Blok Diagram - SISTEM PEMASANG LAKBAN PADA PROTOTIPE MESIN PACKAGING

Blok diagram ini menjelaskan gambar 1.1 yang berisi blok diagram dari “Sistem Memasang Lakban pada Prototipe Mesin Packaging”. Blok diagram pada gambar 3.1 terdiri dari PLC Omron CP1E sebagai pengendali, sensor photoelektrik sebagai input, HMI sebagai interface. Sebagai outputnya adalah motor DC dan solenoid, sedangkan relay berfungsi untuk melindungi motor supaya tidak terjadi hubung singkat. PLC memiliki fungsi untuk mengolah data dari input yang akan memicu pergerakan output. Human Machine Interface (HMI) akan menampilkan laju pergerakan produk serta sebagai kontrol mesin, yaitu berupa tombol on dan off.

Prototipe akan bekerja setelah push button 1 atau tombol start pada HMI sebagai tombol ON ditekan, menghidupkan lampu hijau dan menghidupkan sistem. Setelah mesin dalam keadaan hidup lalu sistem akan memulai proses pengambilan kardus sampai proses pelipatan kardus bagian bawah dan ketika limit switch 1 ON akan menggerakkan kardus memasuki proses pemasangan lakban pada bagian bawah kardus. Setelah kardus melewati fotoelektrik 1 maka lakban akan terpotong. Fotoelektrik 1 juga akan mengaktifkan konveyor untuk melajutkan proses. Proses pemasangan lakban pada bagian atas kardus akan dimulai ketika memasuki konveyor dengan kardus dipindahkan secara manual memasuki konveyor.

Gambar 3.1. Blok diagram sistem memasang lakban pada prototipe mesin packaging 3.2. Perancangan Programmable Logic Controller (PLC)

Pada sistem ini PLC yang digunakan sebagai pusat kontrol ialah PLC OMRON CP1E yang memiliki 40 port I/O dengan 24 port sebagai input dan 16 port sebagai output. Sistem ini akan mengunakan 8 alamat input dan 6 alamat output yang sudah diatur seperti pada tabel 3.1 dan tabel 3.2. Perancangan wiring ini untuk memudahkan apabila terjadi kesalahan ketika sistem sedang bekerja.

Tabel 3.1. Alamat input pada PLC

Alamat Input Alat atau komponen

0.00 Push button 1

0.01 Push button 2

0.02 Limit switch 1

0.03 Limit switch 2

0.04 Limit switch 3

0.05 Fotoelektrik 1

0.06 Fotoelektrik 2

Table 3.2. Alamat output pada PLC Alamat Output Alat atau komponen

100.00 Pulse Stepper

100.02 Direction Stepper

100.03 Enable Stepper

100.04 Solenoid valve (Pneumatik 1) 100.05 Solenoid valve (Pneumatik 2)

100.01 Motor DC 12V (Konveyor)

Lanjutan Tabel 3.2. Alamat outut pada PLC Alamat Output Alat atau komponen

100.06 Led hijau

100.07 Led merah

3.3. Perancangan Prototipe

Perancangan prototipe ini mengenai dimensi dan model perancangan secara keseluruhan dari alat, yang ditunjukan pada gambar 3.2, dan 3.3.

Gambar 3.2. Dimensi Alat

Gambar 3.3. Mesin Tampak Samping

Keterangan gambar 3.3.

1. Kotak kardus

2. Pemasang lakban bagian bawah kardus 3. Penggeser kardus

4. Konveyor

5. Pemasang lakban bagian atas kardus 3.3.1. Perancangan Penggeser Kardus

Bagian penggeser kardus ditunjukkan pada gambar 3.3. Bagian ini berfungsi untuk memindah kardus yang sudah tersedot vakum supaya memasuki proses pemasangan lakban.

Penggeser ini akan digerakkan oleh motor stepper.

Gambar 3.4. Perancangan pengeser kardus 3.3.2. Perancangan Pemasang Lakban

Pada bagian ini digunakan untuk mengerjakan proses pemasangan lakban. Kardus yang berukuran panjan 19,5 x lebar 16 x tinggi 12,5 cm seperti pada gambar 3.5 akan melewati bagian pemasangan lakban, dengan ukuran lebar lakban 4,8 cm.

Gambar 3.5. Dimensi kardus

Bagian pemasangan lakban ini akan berfungsi ketika kardus dideteksi oleh fotoelektrik. Ketika fotoelektrik mendeteksi kardus akan menyiapkan pneumatik sebagai petong lakban. Pemotong akan aktif ketika kardus melewati fotoelektrik dan fotoelektrik tidak mendeteksi kardus lagi.

Bagian no.3 pada gambar 3.6 berguna sebagai pemasang lakban pada kardus. Bagian ini akan bergerak ketika kardus mendorong roller pemasang lakban sehingga lakban akan melekat dengan sendirinya.

Gambar 3.6. Perancangan pemasang lakban Keterangan gambar 3.6.

1. Pneumatik pemotong kardus 2. Tempat meletakkan lakban 3. Roller pemasang lakban 3.3.3. Perancangan Konveyor

Konveyor ini akan bergerak ketika kardus diletakan diatas konveyor setelah lakban terpasang pada bagian bawah kardus dan dimasukan barang secara manual. Konveyor akan bergerak secara otomatis yang digerakkan oleh motor dc.

Gambar 3.7. Perancangan konveyor 3.3.4. Perancangan Posisi Sensor

Perancangan Sensor ini akan ditunjukan dengan gambar 3.8, dan 3.9. Terdapat beberapa sensor yang akan digunakan. Fungsi dari setiap sensor dapat dilihat pada tabel. 3.5.

Gambar 3.8. Letak sensor

Gambar 3.9. Letak sensor Fungsi dari setiap sensor dapat dilihat pada tabel. 3.3.

Tabel 3.3. Fungsi sensor

No Input Keterangan

1 Limit Switch Untuk mengaktifkan penyedot (sistem pelipat kardus) 2 Proximity Untuk mengaktifkan silinder pneumatik (sistem pelipat kardus)

Lanjutan Tabel 3.3. Fungsi sensor

No Input Keterangan

3 Limit Switch Untuk mengaktifkan motor stepper 4 Limit Switch Untuk membalik arah putaran motor stepper 5 Limit Switch Untuk menghentikan motor stepper

6 Fotoelektrik Untuk mengaktifkan pemotong lakban bagian bawah kardus

7 Fotoelektrik Untuk mengaktifkan konveyor

8 Fotoelektrik Untuk mengaktifkan pemotong lakban bagian atas kardus dan menghitung jumlah kardus

3.4. Perancangan Tampilan Human Machine Interface (HMI)

Pada gambar 3.10 terdapat tampilan menu utama yang berisi tombol untuk menghidupkan dan mematikan sistem serta lampu indikator hidup atau matinya sistem.

Tombol next berfungsi untuk mengganti tampilan HMI.

Gambar 3.10. Tampilan menu utama

Gambar 3.11 merupakan tampilan HMI untuk mengontrol dan memantau mesin.

Tampilan HMI ini berisi beberapa tombol, lampu indikator dan tampilan jumlah kardus.

Tombol start untuk menjalakan mesin, tombol stop untuk mematikan mesin, dan reset untuk mengembalikan mesin pada posisi awal. Lampu indikator berfungsi untuk meperlihatkan proses yang sedang berjalan. Dan tampilan jumlah kardus yang sudah selesai melewati

proses. Tanada panah bagian kiri bawah berfungsi sebagai tombol untuk kembali ke menu utama HMI

Beberapa proses yang ditampilkan pada HMI antara lain : 1. Proses pengambilan kardus oleh vakum.

2. Proses melipat kardus bagian bawah menggunakan motor DC.

3. Proses memasang lakban pada bagian bawah kardus.

4. Proses memasuki konveyor.

5. Proses melipat kardus bagian atas menggunakan pneumatik.

6. Proses memasang lakban pada bagian atas kardus.

Gambar 3.11. Tampilan monitoring 3.5. Perancangan Flowchart

Pada bagian perancangan flowchart ini akan dinunjukan alur jalan kerja sistem secara keseluruhan. Ada beberapa proses yang pelu dilewati.

3.5.1. Perancangan Flowchart Utama

Pada gambar 3.12 merupakan diagram alir secara keseluruhan yang memiliki 4 bagian. Bagian tersebut, yaitu proses melipat kardus bagian bawah, proses memasang lakban pada bagian bawah kardus, proses melipat kardus bagian atas dan proses memasang lakban

pada bagian atas kardus. Pada “Sistem Memotong Lakban pada Prototipe Mesin Packaging’

hannya akan menjelaskan proses pemasangan lakban.

Gambar 3.12 Flowchart utama

3.5.2. Perancangan Flowchart Proses Pemasangan Lakban Bagian Bawah Kardus Pada gambar 3.13 merupakan diagram alir proses masangan lakban pada bagian bawah kardus. Berawal dari mesin yang sudah menyala dan melewati proses melipat kardus bagian bawah, motor stepper akan menggerakkan kardus menuju bagian pemasangan lakban pada bagian bawah kardus. Setelah lakban terpasang pada kardus bagian bawah, lakban akan terpotong pisau yang digerakkan dengan pneumatik 1. Pneumatik 1 dapat beregerak karena dipicu oleh fotoelektrik 1 yang mendeteksi kardus.

Gambar 3.13. Flowchart proses memasang lakban pada bagian bawah kardus 3.5.3. Perancangan Flowchart Proses Pemasangan Lakban Bagian Atas Kardus

Pada gambar 3.14 merupakan diagram alir proses masangan lakban pada bagian atas kardus. Setelah kardus akan diisi dan diletakkan pada konveyor. Konveyor akan aktif ketika fotoelektrik 2 mendeteksi kardus. Konveyor akan membawa kardus untuk memasuki proses

pelipatan kardus bagian atas serta pemasangan lakban bagian atas. Setelah lakban terpasang pada kardus bagian atas, lakban akan terpotong pisau yang digerakkan dengan pneumatik 2.

Pneumatik 2 dapat beregerak karena dipicu oleh fotoelektrik 3 yang mendeteksi kardus.

Fotoelektrik 3 juga berfungsi untuk menghitung jumlah kardus yang sudah melewati proses packaging.

Gambar 3.14. Flowchart proses memasang lakban pada atas bawah kardu

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan menjelaskan tentang implementasi dari hasil perancangan yang telah dibuat beserta dengan hasil ujicoba dan pembahasan mengenai kesesuaian dengan implementasi. Bab ini dibagi menjadi 4 bagian yaitu prubahan perancangan, implementasi hardware, implementasi software, dan hasil pengamatan. Pada hasil pengamatan terdiri dari komunikasi HMI dengan PLC, komunikasi PLC dngan komponen input dan output.

4.1. Perubahan Perancangan

Bagian ini menjelaskan tentang perubahan pada implementasi hardware yang terjadi selama proses pembuatan hardware maupun software.

4.1.1. Pemasangan Lakban

Perancangan yang terdapat pada gambar 3.6 pemasang lakban menggunkan silinder pneumatik sebagai pemotong lakban, namun karena adanya hasil alat yang tidak memungkinkan untuk peletakan silinder pneumatic sehingga diubah dengan sistem mekanis yang digerakkan oleh per, terlihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pemasangan lakban 4.1.2. Penggeser Kardus

Perancangan yang terdapat pada gambar 3.4 penggeser kardus menggunakan motor stepper sebagai penggeraknya. Dalam proses pengerjaan program ditemukan suatu kendala.

Kendala tersebut adalah PLC CP1E-N40SDR-A tidak bisa menggerakan motor stepper, sehingga motor stepper diganti dengan motor DC 12V yang ditunjukan dengan gambar 4.2.

Gambar 4.2. Penggeser kardus

Perubahan komponen pada mekanisme penggeser kardus mengkibatkan penambahan rangkaian relay yang berfungsi supaya motor DC dapat berputar dua arah (CW dan CCW), serta penambahan komponen transformator step down yang berfungsi sebagai penurun tegangan pada motor DC. Transformator step down menurnkan tegangan pada motor DC maka rpm pada motor DC akan semakin kecil. Rangkaian relay ditunjukkan dengan gambar 4.3.

Gambar 4.3. Rangkaian relay 4.1.3. Dimensi Alat

Perancngan yang terdapat pada gambar 3.2 dimensi alat diubah menjadi gambar 4.4.

Gambar 4.4. dimensi alat 4.1.4. Posisi dan Fungsi Sensor

Pada gambar 3.8 dan 3.9 letak sensor menunjukan posisi komponen sensor dan keterangan kegunaan setiap sensornya, namun karena ada perubahan bentuk alat sehingga posisi sensor berubah seperti pada gambar 4.5.

Gambar 4.5. Posisi limit switch

Sensor fotoelektik yang berfusngsi untuk mengaktifkan konveyor ditiadakan karena konveyor sudah aktif dari tombol start pada HMI dan penambahan limit switch untuk menonaktifkan silinder pneumatik, terlihat pada gambar 4.5

4.1.5. Konveyor

Pada gambar 3.3 konveyor yang ditunjukkan pada nomor 4 dihilangkan dan dan diganti dengan lembaran alumunium, seperti pada gambar 4.6.

Gambar 4.6. konveyor 4.1.6. Perubahan Tampilan Monitoring pada HMI

Terdapat beberapa perubahan yang bertujuan untuk memudahkan operator dalam memonitoring sistem. Perubahan tampilan monitoring seperti pada gambar 4.7 dijelaskan pada tabel 4.1.

Gambar 4.7. Tamilan monitoring Tabel 4.1. Fungsi tombol pada HMI

No Keterangan Fungsi Syarat

1 Tombol “Isi Kardus”

Set nilai sisa kardus menjadi 20

Operator mengisi penampungan kardus sampai batas maksimum

Lanjutan Tabel 4.1. Fungsi tombol pada HMI

No Keterangan Fungsi Syarat

2 Indikator sisa kardus

Menunjukan jumlah kardus yang ada pada

penampungan 3 Tombol “Reset

Lakban” pada bagian bawah

Set nilai sisa lakban menjadi 5000cm

Operator mengganti lakban bagian bawah yang hambir habis 4 Lampu indikator

lakban bagian bawah

Menunjukan lakban bagian bawah harus segera

diganti lakban bagian bawah yang

tersedia

6 Tombol “Reset Lakban” pada

bagian atas

Set nilai sisa lakban menjadi 5000cm

Operator mengganti lakban bagian atas yang hambir habis 7 Lampu indikator

lakban bagian atas

Menunjukan lakban bagian atas harus segera

diganti 8 Indikator sisa

lakban bagian atas

Menunjukan panjang lakban bagian atas yang

tersedia 4.2. Implementasi Hardware

Bagian ini menjelaskan tentang implementasi perangkat keras dari perancangan yang telah dibuat sebelumnya. Terdiri dari penggeser kardus, konveyor, pemasang lakban, beserta komponen prototipe secara keseluruhan.

4.2.1. Penggeser Kardus

Proses penggeseran kardus digerakkan menggunakan motor DC yang dapat berputar dua arah (CW dan CCW). Motor DC yang oleh batang besi sehingga memasuki konveyorditampilkan pada gambar 4.8. dan limit switch sebagai input untuk menghentikan dan memutar balik motor dc.

Gambar 4.8. Posisi motor dc dan limit switch

Keterangan gambar 4.8.

a. Motor dc b. Limit switch 4.2.2. Konveyor

Pada gambar 4.9 dan 4.10 memperlihatkan gambar bagian-bagian pada konveyor.

Pada gambar 4.9. terdapat sensor fotoelektrik yang berfungsi sebagai penghitung banyaknya kardus yang sudah terlakban dan melewati seluruh proses dan sebagai penghitung sisa lakban. Dan pada gambar 4.10 terdapat pemasang lakban, motor dc dan 2 konveyor samping.

Konveyor tersebut yang digerakkan oleh motor dc untuk membawa kardus melewati proses pemasangan lakban.

Gambar 4.9. sensor fotoelektrik Keterangan gambar 4.9.

c. Sensor fotoelektrik

Gambar 4.10. konveyor tampak atas Keterangan gambar 4.10.

d. Konveyor e. Motor dc

f. Pemasang lakban

4.2.3. Pemasang Lakban

Pada gambar 4.11 memperlihatkan gambar pemasang lakban. Lakban yang sudah diletakkan pada tempatnya, ujung lakban diletakkan pada roller untuk melekatkan lakban pada kardus dengan melewati roller kecil. Roller kecil berfungsi untuk mempermudah ketika lakban tertarik pada proses pemasangan lakban. Lalu lakban akan terpotong oleh besi pemotong lakban.

Gambar 4.11. Pemasang lakban Keterangan gambar 4.11.

g. Pemotong lakban h. Roller kecil

i. Roller untuk melekatkan lakban pada kardus j. Tempat meletakkan lakban

4.3. Implementasi Software

Pada bagian ini akn dibahas mengenai fungsi tombol dan indikator yang terdapat pada tampilan HMI. Setiap tombol memiliki fungsi yang berbeda-beda sesuai dengan diagram ladder pada PLC. Sedangkan pada tampilan HMI terdapat lampu indikator yang mewakili kejadian pada prototie secara real time.

4.3.1. Tombol On dan Off

Tombol on pada HMI dan PLC menggunakan alamat 0.00, sedangkan tombol off pada HMI dan PLC menggunakan alat 0.01. Tombol tersebut berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan sistem secara keseluruhan, ketika tombol on ditekan akan mengubah indikator sistem berwarna hijau dan ketika tombol off ditekan akan mengubah indikator sistem berwarna merah. Gambar 4.12 merupakan diagram ladder tombol on dan tombol off pada

PLC. Sedangkan gambar 4.13 merupakan tombol on dan off pada HMI dengan lampu indikator sistem sebagai penanda hidup dan matinya sistem.

Gambar 4.12. Diagram ladder tombol on dan off

Gambar 4.13. Menu utama 4.3.2. Tombol Start, Stop, dan Reset

Tombol start pada HMI dan PLC menggunakan alamat 200.01, berfungsi untuk memulai proses mesin mulai dari proses melipat kardus sampai proses pemasangan lakban bagian atas. Sedangkan tombol stop pada HMI dan PLC menggunakan alamat 200.02, berfungsi untuk menghentikan proses mesin. Gambar 4.14. merupakan diagram ladder tombol start dan tombol stop pada PLC.

Gambar 4.14. Diagram ladder tombol start dan stop

Tombol reset pada HMI dan PLC menggunakan alamat 200.04, berfungsi untuk mengembalikan ke posisi awal seperti pada saat tombol start belum ditekan. Gambar 4.15

merupakan diagram ladder tombol reset pada PLC. Sedangkan gambar 4.16. merupakan tombol start, stop, dan reset pada tampilan HMI.

Gambar 4.15 . diagram ladder tombol reset

Gambar 4.16. Tombol start, stop, dan reset pada tampilan HMI 4.3.3. Indikator Proses Melakban

Indikator proses melakban pada HMI dan PLC menggunakan alamat 0.07 dan 0.08, berfungsi untuk memperlihatkan proses pemasangan lakban bagian bawah dan atas sedang berjalan. Gambar 4.17. merupakan diagram ladder indikator proses melakban pada PLC.

Sedangkan gambar 4.18. merupakan indikator proses melakban pada tampilan HMI.

Gambar 4.17. diagram ladder indikator proses melakban

Gambar 4.18. Indikator proses melakban pada tampilan HMI 4.3.4. Tombol Reset Lakban dan Indikator Lakban

Panjang lakban yang masih tersedia ditunjukan pada kotak sisa lakban. Jika lakban sudah <= 100cm maka indikator lakban akan aktif. Indikator lakban yang aktif akan berubah warna dari hijau ke merah. Setelah indikator aktif operator akan mengganti lakban dan menekan tombol “reset lakban”. Tombol memicu kotak sisa lakban menjadi 5000cm.

Tombol reset lakban bagian bawah dan bagian atas pada HMI dan PLC menggunakan alamat 200.09 dan 200.05, sedangkan lampu indikator lakban bagian bawah dan bagian atas HMI dan PLC mnggunakan alamat 200.10 dan 200.08, serta kotak sisa lakban bagian bawah dan bagian atas pada HMI dan PLC menggunakan memori D100 dan D103. Gambar 4.19.

merupakan diagram ladder tombol reset lakban dan indikator lakban pada PLC. Sedangkan gambar 4.20. merupakan tombol reset lakban dan indikator lakban pada tampilan HMI.

Gambar 4.19. tombol reset lakban dan indikator lakban

Gambar 4.20. tombol reset lakban dan indikator lakban pada tampilan HMI 4.3.5. Jumlah Kardus

Jumlah kardus yang sudah selesai melalui proses packaging akan terlihat pada kotak jumlah kardus yang menggunakan alamat D101 pada HMI dan PLC. Gambar 4.21.

merupakan diagram ladder yang menunjukan jumlah kardus pada PLC. Sedangkan gambar 4.22. merupakan kotak jumlah kardus pada tampilan HMI.

Gambar 4.21. memori jumlah kardus

Gambar 4.22. kotak jumlah kardus pada tampilan HMI

4.3.6. Pemrograman HMI

Pemrograman HMI menggunakan NB-designer. Pengalamatan pada NB-designer ditentukan dengan menyesuaikan alamat pada CX-Programer yang dibutuhkan. Terlihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Pemrograman HMI