,zll

1. Elektropneumatik – Bab 4 1/22
Bab4
Katup kontrol direksional digerakkan listrik
4.1 Fungsi
Suatu sistem kontrol elektro pneumatik bekerja dengan dua bentuk energi:
• Energi listrik di dalam bagian kontrol sinyal
• Udara mampat di datam bagian tenaga.
Katup kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik membentuk interface
diantara kedua bagian suatu kontrol elektro pneumatik. Mereka dihubungkan/
dihidupkan/ diswitch oleh sinyal output dari bagian kontrol sinyal dan membuka
serta menutup hubungan didalam bagian tenaga. Tugas paling penting katup
kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik ini mencakup:
• Mematikan atau menghidupkan (saklar) pasokan udara
• Memajukan dan memundurkan gerak silinder
Aktuasi/penggerak silinder kerja tunggal
Gambar 4.1 menunjukkan suatu katup yang digerakkan oleh listrik yang
mengkontrol gerakan dari suatu silinder yang bekerja sendirian. la memiliki tiga
part/gerbang dan dua buah posisi pertukaran hubungan (saklar).
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

2. Elektropneumatik – Bab 4 2/22
• Bila tidak ada pengarahan arus ke koil solenoid katup kontrot direksional
tersebut diberi masukan udara. Batang piston dimundurkan.
• Bila arus dikerahkan ke koil solenoid, katup kontrol direksional tersebut
membuat hubungan menswitch dua kamar tersebut mengalami tekanan.
Batang piston maju.
• Katup arus terganggu, katup tersebut menukar kembali hubungan/
menswitch kembali. Kamar silinder dimasuki udara dan batang piston
mundur kembali.
Aktuasi silinder kerja ganda
Gerakan silinder bertindak ganda/ double-acting di dalam Gambar 4.1b
digerakkan oleh suatu katup kontrol direksional dengan lima gerbang/part dan
dua posisi hubungan saklar.
• Bila tidak ada arus dikerahkan ke koil solenoid, kamar silinder kiri
dimasuki udara, kamar kanan tertekan. Batang piston mundur kembali.
• Bila dikerahkan arus ke koil selenoida, katup kontrol direksional,
melakukan hubungan (saklar). Kamar kiri bertekanan, kamar kanan
dimasuki udara. Batang piston maju.
• Bila arus terganggu, katup menukar hubungan kembali dan batang piston
tersebut mundur kembali.
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

3. Elektropneumatik – Bab 4 3/22
4.2 Konstruksi dan pola operasi
Katup kontrol direksional yang digerakkan oleh listrik dihubungkan (saklar)
dengan bantuan solenoid. Mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok:
• Katup yang dikembalikan oleh pegas tetap tinggal pada posisi yang
diaktuasi selama arus mengalir melalui solenoid.
• Katup solenoid ganda tetap pada posisi ketika terakhir dihubungkan/
diswitch walaupun tidak ada arus mengalir melalui solenoid.
Posisi awal
Didalam posisi awal, semua solenoid dari katup kontrol direksional yang
digerakkan dengan listrik di energisasi dan solenoid tersebut tidak
bekerja. Katup solenoid ganda tidak mempunyai posisi awal yang jelas,
karena ia tidak mempunyai pegas pengembali.
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

4. Elektropneumatik – Bab 4 4/22
Designasi/penamaan port/gerbang
Katup kontrol diteksional juga dibedakan oleh jumlah gerbang dan jumlah
posisi saklar Designasi/penamaan katup tersebut berasal dari jumlah
gerbang dan posisi, umpamanya:
• Katup dorong kembali - pegas 3/2 jalan
• Katup solenoid ganda 5/2 jalan.
Bagian berikut ini menjelaskan konstruksi & pola kerja katup jenis utama.
Katup terkontroI langsung 3/2 jalan
Gambar 4.2 menunjukkan dua irisan melintang katup 3/2 jalan terkontrol
langsung yang digerakkan dengan listrik.
• Pada posisi awal port/gerbang 2 yang bekerja tersebut dihubungkan
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

5. Elektropneumatik – Bab 4 5/22
dengan gerbang 3 pembuangan/exhaust port oleh slot/celah di dalam
armatur (lihat detail) (Gambar 4.2a).
• Bila solenoid itu dienergisasi, medan magnet memaksa armatur naik
melawan tekanan pegas (Gambar 4.26). Dudukan perapat/sealingterbuka
dna jalurnya bebas untukaliran dari gerbang tekanan 1 ke gerbang kerja
2. Dudukan perapat atas tertutup, menutup jalur diantara gerbang/port 1
dan gerbang port 3.
• Bila koil solenoid dienergisasi, armatur tersebut dimundurkan kembali ke
posisi awal oleh pegas dorong kembali (Gambar 4.2). Jalur antara
gerbang/port 2 dan gerbang/port 3 terbuka dan jalur antara gerbang/port
1 dan gerbang/port dialiri udara melalui armatir pada port 3.
Manual override/Pengabaian pedoman
Overide manual A memungkinkan dibukanya jalur diantara port 1 dan port
2 walaupun bila solenoid tidak diberi energi. Bilamana sekrup diputar,
cam/bubungan eksentrik menggerakkan armatur. Memutar kembali
sekrup tersebut mengembalikan armatur ke posisi asalnya.
Gambar4.2: Katup solenoid 3/ 2jalan dengan manual override/ pengabaian
pedoman (biasanya tertutup)
Gambar 4.3 menunjukkan suatu katup 3/2 jalan yang digerakkan tistrik.
Gambar 4.3a menunjukkan katup pada posisi awal, Gambar 4.3b digerakkan.
Dibandingkan terhadap posisi awal katup tertutup tersebut (Gambar 4.2)
gerbang/port tekanan dan pembuangan dipertukarkan.
Katup kontrol direksional di kontrol penuntun/ pilot
Di dalam katup kontrol direksional terkontrol oleh pilot, piston katup tersebut
digerakkan secara tidak langsung.
• Armatur solenoid membuka dan menutup pipa saluran udara dari
gerbang/port 1.
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

6. Elektropneumatik – Bab 4 6/22
• Bila armatur terbuka, udara mampat dari gerbang 1 menggerakkan piston
katup.
Gambar 4.4 menjelaskan pola kerja kontrol pilot/penuntun.
• Bila koil di dienergisasi, armatur ditekan terhadap dudukan
perapat/sealing bawah oleh pegas. Kamar bagian atas dari piston dialiri
udara (Gambar 4.4a).
• Bila koil dienergisasi, solenoid menarik turun armatur. Kamar pada bagian
atas dari piston menderita tekanan (Gambar 4.4b).
Gambar4.4: Katup kontrol direksional di kontrol penuntun/ pilot
Gambar 4.5menunjukkan dua buah irisan melintang suatu katup 3/2 jalan
terkontrol penuntun yang digerakkan listrik.
• Dalam posisi awalnya, permukaan piston hanya tunduk kepada tekanan
atmosfer, sehingga pegas pengembali mendorong piston ke atas (gambar
4.5a). gerbang/port 2 dan 3 terhubungkan.
• Bila koil solenoid dienergisasi, kamar dibawah piston katup terhubung ke
gerbang tekanan 1, (Gambar 4.5b). Kekuatan pada permukaan atas
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

7. Elektropneumatik – Bab 4 7/22
piston katup meningkat, menekan turun piston tersebut. Hubungan antara
gerbang/port 2 dan 3 tertutup, hubungan antara port/ gerbang a dan 2
terbuka. Katup tetap pada posisi ini selama koil solenoid tersebut diber
energi.
• Bila katup solenoid didenergisasi, katup kembali bertukar hubungan
(saklar) ke posisi semula.
Suatu tekanan pasokan minimum (tekanan kontrol) diperlukan untuk
menggerakkan katup terkontrol pilot tersebut terhadap tekanan pegas. Tekanan
ini diberikan pada spesifikasi katup dan terletak - tergantung daripada jenis -
dalam jajaran 2 sampai 3 bar.
Gambar 4.5. Katup solenoid 3/ 2-jalan yang terkontrol oleh penuntun/pilot.
Perbandingan katup digerakkan langsung dan terkontrol oleh penuntun/pilot
Semakin besar laju aliran suatu kontrol direksional, semakin besar aliran
tersebut.
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

8. Elektropneumatik – Bab 4 8/22
Dalam kasus katup digerakkan langsung, aliran dari alat pemakain dilepaskan
oleh armatur (lihat Gambar 4.2). Agar memastikan adanya bukaan yang cukup
besar dan laju aliran yang cukup dibutuhkan, suatu armatur yang relatif besar.
Selanjutnya ini membutuhkan suatu pegas pengembali yang besar yang
menyebabkan dibutuhkannya oleh solenoid suatu penggunaan kekuatan yang
besar untuk melawannya. Ini berakibat terhadap pemakaian kekuatan yang
besar dan ukuran komponen yang relatif besar.
Dalam katup yang terkontrol oleh penuntun/pilot, aliran kepada alat-alat
pemakain diswitch oleh tingkat/pentas utama (Gambar 4.5). Piston katup diberi
tekanan melalui pipa saluran udara. Aliran udara relatif kecil sudah mencukupi.
Jadi armatur tersebut dapat kecil dibandingkan dengan kekuatan penggerak
yang rendah. Solenoid juga dapat menjadi lebih kecil daripada untuk katup yang
digerakkan langsung. Pemakaian tenaga dan pemborosan panas adalah lebih
rendah.
Keuntungan dalam hal pemakaian tenaga, ukuran solenoid dan pemborosan
panas mengarah ke hampir penggunaan khusus terdiri dari katup kontrol
direksional yang dikontrol penuntun dalam sistem kontrol elektro pneumatik.
Katup 5/2-jalan terkontrol pilot/penuntun
Gambar 4.6 menunjukkan kedua posisi saklar dari suatu katup 5/2 jalan
terkontrol pilot/ penuntun.
• Pada posisi awal, piston ada pada perhentian/stop kiri (Gambar
4.6a). Gerbang/port 1 dan 2 dan gerbang 4 dan 5 terhubungkan.
• Bila koil solenoid dienergisasi, kumparan katup/valve spool
bergerak ke perhentian ke kanan (Gambar 4.6b). Dalam posisi ini,
gerbang 1 dan 4 dan 2 dan 3 terhubungkan.
• Bila solenoid dienergisasi, pegas pengembali/pegas balik
mengembalikan kumparan katup ke posisi awal.
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

9. Elektropneumatik – Bab 4 9/22
• Udara penuntun/pilot dipasok melalui gerbang 84.
Katup 5/2 jalan terkontrol pilot/ penuntun
Gambar 4.7 menunjukkan dua irisan melintang katup solenoid ganda 5/2
jalan terkontrol pilot.
• Bila piston ada pada perhentian sebelah kiri, gerbang 1 dan 2 dan
4 dan 5 terhubungkan (Gambar 4.7a).
• Bila koil solenoid sebelah kiri dienergisasi, piston bergerak ke
perhentian sebelah kanan dan gerbang 1 dan 4, dan 2 dan 3
terhubungkan (Gambar 4.7b).
• Bila katup tersebut harus dimundurkan kembali ke posisi semula
itu tidak cukup untuk menenergisasi koil solenoid kiri. Sebaliknya,
koil solenoid kanan, harus dienergisasi.
Bila tidak ada koil solenoid dienergisasi, gesekan menahan piston
di dalam pilihan posisi terakhir. Ini juga berlaku bila kedua buah
koil solenoid tersebut dienergisasi berbarengan, sementara
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

10. Elektropneumatik – Bab 4 10/22
mereka berhadapan satu sama lain dengan kekuatan sama.
Gambar 4.7: Katup solenoid ganda terkontrol penuntun/pilot 5/2 jalan
Katup 5/3 jalan dengan posisi awal berpelepasan
Gambar 4.8 menunjukkan ketiga posisi saklar dari suatu katup 5/3 jalan
tekontrol pilot yang digerakkan oleh listrik
• Dalam posisi awalnya, koil solenoid tersebut adalah dienergisasi
dan kumparan piston ditahan pada posisi tengah - tengah oleh
kedua buah pegas (Gambar 4.8a). Gerbang 2 dan 3 dan 4 dan 5
terhubungkan. Gerbang/port 1 tertutup.
• Bila koil solenoid kiri dienergisasi, piston tersebut bergerak ke
perhentian kanannya (Gambar 4.8b). Gerbang 1 dan 4 dan 2 dan
3 terhubungkan.
• Bila koil solenoid kanan dienergisasi, piston tersebut bergerak ke
perhentian kirinya (Gambar 4.8c). Dalam posisi ini, gerbang 1 dan
2 dan 4 dan 5 terhubungkan.
• Masing-masing posisi ditahan selama koil yang cocok tersebut
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

11. Elektropneumatik – Bab 4 11/22
dienergisasi. Bila tidak ada koil dienergisasi, katup kembali ke
posisi tengah-tengah yang semula.
Gambar 4.8: Pilot yang diaktuasi katup solenoida ganda 5/3 jalan
(posisi tengah luar)
Pengaruh posisi tengah
Katup kontrol arah dengan dua posisi (seperti katup 3/2 jalan atau 5/2
jalan) memungkinkan maju atau mundurnya suatu silinder. Katup kontrol
arah dengan tiga posisi (seperti katup 5/ 3jalan) mempunyai suatu posisi
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

12. Elektropneumatik – Bab 4 12/22
tengah dan menawarkan opsi tambahan bagi aktuasi silinder. Hal ini
dapat diperagakan dengan menggunakan contoh dari tiga katup 5/3 jalan
dengan berbagai posisi tengah. Kita akan melihat perilaku penggerak
silinder ketika katup kontrol arah ada di posisi tengah.
Gambar4.9: Pengaruh dari posisi tengah katup solenoida ganda 5/3jalan.
• Apabila suatu katup 5/3 jalan dipindahkan dimana titik-titik kerja di
sebelah luar, maka piston/torak dari penggerak silinder tidak akan
mengeluarkan gaya apapun pada batang torak tersebut. Batang
torak dapat digerakkan dengan bebas (Gambar 4.9a)
• Apabila suatu katup 5/3 jalan digunakan di mana semua
port/gerbang tertutup, maka piston/torak penggerak silinder akan
tertahan pada posisinya. Hal ini juga akan berlaku apabila batang
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko

13. Elektropneumatik – Bab 4 13/22
piston/torak tidak ada pada tempat perhentian (Gambar 4.9b).
• Apabila suatu katup 5/3 jalan digunakan dimana port kerja
memperoleh tekanan, maka batang piston/torak akan maju
dengan gaya yang berkurang (Gambar 4.9c).
Pneumatik Hidrolik – Modul 12 Ariosuko