Kendali elektronik mesin pencuci piring: papan, sensor, urutan program, parameter, dan menu servis

Seorang teknisi mengganti papan kendali sebuah hood yang mati total di dapur hotel. Sesudah papan baru terpasang, mesin menyala, lampu tombolnya berkedip, tetapi tidak satu program pun dapat dijalankan. Ia mengira papan barunya cacat. Manual servis mesin itu menyebut dua hal yang ia lewatkan. Papan baru harus diisi nomor program yang sesuai dengan tipe mesinnya, karena satu papan dipakai untuk banyak tipe. Pada mesin yang boosternya bertekanan, pengisian awal booster juga harus diulang, dan pengisian itu hanya dianggap selesai bila berjalan tanpa terputus. Bila kap dibuka di tengahnya, semua program tetap terkunci.

Batas pembahasan

Bab ini membahas susunan masukan dan keluaran papan, keadaan mesin dan syarat peralihannya, cara papan membaca sensor, parameter dan tingkat aksesnya, menu servis, penggantian papan, dan operasi darurat tanpa papan. Konektor papan dan relai keluaran dipetakan di Bab 5 tentang kelistrikan dan logika kendali, dan kode alarm, nilai uji pemancar tekanan, serta pemeriksaan NTC dari nilai beta ada di Bab 6 tentang troubleshooting dan perbaikan. Prinsip sensor dan transmiter ada di Bab 60 · Kelistrikan & Kendali, pengendali terprogram di Bab 63 · Kelistrikan & Kendali tentang relai pintar dan PLC, dan beda interlock perangkat keras dan perangkat lunak di Bab 65 · Kelistrikan & Kendali tentang kendali motor dengan PLC.

Karena manual servis mesin ini bertanda untuk pemakaian internal, bab ini menjelaskan susunan dan kegunaan menunya tanpa menyalin kombinasi tombol untuk membukanya, begitu pula kode PIN yang tercantum di satu manual operator.

Susunan papan: masukan, pengolah, keluaran

Papan kendali (control board) mesin pencuci piring adalah pengendali terprogram kecil seperti di Bab 63 · Kelistrikan & Kendali: ia membaca masukan, menjalankan program, dan menyakelar keluaran. Bedanya, program dan setelannya ditentukan pabrikan dan hanya sebagian kecil yang terbuka bagi teknisi.

Masukan. Masukan papan terbagi menjadi tiga jenis:

Papan manual servis punya tiga LED yang dapat dibaca sebelum menu dibuka. LED pintu menyala bila kap tertutup dan padam bila terbuka. LED sensor impuls berkedip cepat bila sensor bekerja benar. LED prosesor berkedip bila papan bertegangan dan prosesornya berjalan, dan menyala tetap bila papan bertegangan tetapi prosesornya tidak berjalan.

Pengolah dan tampilan. Pada satu keluarga mesin, papan kendali dan papan tampilan adalah dua papan terpisah yang dihubungkan kabel tujuh urat.

Keluaran. Papan menyakelar beban kecil, yaitu pompa dan katup, secara langsung dan beban besar, yaitu dua pemanas, lewat kontaktor. Manual servis memberi alokasi relainya:

Diagram satu keluarga mesin lain menunjukkan hal yang sama: keluaran papan menarik kumparan kontaktor boiler dan tangki, dan termostat bimetal pengaman dipasang seri dengan kumparan itu. Susunan ini penting untuk keselamatan. Termostat pengaman memutus kontaktor tanpa bergantung pada perangkat lunak, sehingga papan yang macet dengan relai tertutup tidak dapat memanaskan elemen tanpa batas. Bab 65 · Kelistrikan & Kendali menjelaskan mengapa fungsi pengaman sebaiknya tidak hanya diserahkan kepada perangkat lunak.

Keadaan mesin dan peralihannya

Program mesin berpapan dapat dibaca sebagai deretan keadaan. Setiap keadaan punya tampilan sendiri, dan peralihan ke keadaan berikutnya terjadi bila syaratnya terpenuhi. Manual tidak menggambar diagram keadaan; tabel berikut disusun dari tampilan dan pesannya.

Tabel itu memperlihatkan tiga hal.

Pertama, membuka pintu menjeda keadaan apa pun, bukan hanya siklus cuci: pada satu keluarga mesin siklus berhenti sementara dan berlanjut saat pintu ditutup dengan benar, dan pada satu hood pengisian, pencucian, atau pengurasan terputus. Tetapi tidak semua keadaan aman untuk dijeda: satu manual memperingatkan bahwa membuka pintu saat pengurasan dapat membuat motor pompa buang terus berjalan dan terbakar, dan pencuci panci edisi 2021 melarang pintu dibuka selama pengisian tangki.

Kedua, beberapa mesin menjalankan siklus sendiri begitu pintu ditutup. Satu keluarga mesin menyebutnya siklus otomatis atau kontinu, yang diaktifkan dengan menahan tombol program 5 detik. Satu hood memulai program dengan menutup kap pada setelan standar. Manual servis memuat fungsi bernama mulai otomatis dan mulai dengan kap. Bagi teknisi, akibatnya penting: menutup kap untuk memeriksa sesuatu dapat menjalankan pompa dan semprotan.

Ketiga, keadaan hemat dan mati otomatis mengubah suhu tanpa ada gangguan: pencuci panci edisi 2021 menurunkan suhu pemanas ke 60 °C sesudah 10 menit tidak dipakai dengan kap terbuka, dan mematikan semua pemanas sesudah satu jam. Keluhan "mesin dingin waktu pagi" perlu diperiksa terhadap fungsi ini lebih dulu.

Syarat peralihan: level, suhu, dan waktu

Setiap peralihan bergantung pada satu dari tiga jenis syarat.

Level. Pengisian selesai bila sakelar tekanan atau pemancar tekanan menunjukkan level yang ditentukan. Pada manual servis, papan membaca tegangan pemancar dan memakai beberapa ambang, misalnya pada hood: pemanas tangki boleh menyala pada sekitar 0,65 V, tangki penuh dan mesin siap pada sekitar 0,90 V, dan selama mencuci pemanas tetap boleh menyala selama tegangan di atas 0,60 V.

Suhu. Ada dua tunggu suhu yang berbeda. Tunggu suhu bilas adalah perpanjangan fase cuci sampai booster atau boiler mencapai suhu bilas. Tunggu suhu tangki, yang hanya disebut pencuci panci edisi 2021, menahan pompa cuci sampai tangki mencapai suhu cuci. Dari sisi kendali, tunggu suhu bilas punya batas waktu: satu keluarga mesin menyelesaikan siklus dengan bilas dingin bila batas itu tercapai dan menampilkan AL 12. Nilai batasnya tidak disebut.

Waktu. Fase cuci berjalan selama waktu program, misalnya 60, 120, atau 180 detik pada satu keluarga mesin dan 2, 3, 4, atau 15 menit pada pencuci panci edisi 2021. Batas waktu juga menjaga setiap fase: pengisian boiler yang tidak selesai dalam 3 menit menimbulkan AL 01, dan pada pencuci panci, tangki pemecah yang belum penuh sesudah 5 menit menimbulkan alarm.

Satu syarat tambahan hanya disebut konveyor berkendali elektronik: mesin dapat diprogram supaya bisa dijalankan begitu level tangki dan boiler tercapai, yang merupakan setelan pabrik, atau baru sesudah suhunya tercapai. Pilihan ini diubah teknisi pabrikan. Dua mesin yang identik dapat berperilaku berbeda di pagi hari hanya karena setelan ini.

Cara papan membaca sensor

Papan tidak tahu level atau suhu; ia hanya tahu kontak tertutup atau terbuka, resistansi, tegangan, atau jumlah pulsa, lalu menafsirkannya. Karena itu, setiap gangguan sensor dapat muncul sebagai gejala proses: mesin terus mengisi, tidak pernah siap, atau terlalu panas.

Sakelar tekanan (pressure switch) adalah sakelar yang membaca tekanan udara di kantong udara yang terhubung ke tangki atau boiler. Satu keluarga mesin menulis setelannya sebagai pasangan angka, misalnya 80/60 mmH₂O, 90/56, dan 60/20-110/80; hanya pasangan pertama yang ditulis bersatuan, dan cara membacanya ada di Bab 3 tentang sistem air. Manual tidak menjelaskan arti kedua angka itu.

Pemancar tekanan (pressure transmitter) adalah sensor yang mengubah tekanan menjadi tegangan DC. Selang dari kantong udara ke pemancar harus menanjak di atas level tangki atau booster supaya kondensat dapat mengalir turun. Kondensat yang terjebak di selang menambah atau mengurangi tekanan yang terbaca, dan papan akan menganggap level berubah. Pemancar ini juga diawasi dalam jendela kewajaran (plausibility window), yaitu rentang sinyal yang dianggap masuk akal oleh papan: di luar 0,3 sampai 4,0 V, kendali mematikan mesin.

Sensor suhu tangki dan boiler satu keluarga mesin adalah NTC (negative temperature coefficient thermistor), resistor yang resistansinya turun bila suhunya naik, dengan nilai 10 kΩ pada 25 °C dan beta 3435. Papan dapat mengenali sensor putus (resistansi sangat tinggi) dan hubung singkat (resistansi sangat rendah), dan tabel alarm menyediakan kode untuk keduanya. Contoh 3 menghitung rentang resistansi yang wajar untuk suhu kerja mesin.

Sensor impuls. Manual servis memakai flowmeter berimpeler yang memberi 200 impuls per liter, dan LED sensor impuls di papan berkedip cepat bila sensor bekerja. Dengan menghitung pulsa, papan mengetahui volume air yang masuk tanpa sensor level. Sakelar impeler celah udara pada mesin yang sama adalah masukan kontak yang berbeda dari flowmeter ini.

Parameter dan siapa yang boleh mengubahnya

Manual membagi parameter menurut siapa yang boleh mengubahnya: parameter dosis dan kesadahan memengaruhi hasil cuci dan kerak, parameter suhu memengaruhi sanitasi, dan parameter tipe mesin memengaruhi semua ambang.

Fungsi sakelar manual servis memuat dua fungsi saling kunci: pemanas tangki dengan pompa deterjen, dan pemanas tangki dengan booster. Nama fungsi kedua menunjukkan bahwa pembagian beban antara pemanas tangki dan booster, yang dibahas di Bab 4 tentang sistem panas, pada mesin ini dilakukan oleh perangkat lunak dan dapat diaktifkan atau dimatikan. Manual tidak menjelaskan cara kerjanya. Mematikan fungsi itu pada suplai yang dirancang untuk pemanasan bergantian dapat membuat arus total melebihi kemampuan suplai. Fungsi sakelar tidak boleh diubah tanpa mengetahui suplai mesinnya.

Parameter dosis ditulis dalam detik, bukan mililiter. Satu keluarga mesin memberi laju pompanya: 1 detik sama dengan 0,825 mL deterjen dan 0,12 mL bahan bantu bilas. Manual servis memberi laju pompa deterjen 3,00 L/jam dan pompa bahan bantu bilas 0,40 L/jam, ditambah tabel yang menerjemahkan setiap waktu dosis menjadi konsentrasi dalam gram per liter air bilas. Bab 3 memakai angka-angka itu untuk menghitung dosis per siklus. Manual lain tidak memberi laju pompanya, sehingga waktu dosis di sana hanya dapat diterjemahkan ke volume dengan mengukur keluaran pompa, seperti di Contoh 6.

Menu servis: membaca masukan dan memaksa keluaran

Menu servis (service menu) adalah menu teknisi untuk membaca masukan dan memaksa keluaran papan. Pada manual servis, menu itu hanya dapat dibuka dengan mesin mati dan kap terbuka, dan berisi enam bagian.

1. Sinyal masukan. Setiap masukan yang aktif menyalakan LED-nya: sakelar kap, sakelar impeler, sakelar kekurangan garam, dan cadangan. Dua LED lain menandai bahwa probe suhu booster dan tangki, serta pemancar tekanan booster dan tangki, terbaca baik.
2. Kendali keluaran. Teknisi memilih satu relai, dan relai itu aktif selama tombol ditahan.
3. Pengisian awal booster. Mengulang pengisian awal, misalnya sesudah pemanas diganti pada mesin berbooster bertekanan.
4. Fungsi sakelar. Mengaktifkan atau mematikan fungsi seperti yang tercantum di tabel parameter, lalu menyimpannya.
5. Uji unit operasi. Menyalakan semua LED satu per satu.
6. Setelan suhu. Pada versi papan yang lebih baru, suhu tangki dan booster dapat dipilih dari beberapa tingkat.

Menu terpisah memilih nomor program sesuai tipe mesin dan, pada mesin berpelunak, menjalankan program uji pelunak sepuluh langkah: penggaraman, pembilasan ke saluran buang, dan pengisian ke booster, dengan jumlah pulsa katup dan jeda yang tetap.

Bagian pertama dan kedua bersama-sama memisahkan gangguan menjadi tiga tempat. Bila masukan tidak terbaca di menu, masalahnya ada di sensor, kabel, atau konektor masukan. Bila masukan terbaca tetapi beban tidak bekerja dalam operasi normal, uji keluarannya. Bila relai yang dipaksa membuat beban bekerja, jalur keluaran dan bebannya baik, dan yang perlu diperiksa adalah syarat program yang belum terpenuhi, misalnya level atau suhu. Bila relai yang dipaksa tidak membuat beban bekerja, ukur tegangan di konektor keluaran: ada tegangan berarti masalah di kabel atau beban, tidak ada tegangan berarti masalah di relai papan.

Memaksa keluaran membawa bahayanya sendiri. Relai pemanas yang dipaksa saat tangki atau booster kosong memanaskan elemen di udara. Pompa yang dipaksa saat tangki kosong berjalan kering. Pada beberapa mesin, pengaman level berada di jalur yang sama dengan relai dan tetap melindungi elemen, tetapi manual tidak menyatakan hal itu untuk menu servis. Sebelum memaksa relai pemanas atau pompa, pastikan tangki dan booster terisi.

Mesin lain punya menu yang lebih sempit, misalnya menu operator satu hood yang memuat hitungan siklus dan tingkat info hood lain. Hitungan siklus dan tingkat info berguna untuk laporan servis, karena memberi angka pemakaian yang tidak bergantung pada ingatan operator.

Mengganti papan dan menjaga setelan

Manual memberi beberapa syarat yang harus dipenuhi saat papan diganti.

• Nomor program. Satu papan dipakai untuk banyak tipe. Sesudah prosesor berjalan, nomor program yang benar harus dimuat, lalu diperiksa ulang. Nomor yang salah membuat papan memakai ambang level, suhu, dan keluaran tipe lain. Contoh 2 menunjukkan akibatnya.
• Versi perangkat lunak. Menu tipe mesin menampilkan versi perangkat lunak beberapa detik. Pengisian awal booster berlangsung selama waktu tetap pada revisi lama dan sampai level tangki atau booster tercapai pada revisi yang lebih baru, yang juga menambah nomor program dan menu suhu.
• Pengisian awal booster. Pada versi papan yang lebih baru, pengisian awal berjalan otomatis saat mesin pertama kali dinyalakan, dan tombol mulai berkedip setiap setengah detik. Penanda fungsi pengisian awal baru dihapus bila pengisian berjalan tanpa terputus oleh kap yang dibuka atau mesin yang dimatikan. Selama penanda itu belum dihapus, semua program terkunci.
• Letak pasang. Pada sebagian tipe, papan dipasang terbalik 180°.
• Setelan yang harus dicatat. Waktu dosis, kesadahan, suhu, fungsi sakelar, dan syarat mulai tersimpan di papan lama. Bila papan lama masih dapat dibaca, catat semuanya sebelum dilepas. Bila tidak, setelan pabrik papan baru belum tentu sama dengan setelan yang dipakai di lokasi, dan dosis serta kesadahan harus disetel ulang menurut pemasok bahan kimia dan hasil ukur air.

Hal yang sama berlaku untuk inverter penggerak konveyor, yang dibahas di Bab 7 tentang mesin konveyor rak.

Operasi darurat tanpa papan

Satu konveyor terowongan menyediakan sakelar kunci untuk menjalankan mesin secara manual bila papan kendali gagal. Sakelar diputar ke posisi 1 dan kembali sendiri ke 0, dan mesin dihentikan dengan tombol henti darurat atau dengan membuka pintu. Manual tidak menjelaskan fungsi mana yang tetap dijaga dalam mode itu, misalnya pengaturan suhu atau batas level.

Mode seperti ini adalah jalan keluar sementara supaya dapur tetap dapat mencuci. Karena manual tidak menyebut pengaman yang tetap aktif, pemakaiannya harus diawasi, dan suhu bilas harus diperiksa dengan termometer selama mesin dijalankan dengan cara itu.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: frekuensi sensor impuls. Flowmeter 200 impuls per liter, katup isi 5 L/menit.

$$f = \frac{200 \times 5}{60} = 16{,}7\ \text{Hz}$$

Pada katup 15 L/menit, frekuensinya 50 Hz. Pada kedua laju itu LED sensor impuls tampak berkedip sangat cepat, sesuai dengan tanda "bekerja benar" di manual. LED yang menyala tetap atau padam saat katup isi terbuka berarti tidak ada pulsa: impeler macet, air tidak mengalir, atau sensornya rusak.

Contoh 2: nomor program yang salah. Hood menurut manual servis menganggap tangki penuh pada 0,90 V, sekitar 21 L, dan pemanas boleh menyala pada 0,65 V, sekitar 13 L. Undercounter dari keluarga yang sama menganggap tangki penuh pada 0,75 V. Dengan anggapan hubungan tegangan dan volume lurus,

$$k = \frac{21 - 13}{0{,}90 - 0{,}65} = 32\ \text{L/V}$$

Bila papan hood diisi nomor program undercounter, tangki dianggap penuh pada

$$V = 13 + (0{,}75 - 0{,}65) \times 32 = 16{,}2\ \text{L}$$

Tangki terisi sekitar 4,8 L lebih sedikit, atau 23% kurang. Pompa cuci dapat mengisap udara, tekanan semprot turun, dan hasil cuci memburuk, padahal semua komponennya baik. Kemiringan 32 L/V adalah pendekatan dari dua titik manual, bukan data pabrikan.

Contoh 3: jendela resistansi NTC. NTC 10 kΩ, beta 3435, model beta seperti di Bab 6:

$$R(T) = R_{25}\exp\left[B\left(\frac{1}{T} - \frac{1}{298{,}15}\right)\right]$$

Selama mesin bekerja, sensor tangki yang sehat terbaca di sekitar 1 sampai 18 kΩ, bergantung suhunya. Pembacaan 0 Ω atau tak hingga adalah hubung singkat atau putus, dan papan akan menandainya. Pembacaan yang masuk akal tetapi tidak cocok dengan suhu sebenarnya lebih berbahaya karena tidak menimbulkan alarm. Bila sensor tangki terukur 3,5 kΩ ketika termometer di tangki membaca 62 °C, papan membaca sekitar 55 °C dan terus memanaskan. Ukur resistansi dengan konektor dilepas, dan bandingkan dengan suhu air yang diukur langsung.

Contoh 4: pengaruh tunggu suhu terhadap siklus per jam. Pencuci panci edisi 2021 menjalankan cuci 2 menit, jeda 5 detik, dan bilas 15 detik.

$$t_\text{siklus} = 120 + 5 + 15 = 140\ \text{s}$$

Tanpa waktu bongkar-muat, mesin dapat menjalankan $3600/140=25{,}7$ siklus per jam. Dengan anggapan bongkar-muat 20 detik, $3600/160=22{,}5$ siklus per jam. Bila booster tidak sempat pulih dan setiap siklus diperpanjang 30 detik oleh tunggu suhu bilas, $3600/190=18{,}9$ siklus per jam. Turunnya hampir 16% dibanding 22,5 siklus. Keluhan "mesin jadi lambat" dapat berasal dari fungsi tunggu suhu yang bekerja benar, misalnya karena air masuk lebih dingin atau satu elemen booster putus. Tampilan "tb." atau pesan tunggu suhu boiler adalah petunjuknya.

Contoh 5: memisahkan masukan dari keluaran. Hood menurut manual servis tidak mau siap; tangki tampak penuh. Di menu sinyal masukan, LED pemancar tekanan tangki menandai sinyal baik. Di menu kendali keluaran, relai pemanas tangki dipaksa dan kontaktornya menarik. Masukan dan keluaran keduanya bekerja. Yang tersisa adalah syarat program: suhu siap belum tercapai atau ambang level tidak sesuai dengan tipe mesin. Pemeriksaan berikutnya adalah nomor program dan suhu tangki, bukan papan.

Contoh 6: waktu dosis pada mesin tanpa data laju pompa. Manual sebuah hood tidak memberi laju pompa bahan bantu bilasnya, sehingga keluaran pompa diukur dengan gelas ukur: 3,0 mL dalam 30 detik.

$$q = \frac{3{,}0}{30} = 0{,}10\ \text{mL/s}$$

Untuk 2,5 mL per siklus yang diminta pemasok bahan kimia, waktu dosisnya $2{,}5/0{,}10=25$ detik. Dengan laju 0,12 mL/s dari keluarga mesin lain, teknisi akan menyetel sekitar 21 detik ($2{,}5/0{,}12=20{,}8$), dan dosis yang keluar hanya $21\times0{,}10=2{,}1$ mL, 16% di bawah permintaan.

Kondisi berhenti

Prinsip umumnya ada di Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya, risiko, energi tersimpan, dan kondisi berhenti. Pada mesin berpapan, hentikan pekerjaan dalam keadaan berikut; tindakan di setiap butir dilakukan lebih dulu, dan pekerjaan yang tidak selesai dengan tindakan itu diserahkan kepada teknisi berkompeten atas mesin itu.

1. Relai pemanas atau pompa akan dipaksa lewat menu servis sementara tangki atau booster belum terisi.
2. Kap akan ditutup untuk pengujian pada mesin yang mulai otomatis dengan kap, sementara tangan atau alat masih di dalam ruang cuci.
3. Fungsi sakelar saling kunci pemanas akan dimatikan tanpa mengetahui kemampuan suplai mesin.
4. Papan akan diganti tanpa mesin diisolasi. Manual servis dan dua manual lain menyebut bahwa mesin tetap bertegangan sesudah dimatikan dari panel.
5. Mesin akan dijalankan dengan mode darurat tanpa papan tanpa ada orang yang mengawasi suhu bilas.
6. Kode alarm muncul yang artinya tidak dijelaskan manual. Catat kode dan keadaannya, lalu minta arti kodenya ke pabrikan.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 2 tentang jenis mesin pencuci piring komersial menjelaskan urutan siklus yang dijalankan papan. Bab 3 sampai Bab 7 tentang sistem air, sistem panas, kelistrikan, troubleshooting, dan mesin konveyor rak memberi sakelar tekanan dan dosis, tunggu suhu bilas dan pembagian beban, konektor dan relai, kode alarm, serta inverter konveyor. Bab 60 · Kelistrikan & Kendali tentang sensor dan transmiter, Bab 63 · Kelistrikan & Kendali tentang relai pintar dan PLC, dan Bab 65 · Kelistrikan & Kendali tentang interlock perangkat keras memberi dasar kendalinya, dan Bab 1 tentang dosis dan sanitasi memberi sasarannya.

Latihan dan pembahasan