Programmable Logic Control Sebagai Sistem Kontrol Waktu pada Vacuum Pressure Swing Adsorption untuk Konsentrator Oksigen Tiga Bed

Authors

  • Amelia Universitas Kristen Petra
  • Roche Alimin Universitas Kristen Petra
  • William Odhiwara Universitas Kristen Petra
  • Hariyanto Gunawan Chung Yuan Christian University

DOI:

https://doi.org/10.9744/jtm.22.2.85-93

Keywords:

kemurnian oksigen, oksigen konsentrator, Pressure Vacuum Swing Adsorption,, PLC, waktu blowdown

Abstract

Oksigen murni banyak diperlukan dalam dunia medis khususnya untuk orang dengan gangguan pernapasan. Penggunaan tabung oksigen biasanya dijumpai di rumah sakit. Pada penelitian ini akan dikembangkan penggunaan konsentrator oksigen untuk mendapatkan oksigen murni. Konsentrator oksigen dirancang dengan memanfaatkan siklus pressure vacuum swing adsorption (PVSA). Siklus PVSA memanfaatkan kompresor sebagai suplai udara dari lingkungan dan pompa vakum untuk meningkatkan efisiensi penyaringan. Siklus ini membutuhkan sistem kontrol untuk mengendalikan dan memantau jalannya proses pemurnian oksigen. Pada penelitian kali ini, programmable logic control (PLC) Delta DVP-SS2 series digunakan untuk mengatur waktu blowdown pada siklus PVSA dengan tiga bed. Eksperimen dilakukan dengan pada tekanan adsorpsi 3 bar dan tekanan vakum 0,5 bar dengan variasi waktu blowdown sebesar 20 detik dan 60 detik. Eksperimen direplikasi sebanyak empat kali untuk menunjukkan kepresisian dan dihasilkan standar deviasi rata-rata 1,314% untuk waktu blowdown 20 detik dan 0,647% waktu blowdown 60 detik. Dari hasil eksperimen didapatkan bahwa pengaturan waktu blowdown yang semakin cepat memberikan tingkat kemurnian oksigen yang semakin tinggi, namun terdapat kondisi optimumnya, selain itu dampaknya jumlah produk yang dihasilkan menjadi semakin rendah.

References

S.K. Sameer and P. Eswaran, “Development and integration of oxygen generator for home air conditioner,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 912, no. 4, p. 042054, Aug. 2020, doi: 10.1088/1757-899X/912/4/042054.

U. WHO, Who-Unicef Technical Specifications And Guidance For Oxygen Therapy Devices. 2019.

A.A. Tishin, “Study of adsorption properties of Zeolites NaX, CaA, and CaNaA in separation of air components,” Pet. Chem., vol. 60, no. 8, pp. 964–970, Aug. 2020, doi: 10.1134/S0965544120080149.

M. Pan, “Experimental and Simulation Studies of an Oxygen Concentration System Using Pressure/Vacuum Swing Adsorption Technique: System Minaturization and Prototype Design.,” The University of Western Ontario, 2017.

A. Arora and M.M.F. Hasan, “Flexible oxygen concentrators for medical applications,” Sci. Rep., vol. 11, no. 1, p. 14317, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41598-021-93796-3.

R.I.A. Permana, A.N. Zukhrufi, and A.D. Aji, “Desain pressure swing adsorption pada Oksigen konsentrator,” in Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro, 2022, pp. 129–132.

D.R. Saputra, K.W. Lestari, and A. Sujiwa, “Rancang bangun konsentrator oksigen menggunakan 4 Bahan filtrasi sebagai alternatif alat bantu pernafasan,” in Seminar Nasional Fortei Regional 7, 2022, pp. 12–20.

M. Safaat and D.S. Khaerudini, “Analisis Kemurnian Oksigen pada Sistem pressure swing adsorption (PSA) dengan penambahan massa material adsorbent Zeolit 13X (600,700 dan 800 Gram),” J. Tek. Mesin, vol. 12, no. 3, p. 198, 2023, doi: 10.22441/jtm.v12i3.14276.

S.J. Lee, J.H. Jung, J.H. Moon, J.G. Jee, and C.H. Lee, “Parametric study of the three-bed pressure−vacuum swing adsorption process for high purity O2 generation from ambient air,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 46, no. 11, pp. 3720–3728, May 2007, doi: 10.1021/ie061087l.

A. Beeyani, K. Singh, R. Vyas, S. Kumar, and S. Kumar, “Parametric studies and simulation of PSA process for oxygen production from air,” PJCT, vol. 12, no. 2, pp. 18–28, Jan. 2010, doi: 10.2478/v10026-010-0013-2.

G.V. Krishnamurti, “A Comprehensive Survey on Programmable Logic Controllers (PLCs),” J. Publ. Int. Res. Eng. Manag. (JOIREM, p. 5, 2025, [Online]. Available: www.joirem.com

A.I.J. Alzubaydy and A.B. Aziz, “Automatic control of electrical overhead smart trolley crane AEOSTC based programmable logic controller (PLC),” Am. J. Eng. Res., vol. 6, no. 2, pp. 54–62, 2017.

R.A. DImaculangan, “Development of load moment control and monitoring system for 2nd hand mobile heavy load cranes,” 2021 IEEE 13th Int. Conf. Humanoid, Nanotechnology, Inf. Technol. Commun. Control. Environ. Manag. HNICEM 2021, pp. 2–7, 2021, doi: 10.1109/HNICEM54116.2021.9731948.

A.N. Latief, Silowardono, and Muchlishah, “Implementasi pemrograman PLC Pada konveyor pemilah barang,” Pros. Semin. Nas. Tek. Elektro, vol. 9, pp. 30–37, 2024.

X. Cai, Z. Jin, H. Li, A. Kümpel, and D. Müller, “Automated PLC code generation for the implementation of mode-based control algorithms in buildings,” Buildings, vol. 14, no. 1, p. 73, Dec. 2023, doi: 10.3390/buildings14010073.

S. Afianto, Adianto, and I. Sutrisno, “Studi efisiensi programmable logic controller sebagai kontroler sensor sistem smart home,” J. Elektron. dan Otomasi Ind., vol. 11, no. 3, pp. 708–716, Sep. 2024, doi: 10.33795/elkolind.v11i3.5592.

F.Y. Hartawan and M. Galina, “Implementasi programmable logic control (PLC) Omron CP1E pada sistem kendali motor induksi star-delta untuk kebutuhan industri,” JTT (Jurnal Teknol. Ter., vol. 8, no. 2, p. 98, Oct. 2022, doi: 10.31884/jtt.v8i2.409.

U. Khoiriyah, M. Ridwan, and A. Cahyono, “Rancang Bangun sistem monitoring oxygen plant menggunakan citect Scada,” J. Elkolind, vol. 8, no. 3, pp. 185–189, 2021, doi: 10.33795/elkolind.v8i3.

J. A. Rehg, “Structured PLC programming with sequential function charts,” ASEE Annu. Conf. Proc., pp. 9041–9046, 2001, doi: 10.18260/1-2--9802.

X. Cai, Z. Jin, H. Li, A. Kümpel, and D. Müller, “Automated PLC code generation for the implementation of mode-based control algorithms in buildings,” Buildings, vol. 14, no. 1, p. 73, Dec. 2023, doi: 10.3390/buildings14010073.

F. Mo et al., “PLC orchestration automation to enhance human–machine integration in adaptive manufacturing systems,” J. Manuf. Syst., vol. 71, pp. 172–187, Dec. 2023, doi: 10.1016/j.jmsy.2023.07.015.

N. Intawong, B. Saengchandr, M. Inkamchuer, M. Thongprom, and V. Sukontanakarn, “Design of Internet of things-integrated programmable logic controller for demonstrating automated sorting systems,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 14, no. 4, pp. 3161–3174, Aug. 2025, doi: 10.11591/eei.v14i4.9426.

A. Sugondo, T. Sutrisno, and R.M.S. Saputra, “Pengaruh tekanan vakum terhadap kemurnian oksigen pada proses vacuum pressure swing adsorption,” J. Rekayasa Mesin, vol. 15, no. 3, pp. 1353–1361, Dec. 2024, doi: 10.21776/jrm.v15i3.1628.

J.G. Jee, M.B. Kim, and C.H. Lee, “Pressure swing adsorption processes to purify oxygen using a carbon molecular sieve,” Chem. Eng. Sci., vol. 60, no. 3, pp. 869–882, Feb. 2005, doi: 10.1016/j.ces.2004.09.050.

Downloads

Published

2025-10-24