iii
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap 2004/2005
SIMULASI CONVEYOR UNTUK PROSES
PENGECATAN DAN PENGERINGAN
MENGGUNAKAN PLC
William Heriawan 0221970099
Abstrak
Pada proses industri, khususnya industri yang didalamnya melibatkan proses pengecatan, sangatlah tidak efisien jika proses dilakukan secara manual karena akan menghabiskan resource yang ada. Selain itu, proses penyemprotan cat secara manual memiliki efek yang buruk bagi kesehatan manusia, yang pada akhirnya akan menganggu kontinyuitas proses itu sendiri. Penelitian ini bertujuan untuk merancang suatu prototype sistem pengendali conveyor yang dapat melaksanakan proses pengecatan dan pengeringan secara kontinyu dengan pemanfaatan waktu yang efisien, menggunakan PLC dengan tipe OMRON C200H. Metodologi yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini adalah studi kepustakaan dan penelitian laboratorium. Sistem dirancang agar dapat mengatur pergerakan conveyor dan melakukan proses pengecatan terhadap obyek yang lewat diatasnya. Panjang obyek diukur oleh sistem menggunakan sebuah sensor
photoelectric dipadukan dengan proses perhitungan terhadap pulsa yang dihasilkan oleh
rotary encoder sebagai akibat dari pergerakan motor. Kemudian sistem akan melakukan proses pengecatan terhadap obyek sesuai dengan panjang yang terukur. Penggunaan PLC dalam sistem ini memudahkan proses penyesuaian dan pengembangan sistem lebih lanjut dimasa yang akan datang sesuai dengan perkembangan kebutuhan yang timbul.
Kata kunci:
iv
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya
penulisan skripsi yang berjudul “Simulasi Conveyor untuk Proses Pengecatan dan
Pengeringan Menggunakan PLC”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi strata-1 pada jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari partisipasi berbagai pihak, yang baik
secara langsung maupun tidak langsung turut membantu dan mendukung penyelesaian
penyusunannya. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua dan adik-adik penulis yang terus memberi motivasi dan
semangat dalam penyusunan skripsi sehingga dapat selesai dengan hasil
semaksimal mungkin.
2. Bpk. Sardjono Trihatmo, Dipl. Ing. selaku dosen pembimbing yang telah
meluangkan waktunya dalam memberi bimbingan, pengetahuan dan petunjuk,
juga motivasi, dalam menyusun, memperbaiki dan menyempurnakan skripsi ini.
3. Bpk. Iman H. Kartowisastro, Ir., Msc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Sistem
Komputer dan Bpk. Robby Saleh, S.Kom. selaku Sekretaris Jurusan Sistem
Komputer yang telah meluangkan waktu dan memberi masukan dalam
menyelesaikan skripsi ini.
4. Para sahabat yang telah telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam
v
Meski telah berusaha maksimal, namun penulis menyadari bahwa skripsi ini
masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari
rekan-rekan pembaca sangatlah dibutuhkan guna menjadikan skripsi ini lebih baik lagi.
Akhir kata, penulis merasa sangat bersyukur apabila skripsi ini dapat berguna
bagi kepentingan orang banyak. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi
rekan-rekan pembaca dan dapat memberikan sumbangsih kepada almamater dalam
pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Jakarta, Juni 2005
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar
Halaman Judul Dalam
Halaman Persetujuan Hardcover i
Halaman Pernyataan Dewan Penguji ii
Abstrak iii
Prakata iv
Daftar Isi vi
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Daftar Lampiran xv
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Ruang Lingkup Penelitian 3
1.3. Tujuan dan Manfaat 3
1.4. Metodologi 4
1.5. Sistematika Penulisan 4
BAB 2 LANDASAN TEORI 5
2.1. Programmable Logic Controller (PLC) 5
vii
2.1.2. Prinsip Kerja Programmable Logic Controller (PLC) 11
2.1.2.1. Prinsip Kerja CPU 13
2.1.2.2. Memori Solid-State 15
2.1.2.3. Prosesor 17
2.1.2.4. Antarmuka: Modul Input/Output 20
2.1.2.5. Catu Daya 22
2.1.3. Pemrograman PLC 24
2.1.4. Proses Scan 26
2.2. Sensor 28
2.2.1. Sensor Photoelectric 29
2.2.1.1. Sensor dengan Modus Sorotan
Cahaya Lurus (Through-beam Sensor) 32
2.2.1.2. Sensor dengan Modus Sorotan
Cahaya Pantul (Reflection Sensor) 34
2.3. Aktuator 35
2.3.1. Motor Listrik 35
2.3.1.1. Motor AC 36
2.3.1.2. Motor Induksi 38
viii
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 42
3.1. Umum 42
3.2. Modul Perangkat Keras (Hardware) 43
3.2.1. Modul Input 43
3.2.1.1. Sensor Photoelectric 43
3.2.1.2. Saklar-saklar 44
3.2.2. Modul Proses 45
3.2.2.1. Unit CPU 45
3.2.2.2. Unit Masukan 46
3.2.2.2.1. High Density Input Unit 46
3.2.2.2.2. High Speed Counter Unit 47
3.2.2.3. Unit Keluaran 48
3.2.2.3.1. High Density Output Unit 49
3.2.2.3.2. Contact Output Unit 49
ix
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 66
4.1. Spesifikasi Sistem 66
4.2. Implementasi Sistem 67
4.3. Percobaan dan Analisa 69
4.4. Faktor yang Mempengaruhi Hasil Pengukuran Panjang Obyek 73
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 80
5.1. Simpulan 80
5.2. Saran 81
Daftar Pustaka 82
Daftar Riwayat Hidup 83
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis-jenis Chip memori pada CPU PLC 15
Tabel 2.2. Perbedaan Karakteristik Motor AC dan Motor DC 36
Tabel 2.3. Karakteristik Motor Sangkar Tupai 40
Tabel 3.1. Setting Switch (a) SW3, Baud Rate; (b) SW4, Level Perintah,
Parity dan Kode Transmisi 51
Tabel 3.2. Deskripsi Terminal Inverter MITSUBISHI FR-A024 54
Tabel 3.3. Nama-nama Bagian Air-brush 58
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Obyek dengan Panjang 5,00cm 70
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Obyek dengan Panjang 10,00cm 71
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Layout dan Koneksi Sistem PLC 5
Gambar 2.2. Pengesetan Saklar Modul Input/Output 9
Gambar 2.3. Blok Diagram Komputer Pengolah Data 12
Gambar 2.4. Blok Diagram Komputer Pengontrol Proses 12
Gambar 2.5. Blok Diagram CPU pada PLC 13
Gambar 2.6. Ukuran memori (a) 1 KB (b) 2 KB 16
Gambar 2.7. Peta Memori 17
Gambar 2.8. Susunan Modul Input PLC 20
Gambar 2.9. Susunan Modul Output PLC 21
Gambar 2.10. Blok Diagram Catu Daya PLC 22
Gambar 2.11. Penyisipan Kontak dan Koil 24
Gambar 2.12. Contoh Penyisipan Kontak yang Salah dan Solusinya 25
Gambar 2.13. Matriks Kontak 25
Gambar 2.14. Contoh Susunan Kontak Bersarang (Nested) 26
Gambar 2.15. Orientasi Aliran Diagram (a) flow dari kiri ke kanan;
(b) flow lurus/rata atas Gambar 2.17. Orientasi Aliran Diagram 26
Gambar 2.16. Siklus Operasional PLC 27
Gambar 2.17. Proses Scan 27
Gambar 2.18. Komponen Kontrol Proses 28
Gambar 2.19. Sensor Photoelectric 29
xii
Gambar 2.21. LED (Light-Emitting Diode) 30
Gambar 2.22. Panjang Gelombang Pemancaran LED 31
Gambar 2.23. Pemancaran Infra Merah LED Gallium Arsenide 31
Gambar 2.24. (a) Sensor Sorotan Cahaya Lurus; (b) Area Sorotan Efektif 32
Gambar 2.25. Sensor dengan Tutup Lensa Bercelah untuk Mendeteksi Benda Kecil 33
Gambar 2.26. Prinsip Kerja Sensor Sorotan Cahaya Lurus
(a) Cahaya dari Sumber Diterima Penuh oleh Detektor;
(b) Cahaya dari Sumber Terhalang, Obyek Terdeteksi 33
Gambar 2.27. (a) Sensor Sorotan Cahaya Pantul; (b) Area Sorotan Efektif 34
Gambar 2.28. Prinsip Kerja Sensor Sorotan Cahaya Pantul
(a) Cahaya dari Sumber Dipantulkan oleh Retroreflektor dan
Diterima Penuh oleh Detektor; (b) Cahaya dari Sumber Terhalang,
Obyek Terdeteksi 34
Gambar 2.29. Motor AC (a) Fase Tunggal; (b) Fase Tiga 37
Gambar 2.30. Motor Induksi dan Tabel Hubungan Pengatur Kecepatan 39
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem 43
Gambar 3.2. Blok Diagram Modul Input 43
Gambar 3.3. Sensor Autonics BM1M-MDT 44
Gambar 3.4. Modus Operasi Sensor BM1M-MDT 44
Gambar 3.5. CPU Model OMRON C200H-CPU21 45
Gambar 3.6. Unit Masukan Model OMRON C200H-ID215 46
Gambar 3.7. Unit Masukan Model OMRON C200H-CT001-V1 47
Gambar 3.8. Unit Keluaran Model OMRON C200H-OD215 49
xiii
Gambar 3.10. Unit Host Link Model OMRON C200H-LK201-V1 50
Gambar 3.11. Koneksi RS-232C Antara Host Link dan Host Computer 52
Gambar 3.12. Blok Diagram Modul Output 52
Gambar 3.13. Blok Diagram Hubungan Motor, Inverter dan Encoder 53
Gambar 3.14. Pulsa Encoder (a) Putaran Searah Jarum Jam;
(b) Putaran Berlawanan Arah Jarum Jam 54
Gambar 3.15. Diagram Koneksi Inverter MITSUBISHI FR-A024 56
Gambar 3.16. Blok Diagram Komponen Display 56
Gambar 3.17. Blok Diagram Pengecat 57
Gambar 3.18. Bagian-bagian Air-brush 57
Gambar 3.19. Blok Diagram Pengering 58
Gambar 3.20. Diagram Koneksi Sistem 59
Gambar 3.21. Koneksi Terminal Modul Input 59
Gambar 3.22. Koneksi Terminal Modul Output 60
Gambar 3.23. Koneksi Terminal Rangkaian Motor 61
Gambar 3.24. Rancangan Timing Chart Sistem 62
Gambar 3.25. Rancangan Flowchart Program Utama 63
Gambar 3.26. Rancangan Flowchart Modul (a) Hitung Panjang Obyek;
(b) Kecepatan Motor; (c) Pengecatan; dan (d) Pengeringan 64
Gambar 3.27. Rancangan Fisik Sistem (a) Tampak Atas; (b) Tampak Samping 65
Gambar 3.28. Simulasi Conveyor untuk Proses Pengecatan dan Pengeringan 65
Gambar 4.1. Ilustrasi Proses Pengecatan (a) Lintasan Cat Sepanjang Obyek;
(b) Lintasan Cat Lebih Panjang dari Obyek; dan
xiv
Gambar 4.2. Pemasangan Encoder (a) Poros Sejajar Silinder;
(b) Poros Sedikit Miring 74
Gambar 4.3. Ilustrasi Kesalahan Pengukuran Akibat Miringnya Poros Encoder
Terhadap Poros Silinder (a) Poros Sejajar Silinder;
(b) Poros Sedikit Miring 75
Gambar 4.4. Ilustrasi Kesalahan Pengukuran Akibat Miringnya Letak Benda
pada Conveyor (a) Letak Benda Lurus;
(b) Letak Benda Sedikit Miring 76
Gambar 4.5. Bentuk Obyek yang Digunakan dalam Percobaan 76
Gambar 4.6. Urutan Proses Pengecatan 77
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Listing Program
