## PEMODELAN SIMULASI KONTROL PADA SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN MENGGUNAKAN  PLC
Badaruddin 1 , Endang Saputra 2 1,2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana, Jakarta, Indonesia
Universitas Mercu Buana Jakarta Email: bsulle@gmail.com
Abstrak  - Dalam  pengoperasian  suatu peralatan  atau mesin listrik kadang kita menemukan  berbagai  kendala,  karena rumitnya proses pengaturan atau pengontrolannya.  Maka  dari  itu  untuk mendapatkan    pengontrolan  yang efisien, mudah, dan  handal  kita memerlukan suatu sistem kontrol
otomatis,    cepat    dan  akurat    yaitu dengan menggunakan
PLC (kepanjangan   dari    Programmable Logic  Controller).  Kelebihan  dari  alat ini  adalah  bersifat  software,  artinya fungsi    control    dapat  dibuat    dan dirubah  dengan    mudah    melalui software  atau  program  yang  dikenakan padanya  dengan  menggunakan  alat konsol atau komputer PC.
Dengan  kelebihan  yang  ada pada  PLC ini mampu menggantikan sistem konvensional  yang  dipakai  sebagai pengontrolan    dari  sistem    pengolahan air limbah  yang berada di Mabes  TNI-
AD.  Dengan  menggunakan  kontroler PLC    ini  diharapkan    dapat memudahkan  para  teknisi  lapangan dalam
memonitor  cara  kerja  dan  proses pengontrolan  sistem  pengolahan  air limbah  ini  melalui  layar  monitor komputer.   Dengan   demikian       jika suatu  saat  terjadi  kerusakan  atau kesalahan  kita dapat  dengan  mudah melakukan  pegecekan  dan  perbaikan melalui softwarenya .
Kata kunci : PLC, Komputer PC

## PENDAHULUAN
Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi yang selalu meningkat  dari  masa  ke  masa,  telah ditemukan  suatu  peralatan  kontrol elektronika yang dikenal dengan Programmable  Logic Controller  atau PLC.  Dengan  menggunakan  kontroler PLC ini kita bisa mendapatkan kelebihan  dibandingkan  dengan  sistem
kontrol          proses          konvensional, diantaranya adalah :
1. Dibandingkan     dengan     sistem control proses konvensional,
jumlah   kabel   yang   dibutuhkan bisa berkurang hingga 80 %.
2.  Pendeteksian     kesalahan     yang
mudah dan cepat.
3. Perubahan          pada          urutan operasional    dapat  dilakukan dengan  mudah,  hanya  dengan melakukan perubahan atau penggantian    program,  baik melalui  terminal  konsol  maupun komputer PC.
Atas pertimbangan diatas maka  peneliti  akan  merancang  dan merakit    suatu    sistem   pengontrolan pada   pengolahan    air   limbah    yang berada  di  Mabes  TNI-AD.  Sebelum memakai  sistem control  PLC,  sering ditemukan kegagalan di dalam pengoperasian, karena rumit dan banyaknya  pengabelan  serta  settingan- settingan  dan  tombol-tombol  yang terdapat  pada  panel  kontrol  sistem (sistem  control  masih  menggunakan proses  konvensional).  Hal ini  cukup membuat    para  teknisi    lapangan kesulitan   dalam   mengoperasikan   dan
mencari   kesalahan   jika   suatu   saat terjadi    kerusakan.    Maka  dengan kontrol   sistem   PLC   ini   diharapkan para  teknisi  akan  lebih  mudah  dalam mengoperasikan  pengontrolan  sistem pengolahan  air  limbah  ini  baik  dalam hal  perawatan    maupun    dalam pencarian  kerusakan  melalui  layar monitor computer PC.

## DASAR TEORI

## Pengenalan PLC
PLC  pertama kali diperkenalkan  pada  tahun  1960-an. Alasan  utama  perancangan  PLC adalah untuk  menghilangkan  beban  ongkos perawatan  dan  penggantian  sistem kontrol  mesin  berbasis  relai.  Saat kebutuhan  produksi berubah  maka demikian juga dengan sistem kontrolnya.  Hal  ini  menjadi  sangat mahal    jika  perubahannya    terlalu sering.  Karena  relai  merupakan  alat mekanik,  maka  tentu  saja  memiliki umur    hidup    atau  masa    penggunaan yang terbatas, yang akhirnya membutuhkan  jadwal perawatan  yang ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi  cukup membosankan  jika  banyak  relai  yang
digunakan. Dengan  demikian diperlukan  sistem  control  baru  yang akan  memudahkan  para teknisi  dalam melakukan   pemrograman.   Umur   alat harus  menjadi  lebih  panjang  dan program   proses   dapat   dimodifikasi atau   dirubah   dengan   lebih   mudah. Serta  harus  mampu  bertahan  dalam lingkungan industri yang keras.
Maka diperkenalkan sistem kontrol  PLC  (Programmable  Logic Controller)  yaitu  suatu  pengontrolan yang  terprogram  yang  bekerja  secara digital  berbasis  mikroprosesor.  Atau dengan  kata  lain PLC  adalah  suatu peralatan  elektronika  yang  bekerja secara  digital,  memilki  memori  yang dapat  diprogram,  dan  menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi  khusus seperti  logic, timing,  counting,  dan  arimatik  untuk mengontrol  berbagai  jenis  mesin  atau proses  melalui  analog  atau  digital input/output  module.  Jadi PLC  bekerja dengan cara mengamati masukan melalui  sensor-sensor terkait, kemudian melakukan proses dan melakukan  tindakan  sesuai  dengan program yang  telah  dibuat,  lalu memberikan  sinyal ke keluaran  berupa
ON  atau  OFF  (logik  0 atau  logik  1). Pengguna  membuat  program  yang umumnya  dinamakan  diagram  tangga atau  ladder  diagram  yang  kemudian akan dijalankan oleh PLC  yang bersangkutan.  Maka dengan  demikian sistem kontrol  PLC semakin  banyak dibutuhkan    pada  hampir    semua aplikasi-aplikasi    industri   karena mudah dalam pengoperasiannya maupun dalam hal perawatannya.

## PENELITIAN KERJA
Sistem  pengolahan  air  limbah yang  dimaksudkan  disini  adalah  sistem pengolahan limbah tinja/kotoran manusia.  Di  mana  sistem  pengolahan limbah tinja ini sangat penting peranannya  guna untuk  mencegah pencemaran  lingkungan  terutama  pada sumber-sumber    air    tanah,    hal    ini banyak di temui pada kawasan perkotaan  karena  banyaknya  gedung- gedung  bertingkat  seperti  Jakarta. Dengan  menggunakan  kontrol  PLC maka   pengoperasian    sistem pengolahan  air  limbah  ini  akan  lebih efisien  dibandingkan  dengan  sistem kontrol  konvensional    mengingat banyak dari para teknisi yang komplen
karena   jijik  atau  malas   harus  setiap hari mengontrol dan mengawasi bekerjanya  peralatan  pengolahan  air limbah  ini.  Maka  dengan  kontrol  PLC ini  tentunya  lebih  memudahkan  para teknisi  untuk  mengoperasikan  dan mengawasi bekerjanya peralatan pengolahan   air   limbah   ini.   Adapun cara  kerja  kontrol  PLC  ini  pada  sistem pengolahan    air   limbah    ini   adalah sebagai berikut :
Saat tombol  START  ditekan,  kran KRAN_KURAS akan tertutup sedangkan  kran  KRAN_ISI  mulai terbuka,    cairan    dan  tinja    mulai mengalir  mengisi  bak  pengaduk/mixer. Jika  air  mencapai    sensor    atas S_ATAS,  maka kran KRAN_ISI  akan ditutup  dan  motor  pengaduk  mulai dijalankan.  Selanjutnya motor pengaduk  akan  terhenti  sesuai  dengan stelan  timer  pada  PLC  yang  telah ditentukan.  Dengan  terhentinya  motor pengaduk  maka  kran  KRAN_KURAS akan  membuka, kemudian menjalankan pompa klorin yang berguna  untuk  mengalirkan  klorin  ke bak  pengaduk    udara.    Bersamaan dengan  itu  pada  saat  tombol  START ditekan dua blower juga sudah on yang
bekerjanya    saling   bergantian,    yang akan  disetting  melalui  timer  dari  PLC. Kemudian  jika  air  limbah  yang  berada dibak   mixer   sudah   tidak   terdeteksi oleh sensor  bawah  S_BAWAH,  maka kran  KRAN_KURAS    akan  menutup dan  membuka  kran  KRAN_ISI,  proses pengisian dan pengadukan akan berulang  kembali.  Selanjutnya  limbah tinja  akan  dialirkan  ke  bak  pengaduk udara,  di  mana  cara  pengadukannya dilakukan    dengan  semburan    dari blower.  Lalu  air  limbah  ini  akan mengalir   ke   bak   penyaringan   yang akan  menyaring  antara  air  dengan limbah  tinja  yang  sudah  dihancurkan, yang akan  berupa lumpur.  Lumpur limbah  akan  tetap  berada  ditempat penyaringan  dan  air  limbah  dialirkan ke bak pembuangan. Di bak pembuangan  ini terdapat  2  buah  sensor buang    S_BUANG,    yang  berguna untuk menjalankan  atau  mematikan pompa pembuangan yang akan membuang   air   limbah   yang   sudah tidak terkontaminasi atau tidak berbahaya  bagi lingkungan  sekitar. Kegunaan  dari pompa  pembuangan  ini adalah   untuk   mencegah   luapan   atau
ketinggian  air  limbah.  Proses  ini  akan terhenti apabila ditekan tombol STOP.
Gambar          Perencanaan          Sistem Pengolahan Air Limbah
DIAGRAM BLOK
PLC OMRON TYPE CPM1A
Diagram Rangkaian Kontrol PLC

## Diagram Flowchart
Ladder Diagram Sistem Pengadukan 1
Ladder Diagram Sistem Pengadukan 2
Ladder Diagram Sistem blower 1
Ladder Diagram Sistem Blower 2 ANALISA SISTEM KERJA

## RANGKAIAN

## Analisa pada sistem pengadukan
Analisa ini meliputi pengontrolan  pada motor   mixer,   valve   1,   valve   2,   dan pompa  klorin  yang  terdeteksi  oleh  2 sensor.  Bila  P.  Start  ditekan,  relai  CR 210.00  akan  on.  Relai  CR  ini  akan berfungsi  sebagai  pengontrol  anak kontak    dari  relai-relai    yang    ada. Setelah  relai  CR on anak  kontak  relai CR  210.00  akan  on  semua  dan  akan off  bila   P.  Stop   ditekan,   itu  berarti akan  meng-off-kan  semua  sistem  yang sedang  berjalan.  Dengan   onnya  relai CR  210.00  akan  mengaktifkan  relai DIFU    200.00    dan  akan    mengonkan relai  010.00  dan  valve  1.  Jika  sensor  2 bawah sudah on maka anak kontak NO 000.03  juga  on,  tetapi  belum  dapat meng-on-kan  relai 010.02,  dan  valve  2 karena   anak   kontak   NO   Timer   000
belum  on.  Jika  sensor  1  atas  sudah mulai    on    maka    anak    kontak    NO 000.02 akan on  kemudian akan mengaktifkan  relai  010.01  dan  motor mixer.  Karena  relai  010.01  sudah  on maka  anak  kontak  NC 010.01  akan  off yang   mengakibatkan    tidak   aktifnya relai    010.00    dan    valve    1.  Aktifnya anak  kontak  NO  010.01  akan  meng- on-kan    Timer    000.  Jika    Timer    000 sudah selesai dalam
proses
pewaktuannya  maka  anak kontak  NO
dari Timer 000 akan on dan mengakibatkan  relai  010.02  dan  valve 2 akan on, dan sebaliknya  anak kontak NC  010.02  akan  off  begitu  juga   relai 010.01,  motor  mixer,  relai 010.00  dan valve  1  juga  akan  off.  Dengan  on-nya anak   kontak   NO   010.02   dan   relai DIFU  200.01  maka  akan  meng-on-kan relai  010.03  dan pompa  klorin  dimana pengoffannya  dilakukan  oleh  settingan dari  Timer  001. Bersamaan  dengan  itu relai  210.02  akan  on,  karena  anak kontak   NO  DIFU  200.01   sudah  on. Jika  sensor  2  bawah  sudah  off  maka relai  010.02  dan  valve  2 juga  akan  off. Kemudian  dengan  offnya sensor  2 bawah  akan  mengonkan  relai  210.03, ini  berarti  akan  mengaktifkan  kembali
relai  010.00  dan  valve  1  melalui  anak kontak  NO 210.03  maka dengan  begitu proses pengadukan akan terulang kembali dari awal.

## Analisa pada sistem blower
Analisa    ini  hanya    meliputi pengontrolan    2  blower    yang dinyalakan  secara  bergantian  dengan lama  pewaktuannya  tergantung  pada settingan  yang  telah ditentukan  pada pewaktuan  yang  akan  dicounter  oleh CNT 1 dan CNT 2.
Dengan  onnya  anak  kontak  NO  DIFU 200.00  maka akan jadi start awal untuk mengaktifkan  relai  010.04  dan  blower 1,  yang    selanjutnya    sistem    akan dionkan  kembali oleh anak kontak NO 010.04.    Anak    kontak    1_  min  pulse akan  on  setiap  1  menit  yang  kemudian akan  dicounterkan  melalui  CNT  007, jika proses  pencacahan  sudah  selesai dilakukan  oleh  CNT 007  maka  akan mengonkan  relai 010.05  dan  blower  2. Kemudian  dengan  onnya  DIFU  200.04 maka   akan  mengoffkan    relai    010.04 dan  blower  1.  CNT  007  akan  tereset oleh  anak kontak  NO 010.05.  Jika pencacahan  yang  dilakukan  oleh  CNT 008 sudah selesai maka akan mengaktifkan kembali relai 010.04 dan
blower  1  yang  selanjutnya  akan mengonkan  DIFU  200.05  ini  berarti akan  mengoffkan  relai 010.05  dan blower  2 serta  akan  mereset  CNT  008 kemudian  proses  penyalaan  blower secara  bergantian    akan    terulang kembali.
Analisa pada sistem pompa

## pembuang
Pada  analisa  ini  ditujukan  hanya  pada sistem  pengontrolan  pompa  pembuang oleh 2 sensor Jika  kenaikan  air melebihi  ketinggian yang  sudah  ditentukan  maka  akan terdeteksi    oleh  salah   satu    sensor apakah  itu  sensor  4  bawah  atau  sensor 3 atas. Dengan begitu anak kontak NO 000.04  atau  anak  kontak  NO  000.05, relai  010.06  dan  pompa  pembuangan akan  on.  Pompa  pembuangan  akan  off beberapa detik/menit setelah salah satu sensor  (sensor  4  atau  sensor  3)  dalam keadaan  off,  ini  berarti  ketinggian  air dalam keadaan batas normal.

## KESIMPULAN
Dengan mengadakan suatu percobaan    dan  analisa    melalui simulator  tentang  pengontrolan  pada sistem  pengolahan  air  limbah  dengan
menggunakan     kontrol     PLC     dapat ditarik suatu kesimpulan :
1.  Program   dari   control   PLC   yang dibuat  sesuai  dengan  depenelitian kerja  dari  system  pengolahan  air limbah yang sesungguhnya, perbedaannya  hanya terletak pada hubungan    antara    PLC  dengan system instalasi mesin, pada simulator terhubung langsung dikarenakan  tegangan  dan  arus  pada mesin  disamakan  dengan  tegangan dan  arus  pada  PLC  yaitu  max  24 VDC,  2  A  sedangkan  pada  aplikasi sesungguhnya   memerlukan peralatan eksternal untuk menyamakan  antara  tegangan  dan arus PLC dengan  system  instalasi mesin  biasanya  memakai  inverter atau kontaktor.
2.  Alat  simulator   system  pengolahan air limbah  yang  dibuat  dapat mempresentasikan  kerja  dari  sistem pengolahan air limbah yang sesungguhnya,  baik  pada  system pengadukan,    system  blower, maupun system  pompa
pembuangan.
3.  Dengan      menggunakan      system control  PLC ini dapat  memudahkan
pengoperasian  dari  system  proses pengolahan  air limbah,  baik  dalam hal  pengawasan, pencarian kesalahan  atau  kerusakan  maupun dalam  memodifikasi  system  control tersebut jika suatu saat diperlukan.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Agfianto   Eko   Putra.   2004.   PLC
Konsep,  Pemrograman  dan  Aplikasi
(Omron  CPM1A/CPM2A  dan  ZEN
Programmable  Relay).  Yogyakarta:
Penerbit Gava Media.
2.  Iwan             Setiawan.             2006.
Programmable Logic Controller
(PLC)  dan  Teknik  Perancangan Sistem  Kontrol.    Yogyakarta:
Penerbit Andi.
3.  M.    Budiyanto,    dan    A.    Wijaya.
2006. Pengenalan  Dasar-Dasar  PLC
(Programmable  Logic  Controller)
Disertai Contoh
Aplikasinya.
Yogyakarta: Penerbit Gava Media.
4. Mitsubishi.    Pedoman    Penghantar Mengenai Programmable Logic
Controller.
5. Omron  Sysmac.  Manual  Operation
Programmable Logic Control CPM1A.
6.  Omron  Syswin.  Manual    Software
Programming Tool for Omron
Programmable Logic Controllers.
7.  Djuhana          Djoekardi.          2000. Penggunaan   Mesin-Mesin   Listrik.
Jakarta: Penerbit ISTN.