Panel kontrol berperan sebagai pusat pengendali dan pengatur ke berbagai sistem atau peralatan pada proses produksi. Kemampuannya dalam menyalurkan daya, logika sistem, keamanan, dan interaksi operator menjadi alasan kuat untuk menjaga keadaan komponen pada panel kontrol dari kondisi yang mengancam. Dengan salah satu ancamannya adalah panas.
Pengertian Panel Kontrol
Dalam konteks industri, panel kontrol atau control panel, adalah jantung fisik dan fungsional dari suatu otomatisasi. Control panel mengubah daya yang masuk, mengarahkan sinyal, menjalankan program, dan menyediakan status dan pengamanan. Secara fungsi, control panel berisi komponen-komponen berdaya tinggi dan rendah yang membuat sistem kontrol. Tiap komponen memiliki perilaku elektrik dan output panas yang berbeda-beda. Karena komponen pada control panel beroperasi terus-menerus dan sering kali pada lingkungan ekstrem, teknisi harus menjaga keandalan, ketahanan, dan keamanannya.
Komponen Penghasil Panas di Dalam Control Panel
Tiap komponen menyumbang panas pada tingkat tertentu di dalam panel kontrol. Dampak panas dari komponen-komponen di dalam panel juga beragam tergantung pada fungsi dan kapasitasnya. Memahami komponen mana yang menghasilkan panas yang besar menjadi langkah pertama untuk menentukan solusi yang tepat.
- Trafo
Komponen elektrik yang mengatur naik atau turunnya distribusi tegangan di dalam panel. Komponen ini memasok tingkat tegangan yang stabil ke drives, controller, dan sirkuit tambahan. Untuk trafo kecil menghasilkan 40-50% dari kapasitas seperti 200 VA menghasilkan 83 W. Sedangkan, unit yang besar dapat melebihi beberapa kilowat, contohnya 500 kVA ≈ 10.615 W. Panas pada komponen ini berasal dari energi buangan inti logam, aktivitas kawat tembaga yang menahan aliran arus, atau juga karena daya yang terbuang. - Power Supply
Komponen yang berfungsi menyediakan daya listrik ke komponen-komponen di dalam panel dengan mengubah arus listrik dari bolak-balik (AC) ke searah (DC). Komponen ini menyediakan daya jangka pendek untuk beban kritis, menstabilkan tegangan, dan melindungi dari lonjakan arus. Umumnya menghasilkan panas dari 25-35% kapasitas, contohnya 10 kVA ≈ 3.5 kW. Panas pada komponen ini dapat berasal dari arus berlebih, aktivitas perubahan arus listrik, kerusakan pada sambungan, daya yang terbuang, atau faktor lingkugan. - Servo amplifier & Inverter
Dua komponen berbeda dengan tugas yang serupa. Kedua komponen ini bertugas untuk menjalankan motor dengan kecepatan dan torsi yang dibutuhkan. Mereka menerima aliran AC, mengubahnya, dan mengirimkan ke komponen lain untuk mengendalikan motor secara presisi. Servo dengan kapasitas besar dapat memproduksi 700 hingga 1800 W sedangkan inverter dapat mencapai 1 hingga 4 kW. Panas yang dihasilkan disebabkan oleh proses yang serupa dengan trafo.
Komponen Berisiko Menghasilkan Panas Pada Control Panel
Tidak semua komponen-komponen di dalam panel menghasilkan panas. Beberapa diantaranya berisiko menghasilkan panas akibat beban operasional dari komponen lain.
- Breaker & SSR
Kedua komponen ini berperan sebagai komponen protektif dengan menghentikan aliran listrik. Breaker berfungsi dengan menghentikan aliran listrik untuk menjaga keamanan dan menghindari kerusakan. Sedangkan, Solid-state Relay (SSR) bertugas untuk mematikan mesin secara otomatis tanpa adanya kontak dengan memanfaatkan semikonduktor. Menyesuaikan dengan kapasitasnya, Breaker dapat menghasilkan panas sekitar 5 sampai 25 W dari bagian besinya. Sedangkan SSR dapat menghasilkan panas 40-1000W sesuai dengan kapasitas operasionalnya. Panas tersebut muncul dari koil semikonduktor SSR karena proses menyala dan mematikan mesin. - PLC
Komponen komputasi dan logika untuk otomatisasi mesin. PLC akan menjalankan program, mengelola input/output, dan berinteraksi dengan operator. Komponen ini akan mengatur urutan langkah-langkah yang harus dilakukan mesin sesuai instruksi. Panas yang dihasilkan PLC dapat mencapai 100-300 W yang dihasilkan oleh chip dari aktivitas prosesor. - Touch Panel
Touch panel terdiri dari beberapa komponen seperti HMI, LCD, LED, dan Monitor. Alat yang berada di pintu panel ini berfungsi untuk memberikan visualisasi kondisi dan kendali pengoperasian panel. Komponen HMI, LCD, LED, dan Monitor, sampai chip di belakang menghasilkan panas yang dapat mencapai 60-130 W. Akan tetapi, jika monitor memiliki inci yang lebih besar, maka panas juga akan lebih besar pula. Panas ini dihasilkan dari akumulasi proses LED/backlight, HMI, sampai chip yang menghantarkan listrik ke touch panel.
Dampak Panas Terhadap Komponen Panel Kontrol
Selain debu dan lembap, panas adalah salah satu ancaman senyap yang mengincar tiap control panel. Panas dapat merusak insulasi, memperpendek umur pakai komponen, sampai menghentikan proses produksi. Namun, salah satu musuh besar panel kontrol ini tidak hanya datang dari lingkungan luar panel. Melainkan berasal dari komponen panel kontrol itu sendiri. Panas yang terjadi di dalam panel akan memberi dampak negatif pada beberapa komponen
- Komponen seperti kapasitor elektrolit dan insulator sangat sensitif terhadap panas. Saat kapasitor berjalan panas, cairan di dalamnya akan mengering dan materinya akan rusak, sehingga kapasitor menahan daya lebih sedikit dan berhenti bekerja. Panas juga melemahkan materi insulasi sehingga membuatnya lebih cepat aus dan korsleting.
- Sambungan solder tidak hanya aus karena panas secara terus menerus. Sambungan solder akan rusak karena panas dan pendinginan yang konstan. Tiap siklus pemanasan dan pendinginan akan membuat timah solder menyusut dan mengembang yang akan memperlemah solder itu sendiri. Sehingga, semakin panas kondisi internal panel, akan semakin rusak sambungan solder.
- Semikonduktor atau chip daya akan cepat rusak tergantung seberapa panas sambungan internalnya. Semakin panas sambugan, akan semakin banyak daya yang terbuang dan pada akhirnya semakin cepat rusak. Komponen yang digunakan pada konverter dan motor drives ini perlu diukur dan dikendalikan suhu sambungannnya untuk mengetahui dan mencegah kerusakan yang lebih cepat.
Panas merusak beragam komponen elektronik melalui berbagai cara. Beberapa mempercepat umur pakai, meningkatkan stress, dan beberapa menyebabkan aus pada komponen. Artinya, titik-titik panas dapat menyebabkan berbagai kerusakan secara sekaligus. Itu mengapa sangat penting untuk mengetahui komponen yang berisiko dan menghitung margin panas dari berbagai komponen di dalam panel sebelum memasang pendingin panel. Singkatnya, semakin panas kondisi di dalam control panel akan membuat komponen-komponen semakin cepat rusak dan meningkatkan risiko masalah kelistrikan.
AC Panel Apiste: Solusi Efektif Menangani Panas Pada Komponen Panel Kontrol
Solusi dari masalah panas pada komponen di dalam panel kontrol adalah dengan sistem pendinginan efektif seperti AC Panel dari Apiste. Memilih AC Panel yang tepat diawali dengan pengukuran dan kalkulasi total beban panas dari seluruh komponen, menghitung dengan rumus, dan memilih AC Panel Apiste dengan kapasitas pendinginan yang tepat.
AC Panel Apiste hadir untuk mengatasi masalah ini secara langsung. Fitur-fitur seperti downflow method, mode dry, dan inverter dapat mengatasi panas internal panel kontrol dengan efektif dan hemat energi. Tidak hanya itu, AC Panel dari Apiste juga mendukung produktivitas operasional dengan fitur-fitur seperti IoT, tanpa filter dan kisi-kisi, serta evaporator nir-drainase yang mengurangi frekuensi maintenance.
Ketahui panduan memilih AC Panel yang tepat dan spesifikasi serta seluruh fitur AC Panel Apiste dengan mengunduh katalog di bawah!
Download Katalog AC Panel Apiste – Rechand.com
Sumber:
Apiste. (n.d.). HFC-alternative control panel cooling unit ENC-GR series catalogue. Apiste Global. http://www.apiste-global.com/
Morel, C., & Morel, J.-Y. (2024). Power semiconductor junction temperature and lifetime estimations: A review. Energies, 17(18), 4589. https://doi.org/10.3390/en17184589
P. Suskis, J. Zakis, A. Suzdalenko, H. Van Khang and R. Pomarnacki, “A Study on Electrolytic Capacitor Aging in Power Converters and Parameter Change Over the Lifespan,” 2023 IEEE 10th Jubilee Workshop on Advances in Information, Electronic and Electrical Engineering (AIEEE), Vilnius, Lithuania, 2023, pp. 1-5, doi: doi.org/10.1109/AIEEE58915.2023.10135053