Instalasi diesel, kontrol dan monitoring

Kali ini saya ingin berbagi mengenai prinsip merancang dan membuat panel kontrol baik diesel pump atau pun diesel generator sekaligus membuat monitoring performance mesin diesel ? Lalu bagaimana jika hendak melakukan pengontrolan jarak jauh ? Apa saja yang harus dipersiapkan ...?

Sistem kontrol diesel pump dan diesel generator :

Secara sederhana kontrol diesel pump ataupun diesel generator mempuyai fungsi dasar yaitu menghidupkan ( starting ) dan mematikan ( stopping ). Baik starting diesel pump dan diesel generator sangat terkait dengan mesin penggerak ( engine ) 

Persamaan kontrol diesel pump dan diesel generator meliputi beberapa bagian :

1. Sistem Kontrol: Kedua sistem kontrol diesel pump dan diesel generator menggunakan sistem kontrol yang sama, yaitu sistem kontrol elektronik atau mekanik yang mengatur kinerja mesin diesel.

2. Sensor dan Aktuator: Kedua sistem kontrol menggunakan sensor dan aktuator yang sama, seperti sensor tekanan, sensor suhu, dan aktuator katup bahan bakar.

3. Fungsi Kontrol: Kedua sistem kontrol memiliki fungsi kontrol yang sama, seperti mengatur kecepatan mesin, mengatur tekanan bahan bakar, dan mengatur suhu mesin.

4. Komponen Utama: Kedua sistem kontrol memiliki komponen utama yang sama, seperti ECU (Engine Control Unit), sensor, dan aktuator.

Namun, perlu diingat bahwa ada beberapa perbedaan antara kontrol diesel pump dan diesel generator  :

- Fungsi Utama: Diesel pump ( tercouple dengan pompa ) digunakan untuk memompa fluida, sedangkan diesel generator ( tercouple dengan alternator ) digunakan untuk menghasilkan listrik.

- Kinerja: Diesel pump memerlukan kinerja yang lebih stabil dan konsisten, sedangkan diesel generator memerlukan kinerja yang lebih fleksibel dan dapat diatur.

- Sistem Kontrol: Diesel pump dapat menggunakan sistem kontrol yang lebih sederhana, sedangkan diesel generator memerlukan sistem kontrol yang lebih kompleks karena berkaitan dengan alternator ( pembangkit listrik) yang membutuhkan kontrol lebih lengkap. Kita uraikan lebih lanjut apa saja yang perlu dikontrol dalam diesel generator : 

1. Kontrol Kecepatan: Mengatur kecepatan mesin diesel untuk menghasilkan frekuensi listrik yang stabil (50/60 Hz).

2. Kontrol Tegangan: Mengatur tegangan output alternator untuk menghasilkan tegangan listrik yang stabil (220/380 V).

3. Kontrol Arus: Mengatur arus output alternator untuk menghasilkan daya listrik yang stabil.

4. Kontrol Daya: Mengatur daya output alternator untuk memenuhi kebutuhan beban listrik.

5. Kontrol Faktor Daya: Mengatur faktor daya (cos φ) untuk meningkatkan efisiensi penggunaan daya listrik.

6. Kontrol Harmonik: Mengatur harmonik arus dan tegangan untuk meningkatkan kualitas daya listrik.

7. Kontrol Proteksi: Mengatur proteksi terhadap gangguan listrik, seperti overvoltage, undervoltage, overcurrent, dan short circuit.

8. Kontrol Sinkronisasi: Mengatur sinkronisasi antara generator dengan jaringan listrik atau generator lain.

9. Kontrol Pemantauan: Mengatur pemantauan kondisi mesin diesel, alternator, dan sistem kontrol untuk memastikan kinerja yang optimal.

Proses starting  bisa dilakukan dengan bebarapa cara. 

Pertama, starting mesin diesel dengan menggunakan penggerak engkol start pada poros engkol atau poros hubung yang digerakkan oleh tenaga manusia. Jadi sistem start ini sangat bergantung pada faktor manusia sebagai operator. 

Kedua, starting diesel menggunakan motor DC dengan suplai listrik dari baterai/accu 12 atau 24 volt untuk menstart diesel. Saat start, motor DC mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan diesel. Penting untuk disertakan dalam starting  adalah modul charging aki untuk menjaga tegangan aki yang cukup. 

Ketiga, starting  memakai motor dengan udara bertekanan tinggi untuk start dari mesin diesel. Cara kerjanya yaitu dengan menyimpan udara ke dalam suatu botol udara. Kemudian udara tersebut dikompresi sehingga menjadi udara panas dan bahan bakar solar dimasukkan ke dalam Fuel Injection Pump serta disemprotkan lewat nozzle dengan tekanan tinggi. 

Apa saja bagian bagian diesel generator yang perlu di kontrol dan apa nama komponen nya : 

1. Automatic Voltage Regulator (AVR): Mengatur tegangan output alternator.

2. Electronic Governor: Mengatur kecepatan mesin diesel.

3. Power Management System (PMS): Mengatur daya output alternator dan sinkronisasi dengan jaringan listrik.

4. Generator Control Unit (GCU): Mengatur sistem kontrol diesel generator.

Lalu bagaimana soal membuat panel kontrol diesel generator dan panel kontrol diesel pump, apa perbedaan keduanya ? 

Sebelum membahas panel, hal hal penting yang perlu diperhatikan dalam membuat panel kontrol diesel pump dan diesel generator. Terutama dari standart safety yang memenuhi syarat diesel generator beroperasi secara aman dan tidak muncul kerusakan baik pada sisi diesel generator ataupun pada sisi beban. Beberapa safety standart keamanan beberapa diantaranya : 

1. Tegangan: Tegangan output generator harus dalam batas toleransi ±10% dari tegangan nominal.

2. Frekuensi: Frekuensi output generator harus dalam batas toleransi ±5% dari frekuensi nominal (50/60 Hz).

3. Arus: Arus output generator tidak boleh melebihi 150% dari arus nominal.

4. Daya: Daya output generator tidak boleh melebihi 110% dari daya nominal.

5. Faktor Daya: Faktor daya (cos φ) harus dalam batas toleransi ±0,1 dari faktor daya nominal.

6. Waktu Start: Waktu start generator tidak boleh melebihi 10 detik.

7. Beban: Beban generator tidak boleh melebihi 50% dari kapasitas nominal pada saat start.

Beberapa komponen safety utama untuk panel dan diesel generator bisa mengikuti rincian berikut, tapi bisa saja disesuaikan. 

1. Circuit Breaker (CB): Melindungi sistem dari overcurrent dan short circuit.

2. Fuses: Melindungi sistem dari overcurrent dan short circuit pada wiring panel. 

3. Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB): Melindungi sistem dari kebocoran arus ke tanah.

4. Sistem Grounding : Melindungi sistem dari tegangan surge.

5. Sensor Balancing Beban RST : melindungi munculnya overcurrent pada generator saat beban tidak seimbang.  

6. Sistem inter-locking : melindungi operasi genset dan PLN dari salah operasi, beban lebih, short circuit posisi auto-manual, dst. 

7. Alarm dan Warning System: Memberikan peringatan dan alarm jika terjadi gangguan pada sistem. Sebagai contoh : alarm yang menunjukkan jenis gangguan tegangan rendah, gangguan frekuensi rendah ataupun gangguan arus lebih. 

Bagaimana prinsip monitoring ? 

Untuk melakukan sistem monitoring diesel alangkah lebih baik diketahui dasar dan alasan pentingnya sistem monitoring otomatis atau monitoring diesel jarak jauh.  Berikut beberapa alasan mengapa sistem  monitoring jarak jauh sangat penting.  

 - Monitoring merupakan indikator preventif maintenance saat waktu, tools management tidak lagi mampu menjaga kondisi kinerja mesin diesel. 

- Monitoring menjadi alat bantu secara otomatis saat tidak tersedianya tenaga khusus atau ahli yang mencatat, memantau atau melakukan tugas pengecekan atau maintenance rutin. 
 -Monitoring jarak jauh sangat efektif untuk menggantikan tugas yang tidak bisa dijangkau oleh alat operasional dan jarak yang cukup jauh untuk melakukan monitoring dan maintenance. Ini seringkali terjadi pada unit2 BTS, rental genset, atau pompa-pompa waduk dan sungai dan lainnya.  

-Monitoring jarak jauh menjadi dibutuhkan mengingat data pencatatan kondisi mesin diesel sendiri jarang dibuat dan menjadi kendala dalam sistem perawatan yang baik.

Pengontrolan Mesin Diesel.

Pengontrolan mesin diesel meliputi beberapa komponen penting yang harus dikontrol, sehingga nantinya mesin diesel akan bekerja aman sesuai standard operasional engine. Beberapa perangkat kontrol diesel  antara lain : 

1. Kontrol Temperatur.

Kontrol temperatur bisa meliputi temperatur air pendingin atau temperatur oli sehingga dibutuhkan sensor yang akan mengindikasikan tingkat temperatur yang dikehendaki. Beberapa sensor tersebut harus disesuaikan dengan kapasitas mesin diesel. Namun secara umum instalasi sensor temperatur mempunyai kesamaan fungsi sebagai kontak ON / OFF pada saat temperatur mencapai range tertentu. Pengontrolan temperatur ini dipergunakan untuk membatasi temperatur air pendingin atau temperatur oli mesin. Apabila batas temperatur dilampaui maka diesel tidak akan memberikan tanda alarm untuk kemudian akan shutdown apabila problem temperatur tidak segera ditangani

 

2. Kontrol Tekanan Oli. Merupakan penggabungan instrumen tekanan dan alat ukur pada panel kontrol yaitu dengan mengukur tekanan oli di saluran filter oli. Tekanan oli ini dimanfaatkan untuk menghentikan kerja diesel pada saat tekanan melebihi kapasitas yang dikehendaki. 

3. Kontrol Kecepatan Engine.

4. Kontrol Dinamostarter. 
Dinamostarter merupakan penggerak engine dengan penerapan tenaga listrik 24 Vdc dari aki. Dengan memanfaatkan tegangan DC dari batteray dinamo starter akan memutar mesin dalam hitungan tidak lebih dari 5-10 detik. Sesaat setelah itu dinamo starter akan berhenti melalui prinsip kerja timer dan relay.  

Dinamo starter ini merupakan bagian dari mesin yang berfungsi sebagai penggerak awal dari mesin. Dimana melalui mekanisme roda gigi dan pinion dynamo starter ini menggerakkan Flywheel. Dari awal putaran diporos ini akan menghasilkan kompresi diruang bakar dan putaran injection pump yang akan mengabutkan bahan bakar.Setelah terjadi pembakaran dan menghasilkan gerakan berputar sendiri , dynamo akan lepas dari gigi flywheel. Selengkapnya bisa dipraktekkan dengan bantuan panduan instalasi yang sudah kita buatkan

 Sistem  Instalasi Mesin Diesel

Untuk merencanakan dan membuat sistem  instalasi,  sangat dibutuhkan pemahaman bagaimana diesel bekerja dan bagaimana mengoperasikan diesel. Kesalahan dalam tahap pengoperasian akan memunculkan kesalahan starting atau stoping diesel dan dapat mengakibatkan kerusakan " black out". 

Dalam pembuatan sistem instalasi memerlukan tahapan yang benar. Tahapan starting dibagi dalam starting manual dan starting automatis. Dalam tahapan starting manual tahapan  penting tersebut adalah sebagaimana tahapan-tahapan berikut ( untuk mendapatkan sistem instalasi yang benar ) :

 

Memastikan bahwa semua valve ( terutama valve buka tutup bahan bakar ) bekerja dengan benar dan akan bersifat interlock ( terkunci saat tidak aktif ) sebelum diesel dioperasikan. 

 

Level air tidak mengalami kebocoran sehingga dipastikan sensor air tetap dalam posisi normally closed sebelum diesel dijalankan. kebocoran bisa berakibat proses pendinginan pada air radiator terganggu. Pada diesel dengan turbocharger kebocoran bisa terjadi pada head dan atau liner. Pada kondisi interlock, relay difungsikan sebagai rangkain locking dengan fungsi sebagai locking saat diesel belum dioperasikan. Apabila terjadi valve atau dan water sensor aktif maka relay akan menonaktifkan perintah operasi diesel. Apabila ditemukan kondisi kebocoran ataupun valve posisi terbuka maka sistem starting akan dissable ( tidak mungkin dilakukan ).  

Tekanan pada sensor tekanan oli filter menjadi element standard keamanan engine dari resiko tekanan berlebihan akibat filter yang sudah kotor atau buruknya oli pendingin. Sehingga dalam penggabungan kontrol instalasi diesel maka sensor tekanan juga dipakai sebagai interlocck sistem saat gangguan tekanan 

Bagaimana Tahap-tahap membuat wiring panel diesel baik untuk diesel atau genset ? 

Berikut persiapan proses kerja diesel seperti hal-hal berikut :

1. Bagaimana merangkai instalasi proteksi diesel.  saat power ON - diesel dalam keadaan standby dan kontrol panel akan memberitahu kondisi  proteksi sudah aman atau belum yaitu meliputi temperatur, water, dan pressure. 

2. Bagaimana merangkai instalasi setelah switch contact engine on, maka timer akan hidup dalam waktu 5 detik untuk memastikan bahwa valve posisi ON memastikan bahan bakar tersuplai dengan baik.  

3. Bagaimana merangkai instalasi timer sebagai kontrol proteksi dan bagaimana instalasi timer saat diesel saat starting diesel.

4. Bagaimana instalasi dinamostarter  dan alternator saat starting. 

Informasi lebih detail Klik Disini !!