Pneumatik

Pengertian Pneumatik

Pneumatik (bahasa Yunani: πνευματικός, pneumatikos) berasal dari kata dasar "pneu" yang berarti udara tekan dan "matik" yang berarti ilmu atau hal-hal yang berhubungan dengan sesuatu; sehingga arti lengkap pneumatik adalah ilmu/hal-hal yang berhubungan dengan udara bertekanan.

Sistem Pneumatik

Katup Kontrol Arah ( KKA )
Katup kontrol arah adalah alat atau instrumentasi pneumatic yang berfungsi sebagai switch/saklar aliran udara. Pensaklaran yang diaplikasikan memiliki banyak sistem, diantaranya memakai coil selenoid, penggerak tangan atau mekanik lain. KKA juga difungsikan sebagai serangkaian fungsi logika atau timer pneumatik. Penggambaran simbol KKA pada sistem peumatik
1. Simbol
Cara membaca simbol katup pneumatik sebagai berikut :

Simbol-simbol katup kontrol arah sebagai berikut :

2. Penomoran pada Lubang
Sistem penomoran yang digunakan untuk menandai KKA sesuai dengan DIN ISO 5599. Sistem
huruf terdahulu digunakan dan sistem penomoran dijelaskan sebagai berikut :

3. Metode Pengaktifan
Metode pengaktifan KKA bergantung pada tugas yang diperlukan . Jenis pengaktifan bervariasi ,
seperti secara mekanis, pneumatis, elektris dan kombinasi dari semuanya. Simbol metode pengaktifan
diuraikan dalam standar DIN 1219 berikut ini :

Contoh Simbol Aplikasi KKA sebagai berikut:

Actuator Cylinder
Actuator cylinder adalah katup yang digunakan untuk menggerakkan beban berat. Memiliki 2 type, single action dan double action. Single action dimana pergerakan batang aktuator setengahnyadilakukan oleh pegas, sedangkan double action dua pergerakan keluar dan kedalam sama2 dilakukan oleh pneumatic.
Berikut ini adalah symbol dan gambar aktuator
System single action, input di bagian belakang pneumatic akan mendorong batang keluar. Jika udara pneumatic off maka batang kembali kebelakang dengan pegas

System double action, dua input pneumatic digunakan untuk mendorong batang keluar dan kedalam

Berikut ini tabel jenis cylinder lengkap

Check Valve
Merupakan valve dengan mekanisme nonreturn, sistem pegas dan katupnya hanya memperbolehkan aliran udara lewat dengan satu arah saja. Check valve ini banyak digunakan pada rangkaian pengaman2 pneumatic.
Symbol dari chek valve adalah sebagai berikut

Valve Aplikasi Khusus
Valve aplikasi khusus yaitu valve OR, valve AND, valve quick exhaust, flow control valve, regulator control valve

valve OR memiliki fungsi kerja OR dimana bila salah satu inputnya aktif maka output akan aktif

valve AND memiliki fungsi kerja AND dimana mengharuskan semua inputnya aktif untuk mengaktifkan output

valve quick exhaust untuk melakukan pembuangan udara yang cepat bila input tanpa udara

flow control valve digunakan untuk mengatur aliran udara yang masuk ke dalam jalur pneumatic

regulator control valve, berfungsi sama dengan flow control valve tetapi memiliki tambahan mekanisme non return valve

Sistem Sumber Udara Pneumatic
Sumber udara pneumatic merupakan perangkat yang menghasilkan udara pneumatic berserta perangkat yang ada pada jalur udara pneumatic.

Penyedia udara/Kompressor adalah mesin yang menghasilkan udara pneumatic dengan tekanan kerja yang dipakai dalam sistem pneumatic (2,5 ~ 7 bar)

Tangki atau pengumpul udara/header berupa sistem pengumpul udara pneumatic (storage) sementara sebelum distribusi

Filter digunakan untuk menyaring udara pneumatic dari kotoran. Penyaring filter ini disesuaikan dengan kebutuhan udara pneumatic

Driyer /pengering digunakan untuk mengeringkan udara pneumatic dari uap air

Pemisah air, sistem pemisah air ini biasanya dibuat dalam suatu sistem yang lengkap dengan pressure regulator. Digunakan untuk memisahkan kadar air dalam udara pneumatic

System pelumas, digunakan untuk aplikasi kusus terhadap instrumentasi pneumatic

Meter pneumatic /manometer berupa indikator tekanan pada suatu jalur atau tangki pneumatic

Sumber tekanan berupa terminal dari suatu header atau jalur lain

Perancangan Sistem Kontrol Pneumatik
Dalam suatu sistem kontrol pneumatik terdapat arsitektur dan bagian-bagian yang menyangkut fungsi kerja alat tersebut. Perancangan sistem kontrol pneumatik mengacu pada diagram alir sistem

Diagram alir
Diagram rangkaian harus digambar dengan tata cara penggambaran yang benar. Karena hal ini akan memudahkan seseorang untuk membaca rangkaian , sehingga mempermudah pada saat merangkai atau mencari kesalahan sistem pneumatik.

Tata letak komponen diagram rangkaian harus disesuaikan dengan diagram alir dari mata rantai kontrol yaitu sebuah sinyal harus mulai mengalir dari bawah menuju ke atas dari gambar rangkaian. Elemen yang dibutuhkan untuk catu daya akan digambarkan pada bagian bawah rangkaian secara simbol sederhana atau komponen penuh dapat digunakan. Pada rangkaian yang lebih luas , bagian catu daya seperti unit pemelihara, katup pemutus dan berbagai distribusi sambungan dapat digambarkan tersendiri.Diagram alir mata rantai kontrol dan elemen-elemennya digambarkan sebagai berikut :

Tata Letak Rangkaian
Yang dimaksud tata letak rangkaian adalah diagram rangkaian harus digambar tanpa mempertimbangkan lokasi tiap elemen yang diaktifkan secara fisik. Dianjurkan bahwa semua silinder dan katup kontrol arah digambarkan secara horisontal dengan silinder bergerak dari kiri ke kanan, sehingga rangkaian lebih mudah dimengerti.
Contoh :
Batang piston silinder kerja ganda bergerak keluar jika tombol tekan atau pedal kaki ditekan. Batang piston kembali ke posisi awal setelah keluar penuh dan tekanan pada tombol atau pedal kaki dilepas. Masalah di atas dipecahkan oleh rangkaian kontrol dengan tata letak gambar diagram berikut ini.

Gambar 1.2 menunjukkan perbedaan antara posisi gambar dengan lokasi benda/elemen sesungguhnya. Pada praktiknya katup V1 terletak pada posisi akhir langkah keluar silinder. Pada diagram rangkaian elemen V1 digambar pada tingkat sinyal masukan dan tidak mencerminkan posisi katup. Penandaan V1 pada posisi silinder keluar penuh menunjukkan posisi sesungguhnya dari katup V1 tersebut. Diagram rangkaian memperlihatkan aliran sinyal dan hubungan antara komponen dan lubang saluran udara. Diagram rangkaian tidak menjelaskan tata letak komponen secara mekanik.Rangkaian digambar dengan aliran energi dari bawah ke atas. Yang terdapat dalam rangkaian meliputi sumber energi, masukan sinyal, pengolah sinyal, elemen kontrol akhir dan elemen penggerak (aktuator). Posisi katup pembatas ditandai pada aktuator. Jika kontrol rumit dan terdiri dari beberapa elemen kerja, rangkaian kontrol harus dibagi ke dalam rangkaian rantai kontrol yang terpisah. Satu rantai dapat dibentuk untuk setiap fungsi grup. Kalau mungkin, rantai-rantai ini sebaiknya disusun berdampingan dalam urutan yang sama dengan gerakan langkah operasinya.

Perbedaan Pneumatik dengan Elektro pneumatik

Elektro-pneumatik merupakan pengembangan dari pneumatik . Prinsip kerja elektro-pneumatik hampir sama dengan pneumatik. Yang membedakan hanyalah dari cara mengontrol aktuator. Berikut adalah gambaran rangkaian elektro-pneumatik dengan pneumatik:

                                        1a                                                             1b

Dari gambar diatas kita dapat membuat beberapa perbedaan. Berikut ini adalah tabel perbedaan pneumatik dengan elektro-pneumatik dari gambar 1a. dan gambar 1.b:

Tabel 1: Perbedaan pneumatik dan elektro-pneumatik

PART	PNEUMATIK	ELEKTRO-PNEUMATIK
Actuating Device (output)	Cylinder	Cylinder
Processing element (processor signal)	Valve	Solenoid valve
Input elements (input signal)	Pneumatikal Limit Switch	Electrical limit switch
Energy Supply (source)	Compressor	Compressor, Voltage supply

Dengan adanya perbedaan dari pneumatik dan elektro-pneumatik, pasti ada pula keuntungan dan kekurangan dari pneumatik  dan elektro-pneumatik. Adapun perbandingan pneumatik dengan elektro-pneumatik sebagai berikut:

Tabel 2: Perbandingan pneumatik dan elektro-pneumatik

PNEUMATIK	ELEKTRO-PNEUMATIK
Variasi rangkaian terbatas	Lebih banyak variasi rangkaian
Tidak perlu menggunakan listrik	Memerlukan supply listrik
Butuh converter agar dapat dikendalikan oleh PLC dan mikroprosesor	Tidak butuh converter agar dapat dikendalikan melalui PLC dan mikroprosesor
Sistem kontrol sederhana	Sistem control lebih canggih

Elektro pneumatik dengan Fluidsim

Elektro pneumatik merupakan pengembangan dari pneumatik yang mana elektro pneumatik cenderung lebih menggunakan perangkat elektrik seperti relay, solenoid bahkan PLC untuk mengendalikannya aktuator. 

Berikut langkah-langkah untuk membuat rangkaian elektropneumatik dengan 1 silinder.

1. Buka Festo Fluidsim

2. Buat halaman baru bisa dengan File -> New

3. Maka akan muncul lembar kerja seperti gambar di bawah ini.

4. Pada sebelah kiri lembar kerja terdapat komponen maupun perangkat pneumatik maupun elektropneumatik. Klik dan drag komponen-komponen di bawah ini ke lembar kerja, yaitu:
-> Distance Ruler (1)
-> Double Acting Cylinder (1)
-> 5/n Way valve (1)
-> Compressor (1)
-> +24V (1)
-> Push Button (1)
-> Make Switch (2)
-> Valve Solenoid (2)
-> 0V (1)

Berikut adalah gambar dari peletakan komponen (urutan gambar dari atas ke bawah sesuai dengan urutan komponen diatas).

5. Klik 2 kali pada distance rule, pada kolom pertama isikan label dengan A1 dan position diisikan angka 0 pada kolom kedua isikan label dengan A2 dan position diisikan dengan angka 100. kemudian klik "ok".

Hasilnya maka akan muncul tulisan A1 terletak di sebelah paling kiri dan A2 terletak dipaling kanan.

Keterangan: Label A1 dan A2 bukanlah sebuah ketentuan, label bisa diisikan sesuai keinginan kita. bisa dengan SEL1, dan SEL2 atau A dan B dll. Label digunakan untuk menghubungkan distance ruler dengan make switch sehingga terkoneksi. Sedangkan angka 0 dan 100 adalah jarak letak posisi limit switch dari pangkal silinder, angka dapat divariasikan sesuai kebutuhan.

6. Klik 2 kali pada make switch sebelah kiri isikan label A1, kemudian klik "ok". Kemudian klik 2 kali pada make switch sebelah kanan isikan label A2, kemudian klik "ok". 

Maka akan terhubung distance ruler dengan make switch.

7. Klik 2 kali pada 5/n Way Valve. Klik kolom pneumatically/electrically pada sebelah kiri, maka akan muncul 3 gambar pilihan. Pilihlah gambar paling atas.  Klik kolom pneumatically/electrically pada sebelah kanan, maka akan muncul 3 gambar pilihan juga. Pilihlah gambar paling atas. kemudian klij "ok".

8. Setelah langkah 7 terselesaikan, maka akan muncul 2 simbol solenoid pada kanan dan kiri valve. Pada simbol solenoid yang muncul di valve terdapat lingkaran. Klik 2 kali lingkaran tersebut pada solenoid kiri, isikan label S1. Klik 2 kali lingkaran tersebut pada solenoid kanan, isikan label S2.

Keterangan: Label S1 dan S2 bukanlah sebuah ketentuan, label bisa diisikan sesuai keinginan kita. bisa dengan SOL1, dan SOL2 atau A dan B dll. Label digunakan untuk menghubungkan valve pada rangkaian pneumatik dengan elektrik.

9. Klik 2 kali pada valve solenoid, pada valve kiri isikan label S1, kemudian klik "ok" dan valve yang kana isikan label S2 kemudian klik "ok".

10. Hubungkan seluruh komponen seperti gambar di bawah ini dengan mengklik lingaran pada komponen kemudian drag kekomponen lain.