PERANCANGAN SISTEM
3.1 Model Sistem
Untuk membangun sebuah sistem penampungan air kita memerlukan
sebuah pompa air untuk menyedot air dari sumber air dan dialirkan ke bak
penampungan. Hal ini tidak terlalu sulit apabila sumber air yang digunakan adalah
air tanah. Lain halnya apabila sumber air yang digunakan adalah air PAM.
Memasang secara seri pompa air dengan sumber air PAM atau menyedot
air dari PAM secara langsung menggunakan pompa air tidak dianjurkan. Saat ini
memang belum ada peraturan ataupun sangsi tentang larangan penyedotan air
PAM menggunakan pompa air secar langsung. Menyedot air dari PAM secara
langsung menggunakan pompa air dilarang karena bisa mengakibatkan kerugian
baik bagi pengguna itu sendiri, pada pengguna air PAM yang lain dan bagi
PDAM itu sendiri(4).
Kerugian yang ditimbulkan karena menyedot air PAM dengan pompa air
secara langsung diantaranya :
1. Pemborosan energi dan biaya, dalam Hal ini pengguna melakukan
pemborosan pada energi listrik. Ditambah lagi tagihan rekening listrik
dan air PAM yang membengkak.
2. Rusaknya meteran air, menggunakan pompa air untuk menyedot air
dari PAM bisa merusak meteran air itu sendiri karena bekerja diluar
kapasitasnya.
3. Aliran air ke pengguna lainnya cenderung kecil karena air tersedot ke
4. Ca PAM adal tidak lang dengan po Ai kemudian bak penam Sis sudah ada dari mula berhenti d penampun Air yang pipa PDA pipa air ak
ara yang bis
lah dengan
sung. Yaitu
ompa air sep
Gambar r dari PAM air di bak mpungan lai stem yang a dan dikem i air yang dan lampu s ngan. keluar cen AM tersedot kan semakin sa digunaka menghubun u dengan me perti yang d r 3.1 Penya M akan ditam penampung innya atau l dibangun in mbangkan di mengalir d sebagai ind derung lebi oleh pomp n kotor. an untuk pe ngkan sumb embuat bak ditunjukan p ambungan an mpung terle gan akan di angsung ke ni merupak ibeberapa b dari PAM, k dikator untu ih kotor ka pa air, atau a enggunaan
ber air PAM
k penampun pada gambar ntara air PA ebih dahulu isedot oleh e rumah. kan modifik bagian yang kapana pom uk mengetah arena semua apabila ada pompa air M dengan p nga antara su r di bawah i AM dengan u di bak pen pompa air
kasi dari sis
g nantinya a mpa air mu hui ketinggi a kotoran d a kebocoran pada sumb pompa air s umber dari ini. pompa air nempungan, dan dialirk stem WLC akan mengo uali bekerja
ian air pada dalam n pada er air secara PAM , baru an ke yang ontrol a atau a bak
FEEDBACK
Gambar 3.2 Block diagram sistem
3.2 Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat keras yang digunakan untuk membuat simulasi sistem ini adalah
sebuah komputer atau laptop. Komputer atau laptop yang digunakan minimum
spesifikasinya adalah Core i3, Memory 2Gb dengan VGA atau kartu grafis. Hal
ini dikarenakan software yang akan dijalankan nanti memiliki ukuran yang cukup
besar maka disarankan untuk mengunakan hardware sesuai dengan spesifikasi
minimum tersebut. Pada aplikasi sebenarnya perangkat keras utama yang
digunakan adalah controller atau PLC, module input dan output, power supply,
pompa air, solenoid valve, tangki air atau bak penampungan, kabel dan bahan
pendukung lainnya.
PLC sebagai Controller merupakan pusat kontrol dan pengawasan
terhadap keseluruhan sistem, dimana controller akan memproses seluruh masukan
atau input. dan mengkontrol keluaran atau output. Module input berfungsi sebagai
masukan dari input. Sedangkan module output berfungsi sebagai keluaran
terhadap pengendalian output. Power supply digunakan sebagai supply tegangan
24VDC pada peralatan. Pompa air digunakan untuk menyedot air dari tangki PROSES (PLC) POMPA VALVE LAMPU ELEKTRODA BERTEGANGAN ELEKTRODA SEBAGAI SENSOR START (MCB)
penampungan pertama ke tangki penampungan kedua, solenoid valve digunakan
untuk mengatur aliran air dari PAM, tangki air digunakan sebagai bak
penampungan air dari PAM dan kabel digunakan untuk menghubungkan setiap
komponen dengan komponen lainnya.
3.3 Perangkat Lunak (Software)
. Pada tugas akhir ini penulis hanya membuat sismulai dari sistem yang
akan dibangun menggunakan aplikasi perangkat lunak Siemens SIMATIC Step 7
Professional V5.5 untuk pemrogramman PLC. Kemudian SIMATIC Windows Control Center (WinCC) digunakan untuk simulasi program dengan visualisasi
SCADA,download & compile program dan simulasi software PLC & SCADA
atau sebagai GUI (Graphical User Interface).
3.4 Pemrogramman PLC & SCADA menggunakan Siemens SIMATIC
Manager
SIMATIC Manager merupakan software otomatisasi dari Siemens dengan
Engineering Environment dan Software project terpadu. Aplikasi software terpadu
ini terdiri atas engineering software SIMATIC Step 7 Professional V5.5 untuk
pemrogramman PLC, SIMATIC WinCC V7.3 untuk pemrogramman
HMI/SCADA. Oleh sebab itu, aplikasi ini memungkinkan semua Programmable
Controller Siemens, HMI operator panel dan Personal Computer (SCADA)
dikonfigurasikan melalui satu environment development yang sama.
Dalam memprogram PLC dan SCADA untuk pengontrolan dan
monitoring sistem penampungan air, dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu :
komunika SCADA, D 3.4.1 Pe Se kerja dari yang nanti La akan digun No 1 Dig 2 Dig 3 Dig 4 Dig 5 Dig 6 Dig 7 Dig 8 Dig 9 Dig 10 Dig 11 Dig 12 Dig 13 Dig 14 Dig 15 Dig 16 Dig 17 Dig 18 Dig asi software Download & endataan In belum mem sistem yang inya akan te angkah perta nakan. Beri Type gital Input gital Input gital Input gital Input gital Input gital Input gital Input gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output gital Output PLC deng & compile p nput dan O mulai pembu g akan diban erhubung de ama adalah ikut adalah t Tabe Address I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 gan Software program da utput PLC uatan dari s ngun dan m engan input membuat t tabel daftar el 3.1 input Documen Project Prepared Checked Tags Start Low_1 Midle_1 High_1 Low_2 Midle_2 High_2 Pompa Valve Elektroda Elektroda LP1_Low LP1_Mid LP1_high LP2_Low LP2_Mid LP2_high Pengunci e SCADA, an simulasi s sistem ini ki mengetahui a t dan output tabel dari da r input dan o dan output nt No Tug d by Ima by s Star Elek Elek Elek Elek Elek Elek Pom Val a _1 Elek a _2 Elek w Lam dle Lam h Lam w Lam dle Lam h Lam Pen pemrogram software PL ita harus me alat atau ko t PLC. aftar input d output yang gas Akhir am Nurohim Desc rt ktroda untu ktroda untu ktroda untu ktroda untu ktroda untu ktroda untu mpa ve ktroda tangk ktroda tangk mpu indikato mpu indikato mpu indikato mpu indikato mpu indikato mpu indikato ngunci mman visua LC & SCAD emahami pr mponen apa dan output g digunakan m ription uk low tangk uk midle tan uk high tang uk low tangk uk midle tan uk high tang ki 1 ki 2 or low tang or midle tan or high tang or low tang or midle tan or high tang alisasi DA. rinsip a saja yang n : ki 1 ngki 1 gki 1 ki 2 ngki 2 gki 2 gki 1 ngki 1 gki 1 gki 2 ngki 2 gki 2
Se adalah me menambah nama tags yang dima sama juga output atau dari tags y Ta software S PLC yang lanjutnya se embuat PL hkan PLC t s dari input asukan. Sed a dilakukan u nama tags yang dimasu ag adalah se SCADA/HM g dapat diko etelah mem LC tags pad tags dapat d t pada bagi dangkan unt n saat mema gs dari outpu ukan. Gambar 3 ebuah repre MI. Pada PL ntrol (input Gambar 3 mbuat daftar da SIMAT dilakukan d ian Interfac tuk address asukan data ut pada bagi 3.3 PLC Ta esentasi add LC, tag ini b t) dan dimon 3.4 PLC Tag r input dan TIC Step 7 dengan cara ce kemudian s akan teris a output de ian Interfac ags (Input T dress yang bisa dijelask nitoring (ou gs (Output T output, lang Profession mengetikan n rubah dat i secara ato engan cara m ce kemudian Tags) umumnya kan seperti utput). Tags) gkah selanju nal V5.5. U n data input ta type dari omatis. Hal mengetikan n rubah data digunakan input dan o utnya Untuk t atau i tags yang n data a type pada output
Pa tag. Inter external ta dengan sof PLC yang pada suatu 3.4.2 Pe Pa tersendiri proses ed tingkat ke ada SCADA rnal tag ad ag adalah ta oftware SCA g direpresen u sistem terp emrograma ada dasarny dalam pem dit, terstruk esalahan. Pa A sendiri ter dalah tag y ag yang ber ADA. Deng ntasikan unt padu atau te Gam an Logic PL ya Setiap o mrograman ktur, mudah ada tugas a rdapat 2 jen yang berasa rasal dari PL
gan kata lain
tuk visualis erintegrasi. mbar 3.5 SC LC orang atau logic-logic h dipahami akhir ini, pe
nis tag yait
al dari soft LC atau con n external t sasi dalam CADA Tags programm c PLC. Dal i, dan seb emrograman tu internal t tware SCA ntroller lain tag adalah hal control mer PLC m am arti kat isa mungk n akan men
tag dan ext
ADA. Sedan n yang terhu input dan o l dan monit mempunyai ta mudah d kin memper ngunakan fi ternal ngkan ubung output toring cara dalam rkecil fitur –
fitur yang telah disediakan oleh software SIMATIC Step7 Professional pada
SIMATIC Manager untuk membagi logic-logic program. Dimana software
Simatic Step7 Professional dilengkapi dengan 4 jenis program blok, yaitu :
Organization Block (OB), Function (FC). Function Block (FB) dan Data Block
(DB). Dari keempat program blok tersebut penulis hanya menggunakan tiga tipe
blok dalam pembagian logic level program yaitu Organization Block (OB),
Function Block (FB) dan Data Block (DB).
Berikut adalah penjelasan mengenai pembagian logic level program yang
digunakan.
1. Master Sequence level menggunakan program blok Organization Block (OB),
merupakan level yang paling tertinggi dan merupakan supervisory untuk
memanggil semua level dibawahnya, merupakan bagian utama dari proses
yang akan dibuat dalam suatu program. Master sequence juga merupakan
interface antara sistem operasi dan user program.
2. Unit level menggunakan program blok Function (FC), merupakan level
dimana logika pemrogramannya diletakkan, baik itu merupakan delay time
dari proses, aktivasi dari equipment yang digunakan, interlock list untuk
equipment, dan enable/disable dari proses.
3. Equipment level menggunakan program blok Function Block (FB),
Merupakan objek-objek dari equipment yang ada. Misalnya seperti lampu,
valve atau motor. Setiap equipment tersebut memiliki cara kerja atau fungsi
yang tersendiri yang dijabarkan dalam suatu bahasa pemrograman.
4. Field level menggunakan program blok Data Block (DB), Pada level ini
input pengk level-Ba adalah lad sering dig mengunak rasional. programm harus ada hanya ka melakukan dan output kabelan, seh level sebelu ahasa progr dder langu gunakan ole kan simbol Saat ini ming sudah pada softwa arena kemu n troubelsho t PLC. Hal hingga cuku umnya atau ram yang d age. Ladde eh program - simbol y seluruh v menjadika are PLC. B udahan dal ooting. Gambar itu memud up mengub bahkan sam digunakan er language mmer PLC. yang mudah vendor PL an bahasa l Bahasa ini m am melaku 3.6 Menu p dahkan apab ah di level mpai mengu untuk men e adalah b Bahasa in h dipahami LC dalam ladder ini s menjadi favo ukan progr program Lad bila adanya ini tanpa m ubah tag SC nyelesaikan ahasa prog ni sering di i secara log pengemba sebagai bah
orit para pro
ramming ta dder perubahan mengutak-a CADA/HMI tugas akh gram dasar igunakan k gika atau s angan soft hasa dasar ogrammer b api juga k pada tik di . ir ini yang karena secara ftware yang bukan ketika
Pa profession dalam me normally dan kontak dan NC d Pada soft sehingga digunakan Da adalah be terdiri dar memberi penghanta ada gambar nal V5.5. T elakukan pe closed dan ktor pada ap dapat meng tware PLC program y n pada aplik alam pembu erupa elektr ri empat e sinyal pada ar yaitu elek Ga 3.6 menunj erdapat ban emrograman normally o plikasinya. gurangi dan C siemens yang telah kasi real. uatan sistem roda yang elektroda y a ketiga ele ktroda sebag ambar 3.7 Pe jukkan men nyak icon y n. Salah sat open yang d Penggantian n memaksim ini juga d dibangun d m penampu di susun se yaitu satu e ektroda lain gai penguku enempatan nu ladder pa yang dapat d tu icon yan dapat meng n relay dan malkan pen dilengkapi dapat dites ungan air i edemikian elektroda b nnya dengan ur ketinggian elektroda p ada softwar digunakan u ng sering d ggantikan p kontaktor d ngunaan rua dengan sim st terlebih ini sensor rupa diman bertegangan n mengguna n air. ada tangki re simatic S untuk memb igunakan a enggunaan dengan logi ang pada p mulasi pro dahulu seb yang digun na setiap t n yang nan akan air se Step 7 bantu adalah relay ic NO panel. ogram belum nakan angki ntinya ebagai
Ya elektroda b Pa pada kedu kerjanya d Pa dimana ke pengunci. tangki satu ang pertama bisa bekerja Gam ada kondisi ua tangki ak dipengaruhi Gamb ada gambar erja pompa Maksudny u aktif atau a harus dibu a jika air pa mbar 3.8 La awal sistem kan aktif be oleh pengu bar 3.9 Ladd r 3.9 ditun a dipengaru ya adalah p
air pada tan
uat dalam pe
ada tangki su
adder Progr
m ini mula
egitu juga d
unci dan ele
der Program
njukan ladd
uhi olah ele
pompa air ngki satu su emerograma udah menca ramming un ai diaktifkan dengan valv ektroda midl mming untuk der progra ektroda high mulai aktif udah mencap an adalah b apai pada ba ntuk start. n nantinya ve , hanya le pada tang k pompa air amming un h pada tang f saat elekt
pai batas ata
agaimana s atas tertentu kedua elek saja untuk gki ke dua. r. ntuk pompa gki pertama troda high as. emua u. ktroda valve a air, a dan pada
Gamb Se untuk lam elektroda Gam Pa yang sebe pemerogra bar 3.10 Lad lanjutnya p mpu indikato sebagai sen mbar 3.11 La ada gambar elumnya, h aman untuk dder Progra pada gamba or pada tan nsor ketingg adder Progr 3.11 diatas hanya saja k lampu indi amming unt ar 3.10 di at ngki pertam
gian air pada
ramming un s sistem ker pada gamb ikator pada tuk lampu in tas ditunjuk ma. Dimana a tangki. ntuk lampu rjanya sama bar 3.11 d tangki kedu ndikator tan kan Gambar kerjanya d indikator ta a seperti pa di atas mer ua. ngki pertam r pemerogr dipengaruhi angki kedua ada gambar rupakan ga a. raman i oleh a r 3.10 ambar
Pa maksudny dan valve sedikit. T merkurang 3.4.3 Pe Pe antara sof program l bentuk vis dilakukan hanya sal interface program lo SCADA. Pe PLCSIM ( Gamb ada gambar ya adalah pe tidak sege Tetapi pomp g dan melew engaturan k ngaturan k ftware PLC logic yang sualisasi / pada kedu lah satunya yang sama ogic pada s rtama peng (MPI) pada bar 3.12 Lad r 3.12 dia engunci unt era bekerja pa air dan wati elektro komunikas komunikasi dengan sof dilakukan GUI denga ua software a saja. Hal a antara so oftware PL gaturan dila PG/PC Inte dder Progra atas merup tuk pompa atau aktif valve beke da midle pa i software P ini sanga ftware SCA pada softw an software e tersebut d ini dimak oftware PL LC dapat dis akukan pada erface dibag amming unt pakan peme
air dan val
saat air pa erja pada s ada tangki k PLC dan S at diperluka ADA. Tujua ware PLC e SCADA. dan tidak bi ksudkan unt LC dan sof simulasikan a software gian option tuk pengunc erograman
lve agar nan
ada tangki k
saat air pad
ke 2. CADA an untuk an utamany bisa disim Pengaturan isa dilakuk tuk melaku ftware SCA n dengan tam PLC denga n pada tab a ci dari peng ntinya pomp kedua berku da tangki k menghubun ya adalah su mulasikan d n komunika kan simulas ukan penga ADA. Seh mpilan GUI an cara me awal program gunci, pa air urang kedua ngkan upaya dalam asi ini i jika aturan ingga I pada emilih m.
Ke memilih P Parameter PROTOCO otomatis r 3.4.4 Pe Pe Akhir ini Gambar emudian pe PLCSIM ( r yang m OL SUITE restart untuk Gambar 3. emrogramm mrogramma sebagai si 3.13 Penga engaturan d MPI) pada merupakan E di WinCC k terhubung .14 Pengatu man visuali an visualis mulasi yan aturan komu dilakukan p logical de bagian da C explorer g dengan sof uran komuni isasi SCAD asi SCADA ng akan me unikasi pada pada softw vice name ari menu M r. Kemudia ftware PLC ikasi pada s DA A diperluka erepresentas a software P ware SCAD yang terdap MPI pada an software C software SC an dalam p sikan sistem PLC DA dengan pat pada Sy SIMATIC e SCADA CADA penulisan T m pemaksim cara ystem C S7 akan Tugas malan
penampun struktur ta dan memi Se visualisasi yang dap SCADA. untuk indu software S object dar ngan air PA ag kemudia lih sumber lanjutnya b i SCADA. A pat digunak Umumnya ustri sehing SCADA de i sumber lai c AM. Tahap a an mengetik data block n Gam buka menu Ada banyak kan untuk library obj gga untuk T engan meng in. Gamb awal yang h k nama tag nya. mbar 3.15 St u Graphics k objek pada membantu ject yang te Tugas Akhi gunakan pic bar 3.16 De harus dilaku yang sudah tructure tag Desainer a software W u dalam m erdapat pada ir ini objec cture windo esign Screen ukan adalah h dibuat pad g untuk mem Windows Co melakukan d a software ct yang digu ows untuk m n h masuk ked da software mulai mend ontrol Cent desain tam ini diperunt unakan dari melakukan i dalam e PLC desain ter ini mpilan tukan i luar insert
Ob SCADA, memasuka dari sistem 3.4.5 Do Pro harus dila verifikasi secara str compile te akan men kesalahan program k bjek diingin tetapi jika an objek ya m pemaksim G ownload & oses downl akukan pro terhadap p ructure sud erdapat ket ncegah dala tersebut te kembali. nkan nantiny a tidak ter ang diingin malan air PA Gambar 3.1 compile pr load dan co ogrammer program ya dah benar a tidaksesuaia am melakuk erlebih dah ya bisa dies rdapat obje nkan dari su AM di ruma 17 Desain vi rogram ompile pro PLC. Pro ang telah d atau belum. an baik sec kan downlo hulu kemud sain dengan ek yang d umber lain. ah tangga. isualisasi SC gram meru oses ini be diselesaikan . Jika prog cara structu oad. Progra dian melaku n design too diinginkan p . Berikut ad CADA upakan suat ertujuan un n apakah p gram yang
ure atau log ammer har
ukan down
ols pada soft progremer dalah visua tu tahapan ntuk melak program ter didownload gic maka s rus memper
load & com ftware bisa alisasi yang kukan rsebut d dan istem rbaiki mpile
Jika prose maka bisa diperlukan melakukan 3.4.6 Sim Sim terhadap p dilakukan diselesaika meminima secara lan Gambar es downloa a langsung n untuk me n download mulasi Soft mulasi soft program PL programm an sudah se alisir kesala gsung. 3.18 Simbo ad dan com dilakukan. engaktifkan d dan compi Gambar 3 ftware PLC ftware PLC LC dan SCA mer dengan esuai denga ahan dan ke ol download mpile progra Sedangkan n PLC simu ile program. 3.19 Simbol & SCADA C & SCAD ADA tanpa n tujuan un an keinginan erugian yang d & compile am dilakuk n jika dilak ulator terleb . l PLC simu A DA adalah a mengunak ntuk memas n atau prose g terjadi apa e program P kan dengan kukan tanpa bih dahulu ulator simulasi kan hardwa stikan prog es produksi abila progra PLC hardware a hardware kemudian yang dilak are. Simula gram yang . Sehingga am tersebut PLC PLC baru kukan asi ini telah dapat t dites
Sim sebelum menunjuk benar. Jik harus die diinginkan Se pelaksanaa membuat dilapangan operator p mulasi prog melakukan kkan apakah ka terjadi ke evaluasi de n. dangkan s an simulasi gambaran n atau fiel pada dunia i gram PLC m n simulasi h program y esalahan at mi mendap Gambar 3 simulasi pr program P secara utuh ld, supaya ndustri. merupakan s pada sof yang sudah tau ketidaks patkan has 3.20 Simula rogram SC LC yang su h berupa vi mudah d simulasi yan ftware SCA selesai dapa sesuaian pe sil yang se asi program CADA um udah berjala sualisasi ya dimengerti ng pertama ADA. Sim at berjalan emrograman esuai denga PLC mumnya dil an dengan b ang mendek oleh semu harus dilak mulasi ini dengan baik n maka pro an sistem lakukan se baik. Simula kati kondisi ua orang se kukan akan k dan ogram yang etelah asi ini i real eperti
Pa aslinya, co kembali b hitam beru bisa dilak backgroun propertis d G ada simulasi ontohnya se berubah puti ubah warna kukan denga nd color, b dari objek y Gambar 3 Gambar 3.2 i SCADA u ebuah lampu ih saat lapu a apabila ka an cara : m ackground yang akan ki .22 Cara me 21 Simulasi untuk memb u indikator u mati, atau abel tersebu merubah pen color, fill p ita simulasi embuat obje program SC buat sebuah yang berub u sebuah kab ut dialiri ole ngaturan se pattern col ikan. ek pada pro CADA h objek terli bah warna s bel yang aw eh arus list eperti borde lor atau ya ogram SCAD hat nyata se saat menyal walnya berw
trik. Hal ter
er color, b ang lainnya DA_1 eperti la dan warna rsebut order pada
Da yang suda Jik dengan ca an merubah ah dibuat seb Gambar 3 ka semua ob ara menyimp pengaturan belumnya p .23 Cara me bjek sudah d pan kemud Gambar 3. n pada dyna pada express embuat obje diedit dan d dian runtime .24 Simbol s amic value r sion?Folmu ek pada pro diberi tag si e simulasi y save dan ru ranges deng ula. ogram SCAD imulasi baru ang sudah d untime gan masuka DA_2 u bisa dijala dibuat. an tag ankan
