TUGAS AKHIR
“ PEMROGRAMAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) PADA MESIN FINGER JOINT ”
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Ekstensi (PPSE) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara
Oleh
Nama : Frans Gullit B Simarmata NIM : 100422052
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan yang maha Kuasa atas rahmat dan kasih-Nya yang selalu senantiasa memberikan kesehatan, pengetahuan, kekuatan, dan kesempatan kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Laporan yang berjudul “PEMROGRAMAN PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER PADA MESIN FINGER JOINT”. Laporan ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan program pendidikan studi S1 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Energi Listrik Universitas Sumatera Utara.
Di dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materi, spiritual, informasi maupun segi administrasi sehingga penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa atas Kasih dan Berkat yang selalu dilimpahkan kepada penulis sehingga laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rahmat Fauzy, S.T, M.T selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Riswan Dinzi, MT selaku Dosen Pembimbing saya di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh Staff Pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang memberikan bekal ilmu kepada saya selama mengikuti perkuliahan
6. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Orang tua saya yang selalu mendukung dan mendoakan saya selama mengikuti pendidikan S1 di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Konsentrasi Teknik Konversi Energi Listrik, Universitas Sumatera Utara.
8. Teman – teman mahasiswa khususnya stambuk 2010 dan semua pihak yang membantu saya menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Serta semua pihak yang telah membantu dalam penyeleasaian Tugas Akhir ini baik secara langsung maupun tidak langsung
Penulis menyadari laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini dikemudian hari.
Akhir kata, penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi para pembaca.
Medan, 29 Nopember 2013 Hormat saya,
ABSTRAK
Pada masa sekarang ini, pengoperasian motor–motor listrik biasanya diaplikasikan dengan beban jenis sequence, interlock, kombinasi antara keduanya, dan lain – lain. Sistem kontrol yang dipakai umumnya masih menggunakan sistem kontrol konvensional. Karena itu, diperlukan sistem yang mempergunakan alat kontrol otomatis yang lebih handal yang mempunyai banyak kelebihan–kelebihan yang lain yang tidak dimiliki sistem kontrol konvensional. Pemanfaatan PLC (Programmable Logic Controller) sebagai sistem kontrol yang lebih tepat. Dengan PLC, kita semakin mudah dalam hal wiring, karena hanya memasukkan kontrol yang sudah dirancang kedalam program PLC. Dengan PLC juga, semakin mudah melihat titik trouble saat ada kesalahan dalam pemrograman, karena PLC akan menunjukkan indikator yang mengindikasikan adanya trouble. Perumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah bagaimana cara memprogram Programmable Logic Controller (PLC) pada mesin Finger Joint. Finger Joint merupakan mesin yang populer di industri perkayuan saat ini. Mesin finger joint adalah mesin yang berproses membentuk finger – finger di ujung – ujung dari kayu – kayu yang masuk ke dalam mesin tersebut dan selanjutnya finger kayu yang satu dengan finger kayu yang lainnya di satukan melalui proses jointing menjadi satu kesatuan yang utuh dan bernilai ekonomis. PLC sepenuhnya mengontrol kerja dari mesin finger joint tersebut. Pengoperasian program PLC pada mesin finger joint telah berjalan sesuai dengan perencanaan dan perancangan program yang telah dibuat. Semua sistem beroperasi sesuai dengan instruksi yang disimpan pada PLC, baik pada mode “auto” maupun pada mode “manual”. Untuk mode “manual”, selain berfungsi secara manual, mode ini bisa dimanfaatkan ntuk perawatan dan pemeliharaan mesin finger joint. Penggunaan penerapan PLC ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai dasar dan tolak ukur untuk kemajuan teknologi dimasa depan.
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... Error! Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.5 Manfaat ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Programmable Logic Controller ( PLC ) ... 4
2.1.1 Pengenalan PLC ... 4 2.1.2 Bagian-Bagian PLC ... 5 2.2.3.1 CPU ... 5 2.2.3.2 Terminal Supply ... 6 2.2.3.3 Terminal Masukan ... 6 2.2.3.4 Terminal Keluaran ... 6
2.2.3.5 Terminal Pentanahan Fungsional ... 6
2.2.3.6 Indikator PC ... 6
2.2.3.7 Terminal pentanahan pengaman ... 6
2.2.3.8 Indikator masukan ... 6
2.2.3.9 Indikator keluaran ... 7
2.2.3.11 Peripheral Port ... 8
2.2.3.12 Exspanssion I /O ... 8
2.1.3 Bahasa Pemograman ... 8
2.1.4 Diagram Ladder ... 8
2.2.3.13 Instruksi-instruksi diagram ladder ... 9
2.2.3.14 Prinsip – Prinsip Diagram Ladder PLC ... 12
2.1.5 Eksekusi Program ... 13 2.1.6 Personal Computer ... 13 2.1.7 Masukan - Masukan PLC ... 20 2.1.8 Keluaran PLC ... 21 2.2 Finger Joint ... 21 2.2.1 Umum ... 21
2.2.2 Peralatan Pada Mesin Finger Joint ... 22
2.2.3 Peralatan Dan Proses Kerja Masing – Masing Peralatan Pada Mesin Finger Joint ... 37
2.2.3.1 Mesin Infeed ... 40
2.2.3.2 Mesin Finger Shape Joint 1 ... 40
2.2.3.3 Mesin Infeed 2 (Transfer wood from Finger Shape Joint 1 to Finger Shape Joint 2) ... 47
2.2.3.4 Mesin Finger Shape Joint 2 ... 47
2.2.3.5 Mesin Infeed 3 ... 54
2.2.3.6 Mesin Finger Joint ... 57
2.2.4 Konstruksi Mesin Finger Joint ... 63
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ... 72
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian ... 72
3.2 Bahan dan Peralatan ... 72
3.3 Metode Pengumpulan Data ... 72
3.4 Teknik Analisis Data ... 73
4.1 Diagram Blok ... 74
4.2 Wiring Diagram ... 75
4.3 Pemrograman Pada Software PLC Type Siemens Simatic S7 ... 101
5.3.1 Pemrograman Pada File FC1 ... 101
5.3.2 Pemrograman Pada File OB1 ... 119
4.3 Screen ... 120
4.4 Tabel Simbol ... 124
4.5 Analisa Simulasi Pemrograman PLC ... 128
4.5.1 Analisa Simulasi Program PLC Pada Mesin Finger Joint Dengan Mode “Auto” ... 128 4.5.2 Analisa Simulasi Program PLC Pada Mesin Finger Joint Dengan Mode “Manual” ... 134 BAB V PENUTUP ... 137 5.1 Kesimpulan ... 137 5.2 Saran ... 138 DAFTAR PUSTAKA ... 139 LAMPIRAN ... 140
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 2 Input Mesin Infeed ... 64
Tabel 2. 3 Output Mesin Infeed ... 64
Tabel 2. 4 Input Mesin Finger Joint 1 ... 65
Tabel 2. 5 Output Mesin Finger Shape Joint 1 ... 65
Tabel 2. 6 Input Mesin Infeed 2 ... 66
Tabel 2. 7 Output Mesin Infeed 2 ... 66
Tabel 2. 8 Input Mesin Finger Shape Joint 2 ... 66
Tabel 2. 9 Output Mesin Finger Shape Joint 2 ... 67
Tabel 2. 10 Input Mesin Infeed 3 ... 69
Tabel 2. 11 Output Mesin Infeed 3 ... 69
Tabel 2. 12 Input Mesin Finger Joint ... 70
Tabel 2. 13 Output Mesin Finger Joint... 70
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 PLC Type Siemens Simatic S7 ... 5
Gambar 2. 2Diagram Ladder ... 9
Gambar 2. 3 Contoh Instruksi LD dan LD Not ... 10
Gambar 2. 4 Contoh instruksi AND dan AND NOT ... 10
Gambar 2. 5 Contoh Instruksi OR dan OR NOT ... 11
Gambar 2. 6 Contoh Instruksi OUT ... 11
Gambar 2. 7 Contoh intruksi END ... 12
Gambar 2. 8 a ) Rangkaian Kontrol Start–Stop Motor ... 13
Gambar 2. 9 Skema cara mengkoneksi komputer ke PLC ... 14
Gambar 2. 10 Tampilan software PLC Siemens pada PC... 14
Gambar 2. 11 Tampilan proses simulation on/off ... 15
Gambar 2. 12 Pemograman diagram Ladder pada file FC1 ... 16
Gambar 2. 13 Pemrograman Diagram Ladder pada file OB1 ... 17
Gambar 2. 14 Proses klik toolbar download pada file FC1 ... 17
Gambar 2. 15 Proses klik toolbar download pada file OB1 ... 18
Gambar 2. 16 Tampilan program RUN (monitor On) pada file FC1. ... 18
Gambar 2. 17 Tampilan program RUN (monitor On) pada file OB1. ... 19
Gambar 2. 18 Contoh Menghubungkan Sensor Masukan ... 20
Gambar 2. 19 Relai Sebagai Keluaran Pada PLC ... 21
Gambar 2. 20 Konstruksi Motor Listrik 3 Fasa ... 23
Gambar 2. 21 Grafik Torque – Kecepatan Motor Induksi AC 3 Fasa ... 24
Gambar 2. 22 Silinder Pneumatik ... 25
Gambar 2. 24 Pneumatik Sistem Double Action ... 25
Gambar 2. 25 Gambar Solenoid Valve ... 27
Gambar 2. 26 Gambar Konstruksi Solenoid Valve... 28
Gambar 2. 27 Proses Kerja Solenoid Valve ... 29
Gambar 2. 28 Aplikasi Kerja Sistem Pneumatik ... 29
Gambar 2. 29 Limit Switch ... 31
Gambar 2. 30 Proses Kerja Photo Electric Switch... 32
Gambar 2. 31 Bentuk Fisik Photo Electric Switch dan Rangkaian Sensor Photo Electric Switch ... 32
Gambar 2. 32 Rangkaian Sensor Photo Electric Switch Yang Di Hubungkan ke Terminal Masukan PLC ... 33
Gambar 2. 33 Peletakan Sensor Magnetic Sylinder ... 35
Gambar 2. 34 Bentuk Fisik Sensor Magnetic Sylinder ... 35
Gambar 2. 35 Connection Diagram Pada Sensor Magnetic Sylinder ... 35
Gambar 2. 36 Sensor Induktif Proximity ... 36
Gambar 2. 37 Sensor Kapasitif Proximity ... 37
Gambar 2. 38 Connection Diagram Sensor Proximity ... 37
Gambar 2. 39 Finger Joint Tampak Keseluruhan... 38
Gambar 2. 40 Mesin Infeed ... 40
Gambar 2. 41 Infeeding ... 41
Gambar 2. 42 Silinder Pneumatic ... 42
Gambar 2. 43 Cutting Feeding ... 42
Gambar 2. 44 Cutter ... 43
Gambar 2. 45 Shaper ... 43
Gambar 2. 46 Mesin Finger Shape Joint 1 Proses I ... 44
Gambar 2. 48 Mesin Finger Shape Joint 1 Proses III ... 46
Gambar 2. 49 Mesin Finger Shape Joint 1 Tampak Samping ... 46
Gambar 2. 50 Hasil Finger Kayu Pada Mesin Finger Shape Joint 1 ... 47
Gambar 2. 51 Belt Conveyor Perantara (Mesin Infeed 2 Untuk Mentransfer Kayu dari Finger Shape Joint 1 ke Finger Shape Joint 2 ... 47
Gambar 2. 52 Infeeding 2 ... 48
Gambar 2. 53 Silinder Pneumatic 2 ... 49
Gambar 2. 54 Cutting Feeding ... 49
Gambar 2. 55 Cutter 2 ... 50
Gambar 2. 56 Shaper 2 ... 51
Gambar 2. 57 Lem ... 51
Gambar 2. 58 Mesin Finger Shape Joint 2 Proses I ... 52
Gambar 2. 59 Mesin Finger Shape Joint 2 Proses II ... 53
Gambar 2. 60 Mesin Finger Shape Joint 2 ... 53
Gambar 2. 61 Hasil Pasangan Finger Kayu Pada Mesin Finger Shape Joint 2 .... 54
Gambar 2. 62 Mesin Infeed 3 ... 54
Gambar 2. 63 Infeeding 3 ... 55
Gambar 2. 64 Infeeding 4 (In Feeding Joint) ... 56
Gambar 2. 65 Power Feeding Roller Tampak Samping ... 57
Gambar 2. 66 Power Feeding Roller Tampak Depan ... 57
Gambar 2. 67 Silinder Pneumatic 3 Top sebelum beroperasi menge-press ... 58
Gambar 2. 68 Silinder Pneumatic 3 Top setelah beroperasi menge-press ... 58
Gambar 2. 69 Cutter 3 dan Silinder Pneumatic 3 Bottom Feeding Cutter 3 ... 59
Gambar 2. 70 Silinder Pneumatic 4 Top ... 60
Gambar 2. 72 Silinder Pneumatic 6 Top & Side ... 61
Gambar 2. 73 3 Silinder Pneumatic 7 Top Jointing ... 61
Gambar 2. 74 Sylinder Hydraulic ... 62
Gambar 2. 75 Konstruksi Mesin Finger Joint ... 63
Gambar 2. 76 Mesin Infeed Dan Mesin Finger Shape Joint 1 ... 64
Gambar 2. 77 Mesin Infeed 2 Dan Mesin Finger Shape Joint 2 ... 66
Gambar 2. 78 Mesin Infeed 3 Dan Mesin Finger Joint ... 68
Gambar 4. 1 Pemrograman Pada File FC1 ... 118
Gambar 4. 2 Pemrograman Pada File OB1 ... 119
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Simatic S7 System Family ... 140
Lampiran 2 Position in the overall documentation structure ... 141
Lampiran 3 Power Supply module PS 307; 5 A ... 142
Lampiran 4 SM 321; DI 32 x DC 24V ... 145
Lampiran 5 SM 322; DO 32 X DC 24 V ... 146
Lampiran 6 Konstruksi Mesin Finger Joint ... 147
Lampiran 7 Mesin Finger Joint ... 148
Lampiran 9 Motor Penggerak Konveyor ... 150
Lampiran 10 Motor Penggerak Cutter ... 151
Lampiran 11 Motor Penggerak Shaper ... 152
Lampiran 12 Photo Electric Switch ... 153
Lampiran 13 Photo Electric Switch ... 154
Lampiran 14 Shaper Dan Cutter ... 155
Lampiran 15 Magnetic Sylinder Sensor Dan Sylinder Hydraulic ... 156
