PERANCANGAN SISTEM MONITORING MATERIAL SUBMERGED SCRAPER CONVEYOR PT PJB UP PAITON 1-2 BERBASIS IOT

S : Submerged Scraper Conveyor (SSC) is one of the main equipment at PT PJB UP Paiton 1-2. Serves to transport bottom ash material produced by the boiler to the chute dump truck or to the bottom ash silo through the conveyor belt. The change in the use of coal from medium rank coal to low rank coal causes the volume of bottom ash material produced by the boiler to increase, so there are several problems including material overload, blockage in the transfer chute and damage to the crusher. Therefore, in this study, the design of a material monitoring system in SSC was carried out using the ubidots IoT platform. Researchers used ultrasonik sensors to measure the level of material on the scraper and then visualized it on a graph which can be accessed via the website. Then a warning is added via telegram when the material level is above 50 cm. Based on the test results, it can be concluded that the monitoring system that has been designed can display material level graphs stably with an accuracy of ± 2 cm on the online ubidots platform and successfully sends notifications via telegram when material levels are detected. >50 cm. Keyword: Scraper Conveyor; Material Monitoring; Internet of Things (IoT); Ubidots ABSTRAK: Submerged Scraper Conveyor (SSC) merupakan salah satu perlengkapan utama di PT PJB UP Paiton 1-2. Berfungsi untuk mengangkut material bottom ash yang dihasilkan oleh boiler ke chute dump truck atau ke bottom ash silo melalui conveyor belt. Perubahan penggunaan batubara dari batubara medium rank ke batubara low rank menyebabkan volume material bottom ash yang dihasilkan boiler menjadi semakin meningkat, sehingga terdapat beberapa permasalahan diantaranya material overload, penyumbatan pada transfer chute dan kerusakan pada crusher. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan perancangan sistem monitoring material di SSC dengan menggunakan platform ubidots IoT. Peneliti menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur level material pada scraper kemudian divisualisasikan pada grafik yang dapat diakses melalui website. Kemudian ditambahkan Peringatan melalui telegram saat level material di atas 50 cm. Berdasarkan hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa sistem monitoring yang telah dirancang dapat menampilkan grafik level material secara stabil dengan akurasi ± 2 cm pada platform ubidots secara online dan berhasil mengirimkan notifikasi melalui telegram ketika terdeteksi level material >50 cm. Kata Kunci: Konveyor Skraper; Monitoring Material; Internet of Things (IoT); Ubidots PENDAHULUAN i tahun 2018 PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB) mengimplementasikan program coal switching pada PLTU Paiton unit 1-2, yaitu program peralihan penggunaan batu bara dari kalori 6000 kcal/kg menuju 4.200 kcal/kg di tahun 2022[1]. Perubahan spesifikasi batubara yang dibakar berdampak pada operasi peralatan, salah satunya pada submerged scraper conveyor (SSC)[2]. SSC berfungsi mengangkut material bottom ash yang dihasilkan boiler, menuju chute pembuangan dump truck atau ke bottom ash silo melalui belt conveyor[3]. Penggunaan batubara kalori rendah menyebabkan volume material bottom ash meningkat sehingga menambah beban kerja dari SSC. Peningkatan volume material bottom ash dapat menyebabkan beberapa permasalahan seperti SSC trip karena overload, buntu pada transfer chute dan kerusakan pada grinder. SSC merupakan peralatan yang harus beroperasi 24 jam bersamaan dengan operasi boiler yang terus menerus menghasilkan material bottom ash[4], sehingga gangguan pada SSC akan sangat mempengaruhi kehandalan operasional unit. Upaya yang telah dilakukan bidang produksi adalah peningkatan intensitas patrol check dan pengendalian pola shoot blower oleh operator Center Control Room (CCR). Operator lokal mengecek kondisi material bottom ash pada scraper SSC di rentang waktu tertentu secara manual dan melaporkannya pada operator CCR, kemudian dengan itu pola operasi shoot blower disesuaikan. Bidang kontrol instrumen juga telah melakukan modifikasi pada tampilan Human Machine Interface (HMI) SSC di CCR Ash Handling, yaitu penambahan pembacaan torsi, namun penampilannya masih terbatas pada panel lokal dan CCR Ash Handling[2]. 1 Universitas Nurul Jadid, Karanganyar, Kecamatan Paiton, Kabupaten Probolinggo, Jawa Timur 67292 D Perancangan Sistem Monitoring Material Submerged Scraper Conveyor PT PJB UP Paiton 1-2 Berbasis IoT 130 Internet of Things (IoT) menggunakan beberapa teknologi yang secara garis besar digabungkan menjadi satu kesatuan diantaranya sensor sebagai pembaca data, koneksi internet dengan bebarapa macam topologi jaringan, radio frequency identification (RFID), wireless sensor network dan teknologi yang terus akan bertambah sesuai dengan kebutuhan[5], sehingga dengan ini monitoring tidak hanya terbatas pada HMI. Dari permasalahan yang dijelaskan, penulis melakukan penelitian dengan judul “Perancangan Sistem Monitoring Material Submerged Scraper Conveyor PT PJB UP Paiton 1-2 Berbasis Iot”, yang bertujuan untuk memonitoring kondisi material bottom ash pada SSC secara real time dan dapat diakses dari manapun secara realtime. METODOLOGI Untuk menyelesaikan permasalahan ini digunakan model pengembangan Prototype. Model yang mudah dipahami dan mempunyai tahapan yang sederhana, sehingga prosedur pengembangan sistem yang akan dibuat menjadi lebih jelas pada tiap tahapannya. Adapun alur dari model pengembangan ini ditunjukkan pada flowchart alur model pengembangan berikut:[6] ■ Gambar 1. Diagram Alur Penelitian[6] 1. Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan kajian teori dan mencari referensi melalui jurnal, buku, dan lain-lain untuk bahan rujukan dan referensi dalam melakukan penelitian kemudian diamati korelasinya dengan permasalahan yang sedang diteliti. 2. Perencanaan Alat a. ESP32 Dev Board ESP32 adalah suatu chip pengendali dengan Wi-Fi 2,4 GHz dan Bluetooth mode ganda dirancang dengan teknologi TSMC berdaya rendah teknologi 40 nm. yang dirancang dengan teknologi TSMC ultra-daya rendah 40 nm. Dirancang untuk mencapai daya dan kinerja RF terbaik, ketahanan yang baik, serbaguna, dan andal dalam berbagai aplikasi dan profil daya yang berbeda[7]. ■ Gambar 2. ESP32 Dev Board Agustian Lukmanul Hakim, Ilmi Rizki Imaduddin, Moh. Bachrudin 131 ESP32 adalah solusi integrasi yang terbaik untuk aplikasi Wi-Fi + Bluetooth di industri IoT dengan kurang lebih 20 komponen eksternal. ESP32 mengintegrasikan sakelar antena, balun RF, penguat daya, penguat penerima dengan noise rendah, filter, dan modul manajemen daya. b. Sensor Ultrasonik HCSR04 Sensor ultrasonik HCSR04 menggunakan sonar untuk pengukuran jaraknya. Menawarkan deteksi jarak tanpa kontak yang sangat baik dengan akurasi tinggi dan pembacaan yang stabil dalam sebuah paket easy to use. Jarak yang dapat diukur mulai dari 2 cm hingga 400 cm atau 1" hingga 13 kaki dan pengoperasiannya tidak terpengaruh oleh cahaya[8]. ■ Gambar 3. Sensor HC SR04 Features: ● Power Supply :+5V DC ● Quiescent Current : <2mA ● Working Current: 15mA ● Effectual Angle: <15° ●Ranging Distance : 2cm – 400 cm/1" 13ft ●Resolution : 0.3 cm ●Measuring Angle: 30 degree c. Ubidots Internet of Things (IoT) Platform Ubidots memberikan solusi IoT end-to-end untuk memantau, mengontrol, dan mengotomatisasi proses jarak jauh untuk klien kesehatan serta startup yang didanai dan Fortune 1.000s di Amerika Tenggara dan di seluruh Amerika Latin[9]. ■ Gambar 4. Tampilan Awal Halaman Ubidots Saat membangun sistem IoT berdasarkan sensor, dev board mengirimkan data ke platformcloud. Platform ini menyimpan data dan menggunakannya untuk membangun grafik[10]. Ubidots IoT cloud platform merupakan PaaS (Platform as a service) yang menyediakan beberapa layanan berguna dalam ekosistem IoT. Layanan ini memungkinkan dev board membangun sebuah komunikasi jarak jauh melalui suatu penyedia layanan atau lintas penyedia layanan lainnya. Akan lebih mahal dan rumit bila secara terpisah menghubungkan suatu dev board ke server internet pada umumnya dari pada menggunakan sebuah platform IoT. d. Telegram Perancangan Sistem Monitoring Material Submerged Scraper Conveyor PT PJB UP Paiton 1-2 Berbasis IoT 132 Untuk notifikasi, penulis menggunakan fitur yang telah disediakan oleh ubidots, yaitu mengirimkan notifikasi via telegram. Telegram adalah aplikasi perpesanan yang fokus pada kecepatan dan keamanan, sangat cepat, sederhana, dan gratis. Anda dapat menggunakan Telegram di semua perangkat pada saat yang sama, pesan Anda disinkronkan secara mulus di sejumlah ponsel, tablet, atau komputer anda[11]. 3. Desain dan Pembuatan Alat 1. Blok Diagram Fungsi Blok diagram fungsional sistem yang dibuat pada perancangan ini secara umum dapat dilihat pada gambar di bawah ■ Gambar 5. Diagram Fungsional Sistem 4 buah sensor ultrasonik mengirimkan sinyal ping pada objek ukur (material pada scraper SSC), kemudian sinyal tersebut diproses oleh board ESP32 sehingga dihasilkan nilai ukur dalam centimeter. Nilai ukur tersebut dikirimkan ke server ubidots menggunakan jaringan internet modem yang sudah dihubungkan dengan board ESP32.Nilai ukur yang telah dikirim ke server ubidots kemudian diproses dan ditampilkan menjadi sebuah grafik multiple chart, masing-masing nilai ukur dari ke-empat sensor ultrasonik ditampilkan dengan warna line berbeda dalam 1 grafik, grafik dilengkapi fungsi waktu sehingga grafik bergerak seiring terus dikirimnya nilai pembacaan baru dari sensor ultrasonik. Kombinasi dari grafik garis dan fungsi waktu menghasilkan penggambaran grafik yang sesuai dengan gambaran kondisi material di lokal peralatan SSC. 2. Wiring Sistem Keseluruhan Wiring sistem keseluruhan adalah penyambungan hardware secara keseluruhan yang meliputi perancangan wiring ESP32 board, sensor ultrasonik dan power adapter. ■ Gambar 6. Wiring Sistem Keseluruhan Agustian Lukmanul Hakim, Ilmi Rizki Imaduddin, Moh. Bachrudin 133 3. Perancangan Tampilan Grafik Pada Ubidots Tampilan grafik dirancang agar sederhana dan mudah dimengerti oleh user/operator, grafik ini sebagai media interface antara alat de