TUGAS AKHIR
Disusun Oleh:
Nama : Fandi Surya Permana NIM : 08.41020.0045
Program : S1 (Strata Satu) Jurusan : Sistem Komputer
SEKOLAH TINGGI
MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER SURABAYA
i
tenaga manusia sebagai dasar tenaga dan memakan waktu yang lama untuk sekali memproses bahan baku dari mulai tahap proses sampai dengan proses selesai. Permasalahan pada alat sekarang ini yaitu kemampuan daya tampung bahan yang kecil. Sehingga perlu berkali-kali untuk memproses sesuai dengan kebutuhan. Hal lain yang menjadi faktor kendala lain adalah masih menggunakan mesin diesel sebagai tenaga penggerak. Mesin diesel yang beredar dipasaran saat ini untuk mesin pembuat pelet, terdapat asap yang keluar dari mesin sehingga menimbulkan polusi disekitar. Adanya kontaminasi dari asap yang di timbulkan pada mesin tersebut akan tercampur dengan pakan ternak itu sendiri. Tingkat dari kebisingan menggunakan mesin diesel merupakan faktor lain dari kurangnya dari alat yang ada pada saat ini. Hal ini mengganggu manusia yang lain pada saat memproses.
Dalam penelitian ini penulis mencoba untuk merancang dan membangun sebuat alat pembuat pakan ternak jenis pelet dengan sistem otomatis berbasis PLC sebagai pusat kontrol terhadap perangkat yang ada. Disini penulis menggunakan motor 1 fasa dan motor 3 fasa sebagai perangkat untuk pembuatan pakan ternak tersebut. Pada bagian Mixer, penulis menggunakan takaran adonan berkapasitas 5 – 10 Kg. Motor 1 fasa sebagai motor penggerak yang nantinya akan dipicu dengan dengan Relay bertegangan 220v sebagai pemutus dan penyambung tegangan. Sedangkan disini penulis menggunakan 2 buah motor 3 fasa dan 2 buah inverter sebagai penggerak untuk pendorong bahan sampai dengan ke proses pemotongan dan juga sebagai pemotong adonan sehingga mendapatkan hasil yang sesuai dengan harapan. Sehingga suara yang di timbulkan pada alat ini mengurasi tingkat kebisingan yang ada dan tidak adanya kontaminasi yang masuk pada bahan-bahan untuk membuat pelet.
Hasil penelitian ini adalah PLC telah berhasil dikonfigurasikan untuk mengendalikan
plant dengan memanfaatkan 8 input ( I0.0 – I0.7 ) dan 6 output ( O0.0 – O0.5 ) selain itu PLC
vi
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 5
1.3. Pembatasan Masalah ... 5
1.4. Tujuan ... 6
1.5. Kontribusi ... 6
1.6. Sistematika Penulisan ... 7
BAB II LANDASAN TEORI ... 9
2.1.Programable Logic Control ( PLC) ... 9
vii
2.3. Inverter VF-S11 ... 27
2.3.1 Koneksi ... 28
2.3.2 Mode Operasi Inverter ... 29
2.3.3 Parameter Inverter ... 31
2.4 Relay ... 34
2.5 Switch ... 35
2.6 Limit Switch ... 36
BAB III METODE PENELITIAN ... 38
3.1 Perancangan Perangkat Keras ( HARDWARE ) ... 41
3.1.1 Modul FEC-FC440 FST ... 43
3.1.2 Mixer ... 50
3.1.3 Rangkaian Pendukung ... 51
3.1.4 Tombol Pengendali ... 51
3.1.5 Modul Relay ... 53
3.2 Perancangan Perangkat lunak ( SOFTWARE ) ... 54
3.3 PerancanganMekanik ... 61
3.3.1 Mekanik Mixer ... 62
3.3.2 Mekanik Pendorong Bahan ... 63
3.3.3 Mekanik Pemotong Bahan ... 65
viii
4.2 Pengujian Inverter Toshiba VF-S11 ... 71
4.3 Pengujian Rangkaian Relay Motor 1 Fasa ... 74
4.4 Pengujian Relay Motor DC ... 76
4.5 Pengujian Seluruh Sistem ... 79
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 82
5.1 Kesimpulan ... 82
5.2 Saran ... 83
Daftar Pustaka ... 84
x
Gambar 3.3Diagram Block Rangkaian Kelistrikan ...41
Gambar 3.4 Diagram Block Perangkat Keras ...42
Gambar 3.5 Modul FEC-FC440 ...44
Gambar 3.6 (a) Diagram Block Program Utama ….. ...45
Gambar 3.6 (b) Diagram Block Program Utama… ...46
Gambar 3.7 Diagram Program Multitasking ...50
Gambar 3..8 Blok Diagram Mixer ...51
Gambar 3.9 Tombol Pengendali ...52
Gambar 3.10 Rangkaian Tombol Pengendali ...53
Gambar 3.11 Modul Relay Motor AC 1 Fasa ...53
Gambar 3.1216Modul Relay Motor DC ...53
Gambar 3. 18Diagram Alur Program Pada PLC ...55
Gambar 3.14 Diagram Alur Program Pembuatan Jenis Pelet ...57
Gambar 3.15Diagram Blok Program Pelet Kecil ...59
Gambar 3.16 Diagram Blok Program Pelet Sedang ...60
Gambar 3.17 Diagram Blok Program Pelet Besar ...61
Gambar 3.18 Tampak Mixer Bagian Atas ...62
Gambar 3.19 Letak Motor AC Dan Gear Box ...63
Gambar 3.20 Motor Pendorong Satu Poros ...64
Gambar 3.21 Penambahan Gear Pada Motor Pendorong ...64
Gambar 3.22 Pisau Pemotong ...66
xi
Gambar 4.1 Pemberitahuan Program Sukses Di Download ...71
Gambar 4.2 Inverter VF-S11 Dan Motor Tiga Fasa ...73
Gambar 4.3 Pengaturan Mode Inverter Toshiba VF-S11 ...73
Gambar 4.4 Rangkaian Relay Motor Satu Fasa ...76
Gambar 4.5 Rangkaian Relay Motor DC ...79
ix
Halaman
Gambar2.1 Diagram Block PLC ...10
Gambar 2.2 Ladder Diagram ...13
Gambar 2.3 PLC FESTO FC-440 ...21
Gambar 2.4 Hardware FEC Standart ...21
Gambar 2.5 Hardware FEC Standart Dengan Ethernet ...23
Gambar 2.6 Tampilan FST ...23
Gambar 2.7 Beda Fasa Pada RST ...24
Gambar 2.8 Structure Motor Tiga Phase ...24
Gambar 2.9 Structure Star ...25
Gambar 2.10 Hubungan Structur Star Pada Motor Tiga Phase ...25
Gambar 2.11Structure Delta ...26
Gambar 2.12 Hubungan Structure Delta Pada Motor Tiga Phase ...26
Gambar 2.13 Rangkaian Pembalik Arah KeKanan ...27
Gambar 2.14 Rangkaian Pembalik Arah KeKiri ...27
Gambar 2.15 Terminal Board ...29
Gambar 2.16 Mode Source ...29
Gambar 2.17 Mode Sink ...30
Gambar 2.18 Mode PLC ...31
Gambar 2.19 ( a ) Relay ( b ) Bagian Dalam Relay ...35
Gambar 2.20 Simbol Switch ...36
xii
Tabel 1.1 Komposisi Ransum Dan Zat-Zat Makanan Dari Bahan Baku ... 4
Tabel 2.1 Perbedaan Dan Persamaan Counter/Timer ... 18
Tabel 2.2 Perbedaan Antara CMP Dan CPM ... 20
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Semua manusia tidak pernah lepas dari teknologi sehari-hari. Banyak teknologi yang sekarang ini semakin berkembang. Teknologi tidak mengenal siapa yang akan memakainya. Dari kalangan masyarakat bawah sampai dengan atas membutuhkan teknologi sebagai membantu aktifitas sehari – hari. Para peternak sampai dengan petani sangat membutuhkan teknologi yang baik sehingga dapat dimanfaatkan mempermudah kinerja pekerja tersebut. Sebagai peternak, makanan ternak adalah hal yang utama yang harus dilakukan untuk memenuhi hasil yang optimal dalam suatu hal yang menentukan baik atau buruknya hasil ternak kita. Dalam pengembangan industri saat ini terutama industri kecil dituntut penggunaan teknologi tepat guna menyesuaikan kondisi masyarakat konsumen termasuk yang sangat penting adalah kodisi social dan budaya masyarakat setempat.
Disini penulis ingin mencoba terobosan terbaru yaitu membuat alat untuk pembuatan pakan ternak jenis pelet mulai dengan pengadukan bahan baku sampai dengan pemotongan menjadi butiran – butiran pelet secara tuntas menggunakan sistem PLC ( Programmable Logic Control ) sebagai otak dari sistem tersebut yang akan dikonfigurasikan ke perangkat keras lain yang menunjang kinerja alat yang penulis buat nantinya. Disini sebagai penunjang kinerja alat yang akan penulis buat, penulis menggunakan motor 3 fasa sebagai pengaduk bahan baku sampai dengan pemotongan menjadi butiran pelet. Dalam hal ini pengaturan kinerja motor sangat diperhitungkan nantinya pada saat setiap pemrosesan. Jika penulis lihat, alat penulis nantinya sangat membantu peternak hewan untuk membuat pakan ternak tersebut agar mempunyai hasil yang baik dan pengolahan yang sehat. Pada Tugas Akhir yang penulis buat merupakan gabungan dari Jimmy Rosandy yang dimana alat yang penulis buat dapat mengkontrol dan memantau alat tanpa harus berhadapan langsung dengan alat, tetapi dikarenakan peraturan yang tidak pasti akhirnya pada buku harus terpisah, dan penulis mendapat bagian pengontrolan PLC, hardware,serta rangkaian pendukung lainnya. Jika pembaca ingin mengetahui lebih lanjut dari Tugas Akhir penulis dapat membaca di Tugas Akhir milik Jimmy Rosandy yang berjudul Pemantauan Dan Pengendalian Pembuat Pakan Ternak Jenis Pelet Berbasis PLC (Progamable Logic Control).
Dalam pembuatan pakan ternak jenis pelet ini, ada beberapa hal yang harus di perhatikan dalam pembuatannya yaitu :
1. Pelet harus mudah di cerna oleh hewan ternak
yang cukup.
3. Pelet harus mempunyai kualitas yang baik dan tidak mudah cepat hancur jika terkena air.
4. Pelet harus dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama.
Menurut R. Anggoridi, (1985) bahwa umumnya jenis makanan ternak jenis unggas tau yang biasa disebut pelet terdiri dari :
1. Butiran – butiran, merupakan sumber energi utama yang dalam ransum unggas. Bahan makanan yang temasuk jenis ini adalah: jagung, gandum, shorgum, pagi, kedele, kacang hijau dan lain- lain.
2. Bungkil – bungkilan, merupakan hasil/sisa ikutan pabrik yang terdiri dari : bungkil kacang tanah,bungkil kedele,dan bungkil kelapa yang mempunyai kadar protein tinggi.
3. Tepung ikan, merupakan sumber protein utama pula bagi unggas, karena bahan makanan tersebut mengandung semua asam-asam amino yang dibutuhkan unggas. Penggunaan tepung ikan dalam ransum tidak boleh lebih dari 20%.
Tabel 1.1 Komposisi Ransum Dan Zat - Zat Makanan Dari Bahan Baku permasalahan diatas dikembangkan oleh saudari Erna Harmain dengan judul penelitian “ Penelitian Alat Pembuatan Makanan Ternak ( Pelet ) Untuk Skala Industri Kecil ”.
Dengan kekurangan ini penulis mencoba menjawab permasalahan diatas dengan ide yang penulis kembangkan dengan judul Tugas Akhir yang berjudul
“Pembuat Pakan Ternak Jenis Pelet”.
Beberapa kelebihan dari alat penulis tersebut apabila digunakan oleh para peternak antara lain:
1. Dimensi alat besar sehingga kemampuan untuk menampung bahan semakin banyak.
mesin diesel pada umumnya saat ini, sehingga tidak menimbulkan asap dan juga tinggat kebisingan yang rendah.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat diambil rumusan masalah untuk membuat alat pembuat pakan ternak jenis pelet yang akan dikerjakan yaitu:
1. Bagaimana merancang alat pembuat pakan ternak menggunakan perangkat keras PLC sebagai perintah yang nantinya akan di konfigurasikan untuk menjalankan I/O dari perangkat keras yang dibutuhkan sebagai penunjang kinerja alat tersebut?
2. Bagaimana mengatur kinerja motor dengan menggunakan perangkat lunak (software) PLC Festo FC440 pada setiap prosesnya dari pencampuran bahan baku sampai dengan pemotongan bahan agar menjadi butiran – butiran pelet yang diinginkan?
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam perancangan alat yang penulis buat ini, ada beberapa bahan yang akan penulis olah menjadi pakan ternak jenis pelet
Permasalahan yang akan penulis bahas dalam perancangan bangun untuk alat yang akan penulis buat ini adalah sebagai berikut :
1. Menggunakan PLC Festo FC440.
2. Menggunakan inverter Toshiba VF-S11.
3. Menggunakan motor 3 fasa pada bagian pemotong dan pendorong. 4. Menggunakan motor 1 fasa pada bagian pengaduk bahan.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari alat yang penulis akan buat adalah sebagai berikut :
1. Pembuatan alat ini bertujuan untuk mendesain/merangkai suatu alat pembuat pakan ternak jenis pelet dari pencampuran bahan takaran, pengolahan, sampai dengan pemotongan menjadi butiran pelet yang baik untuk di konsumsi hewan ternak.
2. Merancang pengendalian motor mulai dari pengadukan adonan bahan baku sampai dengan menjadi butiran-butira pelet serta dapat pengatur motor pada setiap pemrosesannya.
1.5 Kontribusi
Penulis mencoba untuk membuat alat dan sistem yang dapat digunakan untuk membuat pakan ternak ayam jenis pelet secara otomatis dengan menggunakan PLC sebagai pusat pengaturan atau pengendalian dengan tujuan membantu dan meringankan pekerjaan para peternak ternak ayam, sehingga dapat memproduksi pakan ternak ayam jenis pelet yang sesuai dengan kehendak kita sendiri. Meskipun pada awalnya kita harus menyiapkan bahan-bahan tersebut terlebih dahulu, sistem yang dirancang ini dapat mengatur 3 (tiga) jenis pelet ayam, yaitu pelet ayam kecil, pelet ayam sedang, pelet ayam besar. Setiap pengaturan dilakukan oleh user.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini secara sistematis diatur dan disusun dalam lima bab yang didalamnya terdapat beberapa sub bab, dimana akan dijelaskan secara rinci semua penjelasan dalam pembuatan alat ini. Secara ringkas uraian materi dari bab pertama hingga bab terakhir adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan dari karya tulis tugas akhir yang membahas mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, konstribusi serta sistematika dari penulisan tugas akhir.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini menjelasakan teori yang mendukung pokok pembahasan tugas akhir yang meliputi definisi yang berkaitan dalam tugas akhir ini. Diantaranya pembahasan tentang programmable logic control (PLC), motor tiga fasa, motor DC, inverter VF-S11, relay, switch,
BAB III : METODE PENELITIAN
adalah rancangan sebuah mixer sebagai pengaduk bahan pakan ternak, dan pemotong sebagai hasil keluaran butiran pelet.
BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Bab ini menjelaskan tentang pengujian sistem baik hardware maupun software. Pengujian hardware meliputi modul PLC, modul
inverter VF-S11 sebagai komponen bantu penggerak kecepatan motor
tiga fasa dan motor DC untuk menerima inputan dari PLC yang sebelumnya user sudah menentukan jenis pelet ayam apa yang akan dikehendakinya untuk d proses. Sedangkan untuk software dilakukan secara keseluruhan sebagai perintah dari PLC untuk menjalankan suatu proses.
BAB V : PENUTUP
9
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Programmable Logic Control (PLC)
Programmable Logic Control merupakan suatu bentuk khusus pengontrol
berbasis microprocessor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi – instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi – fungsi
semisal logika, sequencing, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses - proses serta dirancang untuk dioperasikan oleh para insinyur yang hanya memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dan bahasa pemrograman (Bolton, 2004 : 3). Sebagian besar industri telah menerapkan sistem otomatis dalam proses produksi. Pada umumnya sistem otomatis yang diterapkan terdiri atas dua metode yaitu otomatisasi berbasis kontrol relay dan otomatisasi berbasis Programmable Logic Control (PLC). Otomatisasi berbasis relay banyak digunakan pada mesinmesin yang memiliki urutan-urutan (sekuens) yang sederhana, sedangkan otomatisasi PLC dapat memiliki sekuens yang lebih kompleks dari relay. Otomatisasi berbasis PLC dapat diintegrasikan dengan sistem monitoring. Sistem monitoring berbasis PLC adalah suatu sistem yang berguna untuk mengontrol proses suatu kerja tertentu., dimana parameter atau inputan data diambil dan diolah oleh Personal Computer (PC) dan melalui sebuah program tertentu
(Bolton, 2006 : 3)
Sesuai namanya, PLC dapat dengan mudah diprogram ulang. Keunggulan PLC dibandingkan dengan sistem konvensional antara lain :
diterapkan, karena logika kendali yang digunakan diwujudkan dalam bentuk
perangkat lunak.
b. Jumlah relay yang diperlukan dapat dikurangi sesuai dengan jumlah input maupun output yang diperlukan. Lebih mudah untuk proses instalasinya karena pengkabelan lebih sederhana.
c. Lebih mudah dalam menemukan kesalahan dan kerusakan, karena memiliki
fasilitas self – diagnosis.
d. Tahan terhadap temperature tinggi, tekanan tinggi dan kelembaban yang tinggi apabila dipakai secara terus - menerus, dan ini banyak di jumpai padalingkungan industri.
2.1.1 Komponen Dasar PLC
PLC tersusun atas beberapa komponen dasar yang dapat dilihat pada Gambar 2.1 berupa diagram blok PLC.
Dimana pada Gambar 2.1 dijelaskan beberapa komponen-komponen PLC yaitu :
a. CPU (Central Processing unit), yaitu otak dari PLC yang mengerjakan berbagai operasi, antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan mengambil data dari memori, membaca kondisi/nilai input serta mengatur nilai output, memeriksa adanya kerusakan (self - diagnosis), serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain.
b. Input, merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar yang memberikan masukan kepada CPU. Perangkat luar input dapat berupa tombol, switch, sensor atau piranti lain.
c. Output, merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar yang memberikan keluaran dari CPU. Perangkat luar output dapat berupa lampu, katub (valve), motor dan perangkat – perangkat lain.
d. Memori, yaitu tempat untuk menyimpan program dan data yang akan dijalankan dan diolah oleh CPU. Dalam pembahasan PLC, memori sering disebut sebagai file. Dalam PLC memori terdiri atas memori program untuk menyimpan program yang akan dieksekusi, memori data untuk menyimpan nilai - nilai hasil operasi CPU, nilai timer dan counter, serta memori yang menyimpan nilai kondisi input dan output. Kebanyakan PLC sekarang memiliki satuan memori dalam word (16 bit).
f. Fasilitas ekstensi, untuk menghubungkan modul PLC dengan modul pengembangan input/output sehingga jumlah terminal I/O dapat ditingkatkan.
g. Catu daya, untuk memberikan sumber tegangan kepada semua komponen dalam PLC. Biasanya sumber tegangan PLC adalah 220 V AC atau 24 V DC.
Pada dasarnya sinyal yang diterima/dibangkitkan oleh unit input/output PLC berupa sinyal digital, yang bernilai biner 0 atau 1. Perangkat input/output yang memiliki sinyal analog memerlukan piranti ADC (Analog to Digital Converter) atau DAC (Digital to Analog Converter) agar dapat dihubungkan ke PLC. Biasanya piranti ini terdapat dalam modul analog yang diproduksi pabrik pembuat PLC. Sinyal analog yang biasanya digunakan dalam PLC mengikuti standar industri, yaitu arus 4 – 20 mA untuk tegangan input digital bermacam-macam mulai dari 5 V DC, 12 V DC atau 24 V DC, sedangkan terminal output dapat berupa relay atau transistor (Achmad, 2007 : 5-6).
2.1.2 Bahasa Pemrograman
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri-sendiri tergantung dari sudut pandang kita sebagai user.
A. Ladder Diagram (LDR) 1. Tipe Program
Ladder diagram mengGambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram
garis vertikal. Garis vertikal sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positif/rel catu daya aktif sedangkan garis sebelah kanan dengan sumber tegangan negatif/rel catu daya pasif.
2. Elemen Program
Diantara dua garis ini dipasang kontak - kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung. Input menggunakan symbol “| |” (kontak, normal open) dan “|/|” (negasi
kontak, normal closed). Output mempunyai simbol “( )” yang terletak paling kanan menempel garis vertikal kanan.
Selama pemrograman setiap simbol yang diberikan adalah alamat PLC sesungguhnya atau merupakan alamat simbolic (misalnya S1, S2, S3, H). Dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Ladder Diagram. B. Statement List (STL)
Struktur statement list PROGRAM
STEP
KALIMAT
BAGIAN KONDISI
A. Kalimat
Kalimat merupakan pembentukan dasar dari organisasi program. Masingmasing kalimat terdiri dari bagian kondisi dibagian pelaksanaan. Bagian kondisi mengandung satu atau beberapa buah kondisi yang akan diuji (benar atau salah) pada saat program berjalan.
Bagian kondisi selalu dimulai dengan kata IF (jika). Jika kondisi berjalan benar maka instruksi yang ditulis pada bagian pelaksanaan akan dijalankan. Awal bagian pelaksanaan dimulai dengan kata THEN (maka).
Contoh :
IF I5 (Jika input I5 memberikan sinyal
THEN SET O2 maka nyalakan output O2)
IF I5 (Jika input I5 memberikan sinyal
AND I6 dan input I6 memberikan sinyal
THEN RESET O4 jika ya, matikan output O4,
SET O6 nyalakan output O6)
B. STEP
Program yang tidak menggunakan instruksi STEP dapat diproses dengan cara scanning. Tetapi STL menyediakan instruksi STEP yang membagikan program menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
Aturan pelaksanaan STEP :
1. Jika kondisi dari sebuah kalimat terpenuhi maka bagian pelaksana akan dijalankan.
3. Jika kondisi dari sebuah kalimat dalam suatu STEP tidak terpenuhi maka program akan berpindah ke kalimat berikutnya dalam STEP tersebut. 4. Jika kondisi dari kalimat terakhir dalam suatu STEP tidak terpenuhi maka
program akan kembali ke kalimat pertama dari STEP yang sekarang. C. Instruksi NOP (No Operation)
Instruksi NOP dapat diletakkan pada bagian kondisi atau bagian pelaksanaan dari sebuah kalimat. Bila digunakan dalam kondisi, instruksi NOP selalu bernilai benar. Dengan kata lain NOP menyebabkan pelaksanaan tanpa suatu kondisi.
Jika digunakan dalam bagian pelaksanaan pengertian NOP adalah “Tidak
melakukan sesuatu”. Hal ini sering digunakan pada saat program harus
menunggu untuk kondisi tertentu lalu pindah ke STEP berikutnya.
IF I5 Jika input I5 aktif
THEN NOP Jangan lakukan apa-apa, pergi
ke STEP selanjutnya.
D. Instruksi JUMP
Instruksi JUMP digunakan mempengaruhi jalannya suatu program. Pengertian yang mudah dimengerti dari instruksi JUMP adalah “LOMPAT”.
STEP 1
memanggilnya dalam Multi bit Accumulator). Instruksi LOAD...TO paling banyak digunakan dalam multioperand.
F. Instruksi OTHRW
Instruksi OTHRW dapat digunakan untuk mempengaruhi aliran program. Instruksi OTHRW ini dijalankan pada saat IF terakhir yang dapat dijumpai bernilai salah.
IF I5
THEN SET O2
OTHRW SET O4
2.1.3 Timer dan Counter A. Timer
Instruksi timer ini digunakan sebagai pewaktu sehingga dapat ditentukan nilainya. Pada tiap-tiap timer terdiri dari beberapa bagian, yaitu :
1. Timer Status Bit
Untuk penulisannya adalah “Tn”. Timer status bit ini berfungsi untuk
mengetahui status timer, yakni aktif atau tidak aktif. Nilai bit akan berubah menjadi “1” (aktif) pada saat diberi instruksi SET. Pada saat periode waktu yang
diprogram telah selesai atau timer dihentikan dengan cara RESET, maka status bit akan berubah menjadi “0” (tidak aktif).
2. Timer Preset
Untuk penulisannya adalah “TPn”. Timer preset merupakan operand
multibit yang berisi nilai interval timer. Timer preset diberi nilai saat melakukan
3. Timer Word
Untuk penulisannya adalah “TWn”. Timer word berfungsi sebagai
pencacah yang nilainya berkurang secara otomatis pada interval tertentu dan teratur .
B. Counter
Instruksi counter ini berfungsi untuk menghitung sampai suatu batas tertentu dan mempunyai kondisi ON dan OFF.
A. Counter Status Bit
Untuk penulisannya adalah “Cn”. Counter status bit ini berfungsi untuk
mengetahui status Counter, yakni aktif atau tidak aktif. Nilai bit akan berubah menjadi “1” (aktif) pada saat diberi instruksi SET. Pada saat jumlah yang
diprogram telah selesai atau Counter dihentikan dengan cara RESET, maka status bit akan berubah menjadi “0” (tidak aktif).
B. Counter Preset
Untuk penulisannya adalah “CPn”. Counter preset merupakan operand
multibit yang berisi batas perhitungan counter. Counter preset diberi nilai saat
melakukan inisialisasi atau pengaktifan terhadap counter. C. Counter Word
Untuk penulisannya adalah “CWn”. Counter word berisi nilai actual perhitungan
yang diakibatkan oleh perintah INC maupun DEC. C. Perbedaan dan Persamaan Antara Counter /Timer.
Counter dan timer memiliki perbedaan dan persamaan, seperti pada
Tabel 2.1. Perbedaan dan Persamaan Counter/Timer.
2.1.4 Flag
Flag merupakan memori 1 bit internal. Dengan demikian flag hanya
bernilai “1” dan “0”. Flag berfungsi sebagai :
1. Mengganti input atau output.
2. Membuat sistem latch. Latch adalah suatu teknik / mekanisme untuk menyimpan suatu informasi / data, baik input maupun output.
3. Mengendalikan proses sequensial. 2.1.5 Multitasking
Multitasking adalah kemampuan PLC untuk menjalankan beberapa
operasi yang mengorganisasikan program menjadi beberapa bagian-bagian program lagi dengan menggunakan teknik modular. Dalam PLC ini dimungkinkan terjadi proses multitasking karena sebuah program PLC dapat terdiri dari beberapa
module dimana tiap modul tersebut juga merupakan suatu program yang utuh.
Keuntungan dari multitasking adalah program menjadi lebih pendek sehingga program menjadi lebih jelas.
Dalam FST, ada beberapa hal yang perlu diketahui yang berkaitan dengan
multitasking, yaitu project, program dan module.
Project adalah suatu ruang atau direktori yang berisi beberapa program
dan module. Project merupakan kumpulan dari program dan module baik yang saling berhubungan maupun yang berdiri sendiri.
Program adalah kumpulan-kumpulan instruksi yang membentuk suatu tugas tertentu. Program merupakan bagian utama dari suatu project. Dalam sebuah project terdapat 64 (0…63) program dan 9 (1…9) versi. Program dapat mengaktifkan suatu program lain dalam versi yang sama dan suatu module. Pada
multitasking program berfungsi sebagai koordinator yang mengatur
programprogram lain dan module - module yang digunakan.
Module adalah suatu kumpulan instruksi yang membentuk suatu tugas
tertentu. Module sama halnya dengan program, hanya saja module tidak dapat langsung aktif begitu di transfer ke CCU. Module diaktifkan oleh program terlebih dahulu agar dapat bekerja. Module tidak dapat mengaktifkan program, tetapi
module dapat mengaktifkan module lain, bahkan module dapat mengaktifkan
dirinya sendiri. Dalam FST terdapat 2 module call yaitu Calling Module
terdapat 100 (0…99) module dan 9 (1…9) versi baik CMP maupun CFM. Adapun
perbedaan antara CMP dan CFM, perbedaan itu terlihat seperti pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Perbedaan Antara CMP dan CFM.
FST mempunyai instruksi yang sama untuk memanggil / mengaktifkan program dan module, baik melalui program maupun module itu sendiri.
1) Memanggil program
STEP 1
IF NOP Jika tidak ada sinyal inputan
THEN SET P1 Aktifkan program number 1
2) Memanggil module (CMP)
STEP 2
IF START Jika input START memberikan
sinyal
THEN CMP 2 Panggil/aktifkan CMP number 2
JMP TO 1 Lompat ke STEP 1
3) Memanggil module (CFM)
STEP 3
IF NOP Jika tidak ada sinyal inputan
THEN CFM 1 Panggil/aktifkan CFM number 1
2.1.6 PLC FESTO FC-440
FC-440 adalah termasuk FEC standar yang mana memiliki berbagai macam tipe, misalnya FC-440, FC-600, FC-640, FC-660. FEC standar bukan
controller mini yang baru, hal ini ditunjukkan dengan masih adanya ruang untuk
FEC dapat diakses dari depan, dibuat agar tidak memakan ruang yang banyak dan ruang kontrolnya dikotak-kotakkan sesuai dengan I/O dan supply.
Gambar 2.3 PLC Festo FC-440.
Jumlah I/O pada FC-440 terdapat 16 digital input dan 8 digital output (Festo,2010 : 6). Pada FC-440 ini mempunyai FST programming dimana terdapat dua pemrograman yang dapat digunakan yaitu Ladder Diagram (LDR) dan
Statement List (STL).
A. Hardware FEC Standard
FEC standar telah memiliki sebuah clip untuk menekan rel tersebut keatas dan lubang dipojokkan untuk tempat menaruhnya baut. Semua pengaksesan dilakukan dari depan dan tidak perlu adanya ruang pengaksesan dari belakang, bawah, atau samping (Festo, 2010 : 3) seperti pada Gambar 2.4.
B. Power Supply
FEC standar memiliki tegangan eksklusif sebesar 24 V DC per kontrol yang dikotak-kotakkan. 24 V DC (+25%/-15%) supply untuk controller sendiri. 24 V DC (+/–25%) power supply untuk sinyal inputan, positive switching, 24 V
DC sinyal keluaran 400 mA, tahan terhadap arus pendek and lowresistance loads. Analog inputs/outputs adalah 0(4) ... 20 mA I/Os, 12 bit resolution (Festo, 2010 :3).
C. Serial Interfaces
Setiap FEC standar dilengkapi dengan 2 interface serial yaitu COM dan EXT. Dalam interface serial terdapat TTL(time to live) dengan data transmisi maksimum rata-rata 115 kbits/s. Interface FEC dapat digunakan sebagai RS232c (SM14 or SM15) atau RS485 (SM35) sesuai dengan kebutuhan. COM interface umumnya digunakan bersamaan dengan SM14 untuk pemrograman, lain halnya interface EXT dimana dapat digunakan untuk sebuah alat MMI, modem atau alatalat lainnya dengan sebuah interface serial (Festo, 2010 : 3).
D. Ethernet Interfaces
Gambar 2.5 Hardware FEC Standar Dengan Ethernet. E. Programming
FEC standar telah diprogram dengan menggunakan FST. FST adalah bahasa pemrograman yang unik dan kaya seperti tradisinya dan sangat mudah untuk digunakan. Perintah seperti IF...THEN...ELSE tersedia juga di FST dan didukung dengan operasi STEP untuk program sekuensial. Pemrograman FST juga dapat diakses melalui ethernet (sebuah webserver juga tersedia) (Festo, 2010 : 3). Tampilan program FST pada computer seperti pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Tampilan FST. 2.2 Motor Tiga Fasa
Pada tegangan tiga fasa memiliki beda fasa dari R, S, maupun pada T yang dapat mengakibatkan perputaran pada motor (Ardiono, 2004 : 17). Untuk memperjelas dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Beda Fasa pada RST.
Tujuan penggunaan motor tiga fasa ini yaitu agar sistem lebih stabil, karena motor tiga fasa lebih stabil jika di bandingkan dengan motor AC satu fasa, motor tiga fasa juga memiliki torsi yang lebih besar.
2.2.1 Struktur Motor Tiga Fasa
Di dalam motor tiga fasa terdapat tiga lilitan dimana dari ketiga lilitan tadi
terdapat 6 buah hantaran yang dijadikan dua group yaitu U1, V1, W1 dan U2, V2, W2 untuk lebih jelasnya lihat Gambar 2.8.
Pada motor tiga fasa terdapat beberapa cara untuk mengendalikan motor tiga fasa diantaranya dengan menggunakan struktur star dan delta. Keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan, diantaranya :
a. Struktur star memiliki kelebihan arusnya lebih kecil jika dibandingkan dengan delta. Namun pada struktur star, motor akan lebih lama untuk mencapai kestabilan. Oleh karena itu, star banyak digunakan pada sistem yang membutuhkan kestabilan dalam waktu yang relatif cepat. Jika suplay tegangan yang digunakan adalah 220/380 maka struktur star akan dipakai untuk tegangan 380 volt. Hubungan dari struktur star adalah seperti Gambar 2.9.
Gambar 2.9. Struktur Star.
Jadi hubungan untuk struktur star pada motor tiga fasa tampak seperti pada Gambar 2.10.
b. Sedangkan pada struktur delta biasanya digunakan untuk motor-motor dengan arus besar. Dengan menggunakan struktur delta, start pada motor lebih cepat sehingga kestabilan pada putaran motor akan lebih cepat dicapai dibandingkan dengan struktur star, namun pada struktur delta dibutuhkan arus yang lebih besar daripada struktur star. Oleh karena itu, pada sebagian motor digunakan keduanya yaitu delta untuk mendapatkan kestabilan motor yang cepat, kemudian star agar arus yang terpakai kecil. Jika suplay tegangan yang digunakan adalah 220/380 maka struktur delta akan dipakai untuk tegangan 220 volt. Hubungan dari struktur delta adalah seperti pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Struktur Delta.
Jadi hubungan untuk struktur delta pada motor tiga fasa tampak seperti pada Gambar 2.12.
Pada motor AC tiga fasa arah putaran motor (rotasi) dapat diubah dengan mengubah posisi R dan T. Jika R dihubungkan dengan U1 dan S dengan V1 dan T dengan W1 maka motor akan berputar ke kanan. Hubungan listriknya tampak pada Gambar 2.13.
Gambar 2.13. Rangkaian Pembalik Arah Ke Kanan.
Namun jika posisi R dan T dibalik seperti pada Gambar 2.14, dimana R dihubungkan dengan W1 dan T dengan U1 maka motor akan berputar ke kiri.
Gambar 2.14 Rangkaian Pembalik Arah Ke Kiri.
Sumber : Ardiono, Rachman, dkk. 2004. Laporan Kerja Praktek Di PT. FESTO
Surabaya.
2.3 Inverter VF-S11
Inverter adalah peralatan elektronik yang melakukan konversi arus dari
tergantung dari transformator dan alat kontrol yang digunakan. Penggunaan
inverter antara lain sebagai berikut :
1.DC power utilitation.
2. Uninterrutpible Power Supplies (UPS).
4. Air Conditioning.
5. Menjalankan motor AC, dll.
Pada tugas akhir ini aplikasi inverter yang diterapkan adalah untuk menjalankan motor AC. Pengontrolan motor AC tidak sama dengan pengontrolan motor DC. Pada motor DC untuk mengubah arah putaran motor kita cukup merubah polaritas tegangan pada motor. Sedangkan untuk mengatur kecepatan motor DC dapat dilakukan dengan cara memberi sinyal Pulse Width Modulation (PWM), yaitu suatu sinyal yang mempunyai lebar data high dan low yang berbeda. Metode pengontrolan pada motor DC tidak dapat digunakan pada motor AC. Dibandingkan dengan memberikan sinyal PWM untuk motor DC. Dengan menggunakan inverter, kita dapat merubah arah putaran, merubah kecepatan, melakukan emergency break, dan sebagainya. Pada motor AC, hanya dengan memberikan sinyal inputan yang sesuai pada inverter.
2.3.1 Koneksi
Pada terminal board terdapat terminal-terminal yang digunakan untuk memberikan sinyal masukan yang diperlukan untuk pengontrolan inverter.
Gambar 2.15 Terminal Board.
Sumber : Toshiba Schneider Inverter Corporation. 2003.
Kegunaan dari terminal - terminal yang ada dapat dilihat dalam lampiran. Kegunaan SW1 adalah untuk memilih mode yang digunakan pada saat mengoperasikan inverter, yaitu mode source, PLC, dan sink.
2.3.2 Mode Operasi Inverter A. Mode Source
Pada mode operasi ini sinyal inputan diberikan pada terminal masukan dengan cara menghubungkannya dengan terminal P24. Koneksi mode ini dapat dilihat pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16. Mode Source.
B. Mode Sink
Pada mode operasi ini sinyal inputan diberikan pada terminal masukan dengan cara menghubungkannya dengan terminal CC. Koneksi mode ini dapat dilihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Mode Sink.
Sumber : Toshiba Schneider Inverter Corporation. 2003 C. Mode PLC
GGambar 2.18 Mode PLC.
Sumber : Toshiba Schneider Inverter Corporation. 2003 2.3.3 Parameter Inverter
Parameter yang digunakan pada kerja praktek ini adalah sebagai berikut : 1. CNOD.
2. FNOD. 3. SR1-SR7. 4. F287-F294. A. CNOD
CNOD adalah parameter yang digunakan sebagai command mode
selection. Sinyal-sinyal masukan ke inverter dapat dikirimkan melalui dua cara
yaitu, melalui terminal board atau melalui operation panel.
Untuk merubah arah putaran motor AC tidak dapat dilakukan melalui
operation panel. Sedangkan untuk operasi melalui terminal board kita dapat
sesuai dengan yang sudah ditetapkan pada perangkat keras inverter Toshiba VF-S11.
Tabel 2.3 CNOD.
Sumber : Toshiba Schneider Inverter Corporation. 2003. B. FNOD
FNOD digunakan untuk menentukan frequency setting mode. Pengaturan frekuensi dapat dilakukan dengan tujuh cara yaitu :
a. Potensiometer pada operation panel. b. VIA.
c. VIB.
d. Tombol atas dan bawah pada operation panel. e. Komunikasi serial.
f. Saklar eksternal. g. VIA dan VIB.
1. Potensiometer Pada Operation Panel
2. VIA
Cara ini dapat dipilih dengan cara memberikan nilai 1 pada parameter FNOD. Pengaturan frekuensi dilakukan dengan cara memberikan tegangan 0-10Vdc atau 4-20m Adc pada terminal VIA.
3. VIB
Cara ini dapat dipilih dengan cara memberikan nilai 2 pada parameter FNOD. Pengaturan frekuensi dilakukan dengan cara memberikan tegangan 0-10Vdc pada terminal VIB.
4. Tombol Atas dan Bawah Pada Operation Panel
Cara ini dapat dipilih dengan cara memberikan nilai 3 pada parameter FNOD. Pengaturan frekuensi dapat dilakukan dengan cara menekan tombol atas dan bawah yang terdapat pada operation panel.
5. Komunikasi Serial
Cara ini dapat dipilih dengan cara memberikan nilai 4 pada parameter FNOD. Pengaturan frekuensi dapat dilakukan dengan cara komunikasi serial. Komunikasi serial dapat dilakukan dengan komputer ataupun dengan mikrokontroler.
6. Saklar Eksternal
7. VIA dan VIB
Cara ini dapat dipilih dengan cara memberikan nilai 6 pada parameter FNOD. Pengaturan frekuensi dilakukan dengan cara menjumlah nilai yang masuk pada terminal VIA dan VIB.
C. SR1-SR7
Parameter ini digunakan untuk memberi nilai pada presets kecepatan operasi frekuensi satu sampai tujuh.
D. F287-F294
Parameter ini digukanan untuk memberi nilai pada presets kecepatan operasi frekuensi delapan sampai lima belas. Untuk dapat memakai presets delapan sampai lima belas, kita harus memberi nilai 9 pada parameter F113. Sumber : Toshiba Schneider Inverter Corporation. 2003. Instruction Manual
TOSVERT TM VF-S11. Toshiba Corporation : Japan.
2.4 Relay
Relay merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai switch elektronik
dimana penggeraknya terbuat dari lilitan kawat tembaga. Pada dasarnya sebuah lilitan tembaga pada sebuah inti besi yang mana bila kedua ujungnya dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan timbul medan magnet pada inti besi tersebut (Omega, 2005 : 26). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.19. Sedangkan kontak yang merupakan saklar terdapat dua macam kondisi dari kontak tersebut, yaitu :
b. Normally Closed (NC), yaitu kontak akan aktif pada saat koil tidak di suplai tegangan.
Gambar 2.19. (a) Relay. (b) Bagian dalam relay.
Pada sebuah inti besi yang menimbulkan medan magnet akan menarik sebuah lempengan besi dari kontaktor, sehingga akan menyebabkan titik satu dengan titik lainnya akan tersambung.
2.5 Switch
Switch berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian
Gambar 2.20 Simbol Switch.
Ada dua macam versi yang berbeda dari switch, yaitu : switch yang tidak mengunci dan switch yang mengunci. Pengoperasian switch yang tidak mengunci, apabila tombol tersebut ditekan maka tombol akan kembali keposisi semula. Artinya dalam posisi normal switch tersebut NO, bila ditekan menjadi NC dan bila tidak ditekan kembali menjadi NO lagi. Berbeda dengan switch yang mengunci, apabila tombol tersebut telah ditekan maka akan selalu mengontak dan tidak akan lepas bila switch OFF nya belum ditekan. Artinya dalam keadaan normal switch tersebut NO, bila ditekan menjadi NC dan bila dilepas akan tetap NC (mengunci).
2.6 Limit Switch
Limit Switch adalah peralatan elektronika mekanis yang dapat digunakan
38
BAB III
METODE PENELITIAN
Pada bagian perancangan perangkat keras dijelaskan tentang komponen-komponen apa saja yang digunakan dalam membangun interface alat ini khususnya modul FESTO FC440, Modul relay, inverter VF-S11, motor tiga fasa, dan motor satu fasa. Sedangkan dalam perancangan perangkat lunak yaitu perancangan software FESTO untuk menunjang semua komponen elektronika yang digunakan. Dan terakhir perancangan bentuk mekanik yang akan dibahas tentang bagaimana mekanisme pembuatan pelet dari awal sampai dengan selesai berdasarkan urutan yang akan dipergunakan.
Dalam perancangan dan pembuatan alat Pembuat Pakan Ternak Jenis Pelet Berbasis Programmable Logic Control Untuk pembuatan pakan ternak jenis pelet ini digunakan blok diagram secara keseluruhan seperti pada Gambar 3.1.
Tombol Pellet
Pada blok diagram Gambar 3.1 adalah blok diagram sistem secara keseluruhan. Sistem ini terdiri dari sebuah PLC FESTO FC440 yang memiliki 16 digital input dan 8 digital output. Pada penelitian ini digunakan tiga buah tombol sebagai inputan dan 2 tombol yang memiliki fungsi sebagai start dan Emergency, dimana masing-masing tombol berfungsi sebagai tombol pelet kecil untuk membuat pelet ukuran kecil, tombol pelet sedang untuk membuat pelet ukuran sedang,tombol pelet besar untuk membuat pelet ukuran besar, tombol start untuk menjalankan alat, dan tombol Emergency untuk keadaan darurat. Sedangkan outputnya terdiri dari 2 buah inverter untuk mengatur kecepatan pada motor tiga fasa untuk menggerakkan pendorong bahan dan pemotong bahan. Sedangkan output untuk pengaduk bahan (mixer) menggunakan rangkaian relay sebagai memutus daya motor 1 fasa,dan sebuah motor Dc yang digunakan untuk membuka dan menutup sliding pada tempat pengadukan bahan supaya bahan - bahan tersebut dapat jatuh ke tempat pemotongan secara otomatis, sehingga user hanya menyiapkan bahan-bahan pembuatan pelet tersebut diawal proses atau sebelum proses pengadukkan diaktifkan.
awal proses. Tindakan ini di ambil dikarenakan jika terdapat Emergency pada alat, terdapat hal - hal yang tidak di inginkan dalam perjalanan proses tersebut, sehingga mengurangi resiko terkendala apapun maka alat mereset ulang sistem kerjanya.
Pada dasarnya PLC ini diakses melalui kotak sehingga pengguna dapat melakukan secara langsung berhadapan dengan mesin. Dalam kerjanya dapat dilihat dalam blok diagram pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3 adalah blok diagram rangkaian kelistrikan pada mekanik.
Tombol Manual : - start
- Emergency - tombol pellet kecil - tombol pellet sedang - ombol pellet besar
Tombol Pengendali dari Komputer :
- start - Emergency - tombol pellet kecil - tombol pellet sedang - ombol pellet besar
PLC
Perangkat keras
( Hardware )
Gambar3.3.Diagram Blok Rangkaian Kelistrikan
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Pada perancangan perangkat keras akan dibahas bagaimana komponen elektronika pendukung terhubungnya hardware dengan PLC dan bagaimana PLC memberi perintah agar komponen elektronika pendukung dapat bekerja sesuai dengan fungsinya seperti menjalankan motor tiga fasa dan satu fasa, mengaktifkan
relay sampai dengan bagaimana PLC dapat menerima inputan dari push button
dan detent switch.
Push Button 1
Relay 2 Motor DC Sliding
Tegangan AC
Gambar 3.4 Blok Diagram Perangkat Keras
Keterangan padablok diagramGambar 3.4 :
a. Push Button 1 : Tombol Start untuk memulai aktifitas pada perangkat keras.
b. Push Button 2 : Tombol Kecil untuk pembuatan pelet kecil . c. Push Button 3 : Tombol Sedang untuk pembuatan pelet sedang . d. Push Button 4 : Tombol Besar untuk pembuatan pelet Besar . e. Detent Switch : Tombol Emergency.
f. Relay 1 : Sebagai pemutus tegangan AC ke motor 1 fasa.
h. Relay 3 : Digunakan sebagai switching tegangan dari output 5V ke 24V.
i. Inverter 1 : Digunakan untuk mengaktifkan motor 3 fasa pendorong.
j. Inverter 2 : Digunakan untuk mengaktifkan motor pemotong. k. Power Supply 24V 1 : Berfungsi sebagai daya untuk
menghidupkan PLC.
l. Power Supply 24V 2 : Berfungsi sebagai daya untuk menghidupkan relay.
m. Power Supply 24V 3 : Berfungsi untuk menghidupkan relay motor DC.
3.1.1 Modul FEC-FC440 Fst
Pada tugas akhir ini, penulis menggunakan Festo seri FC440 sebagai CPU (central processing unit) dan I/O. Jumlah I/O pada masing-masing FC440 terdapat 16 digital input dan 8 digital output. Festo FC 440 merupakan salah satu dari tipe FEC Compact yang mempunyai spesifikasi Procesor AMD 186 ( 20MHz, 2 Mips ) dengan 16 memori akses RAM 64 kbyte dengan dimensi ukuran yang cukup kecil dan compact.
Pada FC440 ini mempunyai FST programming dimana terdapat dua pemograman yang dapat digunakan yaitu Ladder Diagram (LD) dan Statement
List (STL). Dengan dua pemrograman tersebut dapat menginstruksikan semua I/O
Agar PLC ini dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan, maka diperlukan pengaksesan untuk input maupun output. Hal ini bertujuan agar PLC dapat memberi perintah pada komponen elektronika yang tepat dan dapat mengenali inputan berupa digital serta mampu memberikan output untuk menjalankan komponen pendukung seperti inverter VF-S11 dan relay.
Gambar 3.5 Modul FEC-FC440.
Mulai
A
Gambar 3.6 (b) Blok Diagram Program Utama
Dari blok diagram di atas dapat diuraikan ke dalam program PLC dengan
statement list seperti pada program dibawah ini.
TO TP0 THEN JMP TO START_KCL
IF SEDANG THEN JMP TO START_SDG
STEP ADUK
Pada program yang penulis buat tersebut terdapat beberapa flag dan timer.
akan di set satu (1) ketika ada trigger dari interupsi yang bersangkutan. Sedangkan timer adalah modul hardware yang berkerja untuk menghitung waktu atau pulsa.
Pada bagian input dan output FESTO masing-masing memiliki fungsi sendiri - sendiri sesuai dengan rangkaian elektronik yang terhubung sesuai dengan perintah yang sudah di tetapkan. Masing - masing fungsi input dan output pada FESTO dijelaskan pada Tabel 3.1 yang menjelaskan bagian - bagian input dan
output.
Tabel 3.1. Fungsi Input dan Output Pada Modul FEC-FC440.
No Alamat I/O Simbol Fungsi
pada PLC
1 O0.0 RELAYM1 Mengaktifkan motor AC
2 O0.1 M2S1 Mengaktifkan nilai S1 inverter motor pemotong
3 O0.2 M2S2 Mengaktifkan nilai S2 inverter motor pemotong
4 O0.3 MDC1 Mengaktifkan inputan pada driver relay motor DC 1 5 O0.4 MDC2 Mengaktifkan inputan pada driver relay motor DC 2 6 O0.5 MDORONG Mengaktifkan nilai S1 inverter motor pendorong bahan
7 I0.0 START Tombol Start
8 I0.1 KECIL Tombol pembuatan pelet kecil 9 I0.2 SEDANG Tombol pembuatan pelet sedang 10 I0.3 BESAR Tombol pembuatan pelet besar 11 I0.4 EMER Tombol Emergency
12 I0.5 REBUFUL Limit Switch sliding buka penuh 13 I0.6 RETUTUP Limit Switch sliding penutup penuh
Dari pembuatan program terdiri dari lima factor pendukung terciptanya mekanik tersebut seperti pada Gambar 3.7.
5. Program Counter
Gambar 3.7. Diagram Program Multitaksking
Dari 5 program pendukung terdapat tiga program pada diagram diatas yang memiliki fungsi sebagai perintah untuk menjalankan pilihan user terhadap pilihan mana yang akan ditentukan yangtersususan sebagai berikut besarta program untuk menjalankan mekanik tersebut sesuai dengan fungsinya.
3.1.2 Mixer
Mixer pada dasarnya merupakan alat pengaduk adonan kue atau
roti yangdijalankan oleh motor tiga fasa dan mempunyai beberapa kecepatan dalam prosespengadukan. Alat tersebut terdiri dari motor tiga fasa yang berfungsi sebagaipenggerak utama untuk pengadukan. Motor tiga fasa memiliki kekurangan dalamhal torsi. Oleh karena itu, motor dihubungkan dengan gearbox agar dapatmenghasilkan torsi yang besar. Untuk mengoperasikan motor tiga fasa perlumenggunakan inverter.
Inverter yaitu sebuah perangkat yang berfungsi untukmengatur kecepatan
putar motor tiga fasa.
hal torsi, penulis menghubungkan dengan gear box agar mendapatkan torsi yang besar sesuai dengan kebutuhan sebagai pengaduk bahan yang memiliki beban yang cukup berat. Untuk mengaktifkan motor AC 1 fasa yang memiliki tegangan 220V, penulis mengunakan driver relay sebagai pemutus arus listrik yang masuk ke dalam motor AC. Sehingga motor dapat berjalan dan berhenti setelah diberi perintah dari PLC yang diteruskan ke dalam driver relay yang akan memutus arus listrik tersebut. Gambar 3.8 merupakan rangkaian blokdiagram dari mixer.
Driver Relay Motor AC 1 Fasa Gear Box Mixer
Gambar 3.8 Blok Diagram Mixer. 3.1.3 Rangkaian Pendukung
Rangkaian pendukung pada alat ini bertujuan sebagai pelengkap rangkaian - rangkaian yang telah dijelaskan sebelumnya. Pada rangkaian pendukung terdiri dari tombol pengendali, modul relay, dan pendukung lainnya. Tombol pengendali yang berfungsi sebagai penerima perintah dari user. Dimana perintah tersebut dijalankan sesuai dengan keinginan user. Serta modul relayyang digunakan untuk pemutus tegangan catu daya dan memberikan tegangan yang dibutuhkan PLC untuk merubah tegangan masukkan sehingga mendapatkan tegangan 24V sebagai inputan ke dalam PLC.
3.1.4 Tombol Pengendali
Tombol pengendali terdiri dari empat buah push button dan sebuah detent
pelet kecil, pelet sedang, dan pelet besar. Sedangkan yang menggunakan detent
switch yaitu tombol Emergency. Push button memiliki acuan normally open yang
tidak mengunci, jadi saat ditekan kontak akan berubah menjadi aktif dan tombol kembali ke posisi awal yaitu NO. Sedangkan detent switch memiliki acuan
normally Open Namun pada tombol Emergency mempunyai fungsi untuk
menghentikan suatu proses secara mendadak. Tombol pengendali terlihat sepertiGambar 3.9.
Gambar 3.9 Tombol Pengendali.
Gambar 3.10 Rangkaian Tombol Pengendali 3.1.5 Modul Relay
Modul relay berfungsi sebagai jembatan untuk menghubungkan tegangan 5V atau lebih menjadi 24VDC agar inputan dari perangkat keras ke PLC dapat berfungsi dengan baik. Padamodul relay ini terdapat 3 buah relay yang dihubungkan pada perangkat keras sebagai input dan output. Adapun dari bentuk modul relay yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.11sebagai modul Relay motor DC
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Perancangan perangkat lunak dikerjakan pada software untuk pemrograman PLC FEC-FC440 dan tombol otomatis. software untuk pemrograman PLC yaitu FST software, yang merupakan sebuah software berbasis PLC, dimana didalamnya terdapat beberapa bahasa pemrograman seperti ladder
diagram dan STL (Statement List) yang dapat dijalankan oleh PLC yang telah
disediakan oleh software tersebut.
Mulai
Tombol_Start
Reset seluruh perintah Mematikan seluruh
flag dan timer
Tombol Kecil N Tombol Sedang N Tombol besar
Mengaktifkan : - mixer (pengaduk) - Rilley motor AC - Rilley Motor DC
- InverterMotor 3 fasa ( pendorong)
Mengaktifkan : - mixer (pengaduk) - Rilley motor AC - Rilley Motor DC
- InverterMotor 3 fasa ( pendorong)
Mengaktifkan : - mixer (pengaduk) - Rilley motor AC - Rilley Motor DC
- InverterMotor 3 fasa ( pendorong)
Mengaktifkan :
Pellet Kecil Pellet Sedang Pellet Besar
Selesai Berhentii
( STOP )
Gambar3.13 Diagram Alur Program Pada PLC
Pada program diatas dapat digunakan pada PLC FEC-FC440 untuk menerima input dari seluruh tombol pengendali. Program ini merupakan program yang dapat dijalankan secara terus menerus dan dapat berfungsi sebagai program pendukung lainnya. Pada program ini selain dapat menerima dan memberikan perintah, program ini dapat mengaktifkan dan mereset semua flag ( fdone, fkc, fsd, fadukdone, ) beserta semua fungsi Timer ( TP1 … TP4 ) dan outputan ke
relay. Pada saat PLC mengaktifkan relay maka port pada PLC sebagai outputan
akan aktif untuk menghidupkan relay.
Berdasarkan diagram alir diatas, proses dapat berjalan ketika Tombol
Emergency dalam keadaan Off, jika Tombol Emergency masih dalam keadaan
Kecil), Tombol Sedang (Pelet Sedang), maupun Tombol besar (Pelet Besar) diaktifkan karena Tombol Emergency berupa detent switch yangbersifat mengunci. Pada saat Tombol Emergency OFF maka program akan mematikan semua flag, relay dan proses load semua timer yangdigunakan, serta kecepatan
inverter motor bernilai nol. Pada saat user menekan Tombol Kecil maka flag yang
terdapat dalam program dan relay akan aktif. Ketika dalam proses pembuatan adonan pelet kecil, sedang, atau besar sedang berjalan, tiba - tiba user menekan Tombol Emergency maka otomatis proses akan berhenti, kecepatan motor menjadi nol, seluruh rangkaian relay, semua timer, akan dinon-aktifkan, serta proses pengadukan tidak dapat dilanjutkan. Tetapi, proses akan mengulang dari awal, yaitu dari penekanan Tombol Start dan pemilihan mode pelet kembali di tekan. Saat proses pengadukan berjalan tidak ada penekanan Tombol Emergency, maka proses pengadukan akan berjalan hingga proses selesai. Setelah selesai maka proses yang terjadi sama seperti pada saat Tombo Emergency diaktifkan. A.Perancangan Perangkat Lunak Program Pembuatan Pelet
Pada saat Tombol Start di tekan maka pengaduk akan bergerak dengan kecepatan maksimum selama 1 menit. Pada proses pengadukan, motor yang digunakan adalam motor AC 1 fasa. Sehingga tidak dapat diatur kecepatannya pada titik terendah. Adanya penggerak motor AC 1 fasa ini adalah menggunakan
relay yang difungsikan sebagai on dan off arus yang masuk dari tegangan AC.
pembuka dan menutup sliding pengaduk sampai sliding terkena limit switch yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi pembuka sliding pengaduk secara maksimum dan menutup secara maksimum pula. Adapun perintah untuk mengaktifkan relay motor DC adalah jika output 0.3 bernilai 0 dan output 0.4 bernilai 1, maka sliding tertutup secara otomatis. Sedangkan jika output 0.3 bernilai 1 dan output 0.4 Mematikan semua fungsi Flag & fungsi Rilley
Menghidupkan fungsi Timer
Gambar 3.14. Diagram Alur Program Pembuatan Jenis pelet
memberikan input kepada inverter untuk menjalankan motor 3 fasa yang berfungsi sebagai pendorong bahan sampai dengan tahap pemotongan. Disini penulis menggunakan inverter dengan frekuensi sebesar 10 Hz untuk menjalankan motor 3 fasa. Nilai maksimum dari inverter itu sendiri adalah sebesar 60 Hz. Pada kecepatan 10 Hz, nilai ini sangat baik digunakan pada proses ini. Dikarenakan pada saat menggunakan frekuensi sebesar itu, kecepatan motor menjadi stabil untuk mendorong bahan.
Setelah tahap proses pendorongan selesai, maka program memberikan perintah kepada inverter motor 1 fasa ke 2 sebagai motor pemotong untuk memotong bahan yang keluar dari cetakan pelet tersebut. Program memberikan perintah untuk mengaktifkan S1 dan S2 pada inverter untuk menyalakan motor 3 fasa tersebut. Adapun kecepatan motor tergantung dari mode pemilihan jenis pelet yang akan kita gunakan. Kecepatan motor pada mode pelet sedang sebesai 3 Hz, untuk kecepatan mode pelet sedang sebesar 3,6 Hz, sedangkan mode pelet besar sebesar 4 Hz.
a. Program pelet kecil
Gambar 3.15. Diagram Blok Program Pelet Kecil
Dari Gambar 3.15 dapat diuraikan ke dalam program PLC dengan
statement list seperti pada program dibawah ini.
b. Program pelet sedang
statement list seperti pada program dibawah ini.
c. Program pelet besar
Gambar 3.17. Diagram Blok Program Pelet Besar
Dari Gambar 3.17 dapat diuraikan ke dalam program PLC dengan
statement list seperti pada program dibawah ini.
STEP 1
pengaduknya dirancang untuk adonan yang halus. Untuk pemotong, terdapat beberapa lubang yang nantinya mengeluarkan bahan pelet yang setelah itu dapat terpotong secara otomatis. Pisau pemotong menggunakan mata pisau 4 sisi yang dapat bekerja cepat untuk memotong bahan yang keluar sehingga mendapatkan jumlah potongan yang banyak pada tiap sisinya.
3.3.1 Mekanik Mixer
Pada proses pengadukan digerakkan oleh sebuah motor AC satu fasa yang tidak dapat mengendalikan kecepatan dari perintah PLC. Pengaduk hanya bergerak satu arah hingga prosesselesai. Mixer ini terbuat dari bahan stenlis dengan harapan adonan pelet dapat bersih, jika terbuat dari bahan besi mixer akan berkarat ketika terkena air atau bahan cair lainnya. Kaki penyangganya terbuat dari bahan besi karenaakan menahan beban yang berat, motor satu fasa dan komponen lainnya seperti terlihat pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Tampak Mixer Bagian Atas
mixer hanya dapat dimiringkan satu arah saja dan bertujuan untuk menahan mixer
tidak akan gerak kebelakang.
Gambar 3.19 Letak Motor AC dan Gear Box
3.3.2 Mekanik Pendorong Bahan
Dalam menjalankan proses kedua yaitu mendorong bahan yang turun dari
mixer, terdapat sebuah motor tiga fasa yang terhubung dengan inventer sebagai
Gambar 3.20 Motor Pendorong Satu Poros
Banyaknya bahan yang terkandung dalam satu proses memerlukan motor dengan torsi yang cukup kuat untuk dapat menjalankan proses pendorongan bahan hingga sampai pada lubang pemotongan. Demi menghasilkan torsi yang kuat, maka harus menggunakan sebuah gear sebagai pembanding untuk memperkuat poros dari perputaran motor tersebut. Adanya sebuah gear membantu beban motor menjadi lebih ringan dalam bekerja. Sehingga keawetan mekanik dapat terjaga dengan baik dan dapat bertahan lebih lama. Pada Gambar 3.21terdapat gear yang sudah terpasang untuk membantu beban motor agar dapat bekerja dengan ringan.
3.3.3 Mekanik Pemotong Bahan
Gambar 3.22. Pisau Pemotong Gambar3.23. Motor Tiga Fasa dan Inverter
3.3.4 Peletakkan Komponen Elektronika pada Perangkat Keras
Perancangan pada sistem elektronik yang telah dirancang sedemikian rupa,sehingga user dengan mudah mengenali komponen dari tata letak tersebut. Disini penulis menggunakan box kontrol yang telah di rancang sedemikian rupa untuk mempermudah melihat kinerja dari PLC dan Inverter dari luar box kontrol.
Box kontrol itu sendiri berbentuk persegi empat yang terbuat dari akrilik dan
aluminium sehingga memiliki kontruksi yang kuat dan berat yang ringan seperti terlihat pada Gambar 3.24.
Gambar 3.24 Box Kontroller
Pada box kontrol tersebut terlihat hardwaredari PLC dan inverter dapat terlihat dari luar. Hal ini dilakukan agar user sangat mudah melihat kinerja dari
A B C D E
G
PLC dan inverter pada saat hardware melakukan kinerja. Inverter diletakkan pada tempat tersebut agar pada saat inverter melakukan proses terlihat besar dari kecepatan yang diberikan ke motor tiga fasa. Posisi tersebut berjuan juga mempermudah inverter di hubungkan ke motor pendorong yang tertanam dibawah
mixer. Untuk keterangan huruf sebagai berikut :
1. A = Tombol Mode Pelet Kecil 2. B = Tombol Mode Pelet Sedang 3. C = Tombol Mode Pelet Besar 4. D = Tombol Start
5. E = Tombol Emergency 6. F = Inverter Toshiba VF- S11 7. G = PLC Festo FC-440
Untuk tombol pengendali diletakkan diatas supaya user dengan mudah menekan tombol saat memilih menu pemilihan jenis pelet apa yang akan di proses. Sedangkan komponen lain seperti rangkaian relay terletak dibagian bawah
69
BAB IV
PENGUJIAN SISTEM
Pada bab pengujian sistem ini akan menjelaskan hasil yang telah dilakukan oleh penulis, yaitu pengujian perangkat hardware serta pengujian pada software yang telah dibuat.
4.1 Pengujian PLC Festo FC440
Pada pengujian Festo FC 440 bertujuan untuk mengetahui apakah PLC telah berjalan sesuai dengan keinginan penulis, yaitu dapat memasukan program ke PLC adapun alat yang digunakan serta Prosedur pengujian, sebagai berikut. Disini penulis menggunakan kabel LAN jenis Straigh sebagai media komunikasi antara PC ke PLC.
Alat yang digunakan :
1. Komputer/laptop yang telah terinstal Festo FC440. 2. kabel LAN.
3. PLC FC440.
4. Power Suplay 24V serta Power Suplay 5V.
5. Tombol Push Butoon1 Buah.
Prosedur pengujian :
1. Hubungkan kabel LAN dari komputer/laptop yang terinstal software Festo FC440 ke PLC.
3. Pilih driver configuration lalu klik kanan pilih insert driver dan pilih TCPIPFC2.
4. tekan IO configuration lalu klik kanan pilih insert IO module lalu pilih FC440.
5. Klik kanan pada program lalu pilih new program dan pilih pemograman
statement listatau ladder diagram lalu tekan OK (pada percobaan penulis
memilih statement list).
6. pilih extras klik preferences lalu masukan IP pada PLC (Penulis menggunakan ip 192.168.1.7).
7. Hubungkan PLC FC440 ke power suplay 24V.
8. Hubungkan tombol push button ke input I0.0 - I0.7 (Pada pengujian i penulis memasukan push button pada input I0.0).
9. Hubungkan relay ke output PLC O0.0-O0.7 (pada pengujian ini penulis memasukan ke output O0.0).
10.Download progaram ke PLC Festo FC440 (untuk percobaan dapat dilihat
program dibawah ini).
STEP1
THEN RESET RELAY1 STEP 2
IF TOMBOL THEN JMP TO 3
Hasil pengujian
Gambar 4.1. Pemberitahuan program sukses di download. 4.2 Pengujian Inverter Toshiba VF-S11
Pada pengujian inverter VF-S11 bertujuan untuk mengakses motor 3 Fasa menggunakan inverterVF-S11 apakah bisa berjalan dengan baik atau tidak dengan menggunakan program yang di download ke PLC, yang diaplikasikan di motor pendorong dan motor pemotong pada alat. Dengan pengujian menggunakan 1 kecepatan dan menggunakan frekuensi 4,5Hz pada motor 3Fasa, Adapun alat yang digunakan, Prosedur pengujian, maupun Hasil dapat dilihat dibawah ini. Alat yang dibutuhkan:
1. Komputer/laptop yang telah terinstal Festo FC440. 2. kabel LAN.
3. PLC FC440.
4. Set FNOD = 3 dan CNOD = 0.
5. Power Suplay 24V serta Power Suplay 5V.
6. Tombol Push Butoon1 Buah. 7. 1 buah inverter Toshiba VF-S11. 8. Motor 3 fasa 1 buah.
9. Set Pengaturan ke mode sink ( yang dapat dilihat pada Gambar 4.3 ) Prosedur pengujian :
2. Buat new project.
3. Pilih driver configuration lalu klik kanan pilih insert driver dan pilih TCP IP.
4. tekan IO configuration lalu klik kanan pilih insert IO module lalu pilih FC440.
5. Klik kanan pada program lalu pilih new program dan pilih pemograman
statement list atau ladder diagram lalu tekan OK (pada percobaan penulis
memilih statement list).
6. pilih extras klik preferences lalu masukan IP pada PLC (Penulis menggunakan ip 192.168.1.7).
7. Hubungkan PLC FC440 ke power suplay 24V.
8. Hubungkan tombol push button ke input I0.0 - I0.7 (Pada pengujian i penulis memasukan push button pada input I0.0).
9. Hubungkan S1, S2, S3, S4, RESET ke output PLC O0.0-O0.7 (pada pengujian ini penulis memasukan ke output S1=O0.0).
10.Hubungkan ground yang ada di PLC ke termil\nal yang ada pada inverter. 11.Hubungkan pada inverter yang bertulis U, V, W ke motor 3 Fasa yang
bertulis U1, V1, V1.
12.Hubungkan ke tegangan 24V pada front pada inbverter.
