Pada perencanaan sistem Tugas Akhir ini dibagi menjadi 5 bagian, yaitu perencanaan miniatur Loading Arm, proses penyeimbangan loading arm, perencanaan miniatur Jetty Head Control Panel (JHCP), perencanaan perangkat keras (hardware) dan perencanaan perangkat lunak (software). Blok diagram dari perencanaan sistem dalam Tugas Akhir adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem
3.1. Miniatur Loading Arm
Miniatur loading arm dibuat berdasarkan dokumen mechanical assembly LPG Arm 17T-4A dengan skala perbandingan 1:10. Pada Gambar 3.2. Merupakan Perencanaan dari miniatur loading arm. Berikut akan dijelaskan desain dan bagian dari miniatur loading arm.
Gambar 3.2. Perencanaan Miniatur Loading Arm
Gambar 3.3. Miniatur Loading Arm 3.1.1. Base Riser
Base Riser yang berfungsi sebagai penopang berdirinya loading arm dibuat dari pipa besi dengan panjang 70cm dan diameter 2". Pada bagian atas base riser ditempatkan slewing dengan “style 50” untuk memungkinkan loading arm
digerakkan oleh tali yang dibelitkan pada motor DC gearbox dan pada sisi luar base riser ditempatkan 2 buah sensor limit switch untuk mengindikasikan sudut ESD1 sebesar 29° dan sudut ESD2 sebesar 35°. Limit switch ditempatkan pada sebuah plat besi yang diberi ulir agar dapat disetel naik-turun dan disesuaikan dengan lempeng akrilik yang diletakkan pada roda besi slewing. Agar slewing dapat bergerak dengan maksimal, tali yang dikaitkan harus ketat dan dimatikan (position anchor of rope) pada alur roda besi slewing sejajar dengan limit switch yang diletakkan pada base riser. Untuk itu, dudukan motor dibuat ulir pula agar dapat disetel sehingga tali pengait menjadi kencang.
Gambar 3.4. Base Riser
Gambar 3.5. Bagian Slewing
3.1.2. Inboard Arm
Inboard arm atau lengan pipa pada sisi dalam arm dibuat dari pipa paralon AW-1" sepanjang 99 cm. Bagian ini dapat bergerak back dan forward karena adanya tali yang dihubungkan pada kedua roda yang dibelitkan ke motor DC gearbox. Seperti halnya pada bagian slewing, tali pada bagian inboard arm ini juga dimatikan di kedua sisi roda dan dipasang turn buckle untuk mengencangkan tali.
Gambar 3.6. Inboard Arm
berat ±3 kg) yang dipasang dapat disetel naik-turun. 2 buah sensor limit switch juga dipasang pada bagian ini untuk mengindikasikan sudut ESD1 sebesar 117°
dan sudut ESD2 sebesar 132°, antara lengan inboard dan lengan outboard.
Gambar 3.7. Counterweight dan Limit Switch pada Lengan Inboard
3.1.3. Outboard Arm
Outboard arm atau lengan pipa pada sisi luar arm dibuat dari pipa paralon C-1¼" dengan panjang 83 cm. Pada bagian ini dipilih pipa yang tipis dan ringan agar beban penyeimbang yang dipasang tidak terlalu berat untuk menghindari lengan inboard menjadi bengkok. Pada bagian atas outboard arm dipasang roda dengan diameter 20 cm untuk memungkinkan bagian ini dapat bergerak keatas dan kebawah. Pada kedua roda penggerak bagian ini dipasang tali yang dimatikan di kedua sisi dan dibelitkan pada motor DC gearbox yang ditempatkan pada lengan inboard.
Gambar 3.8. Outboard Arm
3.1.4. Elbow
Elbow dibuat dari 2 buah knee pipa paralon yang pada bagian tengahnya dipasang solenoid (NO) 24 VDC untuk mensimulasikan proses Power Emergency Release Coupler (PERC), dimana pada saat terjadi ESD2 elbow akan melepaskan bagian bawahnya (lower). Pada bagian ini juga dipasang sebuah toggle switch yang berfungsi sebagai PERC Unlocked. Apabila switch ini tidak diaktifkan maka PERC tidak dapat bekerja.
Gambar 3.9. Elbow
3.2. Proses Penyeimbangan Loading Arm
Setelah semua bagian arm selesai dibuat dan wiring untuk I/O yang terpasang pada arm diatur dengan rapi, maka selanjutnya dilakukan proses penyeimbangan khususnya pada bagian lengan inboard dan outboard agar dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pada bagian slewing tidak perlu diseimbangkan karena terdapat bearing yang sangat licin sehingga dapat mengurangi beban loading arm secara keseluruhan. Sebelum dilakukan penyeimbangan, tali yang dibelitkan pada motor DC (inboard dan outboard) dilepas terlebih dahulu agar lengan dapat bergerak bebas tanpa adanya hambatan dari motor. Adapun yang menjadi urutan dalam proses penyeimbangan ini adalah sebagai berikut.
3.2.1. Penyeimbangan Lengan Outboard
Proses penyeimbangan lengan outboard dilakukan dengan cara :
1. Lengan inboard diposisikan mendatar (dapat ditopang menggunakan kayu pada kedua sisinya).
2. Lengan outboard diposisikan tegak lurus kebawah dan beban penyeimbang diposisikan tegak lurus keatas. Supaya lebih akurat dalam memposisikan lengan dapat digunakan water pass sebagai alat bantu.
3. Turn buckle pada kedua sisi tali outboard diputar untuk mengencangkan tali dan tali tersebut dimatikan (position anchor of rope) di ulir roda pada posisi mendatar.
4. Mengkalibrasi beban penyeimbang (naik-turun) sampai seimbang dengan lengan outboard. Miniatur loading arm yang dibuat menggunakan tipe Rotating Counterweight Marine Arm (RCMA) sehingga lengan outboard harus terus seimbang selaras dengan perputaran beban penyeimbangnya, disinilah filosofi keseimbangan dari loading arm tipe ini.
5. Mengkalibrasi turn buckle dengan cara tali dikencangkan dan dikendurkan sampai posisi lengan outboard dan beban penyeimbang sejajar.
3.2.2. Menyeimbangkan Lengan Inboard
Menyeimbangkan lengan inboard dilakukan dengan cara melepas kayu penopang dan menggeser posisi motor yang ada di lengan inboard sampai posisi lengan mendatar. Apabila masih tidak seimbang dapat digunakan potongan besi kecil yang diletakkan pada lengan inboard sampai posisi lengan mendatar. Setelah lengan inboard dan outboard menjadi seimbang, tali dibelitkan kembali pada masing-masing motor (inboard dan outboard).
3.3. Miniatur Jetty Head Control Panel (JHCP)
Miniatur Jetty Head Control Panel berfungsi sebagai tempat untuk mengontrol keseluruhan kerja dari miniatur loading arm dan digunakan juga untuk menempatkan keseluruhan rangkaian pendukung loading arm. Pada panel ini tersedia inputan berupa push button dan toggle switch untuk mengontrol gerakan loading arm. Juga tersedia peralatan output berupa lampu indikator untuk mensimulasikan/mengindikasikan keseluruhan aktifitas dari loading arm. Wiring diagram pemasangan input/output pada miniatur JHCP dapat dilihat pada Lampiran 1.
Gambar 3.10. Miniatur Jetty Head Control Panel
Pada tabel 3.1. dan 3.2. akan dijelaskan fungsi-fungsi dari peralatan input/output yang terpasang pada miniatur Jetty Head Control Panel.
Tabel 3.1. Peralatan Input Miniatur Jetty Head Control Panel
Tag Number Device Function
ZS-144BA Push Button Slewing Left ZS-144BB Push Button Slewing Right ZS-144BC Push Button Inboard Arm Back ZS-144BD Push Button Inboard Arm Forward ZS-144BE Push Button Outboard Arm Up ZS-144BF Push Button Outboard Arm Down
HS-1500 Toggle Power On
HS-1510 Toggle Fast/Slow Speed HS-1512 Push Button Lamp Test
HS-1487 Toggle Ground-System
HS-1405N Toggle Double Valve Closing/Opening ESD1-1481B Push Button Stop Loading
ESD2-1482B Push Button Emergency Disconnection
HS-1507 Toggle Automatic Motion OFF/ON HS-1514 Push Button Alarm Reset
HS-1513 Push Button Stop Horn
Tabel 3.2. Peralatan Output Miniatur Jetty Head Control Panel
Tag Number Device Function
XL-1500A Lamp Indicator Power On Control Cabinet Lamp Indicator Fast/Slow Speed
ZL-1405F2 Lamp Indicator Double Ball Valve Closing ZL-1405E2 Lamp Indicator Double Ball Valve Opening
Lamp Indicator PERC Unlocked Lamp Indicator Ready to Loading Lamp Indicator Ground-System Lamp Indicator Slewing Left Lamp Indicator Slewing Right Lamp Indicator Inboard Back Lamp Indicator Inboard Forward Lamp Indicator Outboard Up Lamp Indicator Outboard Down XA-1497B Lamp Indicator Stop Loading (ESD1) ZA-1405L2 Lamp Indicator Arm in Alarm
Lamp Indicator Closing Upper Valve
Lamp Indicator Limit Switch Closing Upper Valve XA-1498B Lamp Indicator Emergency Disconnection (ESD2) Lamp Indicator Closing Lower Valve
Lamp Indicator Limit Switch Closing Lower Valve ZL-1405G2 Lamp Indicator PERC Armed
ZL-1405A2 Lamp Indicator Arm in Emergency Position Lamp Indicator Automatic Motion ON/OFF
YA-1400 Buzzer ESD Alarm External Alarm Horn XA-1497A Lamp Indicator Stop Loading (ESD1)
HV-1416 Lamp Indicator Loading Valve Closing HV-1418 Lamp Indicator Drain Valve Closing HV-1419 Lamp Indicator Vent Valve Opening HV-1414 Lamp Indicator Main Valve
HV-1415 Lamp Indicator Main Valve
Pada peralatan output ada beberapa peralatan yang tidak diberi tag number dikarenakan peralatan tersebut sengaja ditambahkan untuk memperjelas proses simulasi dari sistim kontrol loading arm secara visual dengan menggunakan lampu indikator. Fungsi dari peralatan-peralatan tersebut adalah sebagai berikut :
mode slow speed, dimana PLC akan mengeluarkan clock/pulsa 0,05 high dan 0,05 low (duty cycle 50%) untuk memperlambat kecepatan motor DC.
Sebaliknya apabila lampu mati berarti arm dalam mode fast speed.
2. Lampu indikator PERC Unlocked, berfungsi untuk mensimulasikan blok valve pada piston PERC dalam keadaan terkunci atau tidak. Apabila lampu menyala berarti block valve PERC dalam keadaan terbuka dan PERC siap digunakan, sebaliknya apabila lampu mati berarti block valve PERC dalam keadaan tertutup sehingga oli hidrolik tidak dapat lewat dan tidak dapat menggerakkan piston PERC.
3. Lampu indikator Ready to Loading, berfungsi untuk mengindikasikan arm dalam keadaan siap untuk melakukan proses loading atau tidak. Apabila lampu menyala berarti semua permissive start (syarat/kondisi yang harus terpenuhi) untuk melakukan proses loading telah terpenuhi, sebaliknya apabila lampu mati berarti arm belum siap untuk melakukan proses loading.
Permissive start untuk proses loading adalah pengaktifan Power ON pada Jetty Head Control Panel, pengaktifan Ground System, dan pengaktifan PERC Unlocked. Pengaktifan Ground System bertujuan untuk membuang listrik statis yang ditimbulkan oleh gesekan antara LNG dengan pipa penyalur, pengaktifan pompa hidrolik, dan listrik statis yang berasal dari kapal sehingga keseluruhan sistem akan terhindar dari bahaya kebakaran.
4. Lampu indikator gerak arm (Slewing Left, Slewing Right, Inboard Back, Inboard Forward, Outboard Up, dan Outboard Down), berfungsi untuk mengindikasikan gerakan/aktifitas dari loading arm.
5. Lampu indikator Closing Upper Valve, berfungsi untuk mensimulasikan menutupnya upper valve pada Double Ball Valve (DBV) saat terjadi ESD1.
Proses penutupan valve ini secara perlahan-lahan dan diberi waktu selama 3 detik untuk menghindari terjadinya high pressure secara tiba-tiba pada pipa arm.
6. Lampu indikator Limit Switch Closing Upper Valve, berfungsi untuk mensimulasikan upper valve dalam keadaan tertutup yang dideteksi oleh sensor proximity switch. Indikasi inilah yang mengakhiri sequence ESD1.
7. Lampu indikator Closing Lower Valve berfungsi untuk mensimulasikan menutupnya lower valve pada Double Ball Valve (DBV) saat terjadi ESD2.
Proses penutupan valve ini secara perlahan-lahan dan diberi waktu selama 3 detik.
8. Lampu indikator Limit Switch Closing Lower Valve, berfungsi untuk mensimulasikan lower valve dalam keadaan tertutup yang dideteksi oleh sensor proximity switch. Proses penutupan valve pada DBV (upper dan lower) dilakukan secara bergantian dengan waktu tertentu dengan tujuan agar LNG tidak ada yang terjebak di tengah-tengah celah DBV, sehingga pada saat terjadi PERC tidak ada LNG yang tumpah atau menetes.
9. Lampu indikator Automatic Motion ON/OFF, berfungsi untuk mengindikasi- kan arm siap melakukan gerakan otomatis atau tidak. Apabila lampu ini menyala maka setelah selesai melakukan sequence ESD2, arm akan melakukan manufer automatic motion dimana lengan inboard akan back selama 5 detik. Automatic motion ini bertujuan agar kapal dapat bergerak tanpa tersangkut oleh loading arm pada bagian pagar kapal (menjauh dari Manifold).
10. Lampu indikator Loading Valve Closing, Drain Valve Opening, Vent Valve Opening, dan 2 buah Main Valve Closing, berfungsi untuk mensimulasikan valve yang ikut bekerja (dikontrol oleh DCS ) pada saat ESD1.
3.4. Perencanaan Perangkat Keras
Perencanaan perangkat keras ini antara lain meliputi perencanaan pembuatan rangkaian input PLC, rangkaian output PLC, rangkaian driver motor DC, dan rangkaian keypad.
3.4.1. Rangkaian Input PLC
Input PLC yang digunakan berasal dari miniatur loading arm, miniatur Jetty Head Control Panel, dan control box. Peralatan input yang berasal dari
buah toggle switch (NO) pada bagian elbow. Sedangkan peralatan input yang berasal dari miniatur Jetty Head Control Panel berupa 5 buah toggle switch (NO), 9 buah push button (NO), dan 2 buah push button (NC) untuk pengaktifan Emergency Shut Down (ESD).
Input PLC yang berasal dari control box berupa selector switch yang berfungsi sebagai pengatur operasi dalam mode manual atau mode otomatis.
Mode otomatis berarti apabila sewaktu-waktu loading arm berada diluar daerah kerjanya, maka secara otomatis sequence ESD akan dijalankan, sedangkan manual operation digunakan pada saat apabila sewaktu-waktu terjadi bahaya dari kapal maupun dari darat ataupun sensor tidak dapat bekerja/rusak, maka operator dapat mengaktifkan tombol ESD secara manual.
Konsep pembuatan rangkaian input PLC ini disesuaikan dengan wiring input PLC C200HG. Pada gambar 3.11. akan dijelaskan wiring input PLC C200HG dengan menggunakan modul input IM212.
Gambar 3.11. Wiring Input PLC C200HG
Gambar skematik untuk rangkaian input PLC dapat dilihat pada Lampiran 2.
3.4.2. Rangkaian Output PLC
Output PLC yang digunakan berasal dari miniatur loading arm dan miniatur Jetty Head Control Panel. Peralatan output yang berasal dari miniatur loading arm berupa 3 buah motor DC gearbox (menggunakan 6 buah relay 24VDC), 1 buah solenoid tegangan (menggunakan 1 buah relay 24VDC), dan 2 buah relay 24VDC untuk mengindikasikan closing upper valve dan closing lower valve pada Double Ball Valve (DBV). Sedangkan peralatan output yang berasal dari miniatur Jetty Head Control Panel berupa 4 lampu indikator 24VDC, 25 buah LED, dan 1 buah buzzer.
Konsep pembuatan rangkaian output PLC ini disesuaikan dengan wiring output PLC C200HG. Pada gambar 3.15. akan dijelaskan wiring output PLC C200HG dengan menggunakan modul output OC222.
Gambar 3.12. Wiring Output PLC C200HG
1,8 V dengan arus konstan yang mencukupi, yaitu sebesar 15 mA kemudian ditambahkan resistor untuk menurunkan tegangan dari output PLC sebesar 24VDC menjadi tegangan LED (Vled), dengan perhitungan sebagai berikut.
Diketahui : V led = 1,8 V ; dipilih Vled = 2 V I led = 15 mA
Vout PLC = 24 V (pada logic “1”) Ditanya : R?
Jawab :
VR = V input – V led (3.1) = 24 – 2
= 22 V R =
R R
I
V (3.2)
= 0,015 22
= 1,466 kohm ≈ 1,5 kohm
Gambar skematik untuk rangkaian output PLC dapat dilihat pada Lampiran 3.
3.4.3. Rangkaian Driver Motor DC
Metode yang digunakan untuk pembuatan rangkaian driver motor adalah menggunakan rangkaian H-Bridge dengan IC L298 sebagai kontrolernya. Pada Gambar 3.16. dan Tabel 3.3.4 akan dijelaskan skematik rangkaian Half-Bridge Motor Driver.
4 L298 Dual-Full Bridge Driver. 6 Juli 2005
<http://workshop.ee.itb.ac.id/upload/datasheet/L298.pdf>
Gambar 3.13. Skematik Half-Bridge Motor Driver Tabel 3.3. Logik Pengaktifan Motor
Pada gambar diatas untuk komponen D1-D4 digunakan dioda schottky barrier 1N5819. Dioda ini berfungsi untuk mencegah terjadinya arus balik (back EMF/spike voltage) akibat induksi kumparan putaran motor DC yang dapat merusak kontroler. Sedangkan Rs yang berfungsi sebagai pengatur arus pada beban (motor DC gearboks) diset “0” agar motor dapat bekerja dengan maksimal, yaitu dengan arus sebesar 192 mA.
Output PLC dihubungkan ke relay terlebih dahulu sebelum dihubungkan ke rangkaian H-Bridge untuk menghindari kontak langsung antara motor DC dengan PLC, sehingga apabila sewaktu-waktu terjadi gangguan/noise di lapangan tidak akan merusak PLC. Gambar skematik untuk rangkaian H-Bridge ini dapat dilihat pada Lampiran 4.
kolom) karena bentuknya yang tipis dan dinamis. Keypad 4x3 digunakan untuk mengontrol gerakan loading arm dan hanya 6 tombol saja (1-6) yang digunakan untuk mengontrol gerakan loading arm (slewing left, inboard back, outboard up, slewing right, inboard forward, dan outboard down). Pada gambar 3.14. akan dijelaskan konfigurasi pin keypad 4x3.
Gambar 3.14. Konfigurasi Pin Keypad Tabel 3.4. Fungsi Tombol pada Keypad
Tombol Fungsi 1 Slewing Left 2 Inboard Back 3 Outboard Up 4 Slewing Right 5 Inboard Forward 6 Outboard Down
Kontroler yang digunakan untuk mengontrol keypad menggunakan IC mikrokontroler AT89S51 aktif low dengan ditambahkan resistor 10KΩ pada pin kolom (5,6,7) yang berfungsi sebagai pull-up resistor untuk mengidentifikasikan suatu kondisi bahwa keypad sedang tidak tertekan (saat terjadi logika ‘1’ pada masing-masing pin). Sedangkan untuk output menggunakan port 0 (P0.0-P0.5) dengan ditambahkan transistor jenis PNP 9012 agar dapat men-drive relay 5V.
Gambar skematik rangkaian keypad 4x3 dapat dilihat pada Lampiran 5.
Gambar 3.15. Rangkaian Transistor jenis PNP 9012
Untuk mendapatkan harga resistor (RB), maka dilakukan perhitungan sebagai berikut.
• Data-data yang diketahui yaitu, Relay 5V dengan coil (RC) sebesar 130Ω.
Transistor jenis PNP 9012 (IC max = 500mA, β = 100). Pada saat transistor saturasi diketahui VEB = 0,7 Volt dan VEC = 0,2 Volt.
• Dicari tegangan pada VRc, yaitu :
VRc = VCC – VEC (3.3) VRc = 5 – 0,2 = 4,8 V
• Karena RC sebesar 130Ω , maka didapatkan IC : Ic =
Rc
VRc (3.4)
Ic =
ohm Volt 130
8 ,
4 = 36,923 mA
• Dicari tegangan pada VRb, yaitu:
VR = VCC – VEB (3.5) VRb = 5 – 0,7 = 4,3 Volt.
• Dengan β = 100, dicari IB dan RB dengan rumus : IB =
β
Ic (3.6)
IB =
100 923 ,
36 mA
= 0,36 mA
• IB Over drive 4x, menjadi :
IB = 0,36 mA x 4 = 1,44 mA
RB =
IB (3.7) RB =
mA V 44 , 1
3 ,
4 = 6192 Ω, diambil RB = 6K2Ω (harga pasaran).
Dari perhitungan diatas IB di Over drive 4x untuk memastikan relay dapat bekerja dengan menjaga harga IB kurang dari 3,2 mA (arus sink maksimum port.0 AT89S51) dan harga IC kurang dari 500mA (IC max transistor PNP S9012).
3.4.5. Program Keypad 4x3
Prinsip kerja rangkaian keypad dengan IC mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :
• Pada saat tombol 1 (slewing left) ditekan maka baris 1 (row1) yang diset
“0” pada program mikro dan kolom 1 (C1) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C1 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.0 (relay1) diset “0” sehingga Transistor PNP 9012 (Tr1) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 1 dimana kontak relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.00) sampai tombol 1 dilepas kembali (C1 kembali menjadi “high”).
• Pada saat tombol 2 (inboard back) ditekan maka baris 1 (row1) yang diset
“0” pada program mikro dan kolom 2 (C2) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C2 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.2 (relay3) diset “0” sehingga transistor PNP 9012 (Tr3) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 3 dimana kontak relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.02) sampai tombol 2 dilepas kembali (C2 kembali menjadi “high”).
• Pada saat tombol 3 (outboard up) ditekan maka baris 1 (row1) yang diset
“0” pada program mikro dan kolom 3 (C3) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C3 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.4 (relay5) diset “0” sehingga transistor PNP 9012 (Tr5) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 5 dimana kontak
relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.04) sampai tombol 3 dilepas kembali (C3 kembali menjadi “high”).
• Pada saat tombol 4 (slewing right) ditekan maka baris 2 (row2) yang diset
“0” pada program mikro dan kolom 1 (C1) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C1 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.1 (relay2) diset “0” sehingga Transistor PNP 9012 (Tr2) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 2 dimana kontak relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.01) sampai tombol 4 dilepas kembali (C1 kembali menjadi “high”).
• Pada saat tombol 5 (inboard forward) ditekan maka baris 2 (row2) yang diset “0” pada program mikro dan kolom 2 (C2) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C2 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.3 (relay4) diset “0” sehingga transistor PNP 9012 (Tr4) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 4 dimana kontak relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.03) sampai tombol 5 dilepas kembali (C2 kembali menjadi “high”).
• Pada saat tombol 6 (outboard down) ditekan maka baris 2 (row2) yang diset “0” pada program mikro dan kolom 3 (C3) sebagai input mikro pada pin keypad akan terhubung sehingga C3 akan menjadi “low”, kemudian oleh mikrokontroler pin P0.5 (relay6) diset “0” sehingga transistor PNP 9012 (Tr6) menjadi saturasi yang akan mengaktifkan relay 6 dimana kontak relay tersebut akan mengaktifkan input PLC (IR 000.05) sampai tombol 6 dilepas kembali (C3 kembali menjadi “high”).
Flowchart dan pemrograman keypad dengan menggunakan IC mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada Lampiran 6.
3.5. Perencanaan Perangkat Lunak
Perencanaan perangkat lunak (software) dibagi menjadi 3 bagian, yaitu pengalamatan peralatan input/output, Sysmac-CPT software dan pembuatan ladder diagram.
addressing yang ada pada PLC Omron C200HG, yaitu pada I/O area (Internal Relay). Pada gambar 3.16. akan dijelaskan I/O addressing pada PLC Omron C200HG.
Gambar 3.16. I/O Addressing PLC C200HG
Modul input yang digunakan adalah tipe IC212 dengan kapasitas 16 digital input dalam 1 slot, sedangkan untuk modul output menggunakan tipe OC222 dengan kapasitas 12 digital output dalam 1 slot.
Dalam pembuatan Tugas Akhir ini dibutuhkan 24 digital input dengan menggunakan 2 slot IC212 (IR000 dan IR002) dan 36 digital output dengan menggunakan 3 slot OC222 (IR004, IR005, dan IR007). Pengalamatan peralatan input/output dapat dilihat pada Lampiran 7.
3.5.2. Sysmac-CPT Software
Dalam pemrograman (penulisan ladder) PLC Omron C200HG menggunakan Sysmac-CPT software. Berikut akan dijelaskan langkah-langkah penggunaan Sysmac-CPT software.
1. Membuat lembar kerja baru.
• Pilih File pada menu tampilan awal kemudian pilih New.
• Pada menu Model pilih C200HG dan pada menu CPU pilih C200HG- CPU43, kemudian klik OK.
Gambar 3.17. Open New Project 2. Membuat Program Sederhana.
• Masing-masing input dan output diberi address sesuai pengalamatan PLC C200HG.
• Pada akhir program diberi fungsi END(01), agar PLC dapat mengeksekusi Main Program.
Gambar 3.18. Contoh Program Sederhana 3. Memasukkan program ke PLC.
• Pastikan supply PLC terhubung dengan baik, ditandai dengan lampu CPU RUN menyala hijau dan kabel serial (RS-232) telah terhubung antara programming terminal PLC dengan komputer.
• Pilih On-Line pada menu awal kemudian pilih Go On-Line untuk menjalankan komunikasi antara PLC dengan Sysmac software.
• Pilih On-Line pada menu awal kemudian pilih Transfer to PLC.
Gambar 3.19. Memasukkan Program ke PLC
3.5.3. Ladder Diagram
Dalam penulisan ladder, apabila digunakan alamat input/output yang digunakan sebagai output pada rung yang berbeda lebih dari sekali maka dapat digunakan relay tambahan (Internal Relay) agar input/output tersebut dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki (tidak terjadi kerancuan dalam meng- eksekusi program). Pembuatan ladder secara keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 8. Berikut akan dijelaskan pembuatan ladder pada sistem secara garis besar.
Gambar 3.20. Contoh Penggunaan Relay tambahan
Pada Gambar 3.20, relay motor inboard back (004.02) digunakan dalam 3 rung yang berbeda, yaitu pada saat Fast Speed (IR23402), Slow Speed (IR40002), dan Automatic Motion (IR41002). Untuk itu diperlukan 3 relay
tambahan sebagai input yang di-OR-kan terhadap relay motor inboard back sebagai output-nya.
Gambar 3.21. Ladder penggunaan Relay Motor Inboard Back
Pembuatan ladder untuk sistem gerak loading arm pada dasarnya adalah sama, yaitu gerak slewing left, slewing right, inboard back, inboard forward, outboard up, dan outboard down, hanya dalam pengalamatannya saja yang berbeda. Untuk itu akan dijelaskan sistem gerak untuk inboard back.
Sistem gerak pada inboard back dibagi menjadi 2 macam, yaitu mode Fast Speed (Rung: 43) yang merupakan kecepatan normal dari motor dan mode Slow Speed (Rung: 44 dan Rung: 45) yang merupakan kecepatan normal dengan pemberian pulsa (SR25500). Kedua mode ini dibatasi oleh toggle switch Fast/Slow Speed (000.15) dengan switch Power ON (000.14) dan switch Ground- System (002.01) sebagai permissive start.
Pada saat switch inboard back (000.02) ditekan (Rung: 43) dengan pengaktifan Power ON (000.14) dan Ground-System (002.01) terlebih dahulu, maka lampu indikator inboard back (IR23506) dan relay motor inboard back (IR23402) akan aktif. Kemudian kontak dari relay tersebut akan mengaktifkan
Pada saat switch inboard back (000.02) ditekan (Rung: 44) dengan pengaktifan switch Power ON (000.14), switch Ground-System (002.01), dan switch Fast/Slow Speed (000.15) terlebih dahulu, maka lampu indikator inboard back (IR41106) dan PWM inboard back (IR40502) akan aktif. Selanjutnya PWM tersebut (Rung: 45) diberi Special Relay (SR25500) yang dapat mengeluarkan pulsa 0.05s high dan 0.05s low yang akan mengaktifkan relay motor inboard back (IR40002). Kemudian kontak dari relay tersebut akan mengaktifkan motor inboard back pada rangkaian H-Bridge dengan kecepatan slow speed.
Pada Rung: 83 merupakan penggunaan motor inboard back pada saat automatic motion, yaitu dengan pengaktifan motor inboard back (IR41002) selama 5 detik (T006).
Pada Gambar 3.22. merupakan Logik Diagram secara umum untuk sequence proses ESD1 dan ESD2 yang dilanjutkan dengan manufer automatic motion.
Gambar 3.22. Simplified Logic Diagram ESD1&ESD2 Loading Dock-3 Pada gambar 3.23. merupakan pembuatan ladder pada saat terjadi Emergency Shut Down pertama (ESD1) yang dialamatkan pada IR40400.
Sequence ESD1 adalah sebagai berikut:
• Mengaktifkan lampu indikator ESD1 (IR23510), lampu indikator Stop Loading (IR30009), lampu indikator Loading Valve Closing, Drain Valve Opening (IR30010), lampu indikator Vent Valve Opening, 2 Main Valve Closing (IR30011), yang diberi waktu selama 5 detik (T001).
• 5 detik kemudian, mengaktifkan lampu indikator Closing Upper Valve (IR30000), Relay Closing Upper Valve (IR23406), yang diberi waktu selama 3 detik (T002).
• 3 detik kemudian, mengaktifkan lampu indikator Limit Switch Closing Upper Valve (IR30001) yang menyatakan Upper Valve telah tertutup dan mengaktifkan IR40900 yang menyatakan akhir dari sequence ESD1.
Gambar 3.23. Ladder ESD1
ESD2 adalah sebagai berikut:
• Kondisi akhir dari ESD1 telah terpenuhi (IR40900).
• Mengaktifkan lampu indikator ESD2 (IR30002), Closing Lower Valve (IR30003), Relay Closing Lower Valve (IR23407), yang diberi waktu selama 3 detik (T003).
• 3 detik kemudian, mengaktifkan lampu indikator Limit Switch Closing Lower Valve (IR30004) yang menyatakan lower valve telah tertutup, mengaktifkan Solenoid Opening PERC (IR23408), lampu indikator PERC Armed (IR30005), mengaktifkan T010 selama 1 detik untuk persiapan automatic motion, dan IR40700 yang menyatakan akhir dari sequence ESD2.
Gambar 3.24. Ladder ESD2
