Sistem Kendali Kecepatan Motor Pompa Booster Menggunakan VFD dan Sensor Tekanan Berbasis Kendali Smart Relay

Abstract

ABSTRAK Kebutuhan pasokan air pada pabrik, gedung dan fasilitas lain adalah salah satu elemen vital dalam kegiatan produksi. Pompa booster merupakan salah satu jenis pompa yang digunakan sebagai penggerak utama dalam memasok air. Pola konsumsi air yang bervariasi menyebabkan pompa booster harus bekerja menyesuaikan permintaan air. Kerja motor induksi 3 fasa sebagai penggerak pompa dengan pengoperasian on/off secara berulang-ulang menyebabkan terjadinya lonjakan arus saat starting. Selain itu, motor yang selalu bekerja pada kecepatan penuh akan mengonsumsi energi listrik lebih besar dengan potensi over supply air. Penelitian ini bertujuan untuk megembangkan pengaturan kecepatan motor pompa booster agar berputar tidak harus pada kecepatan maksimumnya, namun dengan kecepatan sesuai dengan kebutuhan pasokan air. Kecepatan putaran diatur dengan menggunakan VFD yang dikontrol frekuensi keluarannya menggunakan smart relay Zelio. Pressure sensor digunakan sebagai pembaca nilai volume air pada pipa distribusi dengan interface ADC, sehingga smart relay dapat memberikan nilai frekuensi motor sesuai dengan kebutuhan untuk menjaga volume air sesuai dengan standar. Hasil pengembangan program menunjukkan nilai pembacaan sensor tekan dan memiliki tingkat rata-rata simpangan 2,8%. Sistem kendali yang dirancang telah dapat melakukan pasokan air dengan kecepatan motor Pompa 1 dan 2 yang bervariasi sesuai kebutuhan air antara 0–50 Hz, dengan jeda kenaikan 30 detik. Kebutuhan air pada beban rendah dapat tercukupi oleh motor pompa 1 frekuensi tertinggi 40 Hz. Kebutuhan air pada beban sedang dapat tercukupi oleh motor pompa 1 dengan frekuensi operasi 50 Hz dan kombinasi pompa 2 dengan frekuensi tertinggi 40 Hz. Kebutuhan air pada beban penuh belum tercukupi pada jam tertentu walaupun telah menggunakan 2 buah pompa dengan frekuensi 50 Hz.. Kata kunci: motor induksi 3 fasa, pompa booster, variable frequency driver, smart relay, pressure sensor ABSTRACT Water supply in factories, buildings and other facilities is one of the vital elements in production activities. A booster pump is one type of pump that is used as the main driver in supplying water. Varied water consumption patterns cause the booster pump to work according to water demand. The work of a 3-phase induction motor as a pump driver with repeated on/off operation causes a current surge when starting. In addition, a motor that always works at full speed will consume more electrical energy with the potential for over supplying water. This article describes setting the speed of the booster pump motor so that it does not have to rotate at its maximum speed, but at a speed according to the needs of the water supply. The rotation speed is regulated using a VFD whose output frequency is controlled using a Zelio smart relay. The pressure sensor is used as a reader of the water volume value in the distribution pipe with the ADC interface, so that the smart relay can provide the motor frequency value according to the need to maintain the water volume according to the standard. The results of the program development show the pressure sensor reading value and have an average deviation level of 2.8%. The control system designed has been able to supply water with Pump 1 and 2 motor speeds that vary according to water needs between 0–50 Hz, with a 30 second increment delay. Water requirements at low loads can be met by pump motor 1 with the highest frequency of 40 Hz. Water needs at medium load can be fulfilled by pump motor 1 with an operating frequency of 50 Hz and a combination of pump 2 with the highest frequency of 40 Hz. The need for water at full load has not been fulfilled at certain hours even though it has used 2 pumps with a frequency of 50 Hz. Keywords: 3-phase induction motor, booster pump, variable frequency driver, smart relay, pressure sensor