XI IML

MODUL PEMBELAJARAN
SISTEM KENDALI MOTOR LISTRIK MENGGUNAKAN SMART RELAY
Untuk Sekolah Menengah Kejuruan (SMK)
Disusun Oleh: ABDUL SYUKUR, S.Pd
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN SMKN 1 HALMAHERA TIMUR
2020
1


KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga Modul Pembelajaran Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay untuk siswa/i Jurusan Teknik Instalasi Tenaga Listrik SMKN 1 Haltim ini dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya.
Modul pembelajaran ini dibuat sebagai pedoman dalam melakukan kegiatan praktikum Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay yang merupakan kegiatan penunjang Mata Pelajaran Instalasi Motor Listrik Jurusan Teknik Instalasi Tenaga Listrik SMKN 1 Haltim.
Modul Pembelajaran Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay
diharapkan dapat membantu siswa/i dalam mempersiapkan dan melaksanakan praktikum dengan lebih baik, terarah, dan terencana. Pada setiap topik telah ditetapkan tujuan pelaksanaan praktikum dan semua kegiatan yang harus dilakukan oleh siswa/i serta teori singkat untuk memperdalam pemahaman siswa/i mengenai materi yang dibahas.
Penyusun menyakini bahwa dalam pembuatan Modul Pembelajaran Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna penyempurnaan modul praktikum ini dimasa yang akan datang.
Akhir kata, penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.
Penulis
2


DAFTAR ISI
Halaman
KATAPENGANTAR....................................................................................................................... 2 DAFTAR ISI .................................................................................................................................. 3 DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................................... 4 Pendahuluan ......................................................................................................................................... 5 Kegiatan Belajar 1........................................................................................................................ 5 Kompetensi Dasar .................................................................................................................................. 5 Tujuan Pembelajaran ............................................................................................................................ 5 Kegiatan Belajar 2....................................................................................................................... 16 Kompetensi Dasar ................................................................................................................................ 16 Tujuan Pembelajaran ...........................................................................................................................16 EVALUASI ................................................................................................................................... 17 JAWABAN................................................................................................................................... 17 TUGAS........................................................................................................................................ 18 PENUTUP ................................................................................................................................... 19 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................................... 20 GLOSARIUM ............................................................................................................................... 21 JOBSHEET ................................................................................................................................... 22
3


DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Modul Smart Relay Zelio Logic .................................................................................... 6 Gambar 2. Bagian Depan Smart Relay .................................................................................... 6 Gambar 3. Miniature Circuit Breaker........................................................................................ 13 Gambar 4. Kontaktor Magnetik ................................................................................................ 13 Gambar 5. Bagian-bagian Thermal Overload Relay (TOR) .................................................... 14 Gambar 6. Push Button............................................................................................................15 Gambar 7. Pilot Lamp............................................................................................................... 15 Gambar 8. Rangkaian Kontrol Smart Relay Zelio....................................................................16 Gambar 9. Rangkaian Utama Smart Relay Zelio .................................................................... 17
4


A. PENDAHULUAN
Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay
Modul berjudul Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay ini diproyeksikan bagi siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) pada Program Keahlian Teknik Ketenagalistrikan, Kompetensi Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik. Modul ini merupakan salah satu sarana pemelajaran bagi siswa untuk menguasai kompetensi menerapkan dan mengoperasikan Smart Relay. Alokasi waktu pembelajaran kompetensi tersebut adalah 18 jam pelajaran yang meliputi materi pengetahuan dan keterampilan.
B. KEGIATAN BELAJAR 1
C. KOMPETENSIDASAR:
 Menerapkan Smart Relay
D. TUJUANPEMBELAJARAN:
 Siswa mampu merencanakan sistem pengendali motor listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay dengan benar
KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGENDALI MOTOR LISTRIK MENGGUNAKAN SMART RELAY
1. Smart Relay Zelio Logic
a. Tentang Smart Relay
Zelio adalah smart relay yang dibuat oleh Schneider Telemecanique yang tersedia dalam 2 model yaitu: Model Compact dan Model Modular. Perbedaannya adalah pada model modular dapat ditambahkan extension module sehingga dapat ditambahkan input dan output. Meskipun demikian penambahan modul tersebut tetap terbatas hanya bisa ditambahkan sampai dengan 40 I/O. Selain itu untuk model modular juga dapat dimonitor dengan jarak jauh dengan penambahan modul. Smart Relay adalah suatu alat yang dapat diprogram oleh suatu bahasa tertentu yang biasa digunakan pada proses automasi. Zelio Logic Smart Relay didesai untuk automated system yang biasa digunakan pada aplikasi industri dan komersial. Tujuan diciptakannya Smart Relay Zelio Logic adalah untuk menggantikan logika dan pengerjaan sirkit kontrol relay yang merupakan instalasi langsung. Dengan smart relay, rangkaian kontrol cukup dibuat secara software.
5


Gambar 1. Modul Smart Relay Zelio Logic
b. Bagian-bagian Smart Relay
Gambar 2. Bagian Depan Smart Relay
Bagian depan dari Smart Relay Zelio Logic adalah sebagai berikut:
a) Lubang untuk baut
b) Terminal Tegangan Sumber (VCC)
c) Terminal untuk koneksi INPUT
d) LCD Display dengan 4 baris dan 18 karakter
e) Slot untuk memori cartridge atau koneksi ke antarmuka PC atau komunikasi
f) 6 (enam) tombol untuk pemrograman dan memasukkan parameter
g) Terminal untuk koneksi OUTPUT
c. Software Zelio Soft 2
Zelio logic dapat diprogram menggunakan Zelio Soft 2 melalui antarmuka komputer atau menggunakan masukkan langsung pada panel depan Smart Relay Zelio Logic (ladder Language). Zelio Soft 2 merupakan software berisi tool-tool yang dapat digunakan untuk mempermudah pemrograman PLC Smart Relay Zelio. Zelio Soft 2 memungkinkan anda untuk memprogram menggunakan Ladder Language atau FBD (Function Block Diagram) Language
6


Untuk menjalankan Zelio Soft 2, PLC harus terhubung dengan komputer menggunakan kabel SR2CBL01 untuk menghubungkan modul ke PC melalui serial Port atau SR2USB01 untuk menghubungkan modul ke PC melalui USB port.
d. Memulai Aplikasi Zelio Soft Logic
Untuk memulai membuat program baru menggunakan Zelio Soft 2 dapat mengikuti langkah-langkah seperti berikut ini:
1. Buka Program “Zelio Soft 2”
2. Klik “Create new Program” untuk membuat program baru
7


3. Berikutnya anda akan masuk ke Module selection. Pilih 1 modul yang akan digunakan pada kolom select the modul category (dalam percobaan ini kita pilih modul 26 I/O With Extension)
4. Kemudian pada kolom select the type of zelio module to program pilih yang memiliki reference SR3B261BD, kemudian Klik “Next”.
5. Jika anda memilih tipe modul PLC yang dapat ditambah extensi input/output, akan muncul halaman seperti dibawah ini. Pilih extensi input/output
8


sesuai yang anda tambahkan/butuhkan (jika tidak perlu menambahkan, biarkan dalam keadaan lalu tekan “NEXT”)
6. Jika tipe modul zelio yang anda pilih memungkinkan untuk diprogram dengan ladder language dan FBD Language, akan muncul halaman seperti dibawah ini. Pilih bahasa Program yang diinginkan. Ladder language (dipilih secara default) atau FBD Language. Klik “Next”untuk menggunakan Ladder Language, Atau klik pada ikon FBD kemudian klik “Next” untuk menggunakan FBD Language.
e. Toolbar pada Zelio Soft 2.
Toolbar pada Zelio Soft 2 berisi shortcut ke pilihan menu dan menawarkan fungsi program koherensi yang dikembangkan. Hal ini juga memungkinkan Anda untuk memilih modus: Editing, Simulation atau monitoring Arahkan panah mouse ke tombol apapun untuk melihat aksi yang terkait dengannya.
9


7. Pada kondisi edit mode, selain toolbar di bagian atas terdapat juga toolbar pada bagian bawah yang berisi elemen-elemen ladder maupun FBD penting tergantung pada program yang dipilih sebelumnya. Untuk elemen ladder antara lain: Discrete Input, Zx Kex, Auxiliary Relays, Discrete Output, Timer, Counter, Counter Comparator, Analog Comparator, Clocks, Text Blocks, LCD Backlighting, Summer Winter.
Penjelasan dan cara untuk melakukan setting dari beberapa elemen ladder akan dibahas pada bab-bab percobaan berikutnya.
f. Melakukan Pemrograman
Setelah mempelajari bagian-bagian softwawe diatas, Menggunakan Ladder Language. Setelah Anda memilih jenis modul dan bahasa Ladder, lembar pengkabelan (wirring sheet) akan muncul seperti pada gambar berikut.:
Sebagai contoh, kita akan menggunakan contoh diagram sebagai berikut :
10


Keterangan :
Input (I1) dihubungkan ke Output (Q2), yang akan dalam status aktif (kumparan pada mode kontak)
Langkah untuk menggunakan contoh diatas menggunakan Ladder language pada lembar pengkabelan (wirring sheet) adalah sebagai berikut:
a) Pindahkan mouse ke ikon Discrete Input pada sudut kiri bawah. Maka ditampilkan sebuah tabel yang berisi kontak yang berbeda (I1 – IE).
b) Pilih kontak I1 pada tabel dengan meng-klik dan menggeser kontak tersebut pada cell sudut kiri atas (Contact 1 Line 001)
c) Setelah kontak I1 diletakkan, kemudian pindahkan mouse ke ikon Discrete Output, maka ditampilkan sebuah tabel yang berisi kontak atau kumparan (koil) yang berbeda seperti pada gambar dibawah ini.
11


d) Pilih kumparan (koil) “[“ pada baris pertama suatu tabel dengan meng-klik dan menggeser kontak tersebut ke cell baris pertama kolom coil
e) Hubungkan kontak ke kumparan (coil) dengan meng-klik pada garis putus-putus yang sesuai dengan jalur sehingga seperti diagram dibawah ini.
2. MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB (Miniature Circuit Breaker) atau Miniatur Pemutus Sirkuit adalah sebuah perangkat elektromekanikal yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian listrik dari arus yang berlebihan. Dengan kata lain, MCB dapat memutuskan arus listrik secara otomatis ketika arus listrik yang melewati MCB tesebut melebihi nilai yang ditentukan.
12


Namun saat arus dalam kondisi normal, MCB dapat berfungsi sebagai saklar yang bisa menghubungkan atau memutuskan arus listrik secara manual.
Gambar 3. Miniature Circuit Breaker
MCB pada dasarnya memiliki fungsi yang hampir sama dengan Sekering (FUSE) yaitu memutuskan aliran arus listrik rangkaian ketika terjadi gangguan kelebihan arus. Terjadinya kelebihan arus listrik ini dapat dikarenakan adanya hubung singkat (Short Circuit) ataupun adanya beban lebih (Overload). Namun MCB dapat di-ON-kan kembali ketika rangkaian listrik sudah normal, sedangkan Fuse/Sekering yang terputus akibat gangguan kelebihan arus tersebut tidak dapat digunakan lagi. Dalam system pengendali, MCB berfungsi sebagai pembagi dan pembatas arus listrik antara rangkaian kontrol dan rangkaian daya.
3. Kontaktor Magnetik
Kontaktor magnetik adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. Dalam arti lain kontaktor magnetik adalah sebuah relay yang memiliki kapasitas besat. Pada umumnya Kontaktor Magnetik terdiri dari 3 pole kontak utama dan kontak bantu. Untuk menghubungkan kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil kontaktor sesuai spesifikasinya. Komponen utama dari sebuah kontaktor magnetic adalah koil dan kontak utama
Gambar 4. Kontaktor Magnetik
13


Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing masing pole.kontaktor magnetic secara luas diaplikasikan dalam rangkaian pengendalian, terutama mengendalikan motor atau perangkat listrik lainnya.
4. Thermal Overload Relay (TOR)
Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan atau peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih.
Gambar 5. Bagian-bagian Thermal Overload Relay (TOR)
Thermal overload relay bekerja memutus rangkaian dengan cara mendeteksi panas yang diakibatkan oleh arus yang mengalir pada elemen bimetal yang terdapat pada thermal overloar relay itu sendiri. Cara kerja thermal overload relay hanya mendeteksi panas dari arus listrik yang mengalir pada kumparan motor listrik namun disebabkan thermal overload relay dipasang seri terhadap motor listrik maka arus yang mengaliar pada kumparan motor listrik sama dengan arus yang mengalir pada kontak bimetal thermal overload relay.
5. Push Button
Push Button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.
14


Gambar 6. Push Button
Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off. Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off.
6. Pilot Lamp
Sebuah Pilot lamp atau dalam bahasa indonesia lampu pilot merupakan sebuah lampu LED yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam rangkaian sebuah alat atau mesin. Pilot lamp tersebut dapat bekerja sebagai mestinya jika dialiri daya daya AC sebesar 220 VAC dengan toleransi 110 – 240 VAC. Warna yang dihasilkan Pilot lamp ini adalah lapu putih. Karena fungsinya sebagai lampu indikator, Pilot lamp ini dibuat warna warni sinarnya dengan menambahkan penutup kaca yang berwarna sehingga tampak dari luar berwarna sinar yang dihasilkan.
Gambar 7. Pilot Lamp
Biasanya warna Pilot lamp ini ada 3 macam merah, hijau, kuning. Dalam control magnetik alat ini tergolong sebagai sinyal output yang berperan sebagai lampu indikator yang mengindikasikan/menunjukan apakah rangkaian itu telah aktif. Output
15


dari control magnetik tersebut dihubungkan ke pilot lamp ini jika rangkaian tersebut sudah benar maka ketika rangkaian aktif alat ini akan aktif (menyala). Ketika Pilot lamp tersebut menyala kita dapat mengetahui bahwa rangkaian control magnetik tersebut sudah benar atau aktif. Karena fungsinya sebagai lampu indikatior pilot lamp ini akan bekerja jika dan hanya jika mendapat aliran listrik. Pilot lamp jumlahnya tergantung dari keperluan, dengan warna-warna yang dimiliki pilot lamp tersebut dapat mengindikasikan indikator yang berbeda. Biasanya lampu warna merah menunjukkan rangkaian tersebut tidak aktif, lampu warna hijau menunjukkan rangkaian itu aktif.
E. KEGIATANBELAJAR2
MEMPELAJARI DIAGRAM SISTEM PENGENDALI MOTOR LISTRIK MENGGUNAKAN SMART RELAY
F. KOMPETENSI DASAR:
 Menerapkan Smart Relay
G. TUJUAN PEMBELAJARAN:
 Siswa mampu membuat diagram sistem pengendali motor listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay sesuai dengan ketentuan.
H. DIAGRAM PENGAWATAN SMART RELAY
Untuk mampu membuat diagram system pengendali motor listrik menggunakan smart relay, perhatikan diagram dibawah ini:
220 V
NL
MCB 1 FASA
S1
S2
NL
I1 I2 I3 I4
SMART RELAY ZELIO
Q1 Q2 Q3 Q4
K1 K2
Gambar 8. Rangkaian Kontrol Smart Relay Zelio
16


Gambar 9. Rangkaian Utama Smart Relay Zelio
Penjelasan gambar:
1. Terminal VCC terhubung ke sumber tegangan satu fasa dengan ketentuan jalur fasa
terhubung ke terminal P, dan jalur NETRAL terhubung ke terminal N.
2. Jalur input dikendalikan oleh komponen-komponen input, seperti push button dan
limit switch dengan tegangan input sebesar 220 volt.
3. Jalur output merupakan kontak-kontak relay secara mandiri yang masing-masing
dikendalikan oleh CPU dan mampu dilewati tegangan listrik. Sehingga bisa digunakan secara langsung untuk menyalakan komponen-komponen dengan beban rendah seperti: pilot lamp, lampu penerangan, kontaktor magnetic, dll.
I. EVALUASI
1. Sebutkan 5 komponen yang digunakan untuk merencanakan sebuah system pengendali motor listrik 3 fasa Smart Relay?
2. Jelaskan apa fungsi dari Smart Relay di dalam sebuah system pengendali motor listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay?
3. Jelaskan prinsip kerja TOR sebagai system proteksi sebuah pengendali motor listrik 3 fasa Smart Relay?
4. Sebutkan komponen-komponen yang bisa digunakan sebagai input system pengendali menggunakan smart relay?
5. Sebutkan komponen-komponen yang bisa digunakan sebagai output system pengendali menggunakan smart relay?
J. TUGAS
Rencanakan dan gambarlah diagram Sistem Pengendali Motor Listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay Zelio bekerja secara Direct On Line (DOL)
17


PENUTUP
Setelah menempuh evaluasi dalam modul ini dan hasilnya memenuhi syarat kelulusan, maka selanjutnya siswa berhak untuk mengikuti modul berikutnya. Atau, jika siswa telah menyelesaikan seluruh evaluasi pada tiap modul, maka hasil yang berupa nilai atau porto-folio dapat dijadikan sebagai hasil evaluasi penempuhan kompetensi yang dimaksud.
Dalam Penyusunan Modul Pembelajaran Sistem Kendali Motor Listrik Menggunakan Smart Relay penulis merasa masih banyak kekurangan, oleh sebab itu kami mohon maaf sebesar-besarnya. Dan semoga akan menjadi semangat kepada kami untuk dapat lebih baik lagi.
18


DAFTAR PUSTAKA
M. Budiyanto, A. Wijaya, 2003, Pengenalan Dasar-Dasar PLC, Gava Media, Yogyakarta.
____,1996,SYSMAC CQM1/CPM1 Programmable Controller Programming Manual, OMRON Asia Pacific, PTE, Ltd, Singapore.
__ ,1997,CPM1A, Programmable Controllers Operation Manual, Omron Corporation Systems Components Division, Tokyo.
__ ,1997,CPM2A, Programmable Controllers Operation Manual, Omron Corporation FA Systems Division, Shizuoka.
____,1999, Beginner’s Guide to PLC, OMRON Asia Pacific, PTE, Ltd, Singapore. ____, 2001, CX-Programmer User Manual Version 2.1
____, 2001, CX Server Run Time Version 1.6
William Bolton, Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah Pengantar, Erlangga, Jakarta.
www.schneider-electric.co.kr/.../ZelioLogic_Catalogue.pdf
19


GLOSARIUM
AC (alternating current) = arus bolak-balik
DC (direct current) = arus searah
Di-charge = proses pengisian aki
Frekuensi = jumlah periode dalam satu detik
Ggl = gaya gerak listrik
Kern = inti transformator
Omega = kecepatan sudut
Ground = Pembumian
Elektron = ion yang bermuatan negatif
Fluksi = garis-garis gaya magnet (ggm)
Neutron = ion yang tidak bermuatan
Proton = ion yang bermuatan positif
Switchboard = Papan atau panel hubung
Switchgear = Sistem Pemutus Daya
Busbar = Tempat sambungan jala-jala aktif
Fiting = tempat memasang bola lampu listrik
Rectifier = Penyearah
Converter = Pengubah AC ke DC dan atau DC ke AC
Timer = Pewaktu
20


A.
B.
C.
KOMPETENSIDASAR:
 Mengoperasikan Smart Relay
TUJUANPEMBELAJARAN:
 Siswa mampu menginstalasi sistem pengendali motor listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay sesuai dengan prosedur.
 Siswa mampu mengoperasikan sistem pengendali motor listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay sesuai dengan prosedur.
DAFTARBAHAN
 Smart Relay Zelio
 Notebook (laptop)
 MCB 1 fasa dan 3 fasa
 Push Button
 Pilot Lamp
 Kontaktor magnetic
 Thermal Overload Relay
 Motor Listrik 3 Fasa
 Kabel NYA 1,5 mm
DAFTAR ALAT
 Obeng+/-
 Tang Kombinasi
 Tang Potong
TUGAS
Buatlah instalasi Sistem Pengendali Motor Listrik 3 fasa menggunakan Smart Relay Zelio bekerja secara Direct On Line (DOL)
D.
E.
JOBSHEET
21