Menerapkan Kontrol Motor dalam Aplikasi Pompa Air / Air Limbah

Menerapkan Kontrol Motor dalam Aplikasi Pompa Air / Air Limbah

Makalah singkat ini akan mencakup blok bangunan dasar dari kontrol pompa. Ini tidak dimaksudkan untuk menjadi yang terbaik untuk aplikasi air dan air limbah, tetapi lebih sebagai pengantar.

Pengantar

Pengolahan air dan air limbah membutuhkan air yang bergerak melalui berbagai tahap pengolahan. Untuk melakukan itu, stasiun pompa digunakan. Setiap bagian atau stasiun dari proses pengolahan air dapat memerlukan jenis pompa yang berbeda. 

Sementara pompa berbeda, pompa pada semua arsitektur umum dari motor listrik dan metode mengendalikan motor-motor itu.

Proses air bergerak sangat intensif energi.Perangkat yang digerakkan motor listrik, termasuk pompa, menggunakan hampir 65% -70% dari semua listrik yang diproduksi di negara ini. Sistem air dan air limbah diketahui memanfaatkan hampir 50% energi di setiap kota, di mana 90% energi digunakan oleh pompa.

Sakelar dan sensor level cairan memicu ketika level air yang diinginkan tercapai. Kolom udara terperangkap, atau sistem bubbler yang merasakan tekanan dan level, biasanya digunakan untuk kontrol stasiun pompa. 

Alternatif kontrol lainnya adalah elektroda yang ditempatkan pada level cut-off dan float switch. Sensor dan sakelar ini memberi sinyal sistem kontrol motor pompa untuk menjaga proses pengolahan air tetap mengalir dan mencapai efisiensi proses yang optimal. ini adalah contoh makalah pompa submersibel Merancang Instalasi Tenaga Pada Pabrik Kimia

Sistem air kota menggunakan pompa untuk mengambil air baku dari sumber daya, seperti danau atau sungai, untuk pengolahan untuk memenuhi standar peraturan untuk air minum untuk konsumsi manusia atau digunakan dalam menara pendingin, boiler, dan aplikasi industri lainnya.

Jenis Pompa yang digunakan di Industri Air dan Air Limbah

Manajemen air dan air limbah telah menjadi prioritas dalam industri seperti manufaktur kimia, produksi energi, dan pengolahan makanan dan farmasi. Kualitas pengolahan air sepenuhnya tergantung pada jenis proses yang digunakan. 

Instalasi pengolahan ini menggunakan proses primer, sekunder, dan tersier yang bervariasi tergantung pada tingkat kontaminan dalam air. Berikut ini adalah beberapa pompa populer yang sebagian besar digunakan dalam industri air dan air limbah untuk pengolahan air.

1. Pompa Pemindahan Positif
2. Pompa Sentrifugal
3. Pompa Celup
4. Pompa Rotary Lobe
5. Pompa Peristaltik
6. Pompa Rongga Progresif
7. Pompa Airlift
8. Pompa Sampah
9. Pompa Pendorong Tekanan Air
10. Pompa Agitator
11. Pompa Sirkulasi

Beberapa contoh di mana berbagai jenis pompa dapat digunakan ditunjukkan di bawah ini pada Tabel 1.

Pemilihan pompa, motor, dan kontrol yang tepat mengoptimalkan kinerja sistem pengolahan air dan dapat memberikan penghematan energi 20% - 50%. Memilih pompa dengan karakteristik yang benar dicapai dengan mempelajari kurva kinerja pompa. Di bawah ini adalah contoh kurva kinerja pompa ESP (Electric Submersible Pump).

Beban motor tenaga kuda adalah faktor penentu ketika memilih kontrol motor yang benar.

Jenis Kontrol Motor yang digunakan dengan Pompa Air dan Air Limbah

Kontaktor: Kontaktor adalah komponen yang dirancang untuk menghidupkan dan mematikan beban berat pada motor pompa. Komponen-komponen ini menampilkan kontak utama (kutub), kontak bantu, dan kumparan operasi. Untuk mengetahui bagian kontaktor silahkan baca Kontaktor Penjelasan, Komponen, Prinsip kerja

Kutub  memberi energi pada kontaktor atau untuk menghidupkan dan mematikan kontak utama. Kontak bantu dirancang untuk mengendalikan dan memberi sinyal berbagai aplikasi rangkaian, sedangkan kontak utama adalah komponen pembawa yang ada saat ini.

Biasanya kontaktor ini memiliki sakelar yang dioperasikan secara 3 kutub, yang membutuhkan lebih sedikit ruang saat dipasang di dalam penutup listrik. Motor yang digunakan dalam pengolahan air dan pompa pengolahan air limbah diketahui menarik lebih banyak energi pada tegangan apa pun. 

Kemungkinan sengatan listrik meningkat pada tegangan tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan berat. Namun, kontaktor AC dan DC aman digunakan saat menghidupkan motor, karena tidak ada aliran arus antara sirkuit yang menghidupkan kontaktor dan sirkuit yang sedang dihidupkan.

Kontaktor dipasang sehingga Kontaktor tidak menyentuh sirkuit yang sedang diaktifkan. Karena kontaktor ini menggunakan daya lebih sedikit daripada sirkuit switching utama, kontaktor membantu mengurangi konsumsi daya. Kontaktor motor canggih memiliki desain yang ringkas, yang selanjutnya membantu mengurangi jejak perangkat dan konsumsi dayanya.

Overload Relay: Ketika motor menarik arus berlebih, itu disebut sebagai overload. Ini dapat menyebabkan motor terlalu panas dan merusak gulungan motor. Karena itu, penting untuk melindungi motor, sirkuit cabang motor, dan komponen sirkuit cabang motor dari kondisi kelebihan beban. Overload atau overheating adalah salah satu alasan utama kegagalan pompa. Relai Beban Berlebih melindungi motor pompa dari kondisi ini.

Didesain sebagai perangkat elektromekanis, relay berlebih dibedakan sebagai bimetal, paduan leleh, atau relay elektronik solid-state berdasarkan konstruksinya. untuk mengetahu lebih lengkap mengenai overload relay silahkan baca Penjelasan Thermal Overload Relay (Relay Arus Lebih)

Relai kelebihan bimetal adalah salah satu jenis perangkat proteksi kelebihan beban yang paling umum, dan memiliki titik perjalanan yang dapat disesuaikan. Kelebihan Bimetalik dirancang untuk penutupan otomatis dan kompensasi untuk mencegah perubahan suhu sekitar. Selain itu, relay berlebih ini melindungi motor di lingkungan suhu ekstrem.

Relai bimetalik canggih memuat fitur manual atau mode reset dan test otomatis dan tombol stop yang memungkinkan manajemen perangkat yang lebih baik. Banyak dari relay ini memiliki sensitivitas fase tunggal, yang membantu melindungi motor terhadap kondisi kehilangan fase. Relay ini disediakan dalam tiga peringkat kelas perjalanan:

• Kelas 10 adalah peringkat perjalanan cepat, cocok untuk pompa submersible yang digunakan dalam industri air dan air limbah. Peringkat ini menunjukkan bahwa relai kelebihan bimetal akan trip secara otomatis dalam waktu 10 detik dari kondisi kelebihan.
• Kelas 20 adalah standar dan ideal untuk aplikasi motor umum.
• Kelas 30 adalah peringkat perjalanan lambat, yang cocok untuk motor yang menggerakkan beban inersia tinggi dan membutuhkan periode awal yang lama.

Fitur-fitur ini membantu meminimalkan konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi motor.

Motor Protection Circuit Breaker: Dirancang untuk melindungi motor dari korsleting, kehilangan fasa, dan kelebihan beban, pemutus sirkuit pelindung motor (MPCB) adalah alternatif untuk relay kelebihan beban termal, dan dilengkapi dengan beberapa fitur canggih. silahkan baca Pemutus Sirkit Motor

Umumnya digunakan dalam banyak sistem pompa air, komponen perlindungan sirkuit ini digunakan sebagai pengontrol motor manual atau dipasangkan dengan kontaktor di beberapa aplikasi multi-motor. Pemutus sirkuit pelindung motor terutama dibedakan sebagai terbuka atau tertutup.

Perbedaan antara jenis-jenis ini adalah di mana pemutus sirkuit diamankan, baik di dalam selungkup atau terbuka di panel. Pemutus sirkuit perlindungan motor paling canggih menawarkan penghematan ruang, karena dirancang tanpa sekering sirkuit cabang motor individu, relay kelebihan beban, atau pemutus sirkuit.

• Starter Motor Direct-On-Line (DOL): Seperti namanya, perangkat ini digunakan untuk menghidupkan motor listrik pompa dan perangkat elektronik lainnya seperti kompresor, ban berjalan, dan kipas. Starter motor memiliki berbagai perangkat elektronik dan elektro-mekanis seperti kontaktor yang dipasangkan dengan pemutus sirkuit pelindung motor atau relai yang kelebihan beban. Starter DOL digunakan untuk memulai pompa air kecil karena DOL memberikan beberapa keuntungan seperti torsi 100% selama start, sirkuit kontrol yang disederhanakan, pemasangan dan perawatan yang mudah, dan kabel yang minimal. Starter DOL Motor Tertutup juga merupakan opsi, di mana seluruh unit starter ditempatkan di dalam penutup.
• Programmable Logic Controller (PLC): Programmable logic controller atau PLC adalah komputer industri yang beroperasi tanpa keyboard atau monitor. Awalnya, PLC adalah pengganti panel relay yang besar yang dinyalakan dan dimatikan, mengendalikan operasi mesin. Bahasa pemrograman PLC meniru Relay Logic, menjadikan transisi dari relay ke proses PLC mudah dipahami. PLC hari ini menawarkan kemampuan operasional dan komunikasi yang jauh lebih kompleks melalui jaringan Ethernet atau proprietary. Kemampuan untuk mengontrol beberapa pompa secara terkoordinasi membuat PLC merupakan komponen umum dari sistem pengelolaan air.
• Variable Frequency Drive (VFD): digunakan untuk menjalankan motor AC pada kecepatan variabel atau untuk meningkatkan kecepatan untuk memulai yang lebih lancar. VFD mengontrol frekuensi motor untuk menyesuaikan RPM motor pompa. VFD banyak digunakan untuk mengatur aliran air di instalasi pengolahan air, memungkinkan kontrol lebih besar atas aliran pompa.
• Soft Starter: Antara kesederhanaan starter motor DOL dan kompleksitas VFD duduk Soft Starter. Motor listrik seringkali membutuhkan sejumlah besar listrik selama akselerasi. Starter lunak dapat digunakan untuk membatasi lonjakan torsi motor listrik saat ini, menghasilkan startup yang lebih mulus. Soft starter dapat melindungi motor listrik dari kemungkinan kerusakan dan pada saat yang sama memperpanjang umur motor listrik Anda dengan mengurangi panas yang disebabkan oleh seringnya mulai dan berhenti. Soft Starters membatasi permintaan arus masuk yang besar pada sistem pasokan listrik. Soft Starter digunakan dengan pompa dalam proses yang mengharuskan untuk menaikkannya perlahan untuk mengurangi lonjakan tekanan di sistem air.

Tips ketika Memilih Kontrol Motor untuk digunakan dengan Pompa Air dan Air Limbah

Kontraktor

Perangkat ini sering bingung dengan relay, namun, perbedaan utama adalah kontaktor dapat dengan mudah beralih arus dan tegangan yang lebih tinggi, sedangkan relay digunakan untuk aplikasi yang lebih rendah saat ini. Untuk mengetahui bagian kontaktor silahkan baca Kontaktor Penjelasan, Komponen, Prinsip kerja. Ingatlah hal-hal berikut ketika memilih kontaktor untuk motor Anda:

1. Tentukan berapa jumlah arus, FLA - Amperage Beban Penuh akan diperlukan untuk memberi daya motor pompa Anda.
2. Pilih tegangan kumparan untuk operasi AC atau DC berdasarkan daya kuda motor Anda, tegangan input, dan tunggal atau 3 fase. Kumparan terutama ditawarkan dalam tegangan kontrol seperti 24VAC, 230VAC, 400VAC, 24VDC, dan sebagainya.
3. Memilih kontaktor dengan Kategori Utilisasi IEC AC-3 adalah tipikal untuk aplikasi pompa yang membutuhkan start dan matikan motor selama waktu berjalan.
4. Tentukan apakah operasi pompa Anda akan membutuhkan pembalikan arah, dalam hal ini kontaktor pembalik akan diperlukan.
5. Pilih kontak bantu berdasarkan pada konfigurasi yang biasanya terbuka atau biasanya tertutup.
6. Selain pertimbangan di atas, penting untuk berkonsentrasi pada suhu lingkungan dan lingkungan, perlunya penguncian, penguncian, selungkup, beban berlebih, pengatur waktu atau penekan lonjakan koil.

Relai Over load

Ketika digunakan dalam industri air atau air limbah, relay yang berlebih diatur oleh persyaratan yang ketat. Dengan begitu banyak desain yang tersedia, memilih relai kelebihan beban yang tepat mungkin menjadi sulit. untuk mengetahu lebih lengkap mengenai overload relay silahkan baca Penjelasan Thermal Overload Relay (Relay Arus Lebih). Faktor-faktor ini akan menyederhanakan proses seleksi:

1. Pilih relai beban berlebih yang memberikan perlindungan panas berlebih termal. Relai berlebih membantu melindungi motor dari panas berlebih yang berbahaya, yang menyebabkan kegagalan motor. Perlindungan ini mempertimbangkan konsumsi listrik motor dan menerapkannya pada model kelebihan beban untuk mensimulasikan energi termal di dalam motor. Sebagian besar relay berlebih dirancang pada salah satu dari dua model kelebihan beban: Model Dua-Tubuh dan I2T. Kebanyakan bimetalik relay menggunakan model overload I2T, sedangkan banyak motor listrik tegangan menengah atau besar menggunakan model Two-Body.
2. Perlindungan kehilangan fase adalah faktor penting lainnya untuk dipertimbangkan, karena kehilangan fase adalah salah satu penyebab utama kegagalan motorik. Kehilangan fase terjadi ketika nilai satu fase sama dengan nol amp karena fase tertiup. Ketika motor tetap dalam fase ini untuk waktu yang lama, mungkin rusak secara permanen. Relai beban berlebih dirancang untuk mendeteksi kondisi kehilangan fase, oleh karena itu penting untuk memahami jenis proteksi kehilangan fase yang ditawarkan oleh relai beban berlebih.
3. Faktor-faktor perlindungan penting lainnya yang perlu dipertimbangkan termasuk underload, arus gangguan ground, stall, jam, dan perlindungan daya dan tegangan.

Pemutus Sirkuit Perlindungan Motor

Sebagian besar sistem pompa di pasaran saat ini mencakup perlindungan motor dasar yang dibangun ke dalam motor atau kotak kontrol. Namun perlindungan ini dirancang untuk melindungi hanya dari masalah saat ini, oleh karena itu perlindungan motor tambahan harus dipertimbangkan. Ada banyak opsi yang tersedia untuk dipilih, masing-masing menghadirkan karakteristik kinerja yang sedikit berbeda dalam kondisi kelebihan beban. Faktor yang perlu dipertimbangkan adalah:

• Peringkat arus hubung singkat gangguan tinggi karena menjamin keamanan dan keandalan dalam aplikasi kesalahan yang sangat tinggi.
• Indikasi perjalanan membantu menentukan jenis pemeliharaan atau layanan yang mungkin diperlukan dengan mengidentifikasi penyebab tersandung - hubungan pendek atau kelebihan beban.
• Perlindungan diri dari perangkat ini menjamin perlindungan motor yang sangat baik dan membantu menghilangkan kebutuhan untuk pemutus sirkuit tambahan dan sekering hulu.

Aplikasi Kontrol Motor di Industri Air dan Air Limbah

Relai berlebih, kontaktor, dan pemutus sirkuit pelindung motor sebagian besar digunakan dalam aplikasi berikut.

• Pompa Influen dan Efluen: Pompa influen biasanya ditempatkan di awal instalasi pengolahan air limbah. Air limbah pertama masuk ke pompa influen, yang memompanya ke bagian lain dari pabrik pengolahan. Pompa efluen digunakan untuk mengolah air yang mungkin mengandung padatan hingga 3/4 ".
• Booster Pumps: Pompa ini digunakan untuk meningkatkan tekanan air untuk digunakan dalam aplikasi industri dan komersial ringan. Pompa pendorong terutama digunakan untuk aplikasi air minum.
• Pompa Lumpur yang Dicerna: Lumpur yang terkontaminasi diolah di instalasi pengolahan air limbah sebelum dilepaskan ke badan air. Lumpur mengandung padatan yang dapat menghalangi pipa, jadi pompa khusus digunakan untuk tujuan itu. Terkadang, sludge choppers diintegrasikan ke dalam pompa, atau pompa sentrifugal submersible digunakan untuk memompa cairan yang memiliki kandungan lumpur tinggi.
• Pompa Celup: Seperti namanya, pompa ini sepenuhnya terendam dalam cairan. Pompa ini digunakan untuk mengalirkan bubur atau air limbah dan sebagian besar ditempatkan di bawah pabrik pengolahan air limbah atau air limbah. Operasi Pompa celup dikendalikan menggunakan motor canggih.

Standar dan Kepatuhan yang Berlaku

IEC adalah standar global.

Komisi Elektroteknik Internasional (IEC) telah menetapkan karakteristik operasional dan kinerja untuk perangkat IEC dalam publikasi IEC 60947. Ukuran standar tidak ditentukan oleh IEC. Siklus tugas khas perangkat IEC ditentukan oleh kategori pemanfaatan. Sejauh menyangkut aplikasi start motor umum, AC3 dan AC4 adalah kategori pemanfaatan yang paling umum.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini