34 bekerja kembali berarti defoaming pump 2
kembali bekerja. Siklus ini berlangsung terus-menerus.
Setelah 90 menit, maka TS43 posisi kontak bantunya
berpindah dari NC (TS43C) ke NO (TS430). Perpindahan ini
menyebabkan defoaming pump 2 off dan defoaming pump 1* yang
bekerja karena kontaktor (C33) on dan lampu indikator (L32) warna
hijau menyala. Selama 90 menit defoaming pump 1 bekerja dan
setiap 15 menit akan on dan off.
Misalkan pada saat salah satu pompa bekerja ialu terjadi
over load maka salah satu TOR (TOR33 atau TOR34) bekerja
sehingga relay (R30) on sehingga lampu indikator warna merah
(M64 atau M65) menyala, FR bekerja dan buzzer berbunyi. Untuk
mematikan bunyi buzzer dilakukan dengan menekan saklar push
button (PB).
Selanjutnya apabila SS36 diputar ke posisi normal maka
defoaming pump 1-2 tidak bekerja.
b. Posisi Manual
Bila saklar SS36 diputar ke posisi manual maka relay manual
(RM31) bekerja sehingga kontak bantu NO nya (RM31O) menutup
Untuk mengoperasikan defoaming pump 1 atau 2 cukup dilakukan
60
dengan memutar saklar SS34 ke posisi 1 atau 2 maka kontaktor
(C33 atau C34) bekerja sehingga defoaming pump 1 atau 2 akan
bekerja dan lampu indikator (L32 atau L35) warna hijau menyala.
Misalkan saat saklar SS34 berada pada posisi 1 atau 2 lalu
terjadi over load pada salah satu pompa maka prinsip kerja kontrol
over loadnya sama seperti pada posisi automatic. Bila SS34 dan
SS36 diputar ke posisi normal maka defoaming pump 1-2 tidak
bekerja.
5. Kontrol Stirrer
Bila saklar 345 diputar ke posisi on maka relay (R45) bekerja
sehingga stirrer bekerja dan lampu indikator (L44) warna hijau menyala.
Bila terjadi gangguan maka MCB sebagai pengaman terhadap
gangguan yang terjadi pada motor stirrer akan off. Bila saklar S45
diputar ke posisi off maka stirrer tidak bekerja, dalam kondisi seperti ini
lampu indikator (M66) warna merah menyala.
6. Kontrol Dosing Pump
Saklar SS47 diputar ke posisi automatik maka relay (R47)
bekerja apabila relay (R27) bekerja karena dengan bekerjanya relay
(R27) maka kontak bantu NO nya (R270) menutup. Relay (R47) on
maka dosing pump bekerja dan lampu indikator (L46) warna hijau
menyala. Bila terjadi gangguan pada dosing pump maka MOB sebagai
pengaman apabila terjadi gangguan pada dosing pump akan off.
61
Bila saklar SS47 diputar kb posisi manual, maka relay (R47)
langsung bekerja sehingga dosing pump bekerja dan lampu indikator
(L46) warna hijau menyala. Apabila saklar SS47 pada posisi normal
maka dosing pump tidak bekerja, dalam kondisi seperti ini lampu
indikator (M67) warna merah menyala.
7. Kontrol Effluent Pump 1-2
Effluent pump 1 dioperasikan dengan memutar saklar S51 ke
posisi on maka kontaktor (C51) on begitupula dengan lampu indikator
(L50) warna hijau menyala dan effluent pump 1 bekerja apabila air pada
effluent tank mencapai level 1. Misalkan pada effluent pumpl terjadi
over load maka TOR51 bekerja sehingga relay (R49) en dengan
demikian kontak bantu NO nya menutup maka lampu indikator (M68)
menyala dan FR bekerja sehingga buzzer bunyi. Selanjutnya bila saklar
S51 diputar ke posisi off maka C51 tidak bekerja begitu pula effluent
pump 1.
Effluent pump 2 bekerja bila saklar S52 on sehingga kontaktor
C52 on dan air pada effluent tank mencapai level 2, dengan demikian
lampu indikator (L53) warna hijau menyala. Pada level 2 bila S51 dan
S52 on maka kedua effluent pump bekerja. Misalkan pada effluent
pump 2 terjadi over load maka relay (R49) on sehingga lampu
indikator (M69) warna merah menyala, FR bekerja lalu buzzer bunyi.
Apabila saklar S51 dan S52 pada posisi off maka effluent pump
1-2 tidak bekerja.
62
8. Kontrol Sludge Pump
Sludge pump bekerja apabila saklar S56 on maka kontaktor
(C56) on lalu sludge pump bekerja dan lampu indikator warna hijau
(L55) menyala. Misalkan pada sludge pump terjadi over load maka
TOR 56 bekerja sehingga relay (R54) on dan kontak bantu NO nya
menutup maka lampu indikator warna merah (M70) menyala dan FR
bekerja barulah buzzer bunyi. Apabila saklar S56 diputar keposisi off
maka sludge pump tidak akan bekerja.
63
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Arus nominal blower masing-masing adalah 19,69 A, jadi untuk
kemampuan TOR blower masing-masing didasarkan pada arus
nominalnya yaitu 20 A.
2. Arus nominal comminutor adalah 1,79 A jadi digunakan kemampuan
TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus nominalnya.
3. Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump
masing-masing 1,35 A jadi digunakan kemampuan TOR
sebesar 2 A.
4. Arus nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi
digunakan kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus
nominalnya.
5. Jadi total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah 57,58
A. Dimana jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari tiap
arus beban yang diperoleh dari hasil perhitungan
6. Pemilihan pengaman seperti MCB, haruslah dipilih sedemikian rupa
sehingga dapat bekerja dengan cepat saat bebannya mengalami
gangguan.
7. Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu Indahr Makassar ada yang
terlalu besar kemampuannya untuk arus beban yang lebih kecil
sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya.
64
8. Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan
berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic,
sedangkan pengoperasian manual biasanya hanya dilakukan jika
terdapat perbaikan. Hembusan udara yang dihasilkan oleh blower
memegang peranan yang sangat penting dalam proses kerja
sewage treatment plant karena dengan adanya udara yang
dihasilkan oleh blower tersebut, maka selain untuk mencegah
terjadinya pengendapan dan bau dari limbah juga untuk keperluan
mixing, dan untuk menghidupkan microba yang dapat
menghancurkan limbah. Oleh karena itu kebutuhan udara untuk
proses kerja sewage treatment plant sangatlah penting.
B. Saran
1. Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu Indahr Makassar ada yang
terlalu besar kemampuannya untuk arus beban yang lebih kecil
sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya
2. Masalah limbah haruslah mendapat penanganan yang serius dan
pihak dimana limbah itu berasal atau sumbernya, karena dengan
demikian dapat tercipta suatu lingkungan yang sehat dan bebas dart
pencemaran lingkungan. Oleh karena itu perlu dihilangkan
anggapan bahwa penanganan limbah adalah tanggung jawab
pemerintah
65
DAFTAR PUSTAKA
Berahim, Hamzah. 2019. Pengantar Teknik Tenaga Listrik. Yogyakarta: Andi Offset Yogyakarta.
Sirait KT, DR Ing Ir dan Parouli Pakpahan. 2019. Proteksi Sistem Tenaga Listrik L Bandung: 1TB.
Kadaruddin, Abd: Pembangkit Tenaga Listrik, Universitas Indonesia Press, Jakarta, 2018.
Melana. Tubemakers Water Treatment. PT Austindo Metrotama
Mahridin, Jasman: Operasi Sistem Tenaga Listrik, Balai Penerbitan & Humas Institut Sains Dan Teknologi Nasional, Jakarta, 2019.
Ogata, Katsuhiko. 2019. Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan) Jilid I. Erlangga
PT. Plameka Selaras. Brosur dan Data Penelitian Sewage Treatment Plant (STP). Pada Mal Ratu Indah Makassar
Stevenson. Jr, Wiliiam.D: Analisis Sistem Tenaga Listrik IV, Erlangga, Jakarta, 2019.
Sumanto.2019. Motor Listrik Arus bolak Balik. Yogyakarta : Andi Offset Yogyakarta
Supartono, Ir dan A. Ridalsnu, Ir. Teknik Tenaga Listrik II Departemen pendidikan dan kebudayaan 2019
Suriadi, Daryanto. Drs dan Koko Budi. Drs. Jaringan Distribusi Listrik, Angkasa Bandung. 2019
Taufan, M. & Gani, Dewa Lani: Krisis Listrik Diambang 2025 ,, 22 Jakarta 2019.
Wood, Alien. J & Wollenberg, Bruce.F: Power Generation, Operation, and Control, John Wiley & Sons, New York, 2019.
Zuhal. 1982. Dasar Tenaga Listrik. Bandung : ITB Bandung.