## Susunan Redaksi
SIMULASI ELEKTRIKAL KENDALI AUTOMATIC TRANSFER SWITCH BERBASIS PLC pada TRAINER SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN MAHASISWA DIII TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK HARAPAN BERSAMA
Dany Sucipto, S.T, Y V Gunawan Alim, S.T, Ali Yusni
Dosen DIII Teknik Elektronika Politeknik Harapan Bersama Tegal KampusI : Jl. Mataram No. 9 Tegal 52142 Telp. (0283)352000 Fax 353353 Kampus II : Jl. DewiSartika No. 71 Tegal 52117 Telp. (0283)350567 Fax 353353 Website : www.poltektegal.ac.id Email : elektro@poltektegal.ac.id

## ABSTRAK
Teknologi  sistem kontrol  ATS ( Automatic  Transfer  Switch )  telah  banyak  digunakan pada  sistem  kelistrikan di industri,  gedung  –  gedung,  perkantoran,  sekolahan/kampus dan  bisa  juga  di rumah.  ATS merupakan alat  yang berguna sebagai pengalihan aliran daya listrik secara otomatis. PLC ( Programmable Logic Control ) merupakan suatu  sistem  peralatan  yang  digunakan  untuk  mengontrol  suatu  peralatan  atau  sistem  lainnya  dengan menggunakan  suatu  rangkaian  logika  yang  dapat  diprogram  sesuai  dengan  kebutuhan.  Penyediaan  layanan suplai  daya  listrik  dari  PT.  PLN  (Persero)  tidak  selamanya  kontinu,  karena  pada  kondisi  tertentu  akan  terjadi pemadaman yang disebabkan adanya gangguan atau pemeliharaan pada sistemnya. Untuk menjaga kontinuitas sumber daya listrik maka harus disediakan sumber cadangannya dengan dilengkapi alat ATS sebagai kontrolnya dan  kontrol ini  dapat  dibangun  dengan menggunakan  PLC Omron tipe CP  1E–E20SDR–A.  Tujuan  penelitian untuk  menerapkan  ilmu/  keterampilan  dari  kampus  melalui  alat trainer ATS  berbasis  PLC  sebagai  alat  ATS, dengan  metode research  and  development (R&D)  yang  implementasinya  membuat  ATS  –  PLC.  Hasil  yang dicapai  bahwa  PLC  supaya  dapat  bekerja  butuh  perangkat  lunak  berupa  program ladder  diagram yang merupakan  salah  satu  bahasa  pemograman  PLC  yang  kinerjanya  seperti  cara  kerja  dari  relai  –  relai  dengan mengubah bentuknya menjadi operasi – operasi digital yang berupa OR, AND dan NOT.
Kata kunci : ATS, PLC, ATS – PLC dan program ladder diagram .

## I. Pendahuluan
Penyediaan  layanan  suplai  daya  listrik  utama yang  berasal  dari  PT.  PLN  (Persero)  tidak selamanya  kontinu  dalam  proses  penyaluran dayanya,  karena  pada  kondisi  tertentu  akan terjadi  pemadaman  yang  disebabkan  oleh gangguan  atau  pemeliharaan  pada  sistem penyaluran,  sistem  distribusi  dan  sistem pembangkit  serta  sistem  proteksinya.  Dalam dunia  industri,  pada  pemakaian  peralatan
Automatic Transfer Switch (ATS)
konvensional  sering  dijumpai  banyaknya komponen pada rangkaian kendali listrik, yang memerlukan  biaya  yang  cukup  mahal  dan  di lingkungan  pendidikan  belum  adanya  fasilitas pembelajaran  melalui  simulasi  pengoperasian
Automatic  Transfer  Switch yang  berbasis PLC,  khususnya  di  Politeknik  Harapan Bersama Tegal.  Suplai  energi listrik  atau  daya listrik  ini  sangat  diperlukan  terutama  pada pusat–  pusat  perindustrian,  perdagangan, perhotelan, perbankkan, rumah sakit,
perkantoran,  dan  dalam  kebutuhannya  genset sangat  diperlukan  di  lingkungan  pendidikan sebagai alat  penunjang proses belajar– mengajar
Berdasarkan  uraian–uraian  yang  sudah disajikan  dibagian latar  belakang  di atas  maka bila dikaji lagi secara rinci dan sederhana maka akan  dapat  diidentifikasi  menjadi  beberapa topik  permasalahan  yang  diantaranya  adalah mengenai:
1. Pelayanan penyaluran suplai daya listrik PT. PLN (Persero).
2. Gangguan dan pemeliharaan sistem penyaluran  dan,  distribusi,  pembangkitan dan sistem proteksi.
3. Back  up  daya  listrik  dengan  Generator  – set.
4. Sulitnya  pendeteksian  komponen  kendali jika terjadi kerusakan atau kurang berfungsinya salah satu komponen.
5. Belum adanya media pembelajaran tentang sistem  kontrol  khususnya  tentang  ATS berbasis PLC.

## Susunan Redaksi
6. Belum  adanya  peralatan  simulasi  prodi teknik  elektronika  sistem  kendali  ATS berbasis PLC.
7. Sebagai media prasarana yang akan dikembangkan  oleh  mahasiswa  DIII  Teknik Elektronika Politeknik Harapan Bersama.
8. Harga  yang  sangat  mahal  dipasaran  untuk sebuah  alat  yang  serupa  dengan  kendali Automatic  Transfer  Switch yaitu Change
Over Switch .
2. Metode Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini yang berguna untuk  bahan  penyusunan  laporan  penelitian dengan  jenis  penelitian  yang  digunakan dalam penulisan ini adalah research and development (R  dan  D)  dengan  metode  yang  digunakan terdiri dari beberapa tahapan yang meliputi :

## Observasi
1. Pengamatan.
2. Penelitian langsung, yang meliputi:
a. Mengidentifikasi Masalah dan Sistem.
b. Desain/perancangan produk.
c. Implementasi produk.
d. Pengujian  produk,  analisa  masalah  dan penyusunan laporan penelitian.
3. Wawancara.

## Literatur
Penulisan ini menggunakan metode pengumpulan data dari sumber referensi berupa:
1. Website .
2. Buku – buku.
3. Jurnal – jurnal.

## 3. Hasil dan Pembahasan
A. Identifikasi Masalah
Dalam  pelaksanaan  kegiatan  sehari–hari pada semua elemen masyarakat, baik untuk keperluan  produksi,  bisnis,  pelayanan rumah  sakit,  perkantoran,  pendidikan  dan rumah  tangga  serta  kegiatan–kegiatan sosial  pada  zaman  modern  ini  maka  tidak akan  lepas  dengan  energi  listrik  yang merupakan  sebagai  sumber  daya  utama buat peralatan–peralatan listrik yang digunakan untuk sarana penunjang kegiatannya. Perusahaan listrik milik negara  yang  sekarang  namanya  sudah diganti  dengan  nama  PT.  PLN  (Persero) yang  merupakan  satu  –satunya  perusahaan
yang menyediakan energi listrik di Indonesia.  PLN  sudah  berupaya  untuk memberikan pelayanan listrik yang terbaik, akan  tetapi  pihaknya  pada  kondisi  tertentu maka  akan  melakukan  perawatan  pada sistemnya yang menharuskan untuk
memadamkan  aliran  energi  listrik  apalagi bila terjadi, seperti:
1.  Gangguan Sistem Distribusi.
2.  Kegagalan Proteksi.
3. Over Load .
4. Force Majeur .
Pada  kondisi  darurat  inilah  maka  sangat dibutuhkan  sumber  listrik  lain  sebagai sumber  listrik  cadangan  dan  salah  satunya yang  dapat  dilakukan    oleh  masyarakat pengguna energi listrik PLN adalah dengan menyediakan  sumber  daya  listrik  mandiri dengan  menggunakan  generator  set  atau genset.
B. Identifikasi Sistem
AMF adalah singkatan dari  kata automatic main  failure ,  AMF  ini  yang  fungsi utamanya  adalah  untuk  menghidupkan genset  atau  mematikan  genset  secara otomatis  tanpa  adanya  campur  tangan  dari tenaga operator. ATS merupakan singkatan dari  kata automatic  transfer  switch ,  yang berfungsi  untuk  memindahkan  melalui saklar/ switch antara  saluran  sumber  daya listrik  dari    PLN    ke  saluran  sumber  daya listrik  dari  genset  ketika  sumber  daya  dari PLN padam.
Gambar  3.  Blok  Diagram  Sistem  ATS Konvensional.
Sistem  ATS  ini  yang  dipadukan  dengan PLC  maka,  fungsi  PLC  ini  adalah  sebagai pengganti pada blok AMF, sedangkan blok ATS di sini masih diperlukan karena fungsi utamanya untuk penguat arus beban, selain dari  fungsi  pemindah/ switch  over dan

## Susunan Redaksi
sebagai interlock .  Sebenarnya  PLC  dapat menggantikan  kedua  blok  penyusun  sistem ATS tersebut, tetapi kemampuan menyalurkan  daya  yang  relatif  kecil sehingga kurang memadahi dalam memenuhi  kebutuhan  daya  di  bebannya, maka pada alat jenis ini masih
membutuhkan  blok  ATS  untuk  penguat daya listrik yang disalurkan –nya.
Gambar 4.  Blok Diagram Sistem ATS dengan PLC.
Kelebihan dari sistem ATS inovasi ini (PLC– ATS)  yang  dibentuk/disusun  dari  blok  PLC yang  berfungsi  sebagai  pengganti  AMF  dan blok ATS adalah:
1. Hemat ukuran box panel .
2. Rangkaian  lebih simpel.
3. Nilai deteksi lebih akurat.
Kekurangan sistem PL–ATS ini yaitu : 1. Harga lebih mahal, tergantung jumlah I/O
( Input/Output pada PLC).
2. Butuh software pendukung.
3. Butuh baterai tambahan pada PLC.

## C. Perancangan ATS
Pada  bagian  perancangan  ini  maka  jenis
ATS yang akan dibahas adalah yang berupa dari hasil penggembangan ATS konvensional yaitu ATS yang menggunakan dengan piranti PLC, sedangkan PLC yang dipilih yaitu dari jenis PLC  merk  Omron  dengan  tipe  CP1E– E20SDR–A  yang  terdiri  dari  20 input– output .  Mengingat  dalam  penelitian  ini bertujuan  pula  untuk  media  pembelajaran bagi mahasiswa khususnya untuk
mahasiswa Teknik
Elektronika
di Politeknik  Harapan  Bersama  Tegal,  maka penggunaan PLC di sini untuk simulasi. Rangkaian  perancangan  sistem  ATS  yang disusun dari blok PLC dan blok ATS untuk keperluan sistem ATS
Gambar 5.  Blok PLC dan Blok ATS
Perancangan  Tampilan  Luar  dan  Dalam Trainer PLC
Gambar 6.  Tampilan Luar Trainer ATS
Gambar 7.  Tampilan Dalam Trainer ATS
Diagaram Alur Kerja ATS
Gambar 8.  Diagram Alur Kerja

## Susunan Redaksi
D. Pemrograman ATS – pada  PLC
Setelah  alat  ATS  selesai  dirakit  maka langkah  selanjutnya  adalah  memasukkan program pada blok PLC untuk acuan dalam menjalankan  sistem  alat  ATS  yang  sudah dibuat  di  atas.  Dalam  proses  pemograman ini  dapat  juga  dilaksanakan  setelah trainer PLC  dibuat  walaupun  pada  blok  ATS belum dibuat. Untuk pelaksanaan
pemrograman  dulu software aplikasi  yang dipakai  kemudian  ditentukan  juga  alamat yang digunakan dalam programnya dengan mempertimbangkan  merk  dan  tipe  PLC yang  akan  diberi  programnya.  Adapun alamat  input/output  (I/O)  PLC  yang  akan dibuat yaitu seperti yang ditunjukkan dalam tabel di bawah ini :
Tabel 1.  Identifikasi Alamat I/O PLC.
Berdasarkan tabel di atas dapat diperjelaskan lagi bahwa masukkan/input daya untuk bagian UPS dan start/stop diambil  dari  sumber  daya  yang terpisah  dan  berdiri  sendiri–sendiri  di  luar  blok PLC,  yang  tentunya  dengan  tambahan  rangkaian maupun  pengawatan  tersendiri  pula,  sedangkan untuk  masukkan  daya recharge baterai  genset, diambil dari saluran kontak beban ATS, dimana saat PLN  dan  GEN  belum  aktif  semua  maka  daya  di suplai  dari  bagian  UPS.  Bila  fasilitas  UPS  tidak dipakai  sehingga  suplai  daya recharger untuk baterai genset juga tidak ada dan pada saat transien ini yang waktunya relatif singkat maka pada  bagian ini sementara tidak berfungsi sampai sistem saluran bebannya  kembali  normal.  Supaya  lebih  jelas  lagi maka  amati  program  PLC  di  bawah  ini  yang menggunakan bahas pemrogramannya berupa ladder diagram .
Gambar 9. Ladder Diagram ATS–PLC
E. Analisa Masalah
Dalam  melaksanakan pengujian  alat  ATS di  atas  dengan  alat  bantu  simulasi  sumber daya  generator  dan  pengujian  dilakukan berulang–ulang  kali  sehingga  diperoleh data–data  hasil  pengujian  tersebut,  yang ditunjukkan dalam tabel di bawah ini :
Tabel  2:  Kinerja  Hubungan  Saluran  Daya  PLN  – Genset.

## 4. KESIMPULAN
Perancangan  sistem  “ Automatic  Transfer Switch (ATS)  PLN–Genset  Berbasis  PLC untuk memudahkan pengguna dalam mengoperasikan  sistem  perpindahan  catu  daya satu  dengan  catu  daya  lainnya  melalui  media pembelajaran  berupa trainer ATS  berbasis PLC, serta memudahan pengguna  atau Mahasiswa  dalam  menoperasikan,  memonitor dan  merancang  kendali  ATS.  Dari  hasil

## Susunan Redaksi
pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan,  bahwa  sistem  yang  dirancang sudah  dapat  berfungsi  dengan  baik  sesuai dengan  sistem  yang  diinginkan,  sebagai berikut:
1. PLC  merupakan  piranti  elektronika  yang berfungsi untuk kontroler, dan PLC supaya dapat  bekerja  maka  masih  membutuhkan lagi  perangkat  lunak  sebagai  pendukung kinerjanya yaitu berupa program PLC.
2. Piranti elektronik PLC, juga dapat berfungsi  untuk  menyalurkan  daya  besar melalui rangkaian kendali elektrikal dengan penambahan  kontak–kontak  bantu  seperti kontaktor.
3. Simulasi  elektrikal  kendali  ATS  ini menggunakan  PLC  Tipe  Omron  CP1E–E 20SDR–A.
4. Model program PLC yang digunakan untuk kendali  elektrikal  sistem  ATS–PLC  adalah yang  berupa ladder  diagram dengan dukungan application  software berupa cx– programmer.
a) Program ladder  diagram merupakan bahasa  pemograman  untuk  PLC  yang kinerjanya  berasal  dari  kondisi  cara kerja  dari  relai–relai  dengan  mengubah bentuknya menjadi operasi–operasi digital  yang  berupa  OR,  AND  dan NOT.
b) Operasi  OR,  AND  dan  NOT  adalah mewakili  dari  kinerja  kontak  –  kontak sebagai input dan lampu atau relai dapat sebagai media outputnya, karena ladder diagram memakai rungs dan power rails untuk visual programnya.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Petruzella, Frank
D. (2005). Programmable Logic Controllers . Singapore: Mc-Graw Hill.
[2]. Priyo  Jatmiko.  (2015). Training  Basic PLC. Jakarta: Karta Nagari.
[3]. Jauhari.  (2013).  BSE  Instalasi  Motor Listrik XII. Jakarta: Kementrian
Pendidikan  dan  Kebudayaan  Republik
Indonesia 2013.
[4]. Omron. (2009). Sysmac CP1E Pacakge PLCs  with  Exceptional  Cost. Japan:
Omron Corporation .
[5]. Setiawan,  Iwan.  2005. Programmable Logic  Controller PLC  dan  Teknik Perancangan Sistem Kontrol. Semarang: CV. Andi Offset. [6]. Wicaksono, Handy. 2009. Programmable  Logic  Controller Teori.
Pemograman  dan  Aplikasinya  Dalam Otomasi  Sistem.  Yogyakarta:  Graha Ilmu.
[7]. Botton,  William.  2004. Programmable Logic  Controller Sebuah  Pengantar. Jakarta: Erlangga.
[8]. Petruzella,  Frank  D.  2002.  Buku Elektronik Industri. Yogyakarta: Andi.
[9]. Sugiyono.  (2015).  Metode  Penelitian Pendidikan,  Pendekatan  Kuantitatif,
Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.
[10]. Generator  Electrical  Control ,  ATS, AMF, Auto Mains Failure and Control. www.newtontechpower.com/el ectrical.html (akses: 3 Juni 2017).
[11]. ATS/AMF Mains  Failure  Automatic Transfer Switch Able Sales .https://www.ablesales.com.au/generato rs/ats-mains-failure-switch/ats-amf- failure-outomatic-transfer-switch-three-
phase -630-amp.html  (diakses:  3  Juni 2017).
[12]. Automatic Transfer Switch (ATS) Using Programmable Logic Controller (PLC). ieeexplore.ieee.org/document /1364495/ ATS-PLC.pdf. (diakses: 6 Juni 2017).
[13]. Automatic Transfer Switch And Control PLC–MTS PowerProducts.
[14]. htpps://www.mtspowerproducts.com/ ad min/ATS22Agwith BTSonly. pdf. (diakses: 6 Juni 2017).