Penggunaan AC Drive Turunkan Biaya Pemeliharaan

0
78

Para pabrikan selalu mencari cara untuk memotong biaya dan meningkatkan efisiensi pabrik mereka. Salah satu cara yang dapat ditempuh adalah dengan menggunakan AC drive.

Gambar 1. Sinamics S120 AC Drive dari Siemens. Drive ini memperluas sistem Sinamics S120 ke dalam sistem drive modular yang terintegrasi baik untuk aplikasi aksis tunggal maupun multi.

Banyak para pengguna AC drive yang telah menyadari betapa signifikannya pengurangan konsumsi energi yang ditawarkan ketika AC drive dipakai mengendalikan kecepatan sebuah pompa atau fan sentrifugal. Sebagai contoh, penggunaan drive untuk mengoperasikan peralatan-peralatan tersebut pada kecepatan 80 persen dari tingkat kecepatannya, dapat memotong separuh biaya energi.

Tetapi, yang sering terlewatkan juga adalah dampak jangka panjang terhadap keseluruhan kesehatan sistem otomasi yang ditawarkan oleh AC drive. Dalam kenyataannya, perubahan suatu proses dari kecepatan tetap menjadi kecepatan bervariasi dengan sendirinya dapat mengurangi pengausan dan kerusakan serta kebutuhan perawatan terhadap sistem-sistem mekanis dengan mengurangi siklus start/stop dan menghilangkan sayap, damper, katup-katup dan komponen-komponen sistem mekanik lain. Selain manfaat tersebut, dengan pengertian akan fitur-fitur yang ditawarkan oleh variable speed drive dapat secara signifikan mengurangi pemeliharaan sistem dan biaya operasi keseluruhan.

Advertisement

Monitoring

Drive memiliki kemampuan monitoring yang agak terbatas dibandingkan dengan peralatan yang secara khusus ditujukan untuk mencegah perawatan. Tapi, sesuai dengan sifatnya, drive melakukan pemantauan arus dan kecepatan motor, dan berdasarkan informasi tersebut dapat menjalankan fungsi perlindungan. Dalam sebuah contoh pendekatan dengan kontrol motor pintar, PLC dan kontroller-kontroller lain yang terhubung ke drive melalui suatu jaringan komunikasi dapat juga memonitor informasi tersebut dan memberikan peringatan dan pengingat bagi personil pemeliharaan bahwa sesuatu dalam proses telah berubah. Dengan pemantauan arus dan kecepatan motor, maka akan menjadi jelas terlihat bahwa beban motor lebih berat daripada yang normal dan bahwa sistem mekanik harus diperiksa sebelum  terjadi kegagalan. Data jaringan membantu para pengguna mengurangi downtime dan melindungi permesinan.

Bebanlebih motor

Dalam situasi yang lebih ekstrim, drive sendiri akan bertindak melindungi motor. Dewasa ini, hampir semua drive memiliki fitur beban-lebih panas motor elektronis yang built-in. Ketika motor dalam keadaan bekerja keras, melebihi batas operasi amannya, fitur bebanlebih motor dapat mengurangi arus output atau mematikan motor dan melindunginya dari kerusakan akibat panas atau kegagalan katastropik. Software bebanlebih motor menggunakan suatu algoritma yang menyatukan arus motor, kecepatan dan waktu sebagai input pada model suhu motor. Ini juga bisa dilakukan dengan umpan balik thermister secara langsung dari alat-alat yang ditanam dalam lilitan motor, dengan menggunakan bacaan suhu aktual untuk menentukan tekanan motor. Aplikasi multi motor, yaitu yang menggunakan satu drive AC dan lebih dari satu motor, maka bebanlebih motornya harus dilumpuhkan karena drive tidak akan mampu membe-dakan masing-masing arus motor individual untuk memberi perlindungan terhadap motor secara individual. Aplikasi tersebut membutuhkan peralatan monitoring mesin yang lebih canggih yang dapat menerima data dari berbagai sumber untuk menyiagakan personil terhadap kesalahan dan kegagalan yang akan terjadi.

Kurva S

Kurva S dan percepatan (akselerasi) dan perlambatan (deklerasi) yang terkontrol adalah fitur-fitur drive yang lain yang sering terabaikan padahal sebetulnya dapat membantu meningkatkan kinerja proses dan mengurangi pemeliharaan. Ketika transisi beban dari keadaan kecepatan siap dipercepat atau diperlambat, transisi ini biasanya bersifat spontan. Hal yang sama terjadi ketika transisi dibalik. Kendati tidak begitu dramatis, hal itu sama dengan ”menyentakkan kopling” pada pergantian persneling mobil. Tindakan penyentakan ini memberi tekanan yang besar pada komponen mekanik. Pada sistem yang digerakkan oleh sabuk, sabuk bisa terbang atau patah. Dalam sistem roda gigi, proses ini dapat mengauskan atau mematahkan gigi roda gigi.

Gambar 2. Sebuah sistem kontrol sederhana dengan AC drive: pengendalian kecepatan pompa mengontrol level air pada menara air.

AC drive mampu mengendalikan fenomena ini melalui fitur kurva S. Dengan menggunakan analogi yang sama, prosesnya sama dengan ”memutar baling-baling atau melepaskan kopling” untuk memudahkan percepatan atau perlam-batan. Kurva S mengontrol sentakan atau tingkat perubahan percepatan. Hal tersebut sudah lama dikenal sebagai suatu bantuan dalam penanganan beban konveyor yang sangat ringan, seperti dalam lini pembotolan, tetapi dapat juga memainkan peran penting dalam memperpanjang umur komponen mekanik. Menurunkan tekanan mekanik berarti menurunkan biaya pemeliharaan.

Flying start

Fitur flying start digunakan untuk menyambung kembali drive ke sebuah motor yang sudah berputar dan, secepat mungkin, melanjutkan operasi yang normal dengan dampak minimal pada beban atau kecepatan. Ketika drive menjalankan start normal, drive pada awalnya menggunakan nol hertz dan menanjak hingga pada frekuensi yang diperintahkan. Jika drive dimulai pada mode ini dengan motor yang sudah mulai berputar, akan dihasilkan arus yang besar dan pelejitan aruslebih bisa terjadi jika pembatas arus tidak bereaksi dengan cukup cepat. Kemungkinan pelejitan aruslebih akan lebih meningkat lagi jika ada residual flux pada motor yang berputar saat drive start.

Sekalipun pembatas arus cukup cepat mencegah pelejitan aruslebih, hasil akhir masih efektif memperlambat motor hingga kecepatan yang sangat rendah dan kemudian dipercepat kembali hingga frekuensi yang dikehendaki. Ini dapat menempatkan tekanan mekanik yang ekstrim pada aplikasi, dan berpotensi menyebabkan downtime yang mahal dan biaya-biaya perbaikan sementara produktivitas mengalami penurunan.

Baca juga :   Apa Kaitan Siemens dengan FC Bayern Munich?

Pada mode flying start, respon drive terhadap perintah start adalah mengidentifikasi kecepatan motor dan mulai menyinkronisasi outputnya dalam frekuensi, amplitudo dan fase untuk motor yang sedang berputar itu. Kemudian motor akan dihubungkan kembali pada kecepatan yang sudah ada dan secara lembut dipercepat ke frekuensi yang diperintahkan. Proses ini menghilangkan pelejitan aruslebih dan secara signifikan mengurangi waktu untuk motor menjangkau frekuensi yang diinginkannya. Karena motor ”diambil” secara lembut pada kecepatan putarannya dan melaju ke kecepatan yang tepat, maka tekanan mekanik akan kecil atau tidak ada.

Dalam beberapa aplikasi, seperti fan-fan besar, angin atau draft bisa memutar fan pada arah yang berbalik ketika drive dihentikan. Flying start akan menentukan, bukan hanya kecepatan fan, tetapi juga arah putarannya. Untuk uptime yang lebih cepat, flying start akan menjalankan perlambatan yang terkendali dan aman hingga pada kecepatan nol dan kemudian dipercepat sampai pada kecepatan sistem yang diperintahkan.

Meloncati frekuensi

Beberapa permesinan bisa memiliki titik-titik resonansi mekanik yang harus dihindari guna memperkecil resiko kerusakan peralatan. Banyak yang sudah pernah mengalami ”goncangan” berat pada roda kemudi karena roda depan mobil tidak sejajar. Pengalaman menunjukkan bahwa goncangan ini bisa berat pada satu kecepatan, tetapi mempercepat atau meperlambat mobil dengan hanya beberapa kilometer per jam akan membuat getaran berhenti. Ketidaksejajaran ban depan mobil mempunyai resonansi mekanik hanya pada kecepatan tertentu. Semua sistem mekanik yang berputar mempunyai titik-titik resonan tersebut dan beberapa bisa rusak jika diizinkan beroperasi secara terus-menerus pada kecepatan tersebut, sehingga mengakibatkan downtime sistem dan biaya pemeliharaan yang meningkat.

Drive menawarkan suatu fitur yang disebut meloncati frekuensi atau penghindaran frekuensi kritis untuk memastikan bahwa motor tidak akan beroperasi terus-menerus pada satu atau lebih titik-titik getaran. Frekuensi yang menyebabkan resonansi diprogramkan ke dalam parameter melewati frekuensi, dan bandwith diprogramkan di sekitar frekuensi-frekuensi itu untuk menghasilkan loncatan gelombang yang menghindari area yang menyebabkan vibrasi. Kebanyakan drive menawarkan berbagai parameter loncatan frekuensi untuk mengakomodasi titik-titik resonansi yang berbeda.

Percepatan dan perlambatan yang normal tidak dipengaruhi oleh lompatan frekuensi. Output drive akan melaju melalui gelombang yang tidak terganggu. Namun, ketika sebuah perintah dikeluarkan untuk bekerja secara terus-menerus di dalam gelombang yang ditetapkan, drive akan mengubah output ke gelombang luar yang tetap hingga suatu perintah yang baru dikeluarkan.

Ketika frekuensi-frekuensi resonan mekanik dikenali dan drive diprogramkan untuk menghindari operasi yang terus menerus pada frekuensi itu, aus dan tekanan dari getaran akan berkurang sangat besar.

Pembatasan arus

Sebuah AC drive dapat mengontrol jumlah arus yang disuplainya ke sebuah motor. Fungsi pembatasan arus sering digunakan untuk mencegah kerusakan mekanik. Dengan membatasi arus atau meghentikan operasi, AC drive dapat mengurangi kerusakan mekanik. Selain pembatasan arus untuk mengurangi torki, beberapa drive mempunyai fitur yang disebut electronic shear pin. Motor-motor boat tempel, misalnya, biasanya dilengkapi dengan shear pin mekanik. Daripada mematahkan baling-baling jika akan membentur batu karang, lebih baik shear pin yang patah yang secara mekanis memutuskan baling-baling dari motor dan menyelamatkan sistem mekanik. Dengan cara yang sama, sebuah drive yang memiliki fitur shear pin elektronik dapat membatasi level batas arus yang akan menyebabkan kerusakan. Jika torki pada motor melebihi batas yang sudah ditentukan, drive akan akan menghentikan motor secara otomatis.

Gambar 3. Variable Frequency AC Drive menampilkan Powerflex 40 dari Allen-Bradley.

Dengan pembatasan torki pada level yang sudah ditentukan, AC drive memberikan perlindungan yang baik untuk sistem yang bisa menjadi macet. Kerusakan rantai dan kerusakan lain dapat dihindari dengan tidak membiarkan motor bergerak melalui kemacetan tersebut.

Integrasi lebih lanjut

Dengan peningkatan kompleksitas dari sistem produksi, para pengguna menginginkan konfigurasi yang cepat untuk mempersingkat waktu pengembangan. Sekali proyek sudah diinstal dan berjalan, mereka juga menghen-daki akses terhadap diagnostik dan data pemeliharaan untuk memaksimalkan uptime. Dengan kemampuan mengintegrasikan ke dalam satu platform informasi, user dapat mengkonsolidasikan disiplin kontrol ke dalam satu lingkungan terpadu yang menawarkan manfaat waktu dan penghematan biaya yang cukup besar.

Untuk memperoleh manfaat dari arsitektur sistem dan fitur-fitur drive, tidak diperlukan latihan khusus. User hanya perlu menyadari fitur-fitur tersebut dan keuntungan yang disediakan oleh drive. Dengan mengambil manfaat sepenuhnya dari teknik-teknik yang sudah tersedia luas, para teknisi pabrik bisa meminimalisasi tekanan dan penyalahgunaan penempatan permesinan pabrik yang nilainya sangat besar, meningkatkan uptime peralatan dan mengurangi biaya perawatan, yang merupakan unsur kunci dalam mendorong produktivitas.

Incoming search terms:

Advertisement

Tulis Opini Anda