BAB III KEGIATAN KEAHLIAN
B. Peralatan yang Digunakan
Dalam bidang keahlian yang dilakukan saat melaksanakan praktik industri di PT SAE penulis fokus pada perencanaan dan perancangan program PLC mesin injection molding plastic. Pengoperasian mesin injection molding plastic terbagi menjadi dua yaitu manual dan otomatis, dimana pada pengoperasian otomatis kendali sepenuhnya dilakukan oleh PLC. Dalam proses perencanaan dan perancangan program PLC yang akan dibuat maka diperlukan beberapa peralatan yang digunakan. Adapun peralatan dan software yang digunakan yaitu seperangkat komputer, mesin injection molding plastic, PLC dan software STEP 7-MicroWIN SMART beserta perlengkapan lainnya.
1. PLC Siemens S7-200
PLC atau Programmable Logic Controller merupakan sebuah modul yang dapat mengontrol berbagai aplikasi otomasi. Pada prinsipnya PLC akan menerima sebuah input data yang berupa sinyal dari peralatan input luar (external input device) dari sistem yang dikontrol. Data- data yang diterima masih berupa sinyal analog dan akan diubah menjadi sinyal digital melalui modul input A/D (analog to digital input module ). Peralatan input luar yang dimaksud antara lain berupa sensor, limit switch, tombol dan lain- lain. Sinyal analog yang sudah diubah menjadi sinyal digital selanjutya akan diproses oleh central processing unit (CPU) dan disimpan dalam ingatan (memory). Supaya PLC dapat terhubung ke komputer maka diperlukan PC/PPI kabel, communication processor (CP) card, kabel MPI (multi point interface) dan sebuah kabel komunikasi yang dilengkapi oleh MPI card .
Gambar 9. PLC Siemens S7-200
Pada sebuah PLC Siemens S7-200 memiliki jumlah I/O sebanyak 14 untuk input dan 10 untuk bagian output. S7-200 menjalankan program secara berulang dan siklus ini biasa dinamakan dengan scan cycle. Pada siklus kerja scan cycle seperti gambar 10 bagian input yang ada pada PLC mendeteksi atau membaca adanya masukan analog yang kemudian diubah menjadi masukan digital dan kemudian masuk ke dalam area memori. Pada area memori nantinya akan dieksekusi oleh program yang sudah ada disana sebelumnya. Program perintah yang sudah ada pada area memori sebelumnya disesuaikan dengan perintah yang kita butuhkan. Setelah diproses sesuai dengan program kemudian dilanjutkan ke bagian output yang nantinya akan menjalankan perintah dari program yang ada pada PLC. Namun proses ini bergantung pada kondisi PLC itu sendiri, apakah berada pada posisi RUN atau STOP. Apabila PLC berada pada posisi RUN
maka program akan tereksekusi, namun jika pada posisi STOP maka program tidak akan dieksekusi atau dijalankan.
Gambar 10. Scan Cycle pada PLC Siemens
Selain itu juga pemrograman yang terdapat di PLC dapat kita lindungi dengan menggunakan password perlindungan. Terdapat pula beberapa komponen penyusun, antara lain :
a. CPU (central processing unit ) yang berfungsi sebagai eksekutor program dan tempat penyimpanan data untuk pengendalian tugas otomaatisasi atau proses. Pada CPU juga terdapat catu daya yang menyediakan daya listrik supaya PLC dapat bekerja. Input dan output poin juga berada pada bagian ini yang berfungsi sebagai penerima sinyal dari perangkat di lapangan dan sebagai pengendali output seperti motor, lampu atau perangkat lainnya. Lampu indikator yang terdapat pada CPU berfungsi sebagai pemberi informasi visual tentang keadaan PLC ( RUN atau STOP ), keadaan I/O, dan indikator error jika terjadi kesalahan.
b. Memori adalah tempat penyimpanan data yang ada pada PLC. Biasanya memori sudah menjadi satu modul dengan CPU, namun apabila berbentuk memori eksternal maka itu merupakan memori tambahan. Data- data yang tersimpan di dalam memori seperti misalnya operating system PLC biasanya berupa ROM ( Read Only Memory) dimana hal ini tidak bisa merubah isi memori kecuali oleh user . Kemudian status I/O memori data berupa RAM ( Random Acces Memory), dapat berubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan dan
akan kembali ke kondisi awal apabila PLC mati. Program yang dibuat oleh pengguna juga akan tersimpan dalam RAM. Memori pada program yang dibuat oleh pengguna juga dapat berupa EEPROM ( Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) yaitu jenis ROM yang pembuatan dan penghapusan program dapat dilakukan oleh pengguna.
c. Expansion module digunakan sebagai penyedia tambahan I/O apabila pada suatu sistem otomasi jumlah I/O yang disediakan oleh PLC Siemens S7-200 dirasa kurang. Gambar 11 merupakan gambaran dari expansion module.
Gambar 11. Expansion module pada PLC Siemens
2. STEP 7-MicroWIN SMART
Software STEP 7-MicroWIN SMART V2.0 merupakan sebuah program komputer yang digunakan untuk pemrograman PLC merk Siemens khususnya tipe S7-200. Pada software ini tidak hanya menggunakan ladder diagram saja sebagai instruksi pemrogramannya, namun juga menggunakan statement list dan function block . Untuk membuka aplikasi ini mula- mula double-click pada ikon STEP 7-MicroWIN lalu kemudian akan muncul halaman kerja untuk membuat program. Pada halaman kerja atau editor program tersedia beberapa pilihan gerbang logika dan tabel yang memudahkan pengguna untuk
tree banyak terdapat instruksi untuk mengatur bagian kendali pada program seperti misalnya timer, counter, compare dan masih banyak lagi.
Gambar 12. Tampilan pada STEP 7-MicroWIN SMART V2.0
Berikut ini merupakan instruksi atau perintah dasar yang nantinya akan menjadi kendali atau kontrol dari program yang akan dibuat menggunakan bahasa ladder diagram :
a. Load dibutuhkan jika urutan kerja suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logika saja dengan mengeluarkan satu output dan bentuknya seperti NO pada relay.
b. Load not dibutuhkan jika urutan kerja suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logika saja dengan mengeluarkan satu output hampir sama seperti load namun bentuknya seperti NC pada relay.
c. AND dibutuhkan apabila urutan kerja suatu sistem kontrol membutuhkan lebih sari satu kondisi logika dengan semuanya sudah
Program Editor
memiliki keluaran atau output. Logikanya seperti NO pada r elay yang dipasang secara seri.
d. OR dibutuhkan apabila urutan kerja suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logika dengan semuanya sudah memliki keluaran atau output. Bentuk gerbang logikanya hampir saa seperti AND namun pada OR gerbang logika di pasang paralel
e. NAND (Not And) dibutuhkan apabila urutan kerja suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi
f. NOR (Not Or) dibutuhkan apabila urutan kerja suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output dan logikanaya seperti kontak NC pada relay.
3. Mesin Injection Molding Plastic
a. Pengertian mesin injection molding plastic
Mesin injection molding plastic adalah sebuah mesin yang Gambar 13. Ladder
diagram load , load not dan and
Gambar 14. Ladder diagram or, nand dan nor
pembuatannya menggunakan bahan plastik dan cetakan (mold ) untuk kesesuaian bentuk. Pada PT Sutanto Arifchandra Electronic mesin ini digunakan untuk mencetak pegangan pada steker kabel. Mesin injection molding plastic yang terdapat pada industri ini berbasis elektro pneumatik untuk pengoperasian secara manual dan PLC sebagai pengoperasian otomatis.
b. Komponen pada mesin
Pada umumnya mesin injection molding plastic terdiri dari clamping unit , injection unit, mold unit, valve atau solenoid dan motor.
Gambar 15. Mesin injection molding plastic 1. Clamping Unit
Clamping unit berfungsi untuk membuka dan menutup mold dan menjaganya dengan memberikan tekanan penahan (clamping Hopper Barrel Screw Clamping unit Molding unit Motor Valve/ solenoid
pressure) terhadap mold agar plastik yang diinjeksi pada mold tidak meresap keluar pada saat proses berjalan. Gambar 16 dibawah ini menunjukan dua macam clamping unit pada saat membuka dan menutup.
Gambar 16. Clamping unit 2. Injection Unit
Injection unit berfungsi untuk melelehkan plastik dengan suhu yang disesuaikan dengan material plastik hingga mendorong cairan plastik kedalam cavity dengan waktu, tekanan, temperatur dan kepekatan tertentu.
Bagian- bagian dari injection unit dan fungsinya :
a. Cylinder Screw Ram, berfungsi untuk mempermudah gerakan screw dengan menggunakan momen inersia sekaligus menjaga putaean screw agar tetap konstan, sehingga didapatkan tekanan dan kecepatan yang konstan saat dilakukan injeksi.
b. Hopper, berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan material plastik sebelum masuk ke barrel atau tabung.
c. Barrel, berfungsi sebagai tempat screw dan selubung yang menjaga aliran plastik ketika dipanasi oleh heater, pada bagian ini terdapat elemen heater untuk memanaskan plastik. d. Screw, reciprocating screw berfungsi untuk mengalirkan
e. Nonreturn Valve, berfungsi untuk menjaga aliran plastik yang telah meleleh agar tidak kembali saat screw berputar. 3. Mold Unit
Molding unit berfungsi untuk mebentuk benda yang akan dicetak. Bagian- bagian mold unit adalah sebagai berikut :
a. Cavity side, berfungsi sebagai bagian yang membentuk plastik yang dicetak, cavity side berada pada stationary plate
yang tidak bergerak saat dilakukan ejecting.
b. Core side, berfungsi sebagai bagian yang ikut memberikan bentuk plastik yang akan dicetak. Core side berada pada moving plate yang dihubungkan dengan ejector sehingga akan ikut bergerak saat dilakukan ejecting.
c. Ejector system, berfungsi sebagai bagian untuk melepas produk dari cavity mold .
Gambar 17. Bagian- bagian mold unit 4. Valve/ Solenoid
Valve atau solenoid berfungsi untuk menggerakan cylinder dan sebagai output yang dikendalikan oleh PLC. Terdapat enam buah solenoid yang digunakan pada mesin injection molding plastic. Gambar 18 merupakan gambar solenoid yang digunakan pada mesin injection molding plastic di PT Sutanto Arif Chandra Electronic.
Gambar 18. Valve/solenoid pada mesin 5. Motor
Motor merupakan bagian dari mesin yang berfungsi untuk mengalirkan sirkulasi oli kedalam cylinder supaya dapat bergerak secara normal. Pada mesin injection molding plastic jenis motor yang digunakan seperti pada gambar 19.
Gambar 19. Motor pada mesin c. Sistem kerja mesin
Langkah awal yang harus dilakukan adalah memasukan bahan baku yang berupa butiran plastik kedalam sebuah torong atau hopper .
Untuk memulainya maka diperlukan setting manual terlebih dahulu. Posisikan selektor pada posisi manual. Kemudian yang perlu dipersiapkan untuk memluai setting manual yaitu menyalakan heater
heater terpasang pada tabung atau barrel sehingga ketika tabung sudah panas maka kemudian menghidupkan screw agar butiran plastik yang berada pada torong dapat mengalir ke barrel. Tekan tombol inject untuk mengetahui apakah butiran plastik tadi sudah meleleh dengan sempurna atau belum.
Saat plastik sudah meleleh dengan sempurna kemudian tekan tombol rotary feed untuk menghidupkan screw bergerak keatas supaya mengalirkan butiran plastik. Pindahkan selektor ke posisi auto. Prinsip kerja mesin pada saat posisi auto ketika tombol start ditekan maka molding unit akan menutup (mold close) oleh clamping unit. Injection unit akan bekerja turun menekan plastik untuk masuk ke
dalam mold atau cetakan. Screw akan berputar naik untuk mengisi kembali barrel dengan butiran plastik yang ada pada hopper . Sebelum clamping unit naik, ada jeda waktu selama beberapa detik untuk mendinginkan plastik yang berada pada mold atau dapat juga disebut dengan cooling time. Proses selanjutnya seharusnya adalah clamping unit akan naik (mold open). Namun permasalahan yang terjadi pada mesin ini adalah setelah cooling time berakhir clamping unit tidak bergerak naik, sehingga sistem kerja mesin tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya.