Studi kasus integratif: kelistrikan washer-extractor

Di sebuah laundry komersial yang beroperasi tiga giliran kerja, seorang teknisi dipanggil pukul dua dini hari karena washer-extractor 25 kg tiba-tiba berhenti saat tahap peras. Lampu indikator gangguan menyala, layar mesin menampilkan kode kesalahan, dan drum masih penuh linen basah. Mesin ini menggabungkan suplai tiga fasa, penggerak frekuensi variabel (VFD), pemanas listrik, sirkit kendali 24 V DC, serangkaian sensor, dan fungsi keselamatan dalam satu rangka logam yang bergetar di ruang basah. Ketika satu elemen gagal, dampaknya menjalar ke elemen lain dengan cara yang tidak selalu langsung terbaca dari kode gangguan. Pertanyaan pertamanya: rantai mana yang putus, dan amankah membuka pintu atau panel sekarang?

Bab-bab rak ini masing-masing membahas satu topik. Di sini semuanya bertemu pada satu mesin yang dikenal pembaca rak Laundry, sehingga terlihat bagaimana keputusan pada satu komponen mengubah komponen lain: tipe RCD ditentukan penyearah VFD, waktu buka pintu ditentukan waktu henti bila pengereman gagal, dan kode gangguan VFD menentukan bagian mana yang boleh disentuh. Bab studi kasus instalasi laundry berhenti di terminal masuk mesin; bab washer-extractor pada rak Laundry membahas mesin dari sisi proses cuci. Bab ini menjembatani keduanya dari sisi listrik.

Batas pembahasan

Pembahasan dibatasi pada kelistrikan satu washer-extractor bersuspensi (soft-mount) dengan VFD tiga fasa dan pemanas listrik, dari PHB area cuci sampai sensor dan aktuator. PUIL 2020 berlaku untuk instalasi yang menyuplai mesin, tetapi Bagian 1, 11.3 k) menyatakan PUIL tidak berlaku untuk peralatan listrik pada mesin; di dalam mesin acuannya IEC 60204-1:2016+AMD1:2021. Proses cuci, kimia, mekanik bantalan, dan program PLC tidak diulang. Data mesin pada tabel berikut adalah ilustrasi yang disatukan dari contoh bab rak ini (asalnya dicatat di peta sumber); mesin nyata mengikuti manual dan diagram pabrikannya, tanpa merek. Kode referensi mengikuti IEC 81346-2:2019 dengan konvensi rak: -Q sakelar, kontaktor, dan katup; -F MCB dan RCD; -K relai, modul keselamatan, dan PLC; -B sensor dan sakelar posisi; -T VFD, trafo, dan catu; -W kabel; -E pemanas.

Suplai, pemisah lokal, RCD, dan kabel ke mesin

Washer-extractor beroperasi sebagai beban campuran: pemanas resistif, motor ber-VFD, dan sirkit kendali elektronik. Instalasi laundry lazim berbentuk TN-C-S dengan PEN dipisah di PHB utama, sehingga dari PHB area cuci ke hilir N dan PE berjalan terpisah dan tidak boleh disatukan lagi (411.4.3). Karena PHB area cuci tidak tampak dari mesin dan area teromol pencuci tergolong ruang lembab dan basah (Tabel 790.28), mesin diberi pemisah lokal -Q11 yang dapat dikunci di dinding dekatnya (5100.5.8.4.2, 790.6.1.1). Pemisah itu memutus L1, L2, L3, dan N. Pada hilir TN-C-S netral tidak wajib diputus, tetapi mesin memakai netral untuk sebagian sirkit 230 V, sehingga bab isolasi memilih empat kutub dengan netral yang menutup lebih dulu dan membuka paling akhir.

RCD tipe B dipilih karena VFD yang disuplai tiga fasa dapat menghasilkan arus gangguan searah halus yang tidak dijamin terdeteksi tipe AC, A, atau F; arus searah semacam itu juga dapat memagnetisasi inti RCD bertipe lebih rendah sehingga RCD itu terbutakan. Tipe F hanya memadai untuk VFD yang disuplai satu fasa. RCD 30 mA di sini adalah proteksi tambahan (415.1.1), bukan pengganti pemutusan otomatis oleh MCB. Mesin magun tidak termasuk rumusan kotak kontak 411.3.3, tetapi di ruang basah RCD 30 mA per mesin tetap disarankan. Arus konduktor proteksi normal dari filter EMC dan kapasitansi kabel motor dibandingkan dengan 30 % $I_{\Delta\text{n}}$, yaitu 9 mA untuk RCD 30 mA, sebelum RCD dipasang, bukan sesudah RCD trip.

Arus masukan VFD diambil dari lembar data, bukan dihitung dari daya poros motor, karena faktor daya motor tidak berlaku di sisi masuk: penyearah menarik arus berdenyut dengan faktor daya pergeseran mendekati 1. Kabel tetap -W11 berakhir di selungkup -Q11, lalu kabel fleksibel -W12 yang pendek melintas ke terminal mesin (2.6.4.1 f). Kabel fleksibel dipilih karena rangka bersuspensi bergerak saat peras; di lantai yang basah dan terkena deterjen pilihannya kabel karet berselubung karet NSHou, bukan kabel kaku NYY. Hitungannya ada pada contoh kerja.

Panel mesin: pengaman, kontaktor pemanas, VFD drum, dan catu kendali

Sakelar utama mesin -Q3 memberi titik pemutus pada mesin sendiri menurut IEC 60204-1, sedangkan -Q11 menjadi titik isolasi instalasi yang juga mematikan kabel -W12. Di hilir -Q3 ada dua kelompok beban utama. Kelompok pertama adalah sirkit pemanas: kontaktor -Q2 menyambung dan memutus elemen -E1 atas perintah PLC. Kontaktor dipilih dengan kategori pemakaian AC-1 karena bebannya resistif. Pembatas suhu -B3 dengan reset manual disambung seri dengan koil -Q2, bukan hanya ke masukan PLC, dan bab uji pra-energi menemukan tepat kesalahan pengawatan itu.

Kelompok kedua adalah VFD -T1 yang mencatu motor drum -M1. Kontaktor jaringan -Q1 berada di hulu VFD; di sisi keluaran VFD tidak boleh ada kontaktor yang membuka atau menutup saat inverter memodulasi. Pengaman sisi masuk VFD berupa sekering atau MCB menurut manual VFD. Kurva C lazim karena pengisian kapasitor tautan DC menarik lonjakan singkat saat energisasi, sedangkan motor sendiri diasut VFD secara bertahap tanpa arus asut langsung.

Catu kendali disusun seperti pada bab uji pra-energi. Trafo kendali -T2 400/230 V dilindungi MCB kurva B 2 A -F3, dan catu 24 V DC -T3 mencatu PLC -K3, sensor, dan koil 24 V. Kutub 0 V dibumikan di satu titik, dan pengaman cabang 24 V harus dapat diputus oleh arus hubung singkat yang benar-benar diberikan catu mode sakelar. Semua sirkit ini disuplai dari sisi hilir -Q11 dan -Q3, sehingga pemisah yang dikunci mematikan seluruh panel. Bila ada sumber luar yang tetap masuk ke panel, misalnya sinyal dispenser dari catu dispenser sendiri, sumber itu diberi label dan diisolasi terpisah.

Motor drum dan VFD: asut, putaran cuci, peras, dan pengereman

Motor drum -M1 dikendalikan sepenuhnya oleh VFD -T1; tidak ada asut langsung (direct-on-line) maupun asut bintang-segitiga. PLC memberi dua perintah diskret, cuci dan peras, yang di VFD memilih dua kecepatan tetap. Kecepatan drum sama dengan kecepatan motor dibagi perbandingan sabuk $i$:

$$n_\text{drum} = \frac{n_\text{motor}}{i}, \qquad n_\text{motor} = 1{,}8 \times 800 = 1\,440\ \text{rpm pada 50 Hz}$$

Putaran cuci harus di bawah kecepatan kritis drum agar linen terangkat lalu jatuh, dalam orde puluhan rpm seperti diuraikan bab washer-extractor rak Laundry. Drum 40 rpm (ilustrasi) berarti motor sekitar 72 rpm, sehingga VFD bekerja hanya beberapa hertz dengan torsi cukup besar selama bermenit-menit. Pada kecepatan itu kipas motor berpendingin sendiri hampir tidak mendinginkan, sehingga proteksi termal elektronik VFD disetel dari arus pelat nama dan termistor belitan menjadi pembaca suhu langsung.

Pengereman menjadi beban listrik terbesar saat mesin berhenti dari peras. Energi kinetik drum dikembalikan motor ke tautan DC; karena penyearah dioda tidak mengembalikannya ke jaringan, pemotong rem (chopper) menyambungkan resistor -R1 ketika tegangan tautan DC melampaui ambang, sehingga energi menjadi panas. Cara ini disebut pengereman dinamis; pengereman regeneratif memerlukan penyearah aktif. Dengan data drum:

$$E_\text{k} = \tfrac{1}{2}\,J\,\omega^2 = \tfrac{1}{2} \times 6{,}0 \times \left(\frac{2\pi \times 800}{60}\right)^2 = 21{,}1\ \text{kJ}$$

Dengan torsi pengereman 60 N·m di poros drum, drum berhenti dalam 7,4 s, resistor menerima 18,6 kJ dengan puncak 5,0 kW, dan resistor 82 Ω memenuhi batas $R \le 97$ Ω dari bab VFD parameter. Tanpa -R1 yang sehat, VFD trip tegangan lebih dan drum meluncur bebas sampai sekitar 62,8 s.

Kabel dari VFD ke motor berupa kabel simetris berpelindung dengan terminasi 360° di kedua ujung, sesuai anjuran PUIL 2020 444.4.2 f) dan bab instalasi VFD. Pelindung yang benar mengembalikan arus pengisian kapasitansi kabel ke VFD, sehingga arus itu tidak berkeliling lewat rangka mesin, RCD, dan pelindung kabel sensor. Pelindung yang salah sering tampak sebagai sinyal 4–20 mA yang berayun dan RCD yang trip.

Kunci pintu dan fungsi keselamatan

Kunci pintu adalah fungsi keselamatan yang paling terlihat pada washer-extractor. ISO 10472-2 mensyaratkan pintu drum terkunci sehingga tidak dapat dibuka selama drum berputar. Ada dua fungsi yang berbeda. Izin jalan: drum hanya boleh berputar bila pintu tertutup dan terkunci, dibaca dua kanal dari sakelar kunci pintu -B1. Izin buka: pintu hanya boleh dibuka setelah drum terbukti diam dan bak kosong. Kedua fungsi diproses modul keselamatan -K4, bukan PLC standar, karena kegagalan masukan, CPU, atau program pada PLC standar dapat meniadakan fungsi tanpa terlihat.

Frekuensi keluaran nol atau sinyal "zero speed" dari VFD tidak membuktikan drum diam: setelah trip atau saat fungsi safe torque off (STO) aktif, keluaran nol sementara drum masih meluncur. Karena itu -K4 membaca sensor putaran drum -B4 dan sakelar bak kosong -B2, dan bab uji pra-energi menambahkan pewaktu keselamatan 120 s sebagai batas bawah. Pewaktu itu diperiksa dengan rumus bab tersebut dan $t_\text{d}$ terukur 10,2 s, $t_\text{kunci} \ge 1{,}3\,(t_\text{d} + t_\text{henti,0}) = 1{,}3 \times (10{,}2 + 62{,}8) = 94{,}9$ s, sehingga 120 s memenuhi. Kunci pintu yang terkunci oleh pegas tetap menahan pintu saat listrik padam di tengah peras.

Tingkat kinerja yang diperlukan untuk fungsi ini ditetapkan dari penilaian risiko menurut ISO 13849-1:2023, dan arsitekturnya, misalnya dua kanal dengan pemantauan, dibahas pada bab keselamatan fungsional mesin. Pada kategori 3, satu kegagalan tidak menghilangkan fungsi keselamatan dan kegagalan itu dideteksi bila dapat dilakukan secara wajar; kanal yang berpindah tidak serempak di luar toleransi waktu menjadi tanda diagnostik bagi -K4. Mesin dengan kunci pintu yang dijembatani tidak dioperasikan dalam keadaan apa pun.

Sensor: level, suhu, ketidakseimbangan, dan posisi pintu

Sensor memberi umpan balik kepada PLC untuk kendali proses dan kepada -K4 untuk keselamatan. Banyak kode kesalahan berasal dari sinyal sensor, bukan dari komponen daya.

Level hidrostatik membaca kolom air di bak, bukan air di dalam kain, dan larutan yang lebih pekat atau busa menggeser pembacaan. Pt100 berubah sekitar 0,38–0,39 Ω per kelvin, sehingga resistansi kawat dan terminal yang berkarat pada sambungan dua kawat terbaca sebagai suhu lebih tinggi. Kabel sensor analog memakai pelindung yang dibumikan di satu ujung, biasanya di panel, karena aturan satu ujung berlaku untuk loop frekuensi rendah; kabel motor VFD justru diterminasi di kedua ujung. Sinyal 4–20 mA membedakan kabel putus dari nilai nol, dan sinyal 3,6 mA atau kurang serta 21 mA atau lebih adalah sinyal kegagalan menurut NAMUR NE 43; pembacaannya dibahas pada bab sensor proses.

Sensor ketidakseimbangan melindungi bantalan, suspensi, dan lantai. ISO 10472-2 meminta mesin dengan faktor G di atas 150 mendeteksi beban tidak seimbang lalu menurunkan putaran ke tingkat aman, dengan pengindra yang tahan terhadap upaya pintasan. Kontak sensor diskret yang dipakai untuk fungsi keselamatan dipilih NC atau dengan pemantauan, supaya kabel putus menghasilkan keadaan aman, seperti dibahas pada bab sensor diskret.

Katup air, katup buang, dan sinyal dispenser

Katup air panas -Q4 dan katup air dingin -Q5 adalah katup solenoid normally closed (NC): tanpa tegangan, katup tertutup. Ini posisi gagal aman: bila catu 24 V hilang, katup tidak membuka dan bak tidak terisi. Katup buang -Q6 pada sebagian mesin berjenis normally open (NO), sehingga padam listrik membuang air dan bak kosong sebelum pintu dibuka. Katup masuk kerja pilot memerlukan tekanan diferensial minimum; tekanan air yang rendah membuat katup tidak membuka walaupun koil sehat, gejala yang sering disangka koil putus.

Koil katup adalah beban induktif. Saat arusnya diputus, energi magnet tersimpan menimbulkan lonjakan tegangan yang dapat merusak kontak relai atau transistor keluaran PLC. Untuk koil DC dipasang dioda peredam paralel dengan koil, untuk koil AC jaringan RC atau varistor; peredam yang tidak ada membuat kontak berbusur kecil setiap pemutusan, permukaannya terkikis, lalu kontak lengket atau gagal membuka.

Pompa bahan kimia umumnya berada di dispenser peristaltik terpisah. Mesin hanya mengirim sinyal pemicu per tahap, berupa tegangan 24 V DC atau AC atau kontak kering, dan masukan dispenser lazimnya dipisahkan secara listrik lewat optocoupler. Kabel sinyal itu dapat tetap bertegangan walaupun dispenser sudah dicabut, sehingga mesin dan dispenser keduanya diisolasi sebelum terminal sinyal dibuka. Pompa yang berputar tanpa mengalirkan cairan karena selang lelah atau katup kaki tersumbat dibuktikan dengan verifikasi volume, bukan arus motor pompa.

Contoh kerja: memeriksa rantai suplai mesin dari PHB sampai terminal

Data (ilustrasi). Mesin pada tabel data. PHB area cuci berjarak 20 m jalur kabel; susut tegangan dari terminal pelanggan sampai PHB itu 1,5 %. Kabel tetap berjalan sendiri di rak berlubang dengan suhu udara 40 °C. Lembar data mesin menyatakan arus konduktor proteksi 4,0 mA. Rumus susut dan tabel KHA sama dengan bab pemasangan lapangan mesin.

Langkah 1: arus beban per fasa. Alasan: pemisah dan kabel dinilai dari fasa terberat saat beban penuh (5100.5.8.3.4). Arus pemanas segitiga $I_\text{E} = 12\,000/(\sqrt{3} \times 400) = 17{,}3$ A, arus masukan VFD 11 A, dan sirkit kendali sekitar 0,5 A pada L1, seperti pada bab isolasi:

$$I_\text{B,L1} = 11 + 17{,}3 + 0{,}5 = 28{,}8\ \text{A}$$

Langkah 2: pengaman dan kabel tetap -W11. Alasan: $I_\text{B} \le I_\text{n} \le I_\text{Z}$ (433.1). MCB 32 A memenuhi $28{,}8 \le 32$ A. Untuk NYY 5 × 6 mm² metode E, Tabel B.52.10 memberi 43 A dan faktor suhu 40 °C 0,87:

$$I_\text{Z} = 43 \times 0{,}87 = 37{,}4\ \text{A} \ge 32\ \text{A}$$

Bila kabel ini berbagi rak dengan tiga kabel lain seperti pada bab studi kasus instalasi ($f_\text{g} = 0{,}77$), $I_\text{Z}$ turun ke 28,8 A dan gagal, sehingga dipakai 10 mm².

Langkah 3: kabel fleksibel -W12. Alasan: 2.6.4.1 f) meminta KHA kabel fleksibel tidak kurang dari arus pengenal pengaman sirkit dan panjang di bawah 2,5 m. NSHou 6 mm² pada pita suhu 40–45 °C memberi $44 \times 0{,}69 = 30{,}4$ A, kurang dari 32 A. NSHou 10 mm² memberi $61 \times 0{,}69 = 42{,}1$ A, jadi dipilih 5 × 10 mm², sama dengan bab pemasangan lapangan.

Langkah 4: susut tegangan. Alasan: batas 4 % dari terminal pelanggan (2.2.3.1), dihitung kumulatif. Dengan $\cos\varphi = 0{,}95$ karena pemanas dominan:

$$u = \left(\rho_1\frac{L}{S}\cos\varphi + x\,L\sin\varphi\right)I_\text{B}, \qquad u_\text{W11} = \left(0{,}0225 \times \frac{20}{6} \times 0{,}95 + 0{,}08 \times 10^{-3} \times 20 \times 0{,}312\right) \times 28{,}8 = 2{,}07\ \text{V}$$

Nilai itu 0,90 % dari 230 V; -W12 menambah 0,11 V atau 0,05 %. Jumlahnya $1{,}5 + 0{,}90 + 0{,}05 = 2{,}45$ %, di bawah 4 %.

Langkah 5: pemisah dan RCD. Alasan: pemisah untuk motor bersama beban lain berkemampuan sekurang-kurangnya 115 % jumlah arus beban penuh dan tidak di bawah pengaman hulu. $1{,}15 \times 28{,}8 = 33{,}1$ A, sehingga -Q11 40 A pada AC-23B 400 V, empat kutub, sama dengan hasil bab isolasi. RCD -F21 bertipe B, 30 mA, dengan arus pengenal 40 A agar tidak di bawah MCB. Arus konduktor proteksi 4,0 mA berada di bawah 9 mA.

Langkah 6: pemutusan otomatis. Alasan: sirkit akhir sampai 32 A pada TN harus putus dalam 0,4 s (411.3.2.2), sehingga $Z_\text{s} \le U_0/I_\text{a}$ dengan $I_\text{a} = 10 \times 32 = 320$ A untuk kurva C. Komisioning mesin yang sama pada bab uji pra-energi mengukur 0,52 Ω di terminal masuk; setelah koreksi suhu kabel sekitar 0,55 Ω, di bawah $230/320 = 0{,}72$ Ω. RCD 30 mA menjadi lapisan tambahan di atas syarat ini.

Kesimpulan. Kabel 6 mm² lolos hanya karena berjalan sendiri, dan kabel fleksibel ditentukan bahan insulasinya.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai data mesin dan rumus bab ini; angka yang bukan dari sumber ditandai angka latihan. Setiap pengukuran resistansi dilakukan setelah LOTO dan verifikasi bebas tegangan.

Contoh 1: Pt100 dua kawat di laundry hotel. PLC menampilkan 60 °C, sedangkan termometer acuan di bak membaca 56 °C. Setelah isolasi, resistansi bolak-balik kawat dan terminal -B5 yang berkarat terukur 1,5 Ω (angka latihan). Dengan kepekaan 0,38 sampai 0,39 Ω per kelvin:

$$\Delta t = \frac{1{,}5}{0{,}39} \text{ sampai } \frac{1{,}5}{0{,}38} = 3{,}8 \text{ sampai } 3{,}9\ \text{K}$$

Selisih itu menjelaskan hampir seluruh 4 °C: air sebenarnya lebih dingin daripada tampilan, sehingga -Q2 memutus pemanas terlalu awal. Terminal dibersihkan, lalu -B5 dibandingkan ulang dengan termometer acuan.

Contoh 2: mesin kedua pada -F21. Laundry hotel ingin menyambung mesin kedua yang sama ke -F21. Arus konduktor proteksinya $2 \times 4{,}0 = 8{,}0$ mA, masih di bawah 9 mA dengan sisa 1 mA. Arus fasa terberat dapat mencapai $2 \times 28{,}8 = 57{,}6$ A, di atas MCB 32 A dan RCD 40 A, dan trip satu mesin memadamkan keduanya. Mesin kedua mendapat sirkit, pemisah, dan RCD tipe B sendiri.

Contoh 3: air lambat panas karena pasokan air panas. Bak 100 L biasanya diisi lewat -Q4 dengan air 45 °C dari sistem air panas hotel (angka latihan), lalu dipanaskan ke 60 °C:

$$E = 100 \times 4{,}186 \times 15 = 6{,}28\ \text{MJ}, \qquad t = \frac{6{,}28 \times 10^6}{12\,000} = 523\ \text{s} \approx 8{,}7\ \text{menit}$$

Bila pasokan itu dingin (25 °C), pemanasan memerlukan 20 menit dengan ketiga arus fasa tetap 17,3 A. Arus yang normal mengalihkan diagnosis kasus 3 di bagian berikut dari -E1 dan -Q2 ke pasokan air panas.

Contoh 4: tren resistansi isolasi motor. Uji 12 bulan dengan motor dilepas dari -T1 memberi 180 MΩ, sedangkan catatan tahun lalu pada suhu sebanding 400 MΩ (angka latihan). Karena $180/400 = 45$ %, di bawah pemicu 50 % pada tabel pemeliharaan, kelembapan, kotoran, dan belitan diselidiki walaupun angkanya masih besar.

Diagnosis: tiga kasus gangguan lintas modul

Setiap kasus melibatkan lebih dari satu subsistem, dan gejala yang sama dapat berasal dari penyebab berbeda; hanya uji pembeda yang memisahkan hipotesis, sesuai metode bab diagnosis. Pengukuran bertegangan dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai (CAT III di panel mesin) dan APD; pengukuran lain setelah LOTO dan verifikasi bebas tegangan.

Pada kasus 1 teknisi kadang menemukan RCD tipe A lalu menganggapnya penyebab. Tipe yang salah tidak menjelaskan trip; tipe A justru dapat gagal memutus gangguan searah halus, jadi temuan itu dikoreksi apa pun hasil ujinya. Kasus 2 punya akibat lintas modul: setelah trip, drum meluncur sampai sekitar 62,8 s, dan pintu tetap terkunci karena -K4 membaca -B4, bukan frekuensi VFD.

Kasus 3 dapat diuji dengan angka. Setiap elemen 4 kW pada 400 V beresistansi $400^2/4\,000 = 40$ Ω dan mengalirkan 10 A. Bila elemen antara L1 dan L2 putus, arus lin menjadi 10 A di L1, 10 A di L2, dan tetap 17,3 A di L3, dan daya turun ke 8 kW. Pada 100 L air dari 25 °C ke 60 °C, energi $100 \times 4{,}186 \times 35 = 14{,}7$ MJ memerlukan 20 menit pada 12 kW dan 31 menit pada 8 kW, sesuai gejala. Tanpa tegangan, resistansi tiap pasangan terminal sehat $40 \parallel 80 = 26{,}7$ Ω (Bab 1); dengan satu elemen putus terbaca 80, 40, dan 40 Ω. Kutub -Q2 yang tidak menyambung memberi 0, 15, dan 15 A (6 kW, waktu dua kali lipat). Bila arus ketiga fasa 17,3 A dan suhu PLC lebih rendah daripada termometer acuan, hipotesis c menguat.

Pemeliharaan listrik mesin

Interval mengikuti kategori kekritisan A untuk washer-extractor ber-VFD pada bab pemeliharaan listrik terencana; interval khas mesin diambil dari manual.

Kondisi berhenti

Kondisi berhenti bab-bab terkait tetap berlaku. Untuk mesin ini, pekerjaan dihentikan atau mesin tidak dioperasikan bila:

1. Panel mesin, kotak terminal motor, atau terminal -R1 akan dibuka sebelum -Q11 dan -Q3 dikunci, 300 s ditunggu, dan tegangan tautan DC terukur di bawah 60 V oleh personel kompeten dengan alat CAT III yang berating DC sesuai.
2. Kunci pintu, sensor putaran -B4, sakelar bak kosong -B2, pembatas suhu -B3, atau sensor ketidakseimbangan -B7 dijembatani, dilepas, atau tidak berfungsi, atau pintu dapat dibuka saat drum berputar atau bak berisi air.
3. RCD -F21 bukan tipe B, gagal uji tombol atau uji alat, atau trip berulang ditangani dengan tipe atau sensitivitas lebih rendah tanpa data arus konduktor proteksi.
4. Trip tegangan lebih berulang saat berhenti, atau -R1 berubah warna, retak, atau panas tidak wajar; setelah trip, drum dianggap berputar sampai -K4 menyatakan diam.
5. Lantai tergenang, -W12 terjepit atau selubungnya rusak, atau air masuk ke panel.
6. Arus pemanas, arus bocor, atau tegangan akan diukur pada bagian bertegangan tanpa personel kompeten, alat berkategori ukur sesuai, dan APD.

Salah tafsir yang sering terjadi

"RCD trip berarti tipenya salah; pasang tipe B lalu selesai." Trip menandakan arus sisa melewati ambang, dari jumlah arus bocor normal atau dari isolasi yang melemah. Tipe B wajib karena VFD tiga fasa, tetapi penyebab trip tetap harus diukur.

"Tegangan lebih tautan DC berarti tegangan jaringan tinggi." Trip tegangan lebih saat berhenti paling sering disebabkan energi pengereman yang tidak terserap. Memeriksa tegangan jaringan saja tidak menemukan akar sebabnya.

"Suhu aneh berarti sensor rusak." Kabel putus, terminal berkarat, konfigurasi RTD atau NTC yang tertukar, dan arah sinyal kegagalan transmiter memberi gejala serupa. Resistansi -B5 dan kabelnya dibandingkan dengan termometer acuan sebelum sensor diganti.

Hubungan dengan bab lain

Bab ini merangkai Bab 1 · Keselamatan, Bab 2 · Keselamatan, dan Bab 52; bab studi kasus instalasi, isolasi, RCD, pemasangan lapangan, dan ruang basah; bab stop darurat, pengereman, dan tiga bab VFD; catu 24 V pada bab relai pintar dan PLC; sensor diskret dan sensor proses; elemen kendali akhir; serta uji pra-energi, kerja aman, uji isolasi, alat ukur, diagnosis, dan pemeliharaan. Bab 2 memberi dasar sensor dan relai. Kunci pintu dirinci pada bab keselamatan fungsional mesin, proses cuci pada bab washer-extractor rak Laundry, dan sinyal pemicu pada bab dispenser peristaltik rak Laundry.

Bab 33 · Laundry melanjutkan diagnosis bab ini dari layar mesin: kode galat washer-extractor berkendali elektronik dibaca sebagai pemeriksaan kendali yang tidak terpenuhi, termasuk batas waktu isi, buang, dan panas serta sensor suhu dan level, lalu diuji dengan uji pembeda sebelum komponen diganti. Bab itu juga memuat peringatan satu manual servis tentang tegangan sisa kendali motor: komponennya berbeda potensial sekitar 300 V terhadap bumi pelindung dan netral, dan tetap bertegangan 30 sampai 60 detik setelah daya diputus dan motor berhenti. Angka itu berbeda dengan label "tunggu 5 menit" pada VFD contoh bab ini, sehingga waktu tunggu selalu dibaca dari perangkat yang terpasang, dan bebas tegangan tetap dibuktikan dengan pengukuran.

Latihan dan pembahasan

1. [Hitung] Pengaman cabang pemanas -E1 di dalam mesin dipilih dari 16 A, 20 A, dan 25 A. Konduktor cabangnya ber-KHA 24 A (ilustrasi). Hitung arus elemen dan arus lin, lalu pilih pengamannya.
2. [Hitung] -W11 diperpanjang menjadi 35 m dengan data lain sama dengan contoh kerja. Hitung susut kumulatif sampai terminal mesin dan bandingkan dengan 4 %.
3. [Transfer] Lembar data varian mesin menyatakan arus konduktor proteksi 28 mA (ilustrasi). Dapatkah varian itu dipasang pada -F21 tipe B 30 mA? Apa pilihan yang sah?
4. [Tafsir] Pagi hari PLC menampilkan suhu air pada batas atas skala, 150 °C, padahal bak baru terisi air dingin, dan -Q2 tidak menarik. Mengapa -Q2 tidak menarik, dan apa langkah diagnosis pertama?
5. [Hitung dan keselamatan] Teknisi ingin mengganti -R1 yang retak. Ia membuka -Q11 lalu membuka penutup VFD 30 s kemudian. Hitung tegangan tautan DC keadaan terburuk pada saat itu dan jelaskan prosedur yang benar.
6. [Integratif] $t_\text{dec}$ diperpanjang menjadi 12 s supaya daya puncak -R1 turun, dan uji padam dengan muatan penuh mengukur drum meluncur 70 s. Hitung tunda pelepasan daya kategori 1 dengan margin 30 %, lalu periksa pewaktu kunci 120 s.

Kunci jawaban beralasan

1. Arus elemen $4\,000/400 = 10$ A dan arus lin $\sqrt{3} \times 10 = 17{,}3$ A. Syarat $17{,}3 \le I_\text{n} \le 24$ A menolak 16 A karena di bawah arus beban dan 25 A karena di atas KHA, sehingga dipilih 20 A. Faktor pengali 1,25 terhadap arus beban bukan syarat; yang dipakai koordinasi $I_\text{B} \le I_\text{n} \le I_\text{Z}$, prinsip 433.1 yang di dalam mesin diterapkan lewat IEC 60204-1.
2. $u = (0{,}0225 \times 35/6 \times 0{,}95 + 0{,}08 \times 10^{-3} \times 35 \times 0{,}312) \times 28{,}8 = 3{,}62$ V atau 1,57 %. Kumulatif $1{,}5 + 1{,}57 + 0{,}05 = 3{,}12$ %, masih di bawah 4 %.
3. Tidak. 28 mA jauh di atas 9 mA dan berada di pita 15–30 mA tempat RCD 30 mA boleh memutus, sehingga trip tak diinginkan hampir pasti. Arus di atas 10 mA juga menuntut konduktor proteksi diperkuat, sesuai butir g) daftar uji pada bab uji pra-energi. Pilihan pertama adalah varian atau filter berarus bocor rendah supaya RCD 30 mA per mesin tetap terpasang di ruang basah. RCD tipe B 100 mA (batas 30 mA) hanya sah sebagai keputusan rancangan terdokumentasi sebelum pemasangan, karena mesin magun tidak termasuk 411.3.3; proteksi tambahan 415.1.1 hilang dan marginnya tipis, jadi bukan jawaban atas trip berulang. RCD tipe A atau penjembatanan RCD bukan pilihan.
4. -Q2 tidak menarik karena program menolak pemanasan saat sensor tidak sah; itu perilaku yang benar, bukan gangguan kedua. Batas atas skala pada modul RTD yang tersambung langsung biasanya berarti rangkaian Pt100 terbuka; bila memakai transmiter, arah tampilan bergantung pada arah sinyal kegagalan yang disetel. Langkah pertama: baca status diagnostik modul atau arus loop, lalu setelah isolasi ukur resistansi di terminal modul. Nilai sekitar 108 Ω pada 20 °C berarti sensor dan kabel sehat dan konfigurasi perlu diperiksa; nilai sangat tinggi berarti rangkaian terbuka.
5. $U_0 = \sqrt{2} \times 440 = 622$ V, $\tau = 100 \times 10^{3} \times 470 \times 10^{-6} = 47$ s, dan $u(30\ \text{s}) = 622\,e^{-30/47} = 329$ V: berbahaya. Terminal -R1 tersambung ke tautan DC. Prosedur: -Q11 dan -Q3 dikunci dengan gembok pribadi, 300 s ditunggu (keadaan terburuk 60 V tercapai pada 110 s), alat CAT III dengan rating DC sesuai diuji pada sumber diketahui, tegangan DC+ ke DC−, DC ke PE, dan terminal -R1 diukur di bawah 60 V, lalu alat diuji ulang. Drum dipastikan diam sebelum panel mekanis disentuh.
6. $t_\text{d} \ge 1{,}3 \times 12 = 15{,}6$ s, dibulatkan 16 s. $t_\text{kunci} \ge 1{,}3 \times (16 + 70) = 111{,}8$ s, masih di bawah 120 s, tetapi marginnya tinggal 8 s. Pewaktu tidak menggantikan bukti diam dari -B4, dan setiap perubahan $t_\text{dec}$ menuntut uji ulang waktu henti dan kunci pintu.

Referensi