OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT DENGAN MENGGUNAKAN PLC PADA PT. OSNIKK JAYA JAKARTA
Oleh
Rich Elgive Hingayomi NIM: 612009012
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA : Rich Elgive Hingayomi
NIM : 612009012
JUDUL SKRIPSI : Otomatisasi Mesin Pengisian dan Pengemasan Cat Dengan Menggunakan PLC pada PT. Osnikk Jaya Jakarta
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 10 Oktober 2014
Rich Elgive Hingayomi Materai Rp,
i
INTISARI
Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem otomatisasi mesin pengisian dan pengemasan cat dengan menggunakan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A sebagai pengendali utama yang digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi cat di PT. Osnikk Jaya.
Alat ini mampu melakukan pengisian ember cat dengan takaran berat 4 kg, 5 kg, 20 kg, dan 25 kg, mampu bekerja pada 2 jenis ukuran ember sesuai dengan kapasitas berat yang akan diisi, mampu menutup tutup ember tanpa menggunakan tenaga manusia.
Pada bagian masukan PLC terdapat sensor infra red, dan tombol push button sedangkan pada bagian keluaran PLC terdapat single phase motor AC, solenoid valve electric, dan solenoid valve pneumatic. Dalam proses pengisian digunakan sensor load cell yang terhubung dengan indikator berat untuk mengukur berat cat yang akan diisi ke dalam ember.
Sistem otomatisasi mesin pengisian dan pengemasan cat ini telah berhasil direalisasikan setelah dilakukan pengujian langsung di PT. Osnikk Jaya dan mampu memproduksi cat hingga 432 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 4 kg, 399 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 5 kg, 292 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 20 kg, dan 234 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 25 kg. Jenis cat yang digunakan pada pengujian adalah cat tembok. Mesin pengisian dan pengemasan cat ini memiliki persentase kesalahan kurang dari 2,4 %.
ii
ABSTRACT
In this research, I create an automation system of paint filling and packing machine using PLC OMRON CPM2A-30CDR-A as the main controller to increase the quality and quantity of paint production at PT. Osnikk Jaya.
This device has the filling capacity of 4 kg, 5 kg, 20 kg, and 25 kg, 2 types of bucket based on weight capacity, and can be closed automatically without operator help.
The PLC input is featured with infrared and push button while the output has a single phase motor AC, electric solenoid valve, and pneumatic solenoid valve. The filling process uses a load cell sensor connected with weight indicator to measure paint weight which is filled into the bucket.
This automation system of filling and packing machine runs successfully after a direct testing at PT Osnikk Jaya and produces up to 432 buckets per 3 hours for 4kg capacity, and 399 buckets per 3 hours for 5 kg capacity, 292 buckets per 3 hours for 20 capacity, and 234 buckets per 3 hours for 25 capacity. The type of paint used in this commissioning is wall paint. This paint filling and packing machine has less than 2,4% error percentage.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala penyertaanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dalam rangka menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer.
Pengerjaan tugas akhir ini dapat berhasil karena bantuan dan dukungan banyak pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih karunia-Nya senantiasa memberi jalan untuk menyelesaikan skripsi ini.
2. Keluargaku tercinta, papa Bapak Riwo Handayani yang selalu memberikan arahan dan nasehat, mama Ibu Fitrie Handokho yang selalu memotivasi, adik Malta Hingayomi dan Joy Senssane Hingayomi yang terus berdoa dan memberi dukungan tiada henti. I love my family.
3. Sinode JKI, Bapak Adi Sutanto yang telah memberikan beasiswa dan doa kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan proses perkuliahan ini. 4. PT. Osnikk Jaya Jakarta, Bapak Hartono dan Ibu Lisan dan seluruh
karyawan PT. Osnikk Jaya Jakarta.
5. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku pembimbing I dan bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc. Eng, selaku pembimbing II, terima kasih atas segala arahan yang telah diberikan.
6. Keluarga besar, Opa dan Oma saya Bapak Surya Handokho dan Ibu Beauty Purnamasari, Mbah saya Ibu Klinem, Bulek Ibu Purwiyanti dan Om Bapak Santoso dan, Tante saya “wakcak” Ibu Herlina, yang telah memberikan motivasi dan doa nya.
7. Monica Selesi Riana Utama atas pengertiannya dan penyemangat di kala suka dan duka. Om Sutomo dan Tante Ari yang telah banyak membantu dan memotivasi kepada saya.
8. JKI Rehobot Palembang, atas motivasi, dan doanya. I love my church. 9. Pakde dan Bukde Marsono, Panti Asuhan Pak Yakobus atas motivasi dan
iv
10. Kak Fandi, Kak Albert, Om Danny, dan keluarga JKI Keluarga Kerajaan atas motivasi dan doanya.
11. Keluarga Kos Eltorro 800, my second home. Kalian luar biasa.!!!
12. Budi Susanto atas bantuannya dalam membuat program, dan Reyn Maxel Palese atas bantuannya untuk ambil dan edit video.
13. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang namanya tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidaklah sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik maupun saran agar tugas akhir ini dapat lebih berguna, khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Semoga pengerjaan dan penulisan tugas akhir ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi siapapun yang membacanya.
Salatiga, Oktober 2014
v
DAFTAR ISI
INTISARI ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ...viii
DAFTAR TABEL ... x DAFTAR ISTILAH ... xi BAB I PENDAHULUAN ...1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Spesifikasi Sistem ... 2 1.3 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II SISTEM OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT………..… 4
2.1 Gambaran Sistem ... 4
2.2 Prinsip Kerja Sistem ... 5
2.3 Metode Pengukuran Berat ... 6
2.4 Komponen Pembentuk Sistem ... 6
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 11
3.1 Perangkat Keras ... 11 3.1.1 Paket Alat……….……... 11 3.1.1.1 Conveyor……...11 3.1.1.2 Bagian Pengisian ... 13 3.1.1.3 Bagian Penutup…... ... 13 3.1.2 Elektronik……... 14 3.1.2.1 PLC OMRON CPM2A-30CDR-A ... 15
3.1.2.2 Sensor Load Cell………... 17
3.1.2.3 Indikator Berat.…………... 19
3.1.2.4 Single Phase Motor AC………... 19
3.1.2.5 Solenoid Valve Electric ………... 21
3.1.2.6 Sensor Infra Red.……….... 22
vi
3.1.2.8 Modul Komparator Tegangan dan Modul
Regulator Tegangan……...………24 3.1.2.9 Panel Box……….. 26 3.1.2.10 Modul Saklar………..…… 27 3.1.2.11 Catu Daya……….……. 29 3.2 Perangkat Lunak ... 30 3.2.1 Alur Program ... 30
3.2.2 Cara Kerja Alat ... 30
3.2.2.1 Tombol Pilihan Takaran Berat……….. 32
3.2.2.2 Tombol Start ... 32
3.2.2.3 Deteksi Ember ... 32
3.2.2.4 Deteksi Berat………. 33
3.2.2.5 Tombol Reset ... 34
3.2.2.6 Tombol Stop ... 34
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 35
4.1 Pengujian Ketahanan Conveyor ... 35
4.2 Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A... 36
4.3 Pengujian Sensor Load Cell dan Indikator Berat ………. 37
4.4 Pengujian Solenoid Valve Electric………..……. 39
4.4.1 Pengujian Elektronis………...….. 39
4.4.2 Pengujian Teknis………... 39
4.5 Pengujian Sensor Infra Red ... 40
4.5.1 Pengujian Elektronis ... 40
4.5.2 Pengujian Teknis ... 41
4.6 Pengujian Solenoid Valve Pneumatic………..… 42
4.6.1 Pengujian Elektronis………. 42
4.6.2 Pengujian Teknis………... 42
4.7 Pengujian Modul Regulator Tegangan……….... 43
4.8 Pengujian Modul Komparator Tegangan……….. 44
4.9 Pengujian Tombol………. 45
4.10 Pengujian Sistem Keseluruhan………….………... 46
4.11 Pengujian di PT. Osnikk Jaya ……….…………. 46
vii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...48
5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran Pengembangan ... 48
DAFTAR PUSTAKA ... 50
LAMPIRAN A. GAMBAR PERANCANGAN MEKANIK ...51
LAMPIRAN B. PANDUAN PENGGUNAAN ALAT……...52
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Proses Pengisian Cat Pada PT. Osnikk Jaya……….……....2
Gambar 1.2. Proses Penutupan Ember Cat Pada PT. Osnikk Jaya...2
Gambar 2.1. Konsep Sistem ...4
Gambar 2.2. Blok Diagram………... 8
Gambar 3.1. Perancangan Conveyor………...12
Gambar 3.2. Realisasi Conveyor………...12
Gambar 3.3. Perancangan Proses Pengisian………..…...13
Gambar 3.4. Perancangan Mekanik Penutup Ember...14
Gambar 3.5. Mekanik Penutup Ember………...…….…...14
Gambar 3.6. PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………..….…...15
Gambar 3.7. Pengkabelan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………..15
Gambar 3.8. Diagram Wiring Sistem Pengontrolan Mesin Pengisian dan Pengemasan Cat pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………. ... 16
Gambar 3.9. Gambar Konfigurasi Jembatan Wheatstone Dengan Empat Strain Gauges………...…18
Gambar 3.10. Sensor Load Cell……….………...…… 19
Gambar 3.11. Indikator Berat……….………...…... 19
Gambar 3.12. Single Phase Motor AC………. 20
Gambar 3.13. Pengaturan Arah Putaran Single Phase Motor AC……… 20
Gambar 3.14. Solenoid Valve Electric……….. 21
Gambar 3.15. Struktur Fungsi Solenoid Valve Electric..……….. 21
Gambar 3.16. Sistem Kerja Sensor Infra RedE18-D80NK-DS………... 22
Gambar 3.17. Sensor Infra RedE18-D80NK-DS……….……… 23
Gambar 3.18. Solenoid Valve Pneumatic..………..………. 23
Gambar 3.19. Sistem Kerja Solenoid Valve Pneumatic..……….. 24
Gambar 3.20. Komparator Tegangan……… 24
Gambar 3.21. Rangkaian Pembagi Tegangan………... 25
Gambar 3.22. Rangkaian Regulator Tegangan……….… 26
Gambar 3.23. Regulator Tegangan dan Komparator Tegangan……… 26
Gambar 3.24. Antar Muka Panel Box………..……. 27
ix
Gambar 3.26. Isi Panel Box………... 28
Gambar 3.27. Modul Saklar Single Phase Motor AC………... 29
Gambar 3.28. Modul Saklar Solenoid Valve Electric………... 29
Gambar 3.29. Modul Saklar Solenoid Valve Pneumatic……….. 29
Gambar 3.30. Relay 24 VDC……….…….. 29
Gambar 3.31. Diagram Alir……….………... 31
Gambar 3.32. Penggunaan Port Serial PLC……….…… 34
Gambar 4.1. Pengujian Ketahanan Conveyor……...………..35
Gambar 4.2. Pengujian Single Phase Motor AC , Gear dan Rantai…………...36
Gambar 4.3. Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A……….…...37
Gambar 4.4. Pengujian Sensor Load Cell………...37
Gambar 4.5. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Elektronis………….…...39
Gambar 4.6. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Teknis………...40
Gambar 4.7. Pengujian Sensor Infra Red Secara Elektronis………..41
Gambar 4.8. Pengujian Sensor Infra Red Secara Teknis………41
Gambar 4.9. Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Elektronis……….…..42
Gambar 4.10. Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Teknis………43
Gambar 4.11. Pengujian Regulator Tegangan…….………...43
Gambar 4.12. Pengujian Komparator Tegangan….………...45
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Daftar Penggunaan Pin Pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A...17
Tabel 4.1. Data Memori Penerimaan Dari Indikator Berat…………..………....38
Tabel 4.2. Pencuplikan Data Berat…….……...……….…….…………...38
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Keluaran Tegangan Komparator……….……..…...26
Tabel 4.4. Hasil Pengujian di PT. Osnikk Jaya…………...……….…...….47
xi
DAFTAR ISTILAH
A Ampere
AC Alternating Current
BCD Binary Coded Decimal
C Common cm centi meter DC Direct Current DM Data Memory HP Horse Power IC Integrated Circuit I/O Input-Output kg kilo gram
LED Light Emitting Diode
MCB Miniature Circuit Breaker
mm mili meter
NC Normally Closed
NO Normally Open
PLC Programmable Logic Controller
PLN Perusahaan Listrik Negara
RXD Receive Data
TTL Transistor Transistor Logic
V Volt
VAC Volt Alternating Current
