## PERENCANAAN SISTEM SCADA COOLING TOWER MENGGUNAKAN SIEMENS SIMATIC STEP 7 DAN WINCC
Asnal Effendi 1) , Robby Wirza 2)
Dosen Teknik Elektro 1) , Mahasiswa Teknik Elektro 2)
Fakultas Teknologi Industri – Intitut Teknologi Padang

## Abstrak
Perkembangan teknologi PLC dan Scada telah banyak di aplikasikan di industri–industri besar maupun kecil, teknologi  ini  dapat  membantu  memudahkan  pekerjaan–pekerjaan  yang  dilakukan  oleh  industri  untuk melancarkan  proses  produksi,  dimana  sebelumnya  proses  produksi  lebih  banyak  di  lakukan  secara  manual. Cooling Tower merupakan alat dari sebuah pabrik semen yang digunakan untuk mendinginkan material yang melewatinya  dengan  menyemprotkan  air  dengan  percikan  halus,  dipabrik  semen Cooling  Tower sangat berguna  sekali  untuk  mendapatkan  temperatur  kerja  yang  dibutuhkan  dalam  kelancaran  proses  produksi. Dengan menggunakan teknologi PLC dan Scada memungkinkan temperatur kerja Cooling Tower dapat diatur dan dikontrol sedemikian rupa sehingga memenuhi temperatur kerja yang dibutuhkan.
Kata kunci: PLC, Scada , Cooling Tower , PID, Katub

## Abstrac
Developments  of  PLC  and  Scada  technology  has  been  widely  applicable  in  industries  large  and  small,  this technology  can  help  facilitate  the  jobs  done  by  the  industry  to  expedite  the  production  process,  where previously the production process more done manually. Cooling Tower is a tool of a cement plant that is used to cool the material passing through it by spraying water with a splash of soft, Cooling Tower a cement plant is very useful to get a working temperature is needed to smooth the production process. Using PLC and Scada technology  allows  operating  temperatures  Cooling  Tower  can  be  set  and  controlled  in  such  a  way  that  it meets the required operating temperature.
Keywords: PLC, Scada, Cooling Tower, PID, Valves

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  elektronika, komunikasi  dan  teknologi  informasi  telah banyak  diaplikasikan  dalam  berbagai  bidang kehidupan  guna  membantu  memudahkan pekerjaan  manusia  sebagai  pengguna,  tidak terkecuali  dalam  bidang  sistem  kendali dengan  memanfaatkan  teknologi  tersebut dalam  bidang  usaha,  proses  produksi  di industri  atau  dalam  bidang  akademik.  PLC adalah  sebuah  komputer  yang  khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi  variable  secara  berkesinambungan seperti  sistem servo atau  hanya  melibatkan kontrol  dua  keadaan  ( on/off ).  PLC  biasanya berada  pada  sebuah  sistem  yang  digunakan untuk  mengontrol  input  atau  output  sebuah mesin. Sistem yang terbaru digunakan saat ini adalah  sistem Scada  (Supervisory  Control and Data Acquisition) .
Sistem  Scada  adalah  sebuah  aplikasi yang  mendapatkan  data-data  suatu  sistem dilapangan dengan tujuan untuk pengontrolan peralatan  yang  digunakan  untuk  mendukung dan melancarkan proses produksi
diperusahaan, khususnya pabrik juga mengalami  modernisasi  dan  otomatisasi.  Hal ini  selain  untuk  meningkatkan  kinerja produksi juga dimaksudkan untuk meningkatkan mutu dan kehandalan peralatan serta mempermudah proses troubleshooting . Cooling  Tower adalah  suatu  alat  yang memancarkan  hamburan  ( spray )  partikel  air terhadap  gas  panas  kiln  dan  memisahkan rawmix dengan  gas  panas  tersebut  untuk  diproses  lagi  di ESP.  Diarea  pabrik  Semen  Padang,  khususnya  di daerah  Indarung  IV  saat  ini  sistem  kontrol  pada Cooling  Tower masih  menggunakan  sistem manual kontrol, dimana besarnya bukaan katub air dan  udara  di  atur  dari  CCR  ( Central  Control Room )  tanpa  ada  pengontrolan.  Sistem  manual yang  digunakan  memiliki  kelemahan  yaitu sulitnya  mengontrol  temperatur  yang  diinginkan sehingga target temperatur tidak tercapai. Apabila temperatur  yang  didapat  terlalu  tinggi  maka  ESP tidak  akan  berfungsi  maksimal  dan  apabila temperatur  terlalu  rendah  mengakibatkan screw conveyor menjadi  blok  dan  mengganggu  proses produksi.
Dengan  mengikuti  perkembangan  teknologi
PLC dan  Aplikasi Scada saat  ini,  maka  sistem Cooling  Tower dapat  dibuat  otomatis  dan memudahkan  pengontrolan  temperatur  dengan
menambahkan sebuah PLC local dan Aplikasi scada sederhana. Sistem akan dibuat menggunakan  PLC  dari  Siemens  dengan programnya Simatic  Manager dan  Aplikasi Scada akan  dibuat  menggunakan software Wincc. Karena itu dalam proposal tugas akhir ini  penulis  mengadakan  penelitian  sekaligus perencanaan dengan menggunakan salah satu sistem PLC dengan judul Perencanaan sistem Scada  Colling  Tower menggunakan Simatic Step 7 dan WinCC
2. Landasan Teori
2.1 Colling Tower
Menara  pendingin  merupakan  suatu peralatan  yang  digunakan  untuk  menurunkan suhu  aliran  air  dengan  cara  mengekstraksi panas  dari  air  dan  mengemisikannya  ke atmosfir.  Menara  pendingin  menggunakan penguapan  dimana  sebagian  air  diuapkan  ke aliran  udara  yang  bergerak  dan  kemudian dibuang ke atmosfir.
Sebagai  akibatnya,  air  yang  tersisa didinginkan  secara  signifikan  Gambar  2.1. Menara  pendingin  mampu  menurunkan  suhu air  lebih  dari  peralatan-peralatan  yang  hanya menggunakan  udara  untuk  membuang  panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu  biayanya  lebih  efektif  dan  efisien energinya.
Gambar 2.1 Diagram skematik sistem menara pendingin (Laboratorium Nasional Pacific Northwest, 2001)
Pada dasarnya, Cooling Tower berfungsi untuk  meringankan  kerja  dari  ESP.  Karena jika temperatur material tinggi, akan membuat  kinerja  ESP  tidak  efektif  yang nantinya  akan  berakibat  banyaknya  material yang  terbuang  melalui  cerobong  dan  akan menimbulkan  polusi  udara.  Namun,  jika temperatur  material  terlalu  rendah,  akan berakibat pada buruknya hasil produk karena akan  membentuk  bongkahan-bongkahan  atau
akibat  terburuk  material  akan  lembek (berlumpur).  Maka  dari  itu, Cooling  Tower dioperasikan, dengan tujuan untuk menurunkan  dan  menjaga  temperatur  dari material yang berupa gas, agar dapat diproses lebih  lanjut.  Upaya  penurunan  temperatur inilah yang disebut pendinginan.
Seperti  yang  diperlihatkan  di  Gambar 2.2,  Material  yang  masuk  kedalam Cooling Tower berasal  dari string  A (gas  dari Raw Mix )  yang  dimana  tidak  semua  gas  yang dimasukan  kedalam Cooling  Tower ,  pada alirannya  akan  mengalir  menuju  Coal  Mill dan  juga Rawmill .      Untuk  material  yang berasal  dari Coal  Mill dan Raw  Mill tidak diperlukan  proses  pendinginan  di Cooling Tower karena,  suhu  temperatur  dari  material telah  sesuai  sehingga  dapat  dicampurkan dengan material keluaran Cooling Tower .

## 2.2 PLC
Programmable Logic Controller ( PLC ) adalah suatu sistem elektronik yang dioperasikan  secara  digital,  menggunakan memory yang  bisa  diprogram  ( progmable ) untuk  menyimpan  secara  internal  instruksi- instruksi yang user oriented , untuk mengimplementasikan  fungsi-fungsi  spesifik seperti logic , sequencing,  timing,  counting , dan arithmatic ,  guna  mengontrol  berbagai tipe  mesin  atau  proses,  melalui input dan output digital  maupun  analog.  (Gambar  2.4) berikut memperlihatkan konsep pengontrolan yang dilakukan oleh sebuah PLC.

## Gambar  2.2 Diagram konseptual aplikasi PLC
Walaupun  istilah  PLC  secara  bahasa  berarti pengontrol logika yang dapat diprogram, tapi pada kenyataannya  PLC  secara  fungsional  tidak  lagi terbatas  pada  fungsi-fungsi  logika  saja.  Sebuah PLC  dewasa  ini  dapat  melakukan  perhitungan- perhitungan  aritmatika  yang  relatif  kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya,  sehingga  dengan  alasan  ini  dalam beberapa  buku  manual,  istilah  PLC  sering  hanya
ditulis sebagai PC - Programmable
Controller saja.
Perangkat  keras  PLC  pada  dasarnya tersusun dari empat komponen utama berikut: Prosesor, Power  supply , Memory dan  Modul Input/Output .  Secara  fungsional  interaksi antara ke-empat komponen penyusun PLC ini dapat diilustrasikan pada Gambar 2.5 berikut:
Gambar 2.3 Interaksi Komponen-komponen sistem PLC.
Dalam hal ini prosesor akan mengontrol peralatan luar yang terkoneksi dengan modul output berdasarkan  kondisi  perangkat input serta  program  ladder  yang  tersimpan  pada memory PLC  tersebut.  Walaupun  secara umum  pemetaan memory PLC  relatif  sama, tetapi secara teknis ada beberapa perbedaan ( terutama  istilah  )  untuk  setiap  PLC  dari vendor  yang  berbeda.  Pada  bagian  akhir  bab ini  kita  akan  melihat  dan  membandingkan pemetaan  praktis  dua  buah  PLC  jenis  mikro dengan vendor yang berbeda.
Sistem input/output diskret pada dasarnya merupakan antarmuka yang mengkoneksikan Central  Processing  Unit (CPU)  dengan  peralatan input / output luar.
Lewat  sensor-sensor  yang  terhubung  dengan modul  ini,  PLC  mengindra  besaran-besaran fisik ( posisi, gerakan, level, arus, tegangan ) yang  terasosiasi  dengan  sebuah  proses  atau mesin.  Berdasarkan  status  dari input dan program  yang  tersimpan  di memory PLC, CPU  mengontrol  perangkat  luar  yang terhubung  dengan  modul output seperti diperlihatkan  kembali  pada  Gambar  2.6 dibawah ini:
Gambar 2.4 Diagram blok CPU dan modul input/output
Secara  fisik  rangkaian input / output dengan  unit  CPU  tersebut  terpisah  secara kelistrikan,  hal  ini  untuk  menjaga  agar kerusakan  pada  peralatan input / output tidak menyebabkan hubung singkat pada unit CPU.
Isolasi  rangkaian  modul  dari  CPU  ini umumnya menggunakan rangkaian optocoupler ,  PLC  terdiri  dari  beberapa bagian,  yaitu  Modul  Catu  Daya,  CPU  dan Input / Output Unit.
2.3 Scada Scada    bukanlah  teknologi  khusus,  tapi lebih merupakan sebuah aplikasi. Kepanjangan Scada adalah Supervisory
Control   And   Data ,  semua  aplikasi  yang mendapatkan data-data suatu sistem dilapangan dengan tujuan untuk pengontrolan sistem  merupakan  sebuah Aplikasi Scada . Ada dua elemen dalam Aplikasi Scada , yaitu :
a. Proses,  sistem  atau  mesin  yang  akan dipantau  dan  dikontrol  bisa  berupa power  plant ,  sistem  pengairan,  jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja.
b. Sebuah  jaringan  peralatan  ‘cerdas’ dengan  antarmuka  ke  sistem  melalui sensor  dan  keluaran  kontrol.  Dengan jaringan  ini,  yang  merupakan  sistem Scada,  memungkinkan  Anda  melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.
Berikut  ini  beberapa  hal  yang  bisa  anda lakukan dengan sistem Scada : a. Mengakses  pengukuran  kuantitatif  dari proses-proses  yang  penting,  secara langsung  saat  itu  maupun  sepanjang waktu.
b. Mendeteksi  dan  memperbaiki  kesalahan secara cepat dan tepat.
c. Mengukur dan memantau trend sepanjang waktu. d. Menemukan dan menghilangkan kemacetan  (bottleneck)  dan  pemborosan (inefisiensi).
e. Mengontrol  proses-proses  yang  lebih besar  dan  kompleks  dengan  staf-staf terlatih yang lebih sedikit.
Gambar 2.13 Contoh Jaringan Scada
Sebuah  sistem Scada memiliki  4  (empat) fungsi , yaitu:
a. Akuisisi Data.
b. Komunikasi data jaringan.
c. Peyajian data.
d. Kontrol (proses).
2.4 Simatic Manager Step 7 Simatic  Manager adalah  aplikasi  dasar untuk  mengkonfigurasi  atau memprogram.
Fungsi-fungsi  berikut  ini  dapat  ditampilkan dalam Simatic Manager Step 7 :
a. Setup project.
b. Mengkonfigurasi dan menetapkan parameter ke hardware.
c. Mengkonfigurasi hardware networks
d. Program blok.
e. Debug dan commission program- program.
SIMATIC  Manager  dapat  di  operasikan dengan cara :
a. Offline , tidak terhubung dengan
Programmable Controller Dengan bekerja  pada  operasi offline ini,  kita dapat  menguji  program  yang  dibuat secara  simulasi  ,  dimana  menu  simulasi sudah  tersedia  pada toolbar  Simatic Manager.
b. Online , terhubung dengan Programmable  Controller. Kebalikan dari mode offline , pada mode operasi ini, PC  terhubung  langsung  ke hardware ,
sehingga  menu  simulasi  tidak  dapat digunakan.

## 2.5 Wincc
WinCC Fleksible merupakan software yang  dikeluarkan  oleh Siemens untuk merancang,  mendesain,  atau  memprogram
HMI/OP ( Human Machine Interface/Operator Control ). WinCC fleksible sangat  ideal  untuk digunakan  sebagai  perangkat  lunak  HMI disemua aplikasi dimana operator kontrol dan pemantauan  diperlukan  di  lokasi  apakah dalam proses produksi dan otomatisasi.
Contoh  salah  satu  windows  WinCC. Terlihat di Gambar 2.18, beberapa jenis HMI ( Hardware )  yang  bisa  diprogram  melalui winCC.

## Gambar 2.15 Contoh Aplikasi HMI Wincc
2.6 Setpoint Dari Wincc Setpoint adalah  nilai  yang  diinginkan oleh user dalam  pengontrolan  PID  semua setpoint  yang  dimasukkan  ke  PLC  melalui aplikasi Scada dengan software Wincc. Setpoint yang  dimasukkan  ke  PLC  berupa mA  dengan range 4  –  20  mA  maka  jika range setpoint dibuat 0 – 500 °C artinya 0 °C =  4  mA  dan  500°C  =  20  mA.  Jika  di masukkan setpoint 250°C artinya setpoint itu bernilai  12  mA. Setpoint diinputkan  melalui Wincc  dengan  range  4  -  20mA  didalam program  PLC  nilai  tersebut  dibaca  berupa nilai integer .  4  –  20mA  nilai integer nya  0  – 27648. Nilai integer = 27648, nilai hexadecimal = 6c00 dan nilai Real = 2.7648 x 10 +4 . Untuk mencari berapa titik ukur sebenarnya  jika  mengetahui  mA  terukur, Range  Max dan Range  Min Sensor  maka dapat di buatkan rumus :
Titik  Ukur  = xRangeMax– RangeMin Contoh : Diketahui : Range Max = 500 °C, Range Min= 0 °C, mA Terukur = 12 mA
Tanya   : Berapakah Nilai Terukur ? Jawab   :
Titik  Ukur  =
xRangeMax–
RangeMin
= x 500 °C – 0 °C
= x 500 °C
=  250 °C
Untuk  mencari  berapa  mA  terukur  jika kita  mengetahui  titik  ukur  sebenarnya  dapat digunakan rumus sebagai berikut ;
mA  terukur  =( x16)+4 mA Contoh
Diketahui: Range Max = 500 °C, Range Min= 0 °C, Titik Ukur : 250 °C Tanya : Berapakah Nilai mA terukur ? Jawab : mA terukur=( x 16 ) + 4 mA = ( x 16 ) + 4
= 8 + 4
= 12 mA
3. Metodologi
3.1 Jenis Penelitian Penelitian tentang perancangan penggantian  sistem  manual  kontrol Cooling Tower ini  merupakan  penelitian  eksperimen sekaligus penelitian untuk menemukan metode yang lebih baik dibandingkan metode yang ada sebelumnya.

## 3.2 Lokasi Kajian
Dalam  penyelesaian  tugas  akhir  ini, lokasi  kajian  dititik  beratkan  pada  panel Cooling  Tower diarea  Kiln  pabrik  Indarung IV PT. Semen Padang.

## 3.3 Data – Data Yang Dibutuhkan
Data – data yang dibutuhkan adalah :
a. Data temperatur Inlet Cooling Tower.
b. Data  bukaan  katup    air  dan  Udara Cooling Tower.
c. Data temperatur Outlet Cooling Tower .

## 3.4 Metode Pengambilan Data
Pengambilan  data  dalam  tugas akhir ini adalah dengan melakukan Penelitian langsung  ke  lapangan  pada  lokasi  panel Cooling Tower untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan tersebut .

## 3.5 Model Kajian
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan
4. Pembahasan dan Simulasi
4.1 Prinsip kerja Cooling Tower 3C Di  pabrik  indarung  IV  PT.Semen Padang, Cooling  Tower diperlukan  untuk mengatur  temperatur  masuk  ESP  dan mengatur temperatur Bootom Cooling Tower. Terlihat  Gambar  4.1,  letak  dimana  posisi Cooling Tower di Indarung IV

## Gambar 4.1 Cooling Tower Indarung IV
Untuk  mengatur  temperatur  keluar Cooling  Tower digunakan  2  buah  motor pompa air, seperti yang terlihat pada Gambar 4.2.  Pompa  ini  dijalankan  satu  dan  satunya lagi  untuk stanby .  Pompa  di start menurut
Input data :
1. Data Temperatur Inlet Cooling Tower 2. Data Temperatur Outlet Cooling Tower 3. External SetPoint Temperatur Proses pengontrolan Cooling Tower :
1. Start Motor Pompa air. 2. Buka katub udara dan air secara otomatis dengan menggunakan PID untuk mencapai SetPoint temperatur yang diinginkan. Tidak Pengujian Program End Ya Hasil pemograman Start Cooling Tower ESP 3C String Kiln
keperluan berdasarkan jam kerja, sistem akan menjalankan  otomatis  dimana  pompa  yang jam jalannya yang paling sedikit.
Gambar 4.2 Pompa Air Cooling Tower
Untuk  mengatur  semburan  air,  di nozzle Cooling  Tower maka  dicampurkanlah  air yang  di  pompakan  dengan  udara  yang bertekanan  dimana  syaratnya  tekanan  udara harus  lebih  tinggi  dari  tekanan  air  untuk mendapatkan semprotan yang bagus.
Cooling  Tower bekerja  menggunakan sistem PID berdasarkan  temperatur setpoint dan temperatur Cooling Tower Outlet sebagai pembandingnya. Prinsip kerjanya ialah apabila  temperatur Cooling  Tower  Outlet lebih  tinggi  dari  temperatur setpoint, maka katup  air  dan  katup  udara    seperti  yang terlihat  pada  Gambar  4.3,  perlahan  lahan membuka  sampai  temperatur setpoint dan temperatur Cooling  Tower  Outlet mendekati sama.
Gambar 4.3 Katup air dan katup udara
Air dan udara bertekanan akan
bercampur di nozzle Cooling Tower dan akan menghasilkan  semburan  yang  halus.  Dimana pencampuran  itu  dengan  menyatukan  kedua ujung  saluran  air  dan  udara  seperti  Gambar 4.4, untuk dikeluarkan disatu nozzle.
Gambar 4.4 Pencampuran antara air dan udara
Seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  4.5 dimana Cooling  Tower akan  dioperasikan
secara Central dan Local , Cooling  Tower di start dan  dikirimkan setpoint dari  CCR ( Central  Control  Room ).  PLC  dan  HMI ( Human  Machine  Interface ) local akan memproses setpoint dan  akan  memberikan respon  terhadap  katup  air  dan  udara.  Bisa juga Cooling  Tower distart  local  dari  panel HMI nya.
Gambar 4.5 Prinsip Kerja Cooling tower 3C

## 4.2 Blok diagram pengontrolan
External  setpoint diinputkan  ke  PLC melalui  I/O,  Sensor outlet  Cooling  Tower juga  dimasukan  ke  PLC  melalui  I/O, Keduanya  menggunakan  format  4  –  20  mA. Artinya  sensor  tersebut  mempunyai range kerja  0  –  500  °C  dan setpoint juga mempunyai range yang  sama  0  –  500  °C. Dengan sistem PID yang ada didalam library Simatic S7,  jika  ada error atau  ketimpangan antara setpoint dan  temperatur    CT outlet maka PID akan bekerja dan akan mengeluarkan output melalui Analog output .

## Gambar 4.6 Blok diagram pengontrolan
Seperti  pada  Gambar  4.6  Jika  antara setpoint lebih kecil dari temperatur outlet CT maka  PLC  akan  menggerakkan actuator menuju  membuka  sampai setpoint dan temperatur outlet CT mendekati sama. Begitu
Pompa A Jalan Pompa B Stanby Temper atur Inlet Cooling Tower >400 °C Temp Bottom >100 °C Temp masuk ESP >90 °C< 130 °C External Setpoint dari CCR. PID kontrol PLC Aktuator Katup air & Katup udara Aksi Sensor keluaran CT Ext Setpoint
sebaliknya  jika setpoint lebih  besar  dari temperatur Outlet CT  maka actuator akan menuju  menutup  sampai setpoint dan temperatur outlet CT mendekati sama.

## 4.3 Hasil HMI

## 4.3.1 Halaman depan
Halaman depan diprogram untuk memberikan pilihan link .
Gambar 4.7 Halaman depan HMI

## 4.3.2 Halaman Utama
Halaman ini adalah halaman dimana semua control Cooling Tower dilakukan, apabila dipilih mode “Central” maka Cooling Tower di start dan diberikan setpoint dari CCR dan apabila dipilih mode “Local”,
Cooling Tower distart melalui tombol start local yang muncul jika dipilih local.
Gambar 4.8 Halaman Utama HMI
Dihalaman  utama  bisa  dilihat  kondisi Cooling  Tower saat  ini,  jika  indikasi  “ STOP ”  itu bertanda Cooling  Tower dalam  keaadaan  tidak beroperasi,  Begitu  sebaliknya  jika  indikasi  nya “ RUN ”.  Indikasi  “CT NOT  READY ”  digunakan sebagai  indikator    CT  dalam  masalah,  dan  tidak bisa  di Start . Cooling  Tower bisa start apabila indikasi “READY” .
External
Setpoint digunakan untuk memasukkan setpoint local  ke  sistem Cooling Tower .  Digunakan  jika Cooling  Tower di Start Local.  Semua  Indikator  dapt  dilihat  di Lampiran B.Indikator.
4.3.3 Halaman Setting
Halaman setting digunakan untuk memasukan range sensor  -  sensor  yang
digunakan  di Cooling  Tower system  seperti pada Gambar 4.38. Dan dimasukkan pengaturannya  seperti  yang  ada  di  Lampiran A.Setting.

## Gambar 4.9 Halaman Setting

## 4.4 Hasil Kontroler
4.4.1 Pencapaian Setpoint
Untuk  kelancaran  produksi,  operator menginginkan  temperatur Cooling  Tower outlet 140 ° C,  dan  menghasilkan  data pencapaian setpoint seperti  pada  Tabel  4.1 dan Gambar 4.10 sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Proses pencapaian setpoint Da ta Inlet CT Temp (°C) External Set Point (°C) Bukaa n katup air ( % ) Bukaan Katup udara (%) OutLet CT Temp (°C) 1 400 300 5 9 350 2 380 295 6 10 292 3 400 290 7 11 286 4 382 285 9 13 299 5 385 280 12 16 289 6 400 275 13 17 276 7 370 270 15 19 267 8 360 265 17 21 262 9 400 260 19 23 264 10 405 255 22 26 264 11 390 250 23 27 252 12 395 245 24 28 250 13 405 240 25 29 240 14 405 235 25 29 230 15 390 230 25 29 226 16 397 225 26 30 224 17 399 220 28 32 221
18 400 215 29
33 220 19
388 210 29
33 205
20 398 205 30
34
200 21 387 200 32
36 200
22 399 195 33 37
200
23 403 190 33 37 190 24 405 185 34 38 190
25 405 180 36
40 178 26 400 175 36 40 175 27 401 170 36 40 170 28 390 165 37 41 169 29 397 160 38 42 168 30 395 155 38 42 152 31 403 150 39 43 155 32 410 145 39 43 145 33 405 140 39 43 129
Gambar 4.10 Grafik proses pencapaian setpoint

## 4.6.1 Mempertahankan Setpoint
Setelah setpoint dan  aktual  mencapai 140 ° C, setpoint akan  dipertahankan  140 ° C secara  terus  menerus  dan  dihasilkan  data  seperti pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.11 berikut ini:
Tabel 4.2 Hasil proses mempertahankan setpoint.
Data Ke Inlet CT Temp (°C) Extern al Set Point ( °C) Bukaan Katup air( %) Bukaan Katup Udara ( % ) Outlet CT Temp ( °C) 1 405 140 39 43 129 2 388 140 39 43
129 3 398 140 38 42 133 4
387 140 38 42
134
5 399 140 38 42
139
6 403 140 39 43
144 7 400 140 43
47
143 8 370 140 39
43
138
9 360 140 38
42
137 10 400 140 39 43 140
Gambar 4.11 Grafik proses mempertahankan setpoint 4.7 Analisa Kontroler
4.7.1 Pencapaian Setpoint
Dari  Tabel  4.1  dan  grafik  4.1,  diperoleh temperatur inlet yang masuk antara 380 °C sampai 410 °C, dengan setpoint yang bertahap diturunkan pertama    diberikan setpoint 255°C  langsung  PID bekerja  dan    membuka  katup  air  dan  udara  dari 0%  menuju  22%  untuk  katup  air  dan  26%  katup udara,  ternyata  dengan  bukaan  sebanyak  itu  telah tercapai temperatur Outlet Cooling Tower 264°C sudah  mendekati  dari  temperatur  yang  di setpoint kan yaitu 255°C.
Setpoint secara  terus  menerus  diturunkan secara  bertahap  manjadi  250°C,    245°C,  240°C, 235°C,  230°C  sampai  140°C.  Terlihat  bahwa bukaan  katup  air    mengalami  kenaikan  secara bertahap mulai dari 23% sampai 39% dan bukaan katup  air  naik  dari  26%  sampai  43%  sesuai dengan temperatur yang terukur di Outlet Cooling Tower mengalami  penurunan  mendekati  sama dengan yang di setpoint kan.
Data  data  hasil  dan  grafik  diatas  maka semakin  kecil setpoint temperatur  maka  bukaan katup air dan udara semakin besar perlahan-lahan sampai setpoint dan  temperatur Cooling  Tower outlet mendekati sama.  Begitupun sebaliknya jika setpoint lebih besar dari actual maka katup air dan udara  beransur–ansur  menutup  sampai setpoint dan actual mendekati  sama.  Proses  pencapaian menuju actual relative  lambat,  karena  dalam mengatur  atau  mengkontrol  temperatur,  bukaan katup  air  dan  udara  agak  diperlambat  untuk mendapatkan  hasil  yang  maksimal,  karena  kalau cepat maka air akan banjir didalam Cooling Tower dan akan mengakibatkan Screw conveyor blok dan akan mengganggu proses produksi.

## 4.7.2 Mempertahankan  Setpoint
Dari tabel 4.2 dan Grafik 4.2, terlihat bahwa setpoint ditetapkan  semuanya  hanya  sebesar 140°C.  Dengan  temperatur inlet  Cooling  Tower yang  berubah  rubah  dari  370°C  sampai  405°C.
Terlihat  pada  data  hasil  bahwa  saat  temperatur inlet 405°C, setpoint 140°C,  bukaan  katup  air 39%  dan  udara  43%,  ternyata  temperatur outlet Cooling  Tower terbaca  129°C  dibawah  yang  di setpoint kan,  ini  akibat  dari  proses  pencapaian setpoint terdapat  kelebihan  dalam  bukaan  katup air  dan  udara  akibatnya  temperatur  yang diinginkan menjadi rendah.
Terlihat  dari  data  selanjutnya  dengan setpoint tetap  sama  140°C,  bukaan  katup  air  dan udara  mulai  mengecil  menjadi  38%  dan  41% karena temperatur yang diinginkan masih dibawah setpoint . Pada saat mulai  mengecil, tiba- tiba  temperatur inlet mulai  naik  menjadi  398°C dan mengakibatkan temperatur outlet menjadi ikut naik  dari  129°C  menjadi  133°C,  tetapi  bukaan katup air dan udara masih bertahan 38% dan 41% karena temperatur outlet masih dibawah setpoint. . Kemudian  ketika  temperatur inlet naik  menjadi 403°C,  temperatur outlet naik  menjadi  144°C, langsung  diikuti  dengan  bukaan  katup  air  dan udara  yang  juga  mulai  naik  menjadi  43%  dan 47%.
Dari  data  dan  grafik  diatas  maka  kontroler mempertahankan temperatur outlet Cooling Tower sebesar  140°C,  dimana  ketika  temperatur outlet mulai  lebih  dari  140°C  maka  langsung  diikuti dengan bertambahnya bukaan katup air dan udara dan ketika temperatur outlet dibawah 140°C maka langsung  diikuti  dengan  berkurangnya  bukaan katup  air  dan  udara.  Jadi  berapapun  temperatur yang  masuk  di inlet Cooling  Tower ,  maka  di outlet Cooling  Tower akan  tetap  diantara  130°C sampai 147°C, mendekati dari yang di setpoint kan yaitu 140°C.
Dengan tercapainya temperatur Outlet Cooling  Tower ,  kinerja  ESP  akan  maksimal  dan akan  mengurangi  gas  buang  (emisi)  terhadap lingkungan.  Target  PT.Semen  Padang  terhadap lingkungan  yaitu  Green  Proper  dengan  salah  satu indikator  pendukungnya  adalah  gas  buang dimana  jika  diukur  gas  buangnya  dibawah  80 mg/s.

## 5. Kesimpulan dan Saran

## 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan  pembahasan  dan  simulasi  pada kajian  sebelumnya  maka  dirumuskan  bahwa dengan  menggunakan  program  PLC,  kinerja pengontrolan Cooling  Tower menjadi  lebih  baik karena  diatur  secara  otomatis.  Temperatur Outlet Cooling  Tower dapat  dikontrol  secara  otomatis sesuai  kebutuhan  dan  dapat  mempertahankan temperatur tersebut yaitu sebesar 140°C walaupun temperatur  yang  masuk  ke Cooling  Tower berubah-ubah.  Jika  temperature  sudah  terkontrol maka  bisa  memaksimalkan  kinerja  ESP  dan melancarkan  operasional  produksi.  Kinerja  ESP yang  maksimal  akan  membantu  mewujutkan target  perusahaan  terhadap  lingkungan  yaitu Green Proper.

## 5.2. Saran
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  simulasi, terlihat  antara setpoint dan  aktual  hasilnya berfluktuasi 10°C sampai 15°C. Untuk menghindari  keadaan  ini,  dapat  disempurnakan sistem PIDnya dari PID satu tingkat  menjadi PID bertingkat dengan menambahkan satu buah sensor acuan  lagi.  Sensor  aliran  dari  gas  yang  masuk Cooling  Tower bisa  digunakan  sebagai  sensor tambahannya.    Aliran  gas  yang  masuk  langsung mempengaruhi  dari  bukaan  katup  air  dan  udara sehingga hasilnya akan lebih baik lagi.
6. Daftar Pustaka
1) Bayu  pujo  leksono  dan  Sumardi,  S.T.,M.T, 2011, Sistem Scada pada PLC Omron CPMIA,
Semarang.
2) Iwan  Setiawan,  2006,  Programmable  Logic Control  dan Teknik  Perancangan  Sistem Kontrol, Yogyakarta.
3) Mardiono,  Pengertian  dan  bagian  –  bagian dasar PLC.
4) Mustamir  dan  Donna  Oktia  Darni,  Dept. Litbang Teknik PT. SEMEN PADANG, 2005,
Pemograman PLC untuk jaringan, Padang.
5) M.  Budiyanto,  A.  Wijaya,  2006,  Pengenalan Dasar  Dasar  PLC,  edisi  pertama,  penerbit Gaya Media, Yogyakarta.
6) Siemens,  2001,  Programming  with  Step  7 V5.1, Manual, Programmable Logical Controller  and  Safety  Shutdown  Systems,
Siemens AG, Germany.
7) Siemens,  2008,  Wincc  Information  System V7.0 manual, Siemens AG, Germany.
8) Suhendar,    2005,  PLC  dalam  dasar  –  dasar sistem  kendali  motor  listrik  induksi,  edisi pertama, penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.
9) Sumanto,  2001,  Elektronik  Industri,  Andi, Jakarta.