Jurnal Teknologi dan Rekayasa Manufaktur JTRM | Vol.
6 | No.
2 | Tahun 2024
ISSN (P): 2715-3908 | ISSN (E): 2715-016X
DOI: HTTPS://DOI.
ORG/10.
48182/JTRM.
V6I2.
Alat Pengukur Kualitas Bahan Bakar Diesel dan Kinerja Filter Elemen Iwan Syah Putra.
Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto Jurusan Teknik Otomasi Manufaktur dan Mekatronika.
Politeknik Manufaktur Bandung Email: iwansp79@gmail.
Informasi Artikel:
ABSTRAK
Received:
15 April 2024 Mesin diesel di gunakan di banyak sektor menuntut kualitas bahan bakar yang bersih untuk mecapai perfomance mesin yang baik.
Untuk menjaga kebersihan bahan bakar dilakukan proses penyaringan mengunakan filter Mengukur kualitas bahan bakar sebelum dan sesudah penyaringan menjadi informasi penting bagi penguna untuk megambil keputusan untuk mengurangi biaya pemeliharaan dan keseluruhan biaya Dari permasalahan yang ada peneniti bertujuan untuk mengembangkan alat berfungsi untuk dapat mengidentifikasi kualitas kerbersihan bahan bakar diesel sesuai dengan standar ISO cleanliness 18/16/13 dan performance filter elemen yang digunakan kondisi bekerja atau tidak.
Modul ini mengunakan PLC dan HMI untuk tampilan muka dan pressure transmitter untuk modul ukur yang bertujuan untuk menjadi alat yang siap pakai untuk kondisi industri dan pertambangan.
modul ini akan membantu penguna sebagai sistem awal yang mengeluarkan informasi kualitas dari bahan bakar diesel yang disaring dan perkiraan performance filter yang di gunakan.
Kata Kunci:
ABSTRACT
Diesel Filter element Sensor Diesel engines used in many sectors require clean fuel quality to achieve good engine performance.
To maintain fuel cleanliness, a filtering process is carried out using a filter element.
Measuring fuel quality before and after filtration is important information for users to make decisions to reduce maintenance costs and overall operational costs.
From the existing problems, researchers aim to develop a tool that functions to identify the cleanliness quality of diesel fuel in accordance with ISO 18/16/13 cleanliness standards and the performance of the filter elements used in working condition or not.
This module uses a PLC and HMI for the display and a pressure transmitter for the measuring module which aims to be a ready-to-use tool for industrial and mining conditions.
This module will help users as an initial system that issues quality information from filtered diesel fuel and estimates the performance of the filter used 5 Januari 2024 Accepted:
30 Maret 2024 Available:
PLC
HMI
polman-bandung.
121 | JTRM
Iwan Syah Putra.
Nama Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto
PENDAHULUAN
Mesin diesel merupakan komponen utama yang digunakan dibanyak sektor dari otomotif, industri, pertambangan, dengan banyak kelebihan, menghasilkan tenaga yang besar dengan putaran yang kecil, hemat bahan bakar dan keperluan perawatan lebih sedikit.
Perfomace mesin diesel yang baik mengunakan bahan bakar diesel yang digunakan harus dipastikan bersih .
Kualitas bahan bakar diesel dapat bervariasi dari refinery sampai titik penguna karena kontaminasi terakumulasi selama pengangkutan dan penyimpanan.
Kebersihkan bahan bakar diesel memegang peranan penting mengurangi biaya pemeliharaan dan keseluruhan biaya operasional .
Besarnya volume pemakaian bahan bakar diesel perharinya menjadikan pengunaan filter elemen menjadi salah satu faktor utama mempengaruhi biaya operasi.
Umur filter elemen yang pendek akan mengakibatkan masalah mesin yang serius.
Umur pakai filter yang pendek akan membuat kebutuhan filter lebih dan waktu pengantian filter akan mengurangi waktu kerja mesin yang akan mengakibatkan tingginya biaya operasional.
Pressure gauge adalah instrument monitoring yang biasa terpasang di filter housing, lama waktu pemakaian filter elemen dari pemasangan baru sampai filter elemen blocking menjadi parameter perfomance filter elemen.
Untuk mengetahui kualitas bahan bakar sebelum dan sesudah penyaringan dilakukan dengan mengambil contoh bahan bakar diesel untuk dilakukan pengujian, proses ini membutuh waktu menunggu hasil lab dan biaya tinggi.
Dari penjelasan diatas dilakukan penelitian bertujuan untuk mengembangkan alat pengukuran kualitas bahan bakar diesel dan perfomance filter elemen yang akurat, portable dan murah dalam Pengunaan PLC.
HMI bagian dari modul kontrol dan pressure transmitter dan filter pack sebagai modul untuk mengukur waktu blocking media sebagai parameter kualitas bahan bakar diesel yang di ukur.
METODE PENELITIAN
Gambaran Umum Sistem Gambar 1 Gambaran Umum Sistem Dari bahan bakar diesel yang masuk akan di dorong oleh fuel pump dengan flowrate yang tetap melalui filter test pack dan modul kontrol akan menghitung lama waktu yang di butuhkan untuk mencapai delta pressure yang sudah di tentukan 0.
3 bar.
122 | JTRM
Alat Pengukur Kualitas Bahan Bakar Diesel Dan Kinerja Filter Elemen Perancangan Sistem Pada penelitian ini sistem yang akan dibuat dibagi menjadi 3 sub-sistem utama, yaitu sistem modul ukur, sistem modul kontrol, dan sistem perangkat lunak.
Dimana pada tiap sub-sistem tersebut memiliki tuntutan ataupun tugas yang harus dipenuhi agar sistem dapat berjalan dengan baik.
Penentuan Tugas dan Tuntutan Sistem Pada penelitian ini sistem yang akan dibuat dibagi menjadi 3 sub-sistem utama, yaitu sistem ukur, sistem kontrol dan Sistem Perangkat lunak.
Dimana pada tiap sub-sistem tersebut memiliki tuntutan ataupun tugas yang harus dipenuhi agar sistem dapat berjalan dengan baik.
Tabel 1 Tugas dan Tuntuan Sistem Modul Ukur No.
Tugas dan Tuntutan Pembuatan modul mekanik untuk mengalirkan fuel diesel dengan besaran tetap ke modul filter yang tekananya terukur Modul filter dapat meyaring diesel dengan keluaran ISO 18/16/13 dan Fuel pump dapat maksimum pressure 0.
3 bar Mengunakan pressure transmitter sebagai sensor ukur yang minimum tekanan 0.
6 bar Pada Tabel 1 berikut dijabarkan tugas dan tuntutan dari sistem ukur yang akan dibuat, dimana dalam proses pengukuran bahan bakar diesel yang akan di alirkan oleh fuel pump dengan flow konstan melalui filter test pack dan pressure akan di ukur oleh pressure transmitter.
Tabel 2 Tugas dan Tuntutan Sistem Modul Kontrol No.
Tugas dan Tuntutan PLC yang digunakan mampu melakukan komunikasi dengan sensor pressure transmitter dan fuel pump dan mengukur waktu kerja Rangkaian elektrik yang digunakan sederhana dan wiring kabel rapi Menggunakan max 2 sensor analoge input Integrasi antar sub-sistem dapat berjalan dengan baik Pada Tabel 2 berikut dijabarkan tugas dan tuntutan dari sistem elektrik yang akan dibuat, dimana sistem elektrik diharapkan mampu melakukan integrasi sistem dengan baik secara menyeluruh.
Tabel 3 Tugas dan Tuntutan Sistem Perangkat Lunak No.
Tugas dan Tuntutan Mampu melakukan pendeteksian sensor pressure dan pengukuran waktu kerja pressure mencapai titik maksimum Pengukuran memberikan hasil yang akurat mendekati pengukuran aktual Mampu berkomunikasi dengan sensor dan fuel pump Proses deteksi dan pengukuran pada sensor dapat ditampilkan pada halaman antarmuka Pada Tabel 3 berikut dijabarkan tugas dan tuntutan dari sistem perangkat lunak yang akan dibuat, dimana sistem ini terbagi kembali kedalam beberapa sub-sistem berdasarkan fungsinya, yaitu sistem pendeteksian dan pengukuran.
123 | JTRM
Iwan Syah Putra.
Nama Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto Perancangan Arsitektur Sistem Gambar 2 Rancangan Umum Alat Berikut rancangan alat yang akan dibuat dimana bahan bakar diesel akan yang akan di ukur dimasukan ke inlet pump yang akan mendorong bahan bakar ke filter elemen dan pressure transmitter akan mengukur pressure inlet yang menginformasikan signal analog ke PLC.
Pengolahan data dari PLC akan di tampilkan pada tampilan muka HMI.
Metode Penyelesaian Masalah Pada bagian ini akan dijelaskan metode pengukuran yang akan digunakan untuk mendapatkan hasil pengukura kualitas bahan bakar diesel dan pengukuran perfomance filter elemen.
Gambar 3 Sampling Point Pengukuran Kualitas Bahan Bakar Diesel Point pengambilan untuk pengukuran kualitas bakar diesel bisa di ambil di point V1 dan bisa juga point sampling sesudah filter housing di point V2.
Untuk mendapatkan performance filter element kita membandingkan output dari pengukuran kualitas bahan bakar diesel sebelum filter dengan output kualitas bahan bakar filter sesudah filter.
124 | JTRM
Alat Pengukur Kualitas Bahan Bakar Diesel Dan Kinerja Filter Elemen Gambar 4 Sampling Point Pengukuran Kualitas Pengukuran kualitas bahan diesel diambil dari lama waktu penyumbatan filter media filter di maximum pressure yang sudah di tetapkan sebagai standar ukur kualitas bahan bakar diesel.
Kualitas bahan bakar diesel di ukur dengan parameter Clean apabila lama waktu mencapai i 0.
3 bar lebih dari 13 menit.
Dirty apabila waktu mencapai i0.
3 bar kurang dari 13 menit.
1 Perhitungan Pressure Drop Modul Ukur Perhitungan pressure drop menjadi dasar perancangan unit ukur, perhitungan estimasi presure drop filter media akan menjadi landasan dasar pengujian alat yang outputnya akan menjadi standar modul kontrol dalam memproses untuk mengeluarkan hasil yang terukur.
Perhitungan pressure drop di pengaruhi oleh flowrate, density, viscosity dan area sesuai dengan persamaan.
ya yuUyc 2 yuuycE = yce Dimana :
yuU : Flow Rate : Density : Velocity : Friction Factor : Length pipe mA/h Kg/m3 Estimasi perhitungan clean pressure drop modul ukur di hitung berdasarkan total pressure drop pada modul ukur.
Gambar i.
9 Modul ukur
125 | JTRM
Iwan Syah Putra.
Nama Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto Table i.
7 Pressure Drop Modul Ukur Table i.
7 menunjukan estimasi clean pressure modul ukur di hitung berdasarkan flowrate 50 ml/m, 75 ml/m dan 100 ml/m dengan bahan bakar diesel density 830 kg/m3 dan dynamic viscosity 0035 Pas.
Pengukuran Kualitas Fuel Diesel
Gambar 5 Diagram Alur Pengukuran Bahan Bakar Diesel
Tabel 4 Kualitas Diesel
126 | JTRM
Alat Pengukur Kualitas Bahan Bakar Diesel Dan Kinerja Filter Elemen Pengukuran kualitas bahan bakar diesel dilakukan minimal volume bahan bakar yang di ukur 1 liter, waktu ukur yang di butuhkan untuk proses pengukuran 13 menit akan keluar infomasi di interface HMI kualitas dari bahan bakar diesel yang di ukur clean atau dirty.
Clean berati bahan bakar diesel mempunyai cleanliness lebih kecil dari standar tuntutan ISO18/16/13 dan bahan bakar ini baik untuk di gunakan pada mesin diesel.
Dirty berarti bahan bakar diesel mempunyai nilai cleanliness lebih besar dari ISO18/16/13 dan bahan bakar ini wajib di lakukan penyaring sampai mencapai standar bersih bahan bakar yang layak di gunakan mesin diesel.
Pengukuran Perfomace Filter Perfomance filter element di ukur dengan membandinkang kondisi kualitas bahan bakar diesel sebelum masuk filter inlet dengan kualitasbahan bakar sesudah keluar outlet.
Gambar 6 Diagram Alur Pengukuran Perfomance Filter
Tabel 5 Perfomance Filter Elemen
127 | JTRM
Iwan Syah Putra.
Nama Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto Mengukur performance filter elemen di lakukan dengan mengukur kualitas bahan bakar diesel sebelum disaring di titik inlet filter housing dan mengukur kualitas bahan bakar sesudah disaring di titik outlet filter housing.
Perbandingan dari hasil pengukuran kualitas bahan bakar diesel sebelum dan sesudah di saring kita bisa mengidentifikasi bagai mana performance filter yang terpasang working yang berarti filter elemen bekerja melakukan penyaringan ini terukur oleh alat bahan bakar kotor sebelum penyaringan dan menjadi bersih sesudah penyaringan.
Not Working yang berarti filter elemen tidak bekerja atau tidak melakukan penyaringan ini terukur oleh alat sesudah sebelum penyaringan kotor dan sesudah penyaringan masih kotor.
Clean Diesel berarti filter tidak terukur bekerja melakukan penyaringan bahan bakar, hasil pengukuran sebelum penyaringan terukur bersih dan sesudah penyaringan terukur bersih.
Indikasi filter media melakukan penyaringan inisial pressure di range 0.
02 bar dan apabila inisial pressure lebih rendah dari nilai ini kemungkinan filter media bocor.
HASIL PENELITIAN
Pengujian Sistem Pada bab berikut akan dijelaskan secara menyeluruh hasil dari rancangan penelitian seperti yang dijelaskan pada bab sebelumnya.
Mulai dari bentuk implementasi alat maupun semua data pengujian yang sudah dilakukan, yang kemudian juga akan dianalisis agar mendapatkan kesimpulan dari hasil penelitian yang sudah dilakukan.
Pengujian Filter Media Tabel 6 Hasil Pengetesan Filter Media Pengujian ini mengunakan bahan bakar diesel bersih dilakukan bertujuan untuk mengetahui inisial tekanan awal atau inisial pressure yang di hasil kan dari dorongan fuel pump dengan mengunakan filter media EN-FT001 dan berapa lama waktu di butuhkan untuk mengalirkan satu liter bahan bakar diesel.
Hasil pengujian mendapatkan inisial pressure 0.
01 sampai 0.
02 bar dan waktu yang di butuhkan untuk mengalirkan 1 liter bahan bakar diesel kualitas bersih 13-13.
5 menit.
Pengujian Kualitas Fuel Diesel
128 | JTRM
Alat Pengukur Kualitas Bahan Bakar Diesel Dan Kinerja Filter Elemen Tabel 7 Pengujian Kualitas Fuel Diesel Pemgujian ini mengunakan 3 jenis kualitas dari bahan bakar diesel yang sudah di uji di lap untuk kondisi kualitas ke bersihannya Au ISO cleanlinessAu yang bertujuan untuk menemukan parameter pressure dan waktu untuk mendefinisikan kualitas fuel yang akan di ukur.
Dalam pengujian ini maksimum pressure 3 bar dengan alasan fuel pump bekerja baik di nilai tersebut.
Hasil pengujian dengan maksimum pressure 0.
3 bar untuk bahan bakar kualitas kotor waktu blocking maksimum 13 menit dengan flowrate pump constant 75 ml/m.
Pengujian Perfomance filter element Tabel 8 Pengujian Kualitas Fuel Diesel Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui alat bisa berjalan sesuai tuntutan fungsinya, mampu untuk megukur kualitas bahan bakar diesel dan mengukur performance filter elemen.
Hasil pengujian ini menunjukan alat bekerja dengan baik, fuel pump, pressure transmitter dan filter media bisa bekerja dengan baik, modul kontrol dapat megolah dan menginformasikan tampilan muka yang baik untuk membaca informasi yang di tampilkan.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisa dari hasil penelitian yang sudah di lakukan, didapat beberapa kesimpulan di antaranya sebagai berikut Modul dapat melakukan fungsinya untuk mengukur kualitas bahan bakar dan mengidentifikasi kondisi awal filter element yang di gunakan dalam proses menyaringan bahan bakar diesel 129 | JTRM Iwan Syah Putra.
Nama Gun Gun Maulana.
Hadi Supriyanto Pengunaan filter test dan pressure transmitter sebagai modul ukur .
PLC dan HMI sebagai modul control dapat memenuhi tugas dan tuntutan perancangan mejadi alat mengidentifikasi kualitas bahan bahar diesel dan performance filter element
Proses pengukuran kualitas bahan bakar diesel kurang dari 15 Menit dan hasil pengukuran di tampilkan langsung di layar HMI yang di baca langsung oleh pemakai, ini lebih cepat dari pengukuran lab yang membutuhkan waktu waktu lebih dari 1 hari Ukuran modul ukur dan modul kontrol yang kecil memudahkan mobiltas penguna, dan pengukuran bisa dilakukan di lokasi, menjadi nilai tambah lebih REFERENSI