Cara Kerja Sistem Pneumatik dan Rekomendasi Komponen Terbaik

Cara kerja sistem pneumatik adalah dengan menyalurkan udara bertekanan dari kompresor menuju ke silinder pneumatik sehingga dapat menghasilkan gerakan mekanis. Mekanisme kerja sistem ini melibatkan sejumlah komponen utama lainnya seperti Air Filter, Regulator, Solenoide Valve dan Controller.

Pada artikel ini, tim Bawalaksana.id ingin menjelaskan secara detail tentang prinsip kerja perangkat pneumatik dan komponen utama yang sering digunakan.

Bagaimana Cara Kerja Sistem Pneumatik?

Prinsip kerja sistem pneumatik adalah dengan memanfaatkan udara bertekanan yang diperoleh dari kompresor, kemudian disalurkan ke FRL unit, valves hingga sampai ke perangkat silinder pneumatik. Udara bertekanan dari kompresor udara dialirkan melalui pipa dan selang pneumatik hingga dapat menghubungkan seluruh komponen dari sistem pneumatik.

Penting untuk diinformasikan, bahwa perangkat pneumatik perlu mendapatkan maintenance dan perawatan secara baik dan berkelanjutan. Sehingga setiap perangkat dapat bekerja dengan baik dan tidak mudah mengalami kerusakan.

Dengan mengetahui cara merawat sistem pneumatik yang tepat, maka sistem dapat beroperasi dengan kinerja yang optimal dan tidak sering mengalami masalah yang serius.

Adapun komponen-komponen esensial dari pneumatik adalah meliputi:

• Air Compressor
• Refrigerated Air Dryer
• Air Reservoir Tank
• Water Separator
• Air Filter (FRL unit)
• Pneumatic Hose (selang pneumatik)
• Solenoid Valve / Pneumatic Valve
• Drain Valves
• Pneumatic Cylinder (aktuator pneumatik)
• dan yang lainnya.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa agar perangkat pneumatik dapat bekerja dengan baik diperlukan udara bertekanan yang bersih dan kering. Udara bertekanan adalah sumber energi dari sistem ini yang kemudian akan disalurkan ke seluruh sistem sehingga sistem dapat beroperasi.

Udara bertekanan dapat diperoleh dari Air Compressor, Air Reservoir Tank yang berisi udara bertekanan atau dari tabung nitrogen.

Adapun mekanisme dan proses kerja dari pneumatic system dijelaskan pada beberapa tahapan berikut ini:

Memampatkan Udara

Air Compressor menyerap dan memampatkan udara dari atmosfer untuk selanjutnya disalurkan ke Refrigerated Air Dryer atau langsung disimpan ke Air Reservoir Tank (tangki udara).

Menghilangkan Kelembapan Udara

Kelembapan udara perlu dihilangkan sebelum digunakan untuk menjalankan sistem. Perangkat Refrigerated Air Dryer dapat melakukan hal ini dengan mendinginkan udara bertekanan secara cepat hingga dapat mencapai Pressure Dew Point (PDP) pada suhu 3°C (37,4°F).

Pada suhu tersebut, kandungan air yang ada pada udara akan mengembun dan berubah menjadi zat cair, sehingga dapat menetes dan dibuang ke saluran pembuangan.

Ketika kelembapan udara telah dihilangkan, maka akan diperoleh udara bertekanan yang kering dan dapat disimpan ke Air Reservoir Tank.

Udara yang kering sangat penting bagi sistem dan perangkat untuk mencegah korosi dan memperpanjang umur pemakaian perangkat pneumatik secara keseluruhan. Sebaliknya, jika udara yang masuk ke dalam sistem pneumatik dibiarkan lembab dan basah, maka dapat menurunkan kinerja sistem secara keseluruhan dan mengakibatkan kegagalan sistem.

Menyimpan Udara ke Tangki Penyimpanan

Udara bertekanan dari Refrigerated Air Dryer selanjutnya disimpan ke Air Reservoir Tank (tangki penyimpanan udara). Menyimpan udara bertekanan ke Air Reservoir Tank memiliki manfaat seperti berikut:

• Cadangan energi
• Stabilitas tekanan udara yang akan disuplai ke sistem
• Menghilangkan pulsasi dan mengurangi stress yang berlebihan terhadap komponen pneumatik
• Mengurangi kelembapan udara

Keberadaan tangki udara ini juga penting agar supply udara yang disalurkan ke seluruh sistem tetap stabil, kering dan menjadi tempat cadangan energi ketika ada permintaan secara tiba-tiba untuk tenaga pneumatik yang lebih besar.

Udara bertekanan dari tangki penyimpanan udara selanjutnya disalurkan ke seluruh perangkat melalui pipa atau Pneumatic Hose.

Menyalurkan Udara ke Seluruh Sistem Melalui Selang Pneumatik

Tahap berikutnya adalah menyalurkan dan mendistribusikan udara bertekanan ke seluruh perangkat dan komponen melalui Pneumatic Hose (selang pneumatik).

Selang pneumatik merupakan urat nadi bagi sistem pneumatik yang akan menyalurkan energi (udara bertekanan) ke seluruh perangkat agar dapat beroperasi.

Agar perangkat pneumatik dapat bekerja dengan baik, perlu menggunakan selang pneumatik berkualitas tinggi dan memenuhi standar industri. Selang pneumatik yang digunakan di industri umumnya menggunakan bahan dasar seperti berikut:

• Polyamide (PA)
• Polyurethane (PU)
• Polyethylene (PE)
• Fluoropolymer

Setelah udara bertekanan keluar dari Air Reservoir Tank, selanjutnya udara disalurkan ke Air Filter atau FRL Unit.

Filter, Regulator, Lubricator (FRL)

FRL Unit diibaratkan seperti paru-paru bagi manusia. Tanpanya, maka sistem pneumatik cepat mengalami masalah dan penurunan produktifitas. Meskipun memiliki kinerja dan keandalan yang tinggi, sistem pneumatik rentan mengalami masalah jika tidak memiliki unit persiapan udara (Air Preparation Unit).

Udara bertekanan yang digunakan pada pneumatik perlu untuk difilter dan diberi pelumas untuk menghilangkan debu serta bisa melumasi pada perangkat yang bergerak.

FRL (Filter, Regulator, Lubricator) dapat melakukan hal ini secara efektif sekaligus berfungsi untuk mengatur tekanan udara sesuai standar industri dan kebutuhan sistem, yaitu pada tekanan berkisar 5-10 BAR (72-145 Psi / 500-1000 Kpa).

Berikut ini adalah cara kerja FRL Unit secara singkat: 

• Filter: Udara pertama kali akan melewati unit filter untuk menghilangkan kelembapan dan kontaminan. 
• Regulator: Selanjutnya udara akan melewati unit regulator yang berfungsi untuk mengatur tekanan udara secara konsisten untuk disalurkan ke sirkuit pneumatik. 
• Lubricator: Udara akan melewati unit lubricator yang akan menyemburkan kabut pelumasan untuk melumasi komponen-komponen pneumatik di bagian hilir.

Ketiga fungsi utama dari FRL Unit ini memiliki pengaruh yang besar terhadap produktifitas, daya tahan, efisiensi dan keamanan dari sistem pneumatik secara keseluruhan.

Integrasi Air Preparation Unit (FRL Unit) menjadi persyaratan yang mendasar dalam sistem pneumatik untuk memastikan udara yang bersih dan terkendali dengan baik.

Udara yang bersih bermanfaat untuk menjaga daya tahan komponen dan produktifitas sistem secara keseluruhan. Sedangkan udara yang terkendali dengan baik berkontribusi untuk meningkatkan aspek keselamatan dan keamanan.

Kami telah membuat penjelasan yang detail terkait cara kerja FRL Unit dalam pada halaman Air Service Unit (FRL Unit): Fungsi dan Cara Kerjanya untuk Sistem Pneumatik.

Pneumatic Fitting untuk Sambungan Jalur Udara yang Aman

Tidak diragukan lagi bahwa pneumatic fitting adalah komponen penghubung (konektor) yang sangat vital dalam rangkaian sistem pneumatik. Pneumatic fitting berfungsi untuk menciptakan sambungan yang aman dari kebocoran dalam jalur sistem udara bertekanan (sistem pneumatik). 

Sebagaimana telah diakui, bahwa komponen-komponen sistem pneumatik memiliki fleksibilitas yang tinggi dalam hal implementasi dan perawatan.

Dengan menggunakan komponen fitting, maka Anda dapat merangkai dan menghubungkan selang pneumatik, silinder, valve, FRL dan komponen lainnya secara aman dan praktis.

Adapun jenis-jenis fitting yang paling umum digunakan dalam rangkaian sistem pneumatik adalah sebagaimana berikut:

• Straight
• Elbow
• Tee (T)
• Wye (Y)
• Cross (X)
• Multiple Manifold
• Adaptor
• Reducer
• Swivel
• Banjo
• Dan lainnya

Penting untuk dicatat, bahwa pemilihan jenis fitting yang tepat merupakan kunci vital untuk menjaga produktifitas sistem pneumatik pada taraf yang optimal. Karena fitting adalah komponen yang sangat terkait erat dengan standar keselamatan yang tinggi di sektor industri.

Semakin baik kualitas fitting yang Anda gunakan, maka semakin produktif sistem pneumatik di perusahaan Anda.

Oleh karena itu, gunakanlah fitting yang dapat memenuhi standar industri yang tinggi dan memiliki sertifikat yang diakui secara internasional. Hal ini bertujuan untuk menopang produktifitas dan keberlanjutan bisnis dalam jangka panjang.

Penjelasan lebih lengkap terkait komponen penghubung sistem pneumatik, silahkan mengunjungi artikel kami Jenis-jenis Fitting Pneumatic Terbaik dan Fungsinya untuk Otomasi Industri

Mengatur Gerakan Silinder Menggunakan Solenoid Valve

Udara yang keluar dari FRL unit selanjutnya dapat disalurkan ke Solenoid Valve. Komponen ini akan mengatur buka-tutup aliran udara yang mengalir menuju ke silinder pneumatik. Solenoid valve juga berfungsi untuk mengontrol gerakan stroke pada silinder (ekstensi atau retraksi).

Solenoid Valve dapat dioperasikan secara manual menggunakan Hand Lever atau dihubungkan dengan EB80 Island Valve atau Programmable Logic Controller (PLC) sehingga dapat berfungsi secara otomatis.

Ada beberapa jenis Solenoid Valve yang umumnya digunakan di industri, diantaranya adalah:

• Solenoid Valve 5/2 way
• Solenoid Valve 5/3 way
• Solenoid Valve NC (normally close)
• Solenoid Valve NO (normally open)

Menghasilkan Gerakan Mekanis dengan Silinder Pneumatik

Udara bertekanan dapat dikonversi menjadi gerakan mekanis dengan menggunakan Pneumatic Cylinder (silinder pneumatik). Adapun gerakan silinder pneumatik ini diatur oleh Solenoid Valve yang dapat mengubah air flow yang menuju ke lubang udara pada tutup depan dan tutup belakang dari silinder.

Ketika udara dari Solenoid Valve mengarah ke tutup belakang silinder, maka gerakan batang piston akan memanjang (ekstensi).

Sedangkan ketika udara dari Solenoid Valve mengarah ke tutup depan silinder, maka gerakan batang piston akan memendek (retraksi)

Kami telah menulis penjelasan lengkap tentang bagaimana silinder pneumatik dapat bekerja pada artikel kami Cara Kerja Silinder Pneumatik: Detail Komponen dan Fungsinya.

Sebagai informasi, bahwa dalam penerapannya di real case, sangat mungkin jika komponen yang dilibatnya jauh lebih kompleks, mengingat kebutuhan industri yang sangat beragam untuk sistem ini.

Proses kerja sistem pneumatik secara umum dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

Tidak diragukan lagi, bahwa pneumatic system yang diterapkan di industri perlu dirancang dengan baik. Dengan begitu, Pneumatic Automation Systems dapat dapat berjalan dengan baik dan otomatis sesuai dengan kebutuhan di industri. 

Selain itu, pada era Industri 4.0 yang modern, perangkat pneumatik dapat dikombinasikan dengan berbagai perangkat digital atau IoT untuk meningkatkan efektifitasnya. 

Salah satu perangkat pneumatik modern yang dapat digunakan untuk tujuan ini adalah Sistem EB80 dari Metal Work Pneumatic.

Modul EB80 dirancang untuk sistem pneumatik modern yang dapat mengatur aliran udara ke berbagai silinder pneumatik secara otomatis. Selain itu, perangkat ini juga menawarkan kontrol yang mudah terhadap fungsi logis dari setiap katup dan silinder pneumatik.

Modul katup EB80 juga dapat dihubungkan ke PLC untuk memfasilitasi otomatisasi sistem pneumatik yang lebih advance. Modul ini dapat merekam waktu respons silinder pneumatik, siklus kerja dan memperkirakan predictive maintenance.

EB80 Island Valve merupakan komponen penting bagi sistem pneumatik agar bisa mencapai efisiensi energi yang tinggi. Teknologi ini sangat membantu dalam merekam historical data di tingkat mesin pneumatik, seperti silinder, valve dan sensor, serta menyimpannya dalam microprosesor hingga 50 tahun!

Perlu diingat, bahwa monitoring data pada level pneumatik adalah hal penting ketika Anda ingin melakukan analisis data operasional dan performa sistem otomasi pneumatik secara kuantitatif dan kualitatif.

Kabar baiknya, kami telah membahas secara lengkap topik ini pada halaman kami Cara Meningkatkan Efisiensi Sistem Pneumatik untuk Manufaktur Hijau.

Dengan hadirnya modul ini, menandakan era baru sekaligus evolusi perangkat pneumatik dalam konteks Industri 4.0. Dengan modul katup yang canggih seperti ini, sistem pneumatik dapat memiliki peningkatan adaptabilitas terhadap kemajuan teknologi dengan mudah dan praktis.

Pada artikel terpisah, kami telah menghimpun beberapa contoh aplikasi dari sistem ini di sektor industri pada artikel 15+ Industri yang Menggunakan Sistem Pneumatik. Silahkan mengunjungi halaman tersebut untuk mendapatkan contoh penerapannya secara lengkap.

Video di bawah ini dapat memberikan ilustrasi tentang bagaimana sistem ini dapat bekerja dan fungsi untuk setiap komponen yang digunakan:

Komponen Utama Pada Sistem Pneumatik

Berikut ini adalah beberapa komponen utama dalam perangkat pneumatik untuk dapat bekerja dengan baik:

• Air Compressor
• Refrigerated Air Dryer
• Air Reservoir Tank
• Pneumatic Hose
• Solenoid Valve
• Pneumatic Cylinder
• Controller / Hand Lever
• FRL Unit
• Fittings

Pada dasarnya, pneumatic system sudah dapat beroperasi dengan beberapa komponen sederhana seperti berikut ini:

• Air Compressor
• Pneumatic Hose
• Pneumatic Valve + Hand Lever 
• Pneumatic Cylinder

Meskipun sistem pneumatik dapat bekerja dengan sejumlah komponen sederhana, untuk skala industri diperlukan perangkat tambahan yang lebih kompleks. Sehingga sistem dapat bekerja dengan baik, aman dan berkelanjutan.

Pneumatic system untuk sektor industri perlu dirancang secara baik dan benar, serta membutuhkan perangkat-perangkat yang lebih kompleks dan perawatan yang intensif.

Diperlukan juga tim ahli dan pelatihan yang cukup untuk menunjang efisiensi dan produktifitas tingkat tinggi.

Adapun berkenaan dengan komponen-komponen pneumatik dan fungsinya, silahkan mengunjungi artikel kami tentang, Komponen Sistem Pneumatik dan Fungsinya.

Implementasi Pneumatic System di Industri Modern

Pneumatic system merupakan solusi hemat untuk perangkat otomasi yang membutuhkan gerakan linear. Tahukah Anda, bahwa sistem ini dapat diterapkan di industri modern seperti manufaktur dan dirgantara?

Menurut Techbrief, sistem pneumatik modern semakin banyak melibatkan teknologi cerdas dan sensor yang canggih. Sehingga perangkat pneumatik dapat bersinergi dengan sistem lainnya dan bekerja secara otomatis untuk meningkatkan cost-efficiency dan productivity. 

Mengingat betapa banyak kelebihan yang dimiliki oleh sistem dan perangkat pneumatik, karena itu sistem ini dapat menjadi salah satu pilihan terbaik untuk sektor manufaktur.

Terlebih pada saat ini Indonesia telah menggeser strategi perdagangan ekspor dari Commodity Based menjadi Manufacture Based untuk meningkatkan neraca perdagangan domestik. 

Demikianlah pembahasan kami tentang mekanisme kerja dari sistem pneumatik dan komponen utama yang digunakan dalam industri dan sistem otomasi. 

Jika saat ini Anda sedang merencanakan implementasi pneumatic system automation di perusahaan, kami dapat menjadi partner terbaik untuk mewujudkan rencana tersebut.

PT. Bawalaksana Central Industrial adalah distributor resmi Mebra Plastik Italia yang menjadi manufaktur spesialis di bidang selang pneumatik dan tubing industri. Selain itu, kami juga telah menjadi distributor resmi untuk Metal Work Pneumatic yang menjadi manfaktur untuk perangkat dan komponen sistem pneumatik secara komprehensif.

Dengan pengalaman lebih dari 7 tahun di bidang industrial automation, kami dapat memberikan rekomendasi terbaik untuk perangkat sistem otomasi menggunakan pneumatik.

Anda dapat berbicara dengan tim engineer kami untuk berdiskusi dan merencanakan implementasi sistem pneumatik di yang tepat dan efektif. Mulai implementasi sistem pneumatik modern dari sekarang untuk meningkatkan produktifitas perusahaan Anda ke level berikutnya.

Silahkan klik button konsultasi di bawah ini untuk mulai berdiskusi dengan tim expert kami.

Romanta Pinrih Linuwih

Pneumatic Automation System Expert

Artikel ini ditulis dengan kolaborasi bersama Romanta Pinrih Linuwih, ahli di bidang Pneumatic Automation System, untuk memastikan keakuratan dan kualitas tulisan terbaik.