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
Udara bertekanan yang digunakan pada pneumatik perlu untuk difilter dan diberi pelumas untuk menghilangkan debu dan bisa melumasi pada perangkat yang bergerak.
FRL (Filter, Regulator, Lubricator) dapat melakukan hal ini secara efektif sekaligus menjadi regulator untuk mengatur tekanan udara sesuai standar industri, pada tekanan berkisar 5-10 BAR (72-145 Psi / 500-1000 Kpa).
Adapun proses lubrikasi yang terjadi di FRL unit adalah dengan melepaskan kabut oli atau minyak ke selang pneumatik yang berfungsi sebagai pelumas bagi Solenoid Valve, Pneumatic Cylinder dan komponen bergerak lainnya.
Mengatur Supply Udara Menggunakan Solenoid Valve
Udara yang keluar dari FRL unit selanjutnya dapat disalurkan ke Solenoid Valve. Komponen ini akan mengatur kecepatan udara yang menuju ke silinder pneumatik dan akan mengontrol gerakan stroke pada silinder (ekstensi atau retraksi).
Solenoid Valve dapat dioperasikan secara manual menggunakan Hand Lever atau dihubungkan dengan 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.
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 penggunaan dan data predictive maintenance.
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.