FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

A. Tujuan1. Memahami rangkaian Pneumatik Beruntun atau rangkaian Pneumatik Koordinasi.2. Memahami konfigurasi dasar dan prinsip kerja dari gerak koordinasi.3. Memahami metode Cascade Chain.

B. Dasar TeoriYang dimaksud dengan rangkaian otomatisasi operasional dari silinder adalah rangkaian Pneumatik dimana elemen kerja dari rangkaian Pneumatik tersebut, yaitu silinder, mempunyai unjuk kerja dapat bergerak Go+ dan kemudian bergerak Go- secara otomatis dalam satu langkah kerja. Rangkaian ini juga dapat diatur untuk dapat bergerak Go+ dan Go- secara terus menerus secara otomatis jika diaktifkan. Untuk membuat rangkaian semacam ini maka rangkaian Pneumatik tersebut harus dipasang Limit Valve. Sedangkan peralatan Pneumatik yang digunakan sebagai Limit Valve adalah Katup 3/2 Roller Lever. Rangkaian ini terkadang mengalami sebuah kendala yaitu adanya overlapping(dua buah sinyal masukan berbeda arah yang secara bersamaan menekan sebuah silinder kerja). Oleh karena itu diperlukan sebuah cara agar overlapping ini tidak terjadi, salah satu cara tersebut adalah dengan metode Cascade Chain. Adapun Peralatan pneumatic yang akan digunakan pada percobaan ini adalah : 1. Catu Daya (Kompresor)Alat ini menghasilkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut, kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disupplai ke sistem pneumatik.2. Katup 3/2 Push Button (PB)Menggontrol arah aliran yang akan masuk maupun keluar dengan metode pengaktifan tombol (push button) dilengkapi pegas (spring return). Udara bertekanan akan diatur dan diproses apakah akan dibuang ke atmosfer, dilewatkan, atau termampatkan.3. Katup 2/2 Pilot MonostableKatup pneumatik yang berfungsi untuk mengontrol arah aliran yang akan masuk maupun keluar dan diaktifkan secara pneumatik dengan metode aktuasi udara bertekanan satu arah lalu udara bertekanan akan diatur dan diproses apakah akan dilewatkan, atau dimampatkan.4. Katup 5/2 Pilot Control BistableKatup pneumatik yang berfungsi untuk mengontrol arah aliran yang akan masuk maupun keluar dan diaktifkan secara pneumatik dengan metode aktuasi udara bertekanan dua arah lalu udara bertekanan akan diatur dan diproses apakah akan dilewatkan, dimampatkan atau dibuang.5. (3/2 Roller Lever Normally Close) Limit ValveLimit switch adalah salah satu sensor yang akan bekerja jika pada bagian actuator nya tertekan suatu benda, baik dari samping kiri ataupun kanan, mempunyai micro switch dibagian dalamnya yang berfungsi untuk mengontakkan atau sebagai pengontak. Katup 3/2 Roller Valve Normally Close ini merupakan katup mekanik limit valve, dimana saat roller pada katup ini tertekan maka akan menyebabkan aktifnya katup sehingga aliran udara dapat mengalir.6. Single Acting CylinderBerfungsi untuk melakukan gerakan atau gerak lurus pada suatu objek benda. Single acting cylinder terdapat satu buah tempat masukan udara bertekanan untuk mengatur kerja.Konstruksi silinder kerja tunggal, dilengkapi demgam pegas pengembali. Silinder terdiri dari tabung silinder dan penutupnya, piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis dan bagian penyambungan.7. Double Acting CylinderBerfungsi untuk melakukan gerakan atau gerak luruspada suatu objek benda. Keberbedaan antara double acting dengan single acting adalah pada lubang masukan ke silinder untuk diproses silinder. Double acting terdapat dua buah tempat masukan udara bertekanan untuk mengatur kerja silinder sedangkan untuk single acting hanya satu.Konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal, tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda mempunyai dua saluran (saluran masukan dan saluran pembuangan). Silinder terdiri dari tabung silinder dan penutupnya, piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis dan bagian penyambungan.Silinder penggerak ganda meliputisilinder dengan bantalan pelindung, silinder penggerak khusus, silinder tandem, silinder banyak posisi, silinder impact (pukulan), silinder rotary, silinder kawat.8. Selang udaraBerfungsi untuk menyalurkan udara bertekanan dari sumber energi atau kompresor ke beberapa elemen-elemen yang terdapat pada sistem pneumatik.9. Time Delay ValveTime delay valve/ Katup tunda waktu adalah kombinasi/gabungan yang terdiri dari 1 buah katup 3/2, 1 buah katup kontrol aliran satu arah, dan1 buah tangki udara.Katup 3/2 dapat sebagai katup dengan posisi normal membuka (NO) atau menutup (NC).10. Air Service Unit (Conditioning Unit)Suatu gabungan pengolah udara bertekanan terdiri dari Penyaring udara bertekanan berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel debu dan kandungan uap air disalurkan ke luar. Pengatur tekanan udara berfungsi untuk mengatur tekanan kerja yang akandigunakan relatif tetap. Pelumas udara bertekanan berfungsi untuk menyalurkan pelumas yang dikabutkan dan dialirkan ke sistem distribusi udara dari sistem kontrolkomponen pneumatikyang akan digunakanuntuk mencegah terjadi korosi pada komponen pneumatik.

C. Alat dan Bahan1. Kompresor1 Unit

2. Double Acting Cylinder1 Buah

3. Air Service Unit (Conditioning Unit)1 Buah

4. Katup 3/2 Push Button (PB) Normally Close1 Buah

5. Katup 2/2 Pilot Monostable1 Buah

6. Katup 5/2 Pilot Control Bistable1 Buah

7. Selang udaraSecukupnya

8. Limit Valve (3/2 Roller Lever Normally Close)2 Buah

9. Time Delay Valve1 Buah

D. Langkah Percobaan1. Membuat rangkaian yang terdiri dari dua buah Double Acting Cylinder silinder dimana rangkaian Pneumatik tersebut membentuk gerak beruntun A+ B+ A- B-, A+ B+ B- A-, dan A+ A- B+ B- dengan metode Cascade Chain Gerak Beruntun A+ B+ A- B-Dua buah Double Acting Cylinder, Empat buah 3/2 Two Way Roller Lever Valve, dan Satu Buah 5/2 Pilot Control Bistable Gerak Beruntun A+ B+ B- A-Dua buah Double Acting Cylinder, Empat buah 3/2 Two Way Roller Lever Valve, dan Satu Buah 5/2 Pilot Control Bistable Gerak Beruntun dan A+ A- B+ B-Dua buah Double Acting Cylinder, Empat buah 3/2 Two Way Roller Lever Valve, dan Dua Buah 5/2 Pilot Control Bistable2. Membuka aliran udara .3. Membuat pemrograman komponen pneumatic.4. Mengamati kerja sistem rangkaian pneumatik.

E. Rangkaian Pneumatik1. Rangkaian Pneumatik 11 buah Single Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 buah Katup 3/2 Roller Lever dan Katup 5/2 Pilot Control Bistable

Gambar . E1bGambar . E1a

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)On Go-(Kedua Katup 3/2 dilepas, 3/2 Roller Lever bekerja)

Keterangan:SimbolNamaSimbolNama

Single Acting Cylinder

3/2 Roller Lever

Katup 5/2 Pilot BistableCatu daya(Kompresor)

3/2 Push Button (PB)

Unjuk kerja :1. Katup 3/2 PB ditekan dan langsung dilepas, maka silinder akan bergerak Go+.2. Silinder akan menekan katup 3/2 Roller Lever sehingga menyebabkan silinder bergerak Go- secara otomatis.

2. Rangkaian Pneumatik 21 Buah Single Acting Cylinder, 1 Buah Katup 3/2 PB, 1 Buah 3/2 Roller Lever, 1 Buah Time Delay Valve dan 1 Buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable.

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)Gambar .E2a

Gambar . E2cGambar . E2b

On Go-(Setelah beberapa saatKatup 3/2 PB dilepas,Time Delay Valve bekerja)

On Go+(Setelah Katup 3/2 PB dilepas)

Keterangan:SimbolNamaSimbolNama

Single Acting Cylinder

3/2 Roller Lever

Katup 5/2 Pilot BistableCatu daya(Kompresor)

3/2 Push Button (PB)

Time Delay Valve

Unjuk kerja :1. Katup 3/2 PB ditekan dan langsung dilepas, maka silinder akan bergerak Go+.2. Silinder akan menekan katup 3/2 Roller Lever.3. Setelah beberapa saat silinder akan bergerak Go- secara otomatis.

3. Rangkaian Pneumatik 31 buah Single Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 buah Time Delay Valve dan 1 buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)Gambar .E3a

Gambar .E3cGambar .E3b

On Go-(Setelah beberapa saatKatup 3/2 PB dilepas,Time Delay Valve bekerja)On Go+(Setelah Katup 3/2 PB dilepas)

Keterangan :SimbolNamaSimbolNama

Single Acting Cylinder

Time Delay Valve

Katup 5/2 Pilot BistableCatu daya(Kompresor)

3/2 Push Button (PB)

Unjuk kerja :1. Katup 3/2 PB ditekan dan langsung dilepas, maka silinder akan bergerak Go+.2. Setelah beberapa saat silinder akan bergerak Go- secara otomatis.

F. Hasil Pengamatan1. Cara kerja rangkaian Pneumatik :a) Rangkaian Pertama1 buah Single Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 Limit Valve dan Katup 5/2 Pilot Control Bistable Saat katup 3/2 PB Normally Close ditekan akan meyebabkan aliran udara dapat mengaktuasi katup 5/2 yang seterusnya udara dari kompresor dapat mengalir ke lubang 1 menuju lubang 4 katup 5/2 sehingga menyebabkan silinder untuk Go+. (Gambar E1a)Setelah katup 3/2 Normally Close dilepas secara bersamaan pula telah terdapat kondisi dimana sebelumnya silinder kerja mencapai puncaknya (Go+) akan mengaktuasi 3/2 Roller Valve Normally Close untuk menyebabkan katup roller valve ini open, sehingga udara dari kompresor dapat mengalir diteruskan mengaktuasi katup 5/2 sehingga posisi kerja katup 5/2 kembali berubah, dimana udara dari kompresor akan mngalir dari lubang 1 ke lubang 2, dengan lubang 2 yang telah dimampatkan maka silinder tidak mendapatkan masukan udara sehingga spring pada silinder bekerja menyebabkan silinder bergerak Go-. (Gambar E1b)

b) Rangkaian Kedua1 Buah Single Acting Cylinder, 1 Buah Katup 3/2 PB, 1 Buah 3/2 Roller Lever, 1 Buah Time Delay Valve dan 1 Buah Katup 5/2 Pilot Control BistableSaat katup 3/2 PB Normally Close ditekan akan meyebabkan aliran udara dapat mengaktuasi katup 5/2 yang seterusnya udara dari kompresor dapat mengalir ke lubang 1 menuju lubang 4 katup 5/2 sehingga menyebabkan silinder untuk Go+. (Gambar E2a)Setelah katup 3/2 Normally Close dilepas secara bersamaan pula telah terdapat kondisi dimana sebelumnya silinder kerja mencapai puncaknya (Go+) akan mengaktuasi 3/2 Roller Valve Normally Close untuk menyebabkan katup roller valve ini open, sehingga udara dari kompresor dapat telewatkan, selanjutnya udara ini diolah oleh katup gabungan time delay, dimana udara untuk sementara disimpan pada tangki katup time delay, lama penyimpanan/delay ini dilakukan sesuai kebutuhan (saat percobaan diatur sebesar 20% dari waktu normal) selanjutnya pada akhirnya udara akan kembali dikembalikan ke rangkaian pneumatic untuk selanjutnya mengaktuasi katup 5/2 sehingga berubah posisi kerjanya dan dapat menyebabkan silinder kerja ganda untuk Go-(Gambar E2c)

c) Rangkaian Ketiga1 buah Single Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 buah Time Delay Valve dan 1 buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable Saat katup 3/2 PB Normally Close ditekan akan meyebabkan aliran udara dapat mengaktuasi katup 5/2 yang seterusnya udara dari kompresor dapat mengalir ke lubang 1 menuju lubang 4 katup 5/2 sehingga menyebabkan silinder untuk Go+. (Gambar E3a) Setelah katup 3/2 Normally Close dilepas secara bersamaan pula telah terdapat kondisi dimana sebelumnya udara bertekanan telah mengaktuasi time delay valve sehingga udara ini diolah oleh katup time delay, dimana udara untuk sementara disimpan pada tangki katup time delay, lama penyimpanan/delay ini dilakukan sesuai kebutuhan (saat percobaan diatur sebesar 20% dari waktu normal) selanjutnya pada akhirnya udara akan kembali dikembalikan ke rangkaian pneumatic untuk selanjutnya mengaktuasi katup 5/2 sehingga berubah posisi kerjanya dan dapat menyebabkan silinder kerja ganda untuk Go-. (Gambar E3c)

2. Fungsi dari setiap peralatan Pneumatik yang digunakan pada setiap rangkaian Pneumatik1. Double Acting Cylinder dan Single Acting CylinderBerfungsi untuk melakukan gerakan atau gerak lurus pada suatu objek benda selanjutnya digunakan untuk mengaktuasi roller valve. Double acting terdapat dua buah tempat masukan udara bertekanan untuk mengatur kerja, Sedangkan single hanya terdapat satu buah tempat masukan udara bertekanan namun dilengkapi dengan spring (pegas) untuk mengatur kerja

Simbol :

Double Acting CylinderSingle Acting Cylinder

2. 3/2 Way Push Button Lever Valve (Katup 3/2 Push Button (PB))Menggontrol arah aliran yang akan masuk maupun keluar dengan metode pengaktifan tombol (push button) dilengkapi pegas (spring return). Udara bertekanan akan diatur dan diproses apakah akan dibuang ke atmosfer, dilewatkan, atau termampatkan.Simbol :

3. Catu daya(Kompresor)Menghasilkan udara bertekanan kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disupplai ke sistem pneumatik.Simbol :

4. Limit Valve (3/2 Roller Lever Normally Close)Katup 3/2 Roller Valve Normally Close ini merupakan katup mekanik limit valve, dimana saat roller pada katup ini tertekan maka akan menyebabkan aktifnya katup sehingga aliran udara bertekanan dari kompresor dapat mengalir.Simbol :

5. Katup 5/2 Pilot BistableMengontrol arah aliran yang akan masuk maupun keluar dan diaktifkan secara pneumatik dengan metode aktuasi udara bertekanan dua arah lalu udara bertekanan akan diatur dan diproses apakah akan dilewatkan, dimampatkan atau dibuang.

Simbol :

.6. Time Delay ValveTime delay valve/ Katup tunda waktu dimana digunakan untuk menunda udara bertekanan yang mengalir ke dalam tangki yang dimiliki katup ini. Selanjutnya saat penundaan telah selesai udara bertekanan akan kembali dialirkan ke dalam rangkaian pneumatik. Simbol :

3. Membuat rangkaian yang bergerak Go+ dan Go- secara terus menerus (Rangkaian 1. 1 Buah Single Acting Cylinder, 1 Buah Katup 3/2 PB, 2 Buah 3/2 Roller Lever, 1 buah Katup 2/2 Pilot Monostable dan 1 Buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable)

Gambar F1a

On Go+

On Go- (Rangkaian Belum bekerja)

Gambar F1b

Gambar F1c

On Go+ (Gambar F1b) dan Go (Gambar F1c)(Katup 3/2 PB ditekan lalu dilepas)

Unjuk Kerja :1. Saat Katup 3/2 PB ditekan dan dilepas maka silinder akan Go+ dan Go- secara terus menerus

Penjelasan Cara Kerja Rangkaian :Saat katup 3/2 PB di tekan, maka udara dari kompresor akan terlewatkan selanjutnya menggeser/mengaktuasi katup 2/2 pilot monostable, Saat katup ini tergeser sehingga katup dapat melewatkan udara bertekanan untuk masuk dan menuju katup 3/2 roller valve (LV 1) sehingga mengaktuasi katup 5/2 pilot bistable untuk berpindah posisi kerja sehingga udara dari kompresor dapat terlewatkan sehingga silinder dapat Go+ (Gambar F1b)Sedangkan secara bersamaan pada saat silinder telah Go+ katup 3/2 roller Valve kanan (LV2) secara otomatis aktif, sehingga menyebabkan udara dari kompresor terlewatkan pada katup 3/2 roller valve (LV2) untuk selanjutnya mengaktuasi katup 5/2 agar menyebabkan silinder untuk kembali Go-. (Gambar F1c)Hal serupa terjadi dimana saat Go- maka Roller valve (LV1) akan kembali aktif seterusnya terolah dan meyebabkan silinder kembali untuk Go+ dan seterusnya mengaktifkan roller valve (LV2), sehingga kondisi silinder Go+ dan Go- akan terus menerus terjadi.

4. Rangkaian Pneumatik 1 dan 2 dengan actuator Single Acting Cylinder diganti dengan Double Acting Cylindera. Rangkaian Pneumatik 11 buah Double Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 Limit Valve dan Katup 5/2 Pilot Control Bistable

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)On Go-(Kedua Katup 3/2 dilepas, 3/2 Roller Lever bekerja)

b. Rangkaian Pneumatik 21 Buah Double Acting Cylinder, 1 Buah Katup 3/2 PB, 1 Buah 3/2 Roller Lever, 1 Buah Time Delay Valve dan 1 Buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable.

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)

On Go-(Setelah beberapa saatKatup 3/2 PB dilepas,Time Delay Valve bekerja)

On Go+(Setelah Katup 3/2 PB dilepas)

c. Rangkaian Pneumatik 3

On Go+(Katup 3/2 PB ditekan)1 buah Double Acting Cylinder, 1 buah Katup 3/2 PB, 1 buah Time Delay Valve dan 1 buah Katup 5/2 Pilot Control Bistable

On Go-(Setelah beberapa saatKatup 3/2 PB dilepas,Time Delay Valve bekerja)On Go+(Setelah Katup 3/2 PB dilepas)

Ulasan singkat mengenai perbedaan penggunaan actuator single acting dengan double acting silinder :Pada saat single acting cylinder lubang keluaran pada katup 5/2 ditutup Hal ini dilakukan karena single acting cylinder hanya memiliki satu buah arah aliran masukan, dan single acting cylinder memiliki pegas untuk kembali ke posisi awalnya.Sedangkan saat menggunakan double acting cylinder lubang keluaran pada katup 5/2 disambungkan kepada double acting silinder semuanya, karena double acting cylinder memiliki dua buah arah aliran masukan udara, untuk satu aliran membuat silinder Go+ dan satu aliran berlawanannya digunakan untuk membuat silinder untuk Go-.

G. Kesimpulan1. Limit Valve dimana pada praktikum digunakan Katup 3/2 Roller Lever ini berfungsi dapat menciptakan sebuah rangkaian otomatisasi operasional dari silinder. Rangkaian otomatisasi adalah rangkaian Pneumatik dimana elemen kerja dari rangkaian Pneumatik tersebut, yaitu silinder, mempunyai unjuk kerja dapat bergerak Go+ dan kemudian bergerak Go- secara otomatis dalam satu langkah kerja. 2. Cara Kerja Katup 3/2 Roller Normally Close ini dapat teraktuasi dengan metode mekanik, dimana dibutuhkan kerja dari actuator silinder untuk bekerja menggerakkan Roller pada katup untuk selanjutnya akan menciptakan perubahan kerja pada katup 3/2 Roller untuk semula close menjadi posisi open.