GRAFIK: April 2020

9011009FY

Mardin Taridala

IG @Mardin Takizawa

PENGOPERASIAN

SISTEM PNEUMATIK

~ SISTEM PNEUMATIK~

Teori Dasar Pneumatik

Pneumatik berasal dari kata Yunani “pneuma”, yang berarti ‘napas atau angin’.

Hal ini pada dasarnya adalah penggunaan tekanan gas yang membantu dalam melakukan pekerjaan tertentu dalam ilmu pengetahuan dan teknologi.

Pneumatik adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari fenomena udara yang dimampatkan sehingga tekanan yang terjadi akan menghasilkan gaya sebagai penyebab gerak atau aktuasi pada aktuator (penggunaan kompresi udara sebagai media untuk melakukan pekerjaan).

Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem Pneumatik. Dalam penerapannya, sistem pneumatik banyak digunakan sebagai sistem automasi.

Udara terdapat dimana-mana.

Udara adalah campuran berbagai gas yang tidak berwarnah dan tidak berbau (seperti Oksigen dan Nitrogen), perbandingannya sekitar 78%N dan 21%O2 sisanya campuran

Komposisi Udara

Komponen	Persentase Volume (%)
Nitrogen (N2)	78, 08
Oksigen (O2)	20, 95
Argon (Ar)	0, 934
Karbondioksida (CO2)	0, 0314
Neon (Ne)	0, 00182
Helium (He)	0, 000524
Metana (CH4)	0, 0002
Kripton (Kr)	0, 000114

Prinsip Kerja Sistem Pneumatik

Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika).

karbon dioksida, argon, hydrogen, helium, krypton dan Metana.

Sistem Pneumatik

Sistem pneumatik terdiri dari interkoneksi berbagai kelompok elemen.

Kelompok elemen ini membentuk jalur kontrol untuk aliran sinyal, mulai dari bagian sinyal (input) melalui bagian penggerak (keluaran).

Elemen kontrol bertugas untuk mengontrol elemen penggerak sesuai dengan sinyal yang diterima dari elemen pengolahan.

Dengan kata lain, sistem pneumatik terdiri dari beberapa tingkatan yang mencerminkan perangkat keras dan aliran sinyal. Beberapa tingkatan membentuk lintasan kontrol untuk aliran sinyal mulai dari sinyal masukan menuju sinyal keluaran.

Kelebihan Sistem Pneumatik

Beberapa kelebihan sistem pneumatik yaitu:

Ketersediaan: Udara tersedia di mana-mana dalam jumlah tak terbatas.

Transportasi: Udara dapat dengan mudah diangkut dalam pipa.

Dapat disimpan: Udara bertekanan dapat disimpan dalam reservoir/tangki dan dilepaskan seperti yang dipersyaratkan.

Suhu: Udara bertekanan relatif tidak sensitif terhadap suhu fluktuasi.

Bersih : Tidak meninggalkan ampas.

Biaya : Relatif murah.

Kecepatan: Udara bertekanan merupakan media yang bekerja sangat cepat. Hal ini memungkinkan kecepatan kerja yang tinggi akan tercapai (mudah pengontrolan).

Tahan beban lebih: alat pneumatik dan pengoperasian komponen dapat dimuat ke beban maksimal.

Kekurangan Sistem Pneumatik

Beberapa kekurangan sistem pneumatik yaitu :

Persiapan: Pemampatan udara membutuhkan persiapan yang baik. Kotoran dan kondensat harus dihapus.

Kecepatan: Seperti udara dimampatkan; sulit untuk mencapai seragam dan
kecepatan piston konstan.

Angkatan persyaratan: Compressed udara ekonomis hanya sampai tertentu
persyaratan kekuatan. Di bawah tekanan kerja normal 600 s.d. 700 kPa (6 s.d. 7 bar).

Tingkat kebisingan: Pembuangan udara keras (noise).

SISTEM TEKANAN TINGGI

• Untuk sistem tekanan tinggi, udara biasanya disimpan dalam tabung metal (Air Storage Cylinder) pada range tekanan dari 1000 – 3000 Psi, tergantung pada keadaan sistem.

SISTEM TEKANAN SEDANG

• Sistem Pneumatik tekanan sedang mempunyai range tekanan antara 100 – 150 Psi.

• Biasanya tidak menggunakan tabung udara.

•Sistem ini umumnya mengambil udara terkompresi langsung dari motor kompresor.

SISTEM TEKANAN RENDAH

• Tekanan udara rendah didapatkan dari pompa udara tipe Vane.

• Pompa udara mengeluarkan tekanan udara secara kontinu dengan tekanan sebesar 1-10 Psi ke sistem Pneumatik.

SUSUNAN SISTEM PNEUMATIK

• Catu daya (energi supply)

• Elemen masukan (sensors)

• Elemen pengolah (processors)

• Elemen kerja (actuators)

BAGAN SISTEM PNEUMATIK

CONTOH PNEUMATIK ELEMEN KONTROL

SIMBOL DALAM SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK

Komponen utama sistem pneumatik terdiri dari :

• Sistem pembangkitan udara terkompresi (kompresor, cooler, dryer, tangki penyimpanan)

• Unit pengolahan udara (filter, regulator tekanan, lutrifier)

• Katup sebagai pengatur arah, tekanan, dan aliran fluida

• Aktuator (energi fluida menjadi energi gerak)

• Sistem pemipaan

• Sensor dan transduser

• Sistem kendali dan display

Kompressor

Kompressor adalah mesin atau alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan atau memampatkan fluida gas atau udara. Kompresor biasanya menggunakan motor listrik, mesin diesel atau mesin bensin sebagai tenaga penggeraknya.

Regulator & Geuge

Kedua alat tersebut menjadi komponen wajib di setiap sistem pneumatik. Regulator adalah komponen yang berfungsi untuk mengatur supply udara terkompresi masuk ke sisptem pneumatik. Sedangkan Gauge berfungsi sebagai penunjuk besar tekanan udara di dalam sistem. Keduanya dapat berupa sistem mekanis maupun elektrik.

Cooler (Air Dryer)

Air dryer adalah suatu alat yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan air pada compressed air (udara terkompresi).

Udara terkompresi hasil dari kompresor sebagian akan masuk ke tangki penyimpan dan sebagian lagi dikeringkan menggunakan air dryer.

CHECK VALVE

Check Valve adalah valve atau katup yang berfungsi untuk mencegah adanya aliran balik dari fluida kerja, dalam hal ini udara terkompresi.

Terutama adalah apabila pada sebuah sistem pneumatik tersebut dipergunakan tanki akumulator udara, sehingga check valve tersebut mencegah adanya udara dari akumulator untuk kembali menuju kompresor namun tetap mengalirkan udara bertekanan dari kompresor untuk masuk ke dalam akumulator.

TANGKI ACCUMULATOR

Tangki akumulator atau juga disebut buffer tank berfungsi sebagai cadangan (storage) tekanan udara terkompresi yang digunakan untuk penggerak aktuator.

Selain itu tangki ini juga berfungsi untuk mencegah ketidakstabilan supply udara ke aktuator, lebih menstabilkan kerja kompresor agar tidak terlalu sering mematikan dan menyalakannya lagi, serta lebih memudahkan desain sistem dalam menempatkan kompresor jika diharusakan penempatan aktuator pneumatik lebih jauh dengan kompresor.

SALURAN PEMIPAAN

• Pipa-pipa digunakan untuk mendistribusikan udara terkompresi dari kompresor atau tangki akumulator ke berbagai sistem aktuator.

• Diameter pipa yang digunakan pun bermacam-macam tergantung dari desain dan tujuan penggunaan sistem pneumatik tersebut. Pada sebuah sistem pneumatik besar (menggunakan lebih dari dua aktuator), untuk area sistem supply (area kompresor dan tanki) digunakan pipa berdiameter lebih besar daripada yang digunakan pada area aktuator. Namun jika sistem pneumatik yang ada kecil, misal hanya untuk menggerakkan satu saja aktuator, maka diameter pipa yang digunakan pun akan seragam di semua bagian

DIRECTIONAL VALVE

Directional valve atau katub pengatur arah yang instalasinya berada tepat sebelum aktuator, adalah berfungsi untuk mengatur kerja aktuator dengan cara mengatur arah udara terkompresi yang masuk atau keluar dari aktuator. Satu valve ini didesain untuk dapat mengatur arah aliran fluida kerja di dua atau bahkan lebih arah aliran. Ia bekerja secara mekanis atau elektrik tergantung dari desain yang ada.

Aktuator

Aktuator merupakan alat peralatan mekanis untuk menggerakan atau menghasilkan masukan ke plant sesuai dengan sinyal kontrol.

Jenis – jenis aktuator terdiri dari 3 jenis pokok :

1.Aktuator listrik ( Selenoid Valve, motor Stepper, Motor DC, Motor Brushless DC, Motor Servo, Motor AC (Alternating Current) dan Relay).

2.Aktuator Hidrolik (Governoor Valve)

3.Aktuator Pneumatik (Single Acting Cylinder, Double Acting Cylinder, Type Diaghragm dan type Kerja putar)

SINGLE ACTING CYLINDER

Silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal yang dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisibatang piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan. Jika lubang pembuangan tidak diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal.

DOUBLE ACTING CYLINDER

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.

ACTUATOR PNEUMATIK TIPE DIAPHRAGM

Fungsi Actuator Type Diagram:

Actuator ini digunakan untuk membuka dan menutup katup secara automatik (biasanya disebut control valve). Actuator yang dilengkapi dengan Hand Wheel agar dapat dioperasikan secara manual.

Prinsip Kerja Actuator Type Diaghragm

Udara masuk pada conection loading Pressure menekan Diphragm, diteruskan melalui ACTUATOR STEM yang dapat disambung dengan VALVE -STEM melalui STEM CONECTOR. ACTUATOR-SPRING berfungsi, sebagai-penahan loading pressure yang diperoleh dari out put positioner.