Dari Sungai Berbasis PLC
PROYEK AKHIR
Untuk Memenuhi Sebagian Persayaratan Dalam Menyelesaikan Program Diploma III Teknik Elektro
Oleh :
Nama : Muharmy Kurniawan NIM/Bp : 76564/2006
Prog. Studi : Teknik Elektro
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2010
iv
… syukur Kehadirat Allah SWT, for all the thing you’ve given to me… … sholawat dan salam kepadda nabi besar Muhammad SAW…
Allah SWT menganugrahkan al hikmah (kefahaman yang dalam tentang Al Quran dan As Sunnah) kepada siapa yang dikehendaki-Nya. Dan barang siapa yang dianugrahi hikmah, ia
benar-benar telah dianugrahi karunia yang banyak. Dan hanya orang-orang berakallah yang dapat mengambil pelajaran (Q.S Al-Baqarah : 269)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (sesuatu urusan). Kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan yang lain). Dan hanya kepadda Allah kamu
berharap. (Q.S Al-Insyirah ayat 5-8)
Ayah (Fachruddin ) dan Ibu (Yuntati ), takkan pernah terbatas dan terukur rasa terima kasihku kepada Ayah dan Ibu yang selau memberikan doa, semangat, dan didikan yang begitu berguna untuk anakmu tersayang. Mungkin karena itu semua kebahagiaan ini takkan pernah aku capai. Terimalah karya kecilku ini yang kupesembahkan sebagai ungkapan terima kasihku kepada Ayah dan Ibu tercinta.
Special Thanks to Bapak Mukhlidi Muskhir selaku Penasehat Akademis, yang telah banyak memberi nasehat dan bimbingan selama 4 tahun ini, dan kepada pak Risfendra yang telah membimbing penulis dalam pembuatan Proyek Akhir ini. Terima kasih juga kepada Bapak Aswardi, Bapak Oriza, Bapak Azwir, Bapak Hansi, Ibuk Irma, Bapak Ujang, Bang Habib, Bapak Dalfi, Bapak Armen, Bapak Jek, Bapak Rizki dan seluruh staf pengajar, tenisi labor dan administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
v
nak…., pak uo (@afdal) thanks las listriknyo…, bolot 1 (@erick) masuakan lah judul PA tu lai lot …, jan touring ka touring juo, cikgu (@Uliel) jan lamo-lamo bana pai cikgu ilang adiak cigku beko…, ajo (@jeky) lamo lai jo….?, bolot 2 (@dodi) gaji partamo tu dod, jan lupo…., ibuk negara (@rika), mpuang(@niken), komandan (@trisno), @yayan.
Thanks to Elo 06 S1 & D3, R & NR…. @toni D3, @ucup, @ca ill, @win, @amaik, @sofwan, @waldi, @dani, @angga, thanks laptopnyo ga…, manager PLTS (@parulian), @mila , @oca, @mona, @yenti, @mega, @iin, @yomi, @dahlan, dan seluh teman Elo yang tidak mungkin disebutkan namannya satu per satu.
Thanks to Gaza Robotik Team, cimenk (@meki) thanks rangkaian infra merahnyo menk, @arif, capek sehat yo rif, @asep, @jojo dan angota baru Gaza robotik team.
Thanks to seluruh Civitas Elektro 03, 04, 05, 07, 08, 09, Thanks to seluruh Civitas Elektro 03, 04, 05, 07, 08, 09, Thanks to seluruh Civitas Elektro 03, 04, 05, 07, 08, 09, Thanks to seluruh Civitas Elektro 03, 04, 05, 07, 08, 09, dan juga seluruh teman
dan juga seluruh teman dan juga seluruh teman
dan juga seluruh teman----teman di dunia maya (FB, teman di dunia maya (FB, teman di dunia maya (FB, teman di dunia maya (FB, Twitter, MySpace, dan situs
Twitter, MySpace, dan situs Twitter, MySpace, dan situs
Twitter, MySpace, dan situs----sutus g’ jelas lainnya).sutus g’ jelas lainnya).sutus g’ jelas lainnya).sutus g’ jelas lainnya).
Best Regard
Muharmy Kurniawan 76564/2006
vi
Muharmy Kurniawan (2006-76564), Perancangan Perangkat Lunak Prototype
Alat Pengangkat Sampah Dari Sungai Berbasis PLC. Proses pengangkatan sampah dari sungai di Indonesia tergolong masih manual, yaitu dengan cara membentangkan jaring disungai untuk menahan sampah dan kemudian mengangkatnya. Dibeberapa daerah di Indonesia proses pengangkatan sampah dari sungai telah menggunakan peralatan yang modern. Namun dilapangan, proses pengangkatan sampah menggunakan peralatan ini masih dilakukan manual, yaitu dengan menekan tombol-tompol pada penel kontrol dari peralatan tersebut.
Untuk mengatasi permasalahan tesebut dirancang sebuah alat pengangkat sampah yang memiliki 3 mode operasi yaitu otomatis, semi otomatis dan manual. Pada mode otomatis, proses pengangkatan sampah dengan peralatan ini menggunakan sistem sensor base dan time base. Untuk sensor base digunakan sebuah sensor yang akan memantau ketinggian sampah, sedangkan untuk sistem
time base digunakan sebuah pewaktu yang berfungsi untuk mengatur waktu
pengangkatan. Sedangkan untuk mode semi otomatis dan manual proses pengangkatan sampah dilakukan dipanel kontrol.
Proses pengangkatan sampah menggunakan alat ini lebih cepat dari pada proses pengangkatan sampah manual. Untuk sekali pengangkatan sampah peralatan ini memerlukan waktu 4 menit. Proses tersebut menggunakan sistem time base, dimana pengaturan waktu pengangkatan 30 detik yang kemudian dilanjutkan dengan aktifnya konveyor. Setelah 5 detik kemudian komponen pengangkat akan aktif, dan kemudian diikuti dengan komponen pembersih. Jumlah I/O yang digunakan adalah 15 input dan 6 output, sehingga digunakan PLC tipe CPM2A-CDR30. Berdasarkan tiga proses pengujian, otomatis, semi otomatis dan manual.
vii
م
م
ا
ا
ا
ا
ا
ا
Assalamualaikum Wr,Wb.
Segala puji dan syukur penulis aturkan kepada ALLAH SWT yang telah memberi rahmat, nikmat, taufik dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. Kemudian salawat dan salam penulis kirimkan untuk junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW.
Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III di Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang, yang diberi judul Perancangan Perangkat Lunak Protoype Alat Pengangkat
Sampah Dari Sungai Berbasis PLC.
Dalam pengerjaan Proyek Akhir ini, penulis banyak sekali mendapatkan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua Orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan semuanya baik moril maupun materil kepada penulis selama ini.
2. Bapak Dekan FT-UNP.
3. Bapak Ketua Jurusan Teknik Elektro UNP.
4. Bapak Ketua Program Studi DIII Teknik Elektro UNP.
viii ini.
7. Bapak Mukhlidi Muskhir, S.Pd, M.Kom dan Hansi Effendi S.T, M.Kom selaku Tim Penguji
8. Seluruh Staf pengajar pada Jurusan Teknik Elektro beserta Teknisi Labor, Bengkel dan Administrasi.
9. Seluruh rekan-rekan seperjuangan khususnya anak Elektro 06 dan seluruh mahasiswa Elektro angkatan 2005, 2007, dan 2008, 2009 baik reguler maupun Non Reguler.
10.Dan semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan Proyek Akhir yang tidak dapat penilis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Proyek Akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
Semoga Proyek Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak dan bernilai ibadah disisi Allah SWT, dan akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Padang, 20 Juli 2010
ix
HALAMAN JUDUL ……… i
HALAMAN PERSETUJUAN PROYEK AKHIR ……….. ii
HALAMAN PENGESAHAN PROYEK AKHIR ……… iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ……… iv
ABSTAK ...……….. vi
KATA PENGANTAR ……… vii
DAFTAR ISI ……….. ix
DAFTAR TABEL ………... xi
DAFTAR GAMBAR ……….. xii
DAFTAR LAMPIRAN ………... xiv
BAB I PENDAHULUAN ……… 1
A. Latar Belakang ……… 1
B. Batasan Masalah ………. 4
C. Tujuan Dan Manfaat Proyek Akhir ………. 4
BAB II LANDASAN TEORI ………... 5
A. Bagian – Bagian PLC ……….. 6
1. Central processing Unit (CPU) ………. 6
2. System Interface (input/output) ………. 7
3. Power Supply ……… 8
4. Programming Device ……… 9
B. Prinsip Kerja PLC ……… 9
C. Pemograman PLC ……… 12
D. Prosedur Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC …….. 20
E. Prosedur Pemograman PLC ……… 23
F. Diagram Alir (Flow Chart) ………. 27
x
2. Pengoperasian Secara Semi Otomatis ……… 30
3. Pengoperasian Secara Manual ……… 30
B. Langkah – Langkah Perancangan ……….... 31
C. Sistem operasional (flowchart) prototype alat pengangkat sampah dari sungai ……….. 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……… 37
A. Hasil Pengujian ……….. 37
B. Pembahasan Program ………. 37
C. Tabel Kebenaran Pengujian Alat ……….. 41
D. Kendala yang ditemui dalam pembutan perangkat lunak dan solusinya ……… 44
BAB V PENUTUP ………. 46
A. Kesimpulan ………... 46
xi
Tabel 2. Alokasi I/O prototype alat pengangkat sampah dari sungai ………. 32 Tabel 3. Pengujian otomatis ………. 42 Tabel 4. Pengujian semi otomatis ……… 43 Tabel 5. Pengujian manual ……….. 44
xii
Gambar 1. Blok diagram PLC ……….. 6
Gambar 2. Arsitektur PLC ……… 7
Gambar 3. System I/O Interface ……… 8
Gambar 4. Jenis programing device ……… 10
Gambar 5. Ilustrasi scanning ……… 10
Gambar 6. Ilustrasi waktu scan ……… 11
Gambar 7. Sinyal input yang sempit ……… 12
Gambar 8. Simbol dan tabel kebenaran gerbang AND ……… 13
Gambar 9. Simbol dan tabel kebenaran gerbang OR ……… 14
Gambar 10. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NAND ……… 14
Gambar 11. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT ……… 15
Gambar 12. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NOR ………... 15
Gambar 13. Simbol dan tabel kebenaran gerbang XOR ……… 15
Gambar 14. Simbol dan tabel kebenaran gerbang XNOR ……… 16
Gambar 15. Simbol Examine If Closed (XIC) ………. 17
Gambar 16. Examine If Open (XIO) ……… 17
Gambar 17. Simbol Output Energize (OTE) ……… 18
Gambar 18. Simbol Output Latch (OTL) ……….. 18
Gambar 19. Simbol Output Unlatch (OTU) ………. 18
Gambar 20. Simbol Timer ON (TON) ………. 19
Gambar 21. Simbol Simbol Timer OFF (TOF) ……… 19
Gambar 22. Simbol Counter Up (CTU) ……… 19
Gambar 23. Simbol Counter Down (CTD) ………. 20 Gambar 24. Flowchart Prosedur Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC … 22
xiii
b. Drawing tool SYSWIN ………. 24
Gambar 27. a. Dialog box pengaturan komunikasi antara PC dengan PLC ….. 26
b. Dialog box PLC mode ……… 26
Gambar 28. Tampilan dialog box PLC Setup ……… 27
Gambar 29. Blok Diagram Sistem ……… 31
Gambar 30. Penempatan posisi sensor pada alat ……… 33
Gambar 31. Flowchart pengaturan posisi komponen pengangkat dan pembersih………. 34
Gambar 32. Flowchart Sensor base, Time base dan pengaktifan konveyor ….. 35
Gambar 33. Flowchart komponen pengangkat dan pembersih aktif …………. 36
Gambar 34. Ladder diagram untuk melakukan pengaturan posisi start komponen pengangkat ……….. 38
Gambar 35. Ladder diagram untuk melakukan pengaturan posisi start komponen pembersih ……… 38
Gambar 36. Ladder diagram untuk time-base dan sensor-base ………. 39
Gambar 37. Ladder diagram pengaktifan konveyor ………. 39
Gambar 38. Ladder diagram komponen pengangkat up ……… 40
xiv
Lampiran 1. Diagram alir program alat pengangkat sampah dari sungai …….. 48 Lampiran 2. Diagram Ladder prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC ……….. 49
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar BelakangIndonesia dikenal juga dengan negara kepulauan dengan jumlah 17.504 buah pulau (http://id.wikipedia.org/), beberapa diantaranya memiliki pantai yang eksotis yang dapat menjadi daya tarik bagi wisatawan asing maupun lokal. Berdasarkan data yang diperoleh dari situs http://www.detikfinance.com jumlah turis asing yang datang ke Indonesia sampai dengan akhir tahun 2008 mencapai 473.200 orang.
Namun beberapa bulan belakangan ini jumlah turis asing yang datang ke Indonesia cenderung menurun. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, selain krisis ekonomi global masalah sampah juga menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi berkurangnya jumlah turis yang datang ke Indonesia.
Menurut survey sekitar 10% penduduk Indonesia masih membuang sampah ke sungai (Antara news, 5 Mei 2009), dapat dibayangkan jika total penduduk Indonesia adalah 238 juta jiwa maka sekitar 23,8 juta jiwa yang membuang sampah ke sungai yang akan bermuara kelaut dan tentunya sampah tersebut akan menumpuk di tepi pantai.
Di kota Padang sendiri yang telah berkali – kali mendapatkan penghargaan Adipura, pembersihan sampah dari sungai masih dilakukan secara manual, seperti membentangkan jaring disungai untuk menahan sampah. Memang ada beberapa yang sudah menggunakan peralatan modern untuk mengangkat sampah seperti di daerah Purus (Danau Cimpago). Peralatan pengangkat sampah ini adalah hadiah dari
pemerintah Republik Indonesia karena telah berkali – kali mendapatkan penghargaan Adipura.
Peralatan ini dipasang agar sampah tidak masuk ke danau Cimpago, peralatan ini mempunyai dua komponen utama yaitu; jeruji penahan yang berfungsi untuk menahan sampah yang akan masuk dan dua buah garu pengangkat yang akan mengangkat sampah yang tertahan pada jeruji penahan.
Namun peralatan ini kurang efektif, terbukti masih banyaknya sampah yang masuk kedanau Cimpago. Hal ini dimungkinkan karena pada saat hujan sampah yang mengalir disungai tersebut akan meningkat. Sehingga sampah akan menumpuk pada jeruji penahan, sampah yang sudah menumpuk banyak kemudian diangkat dan setelah itu peralatan tersebut dinonaktifkan. Yaitu dengan cara, garu penahan sampah diangkat dari sungai sehingga sampah tersebut dapat mengalir dengan bebas masuk ke danau Cimpago
Selain berasal dari sampah masyarakat, sampah disekitar danau cimpago juga berasal dari pembuangan limbah rumah tangga atau home industry yang berada di sekitar aliran sungai, Masalah sampah memang menjadi semacam “gunung es” yang sewaktu-waktu dapat meleleh. Pengelolaan sampah terpadu yang belum terealisasi dengan baik menjadi kendala utama penanganan sampah.
Walaupun begitu alat pengangkat sampah dari sungai ini sudah tergolong perlatan canggih yang menggunakan dua sistem operasi yaitu, secara manual dan otomatis. Namun dalam pengoperasiannya dilapangan peralatan ini masih
dioperasian secara manual, karena menurut operator lapangan pengoperasian secara otomatis jumlah sampah yang diangkat dari sungai tidak maksimal.
Pada pengoperasian otomatis ini kedua garu pengangkat hanya akan mengangkat pada posisi yang telah ditentukan, setelah mengangkat sampah dari sungai pada satu posisi garu pengangkat akan bergeser keposisi berikutnya, penentuan posisi garu ini menggunakan sensor proximity yang ditempatkan dengan jarak–jarak tertentu. Sedangkan untuk pengoperasian manual kedua garu pengangkat dapat dioperasikan secara bebas dalam artian, garu pengangkat bergeser tidak berdasarkan pada penempatan sensor proximity dan digerakan secara terpisah antara garu pengangkat yang satu dengan yang lainnya sehingga pengangkatan sampah lebih maksimal.
Namun proses penggangkatan sampah ini, baik secara manual atau otomatis hanya berdasarkan pada penglihatan atau pantauan dari operator lapangan apakah jumlah sampah yang telah menumpuk pada jeruji penahan sudah banyak, dan semuanya dilakukan pada panel kontrol.
Berdasarkan permasalahan diatas, maka diangkatlah judul Proyek Akhir, yaitu “Perancangan Perangkat Lunak Prototype Alat Pengangkat Sampah Dari
B. Batasan Masalah
Pembatasan masalah diperlukan untuk membatasi runag lingkup dari permasalahan-permasalahan yang akan muncul dan juga untuk memperjelas pokok permasalahan yang akan dibahas dalam pembuatan proyek akhir. Batasan masalah yang akan dibahas pada proyek akhir ini adalah:
1. Perancangan perangkat lunak prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC berdasarkan flow chart, menggunakan PLC tipe CPM2A-30CDR dengan diagram ladder sebagai bahasa pemogramannya
2. Mefungsikan 3 sistem operasi yaitu otomatis, semi otomatis, dan manual pada
prototype alat pengangkat sampah dari sungai.
C. Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir 1. Tujuan
a. Merancang perangkat lunak prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC.
b. Merancang sistem alat pengangkat sampah dari sungai yang dapat dioperasikan secara otomatis, semi otomatis, dan manual
2. Manfaat
a. Sebagai model pembersihan atau pengangkatan sampah dari sungai.
b. Sebagai kontribusi bagi kita bagaimana pentingnya memelihara kebersihan sungai dan memanfaatkannya sebaik mungkin.
c. Sebagai media pengajaran dalam mata kuliah Programmable Logic
BAB II
LANDASAN TEORI
Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya adalah sebuah komputer
khusus yang digunakan untuk mengontrol mesin dan proses. Alat ini yang dirancang untuk dapat melakukan suatu pekerjaan secara otomatis. Programmable Logic
Controller (PLC) merupakan salah satu peralatan yang memanfaatkan teknologi digital,
karena PLC melakukan proses kerjanya dengan cara – cara atau aturan digital. Disamping itu, struktur karakteristik dan cara kerjanya mirip dengan saklar yang menerapkan sistem digital, dengan dua keadaan yaitu on (‘1’) dan off (‘0’) atau dalam sistem digital dikenal dengan high (‘1’) jika dalam keadaan terhubung dan low (‘0’) dalam keadaan terputus
Selain karakteristik dari PLC yang menerapkan aturan – aturan digital, beberapa keuntungan dalam penggunaan PLC diantaranya :
• Ukuran semakin kecil dan kompak.
• Jumlah input/output yang semakin banyak dan padat.
• Beberpa jenis PLC dilengkapi dengan modul – modul untuk tujuan kontrol kontiniu, misalnya modul ADC/DAC, PID, modul Fuzzy, dan lain – lain.
• Pemograman relatif semakin mudah.
• Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi yang semakin baik.
• Jenis instruksi atau fungsi semakin banyak dan lengkap.
• Waktu eksekusi program yang semakin cepat.
A. Bagian - Bagian PLC
Secara umum PLC (CPU), System Interface
1. Central Processing Unit
Central Processing Unit
yang mengintegrasikan sinyal
tindakan pengontrolan sesuai dengan program yang
Pekerjaan dan penghitungan perbandingan dilakukan disini, CPU menerima instruksi dari dari
yang digunakan PLC ini dapat dikategorikan berdasarkan panjang atau ukuran jumlah bit dan register
yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin cepat proses yang terjadi pada PLC terrsebut. Adapun j
Secara umum PLC terdiri dari beberapa bagian yaitu; Central Processing Unit
System Interface (input/output), Power Supply, dan Programming Device.
Gambar 1. Blok Diagram PLC
(Rasyid: 2008)
Central Processing Unit (CPU)
Central Processing Unit (CPU) adalah unit yang berisi mikroprosesor
yang mengintegrasikan sinyal – sinyal input dan melaksanakan tindakan tindakan pengontrolan sesuai dengan program yang tersimpan dalam
Pekerjaan dan penghitungan perbandingan dilakukan disini, CPU menerima instruksi dari dari memory dan menghasilkan perintah output. Mikroprosesor yang digunakan PLC ini dapat dikategorikan berdasarkan panjang atau ukuran dan register – register prosesor tersebut. Ukuran standar jumlah bit yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin cepat proses yang terjadi pada PLC terrsebut. Adapun j
Central Processing Unit Programming Device.
(CPU) adalah unit yang berisi mikroprosesor input dan melaksanakan tindakan–
tersimpan dalam memory. Pekerjaan dan penghitungan perbandingan dilakukan disini, CPU menerima dan menghasilkan perintah output. Mikroprosesor yang digunakan PLC ini dapat dikategorikan berdasarkan panjang atau ukuran register prosesor tersebut. Ukuran standar jumlah bit yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin cepat proses yang terjadi pada PLC terrsebut. Adapun jenis
mikroprosesor yang umum digunakan adalah Z80, 6800, 8086,6502, 68000, ataupun 80486 serta sampai generasi intel Pentium.
Gambar 2. Arsitektur PLC
(Petruzella: 2005, 7)
2. System Interface (Input/Output)
Pada bagian ini prosesor menerima informasi dan mengkomunikasikan informasi kontrol keperangkat – perangkat eksternal. Berdasarkan jumlah input/output yang dimiliki, PLC dibagi menjadi atas lima kelompok besar yaitu: a. PLC Mikro : PLC dapat dikategorikan mikro jika jumlah input/output pada
PLC kurang dari 32 terminal.
b. PLC Small : PLC dapat dikategorikan Small jika jumlah input/output pada PLC antara 32 sampai 128 terminal.
c. PLC Medium : PLC dapat dikategorikan medium jika jumlah input/output pada PLC antara 64 sampai 1024 terminal.
d. PLC Large : PLC dapat dikategorikan large jika jumlah input/output pada PLC antara 512 sampai 4096 terminal.
e. PLC Very Large : PLC dapat dikategorikan mikro jika jumlah input/output pada PLC antara 2048 sampai 8192 terminal.
Gambar 3. System I/O interface
(Bryan: 1997, 12)
Penggunaan I/O sebagai sarana komunikasi antara PLC dengan peralatan input dan output seperti; sensor, limit switch, solenoid dan sebagainya. Beberapa vendor PLC merancang I/O pada PLC sesuai dengan jenis input atau output yang dilayaninya.
3. Power Supply
Power supply adalah bagian terpadu dari sebuah PLC dan biasanya menjadi satu dengan peralatan utama. Tegangan utam diubah menjadi tegangan yang diperlukan oleh circuit digital memory.
Power supply dirancang untuk pengoperasian CPU dan sejumlah input/output tertentu sesuai kebutuhan dari peralatan gunanya juga untuk mengatur sequence power down bila sumber tegangan mati
4. Programming Device
Programming device atau media pemograman digunakan untuk membuat dan menginputkan program kedalam prosesor PLC. Jenis media pemograman ini dapat berupa Personal Computer (Gambar 4.a) dan Mini Programming
Consoles (Gambar 4.b) Pada mini programming consoles PLC diprogram
menggunakan operator – operator Boolean (AND, OR, dan NOT) atau lebih dikenal dengan Mnemonic atau Statement List.
Biasanya pemograman menggunakan mini programming consoles hanya digunakan untuk pengeditan program saja, mengingat jumlah anak tangga pada
diagram ladder yang akan diprogram relatif besar. Sedangkan pemograman PLC
menggunakan PC program yang dipakai adalah Ladder Diagram dan dapat juga menggunakan Mnemonic atau Statement List, selain sebagai media pemograman PC juga digunakan sebagai media pengeditan program, dokumentasi dan program monitoring real time PLC
B. Prinsip Kerja PLC
Pada dasarnya, operasi PLC ini relatif sederhana, peralatan luar dikoneksikan dengan modul input/output PLC yang tersedia. Peralatan ini dapat berupa sensor – saensor analog, push button, limit switch, motor starter, solenoid, lampu dan lain sebagainya. Selama prosesnya, CPU melakukan tiga operasi utama: (1) membaca data masukan dari perangkat luar via modul input, (2) mengeksekusi program kontrol yang tersimpan di memory PLC, (3) meng-update atau memperbaharui data
pada modul output. Ketiga proses tersebut dinamakan scanning, terlihat pada Gambar 5.
Gambar 4. Jenis programming device a. Personal Computer
b. Mini Programming Consoles
(Bryan: 1997, 12)
Gambar 5. Ilustrasi scanning
Setiap akhir proses scan, prosesor akan mengeluarkan sinyal yang dinamakan sinyal End-Of-Scan (EOS). Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu kali
scan ini dinamakan waktu scan (scan time). Waktu scan adalah waktu total yang
diperlukan prosesor untuk mengeksekusi program dan memperbaharui input/outputnya. Waktu scan ini secara umum dipengaruhi oleh 2 faktor utama : (1) jumlah memori yang diperlukan oleh program PLC (jumlah anak tangga pada
diagram ladder), dan (2) jenis instruksi yang digunakan dalam program. Waktu yang
dibutuhkan untuk satu kali scan dapat bervariasi antara beberapa milidetik sampai puluhan bahkan ratusan milidetik. Gambar 6 memperlihatkan contoh diagram pewaktuan untuk sebuah program dengan waktu scan selama 10ms
Gambar 6. Ilustrasi waktu scan
(Setiawan: 2006,53)
Jika sebuah sinyal input (pulsa) dalam selang waktu yang sangat cepat terjadi sesaat setelah proses baca input (seperti terlihat pada Gambar. 7) maka prosesor tidak dapat menanggapi input tersebut. Untuk mengatasi hal ini, beberapa jenis PLC dilengkapi dengan instruksi – instruksi (berupa interupsi) untuk menanggapi jenis input yang sangat sempit ini.
Gambar 7. Sinyal input yang sempit
(Setiawan: 2006, 53)
C. Pemograman PLC
Terdapat lima model atau metode yang telah distandarisasi penggunaannya oleh IEC (International Electrical Commission) yaitu:
1. Statement List
Pemograman dengan menggunakan instruksi – instruksi bahasa level rendah (Mnemonic), seperti LD/STR, NOT,AND, dan lain sebagainya.
2. Ladder Diagram
Pemograman berbasis logika relai, cocok digunakan untuk persoalan – persoalan kontrol diskret yang input/outputnya memiliki dua kondisi on atau off, seperti pada sistim kontrol konveyor, lift, dan motor – motor industri.
3. Function Blok Diagram
Pemograman berbasis aliran data secara grafis. Banyak digunakan untuk tujuan kontrol proses yang melibatkan perhitungan – perhitungan kompleks dan akuisisi data analog.
4. Sequential Function Chart
Metode grafis dengan pemograman terstruktur yang banyak melibatkan langkah– langkah rumit, seperti pada bidang robotika, perakitan kendaraan, batch control, dan sebagainya.
5. Struktur Test
Tidak seperti keempat metode sebelumnya, pemograman ini menggunakan
statement – statement yang umum dijumpai pada bahasa level tinggi (high level programming), seperti IF/THEN, WHILE/DO, FOR/NEXT, dan lain sebagainya.
Dalam aplikasinya, model ini cocok digunakan untuk perhitungan – perhitungan matematis yang kompleks, pemrosesan tabel dan data, serta fungsi – fungsi kontrol yang memerlukan algoritma khusus.
Seperti semua peralatan digital, PLC bekerja dengan prinsip bilangan biner. Dimana bekerja dalam dua keadaan, seperti : “high” atau “low”, “on” atau “off”, “betul” atau “salah”, dan “1” atau “0”. Kondisi seperti ini biasa digunakan pada gerbang logika seperti gerbang AND, OR, NAND, NOT, NOR, XOR dan XNOR
• Gerbang AND
Gerbang AND adalah suatu gerbang yang sekurang – kurangnya mempunyai dua input atau lebih dan hanya satu buah output. Output akan benilai (logika) “1” jika semua inputnya bernilai (logika) “1”.
• Gerbang OR
Gerbang OR seperti halnya gerbang AND yang memiliki dua input atau lebih dan hanya memiliki satu output, namun output ini akan bernilai “1” jika salah satu atau semua inputnya bernilai “1” dan output akan bernilai “0” jika semua inputnya berlogika “0”.
Gambar 9. Simbol dan tabel kebenaran gerbang OR
• Gerbang NAND
Gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND, gerbang ini akan mengeluarkan logika “1” jika salah satu atau kedua inputnya bernilai “0” dan output akan bernilai “0” jika kedua inputnya bernilai “1”.
Gambar 10. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NAND
• Gerbang NOT
Gerbang NOT adalah gerbang lokika yang hanya memiliki satu input dan satu output, dimana nilai output adalah kebalikan dari nilai input. Jika nilai input “0” maka output akan bernilai “1”.
Gambar 11. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT
• Gerbang NOR
Gerbang NOR adalah kebalikan dari gerbang OR. Gerbang logika NORakan mengeluarkan logika “1” jika semua inputnya bernilai “0”, sedangkan jika salah satu atau kedua inputnya bernilai “1” maka output akan bernilai “0”.
Gambar 12. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NOR
• Gerbang XOR
Gerbang XOR merupakan gerbang logika yang nilai outputnya akan bernilai “1” jika nilai inputnya berbeda dan sebaliknya output akan bernilai “0” jika nilai inputnya bernilai sama.
• Gerbang XNOR
Gerbang XNOR merupakan kebalikan dari gerbang XOR, dimana output akan bernilai “1” jika nilai inputnya sama, dan output akan bernilai “0” jika logika pada input berbeda.
Gambar 14. Simbol dan tabel kebenaran gerbang XNOR
Walaupun sudah semua vendor PLC telah mendukung kelima model pemograman tersebut (Statement list, ladder diagram, Function blok diagram,
Sequential function chart, dan Struktur test), tetapi secara de facto sampai saat ini
yang sangat luas penggunaanya terutama di industri adalah diagram ladder, karena instruksi – instruksi yang digunakan sangat mudah dipahami oleh teknisi pabrik yang umumnya telah lebih dahulu familiar dengan jenis diagram ladder elektromekanis, yaitu diagram ladder dengan menggunakan simbol – simbol komponen elektromekanis dalam penggambaran logika kontrolnya.
Berikut ini instruksi dasar yang digunakan dalam pemograman PLC menggunakan diagram ladder, diantaranya instruksi input, instruksi output serta timer dan counter.
1. Instruksi input
a. Examine If Closed (XIC)
Merupakan instruksi input dimana pada saat input (saklar) aktif maka instruksi ini dalam keadaan Normally Closed (NC), sedangkan jika input (saklar) tidak aktif maka instruksi ini akan kembali dalam keadaan Normally Open (NO).
Simbolnya adalah :
Gambar 15. Simbol Examine If Closed (XIC) b. Examine If Open (XIO)
Merupakan instruksi input dimana pada saat input (saklar) aktif maka instruksi ini dalam keadaan Normally Open (NO), sedangkan pada saat input (saklar) tidak aktif maka instruksi ini dalam keadaan Nolmally Closed (NC). Simbolnya adalah :
Gambar 16. Simbol Examine If Open (XIO) 2. Instruksi output
a. Output Energize (OTE)
Merupakan instruksi output yang mengontrol 1 bit informasi. Instruksi output ini akan aktif jika inputnya berlogika 1 dan instruksi output akan mati jika inputnya berlogika 0.
Simbolnya adalah :
Gambar 17. Simbol Output Energize (OTE) b. Output Latch (OTL)
Simbolnya adalah :
Gambar 18. Simbol Output Latch (OTL) c. Output Unlatch (OTU)
Simbolnya adalah :
Gambar 19. Simbol Output Unlatch (OTU)
Kedua output ini berhubungan. Pada prinsipnya jika input dari ouput latch berlogika 1 maka ouput latch akan aktif. Jika inputnya kembali berlogika 0 maka output latch masih tetap aktif. Ouput latch akan off jika ouput unlatch dalam keadaan aktif.
3. Instruksi Timer a. Timer ON (TON)
Merupakan timer yang akan mengaktifkan anak kontaknya setelah beberapa waktu setelah timer diaktifkan.
Simbolnya adalah :
Gambar 20. Simbol Timer ON (TON) b. Timer OFF (TOF)
Merupakan timer yang akan mematikan anak kontaknya setelah beberapa waktu setelah timer tersebut aktif.
Simbolnya adalah ;
Gambar 21. Simbol Timer OFF (TOF) 4. Instruksi Counter
a. Counter Up (CTU)
Merupakan counter yang akan menghitung naik untuk setiap nilai logika input 1 yang diberikan.
Simbolnya adalah :
b. Counter down (CTD)
Merupakan counter yang akan menghitung turun untuk setiap nilai logika input 1 yang diberikan.
Simbolnya adalah :
Gambar 23. Simbol Counter Down (CTD)
D. Prosedur Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC
1. Memilih suatu instrumen atau sistem yang hendak dikontrol
Sistem yang terotomasi bisa berupa sebuah mesin atau suatu proses yang kemudian disebut sebagai sistem kontrol. Fungsi dari sistem kontrol ini secara terus-menerus akan mengamati sinyal-sinyal yang berasal dari piranti-piranti masukan (sensor) dan tanggapanynya berupa suatu sinyal yang diberikan ke piranti keluaran eksternal yang secara langsung mengontrol bagaimana suatu sistem beroperasi atau bekerja
2. Menentukan operasional urutan mesin (flowchart)
Setelah dipilih instrument atau peralatan yang hendak dikontrol, dirancang prinsip kerja dari instrument atau peralatan tersebut menggunakan flowchart. Penggunaan flowchart selain untuk menentukan operasional urutan mesin, juga dapat digunakan sebagai troubleshooting peralatan tersebut.
3. Menentukan semua masukan dan keluaran yang akan dihubungkan ke PLC Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor dan lain sebagainya. Sedangkan piranti keluaran dapat berupa selenoid, kran elektromagnet, motor, relai, starter magnet begitu juga dengan instrumen lain yang bisa menghasilkan suara atau cahaya (lampu) dan lain sebagainya. setelah menentukan kebutuhan semua piranti masukan dan keluaran dilanjutkan dengan menentukan penggunaan jalur-jalur masukan dan keluaran pada PLC untuk piranti-piranti masukan dan keluaran yang sudah ditentukan tadi.
4. Membuat program untuk PLC sesuai dengan proses yang diinginkan
Dalam hal ini pembuatan program bisa digunakan terminal konsol yang langsung berhubungan dengan PLC yang bersangkutan atau melalui komputer PC yang memiliki saluran komunikasi yang dibutuhkan untuk mentransfer program dari komputer PC ke PLC maupun sebaliknya.
5. Program disimpan ke dalam PLC
Penyimpanan program kedalam PLC dapat dilakukan secara langsung melalui terminal konsol maupun melalui komputer PC.
6. Running program
Setelah program tersimpan, jalankan (eksekusi) program yang telah tersimpan pada PLC. Jika program hasil eksekusi tidak bekerja sebagaimana mestinya, perbaiki program yang telah dibuat.
Gambar 24. Flowchart Prosedur Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC (Risfendra : 2009) Menentukan keperluan Sistem kontrol yang diinginkan Gambar sistem Umum dari Sistem kontrol
Daftarkan semua peralatan Input dan
Output ke I/O PLC yang Bersangkutan
Terjemahkan Flowchart ke Diagram Ladder
Memprogram Diagram yang telah dirancang ke
PLC Simulasikan Program dan Periksa Software Apakah Program OK ? Perbaiki Program Tidak Hubungkan semua Peralatan Input dan Output ke PLC Ya Periksa semua Sambungan Input dan Output Test Program Dijalankan Apakah Program OK ? Perbaiki Program Tidak Simpan program Dalam eprom, dll Ya Semua diagram di Dokumen secara sistematik End
E. Prosedur Pemograman PLC
Untuk memprogram PLC menggunakan komputer diperlukan software khusus yang telah diperuntukan untuk setiap PLC, salah satunya adalah Syswin yang diperuntukan bagi PLC produksi OMRON. Berikut prosedur pemograman PLC menggunakan Syswin.
1. Lakukan pemanggilan program Syswin dengan cara Start > All Program > Syswin. Kemudian akan muncul tampilan windows seperti Gambar 25.
Gambar 25. Tampilan window program SYSWIN
2. Kemudian pilih file > New Project, sehingga akan muncul kotak dialog seperti Gambar 26a. Lakukan pengaturan sesuai dengan PLC yang akan digunakan. Dengan menggunakan drawing tool (Gambar 26b) mulailah melakukan penggambaran diagram ladder
a. b.
Gambar 26. a. Dialog box project setup Syswin b. Drawing tool Syswin
3. Setelah melakukan pembuatan program, langkah selanjutnya yang dilakukan adalah dengan melakukan koneksi/hubungan antara PLC dengan komputer, untuk memindahkan program yang telah jadi ke dalam PLC. Alat yang dibutuhkan untuk melakukan pemindahan program adalah: Adapter Port
Periphereal dan kabel penghubung Port RS-232 C. Lakukan pengaturan
komunikasi serial antara PC dengan PLC (Gambar 27a) dengan cara Project > Communication. Pilih port serial yang akan digunakan, kemudian klik tombol Test PLC. Jika port yang dipilih telah sesuai Status akan bertuliskan connect. 4. Beberapa perintah program yang penting dan perlu dipahami pada saat PLC
a. Connect
Merupakan perintah program untuk menyambungkan antara computer dengan PLC.
b. Upload Program
Merupakan perintah untuk melihat isi program yang sudah ada dalam PLC.
c. Download Program
Merupakan perintah untuk mentransfer program yang telah dibuat ke dalam PLC.
d. Mode
Dalam perintah Mode ini terdapat 3 pilihan kerja bagi PLC yaitu:
• MONITOR
Perintah untuk mengeksekusi program dan melihat kondisi PLC pada saat bekerja. Pada mode ini diagram ladder yang telah dibuat dapat langsung dimodifikasi dan ladder diagram tersebut dapat ditransfer (download) tanpa perlu mengubah mode PLC ke mode STOP/PRG.
• RUN
Perintah untuk menjalankan (eksekusi) program yang telah ditransfer ke dalam PLC. Pada mode ini program yang telah di eksekusi tidak dapat dimodifikasi, PLC harus diubah mode terlebih dahulu ke mode STOP/PRG untuk melakukan modifikasi terhadap program.
• STOP/PRG
Perintah untuk menghentikan program yang sedang dijalankan dan juga untuk melakuakan modifikasi atau pembuatan diagram ladder yang akan didownload ke PLC.
5. Kemudian lakukan pentransferan ladder diagram yang telah dibuat, dengan cara pilih tab pilih Online > Download program to PLC. Setelah proses selesai pilih PLC mode (Gambar 27b) dan ubah ke mode RUN.
a. b.
Gambar 27. a. Dialog box pengaturan komunikasi antara PC dengan PLC b. Dialog box PLC mode
6. Agar program yang tersimpan pada memori PLC dapat langsung dijalankan saat PLC diaktifkan kembali lakukan pengaturan pada PLC setup, dengan cara pilih tab project > PLC Setup. Setelah muncul dialog box PLC setup (Gambar 28) pada combo box View pilih Startup Processing, kemudian akan muncul beberapa pilihan radio group, yang masing-masing memiliki beberapa radio button. Pada
radio group Startup Mode, pilih radio button yang bertuliskan RUN. Dengan
Gambar 28. Tampilan dialog box PLC Setup
F. Diagram Alir (Flow Chart)
Menurut setiawan (2002:13) yang mengatakan bahwa Flowchart adalah “sekelompok gambar-gambar yang mempunyai kegunaan tertentu untuk menyatakan alur dari suatu program yang akan diterjemahkan ke salah satu bahasa programan”. Diagram alir dapat menunjukan secara jelas perintah pengendalian algoritma dan pelaksanaan kegiatan program tersebut. Diagram alir akan memberikan gambaran dua dimensi berupa simbol-simbol. Kegunaan flowchart sama seperti algoritma yang menuliskan alur program tetapi dalam bentuk simbol sedangkan algoritma dalam bentuk gambar. Berikut dapat dilihat pada Tabel 1 simbol-simbol diagram alir beserta fungsinya:
Tabel 1. Simbol-simbol flowchart
No Simbol Fungsi
1
Terminator merupakan simbol awal dan akhir dari suatu alur program plowchart
2
connector merupakan simbol tanda sambungan dari satu flowchart dari halaman yang sama
3
Read/write merupakan simbol sumber data yang akan diproses/data yang akan dicetak.
4
decision merupakan suatu proses evaluasi atau pemeriksaan terhadap nilai data
5
Preparasian merupakan simbol deklarasi atau pemesanan variabel.
6
Off page connection merupakan tanda sambunmgan dari suatu flowchart untuk halaman selanjutnya
7
Sub program merupakan program yang akan diproses berupa procedure dan function
8
Proses merupakan simbol yang berfungsi untuk perhitungan aritmatik,penulisan suatu formula.
9
Display merupakan simbol untuk melihat hasil proses.
BAB III
PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK
Pada bab ini akan dibahas tentang prinsip kerja alat, langkah – langkah perancangan software alat pengangkat sampah dari sungai. Untuk penggunaan PLC sendiri digunakan PLC tipe CPM2A-30CDR, PLC jenis ini memiliki 18 input dan 12 output dimana berdasarkan Tabel 2. Alokasi pengalamatan I/O yang direncanakan adalah 15 input dan 6 output. Sedangkan programming device yang akan gunakan adalah personal computer (PC) dengan bahasa pemograman yang digunakan untuk memprogram PLC adalah ladder diagram.
A. Prinsip Kerja Alat
Berdasarkan Gambar 29 dan 30 direncanakan sistem yang akan digunakan pada alat pengangkat sampah dari sungai ini menggunakan tiga metode yaitu otomatis, semi otomatis, dan manual. Masing – masing metode ini memiliki fungsi atau kegunaan yang berbeda – beda, pada saat start alat ini akan mengatur posisi masing – masing komponen, seperti komponen pengangkat dan komponen pembersih pengangkat apakah sudah dalam posisi start. Posisi start masing-masing komponen ditentukan oleh sensor-sensor yang dipasang pada alat, penempatan sensor dapat dilihat pada Gambar 30. Posisi start untuk komponen pengangkat adalah pada LS1 sedangkan posisi start untuk komponen pembersih adalah LS3, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2. Setelah masing – masing komponen berada pada posisinya alat dapat dioperasikan sebagai berikut:
1. Pengoperasian secara otomatis
Pada metode ini pengoperasian alat berdasarkan sensor atau pewaktu yang berada pada alat tersebut, dimana jika sampah yang menumpuk pada komponen pengangkat mencapai batas sensor atau waktu pengangkatan sampah yang sebelumnya telah ditentukan tercapai, belt conveyor akan aktif dan kemudian komponen pengangkat akan mengangkat sampah yang telah menumpuk begitu komponen pengangkat mencapai batas kemiringannya sampah akan meluncur turun menuju belt conveyor, kemudian komponen pembersih akan membersihkan sampah yang tertinggal pada komponen penggangkat.
2. Pengoperasian secara semi otomatis
Metode ini digunakan jika sensor pendeteksi ketinggian sampah pada air tidak berfungsi dengan baik, yang mana memerlukan bantuan manusia untuk menekan tombol pada panel kontrol alat tersebut. Kemudian alat akan berjalan sesuai dengan program yang telah diprogramkan kedalam PLC
3. Pengoperasian secara manual
Pengoperasian jenis ini bertujuan untuk kegiatan maintenance, dimana komponen – komponen pada alat dapat dioperasikan secara tersendiri pada panel kontrol seperti belt conveyor, komponen pengangkat dan komponen pembersih pengangkat.
Gambar 29. Blok diagram sistem alat pengangkat sampah dari sungai
B. Langkah – Langkah Perancangan
Dalam perancangan software alat pengangkat sampah ini penulis dimulai dengan menentukan prinsip kerja dari alat, pembuatan diagram alir (flowchart) berdasarkan prinsip kerja alat, pembuatan tabel alokasi I/O (Tabel 2), membuat simulasi program PLC dengan PLC simulator, pengujian program yang telah dibuat dengan menggunakan trainer PLC, dan jika program telah sesuai dengan prinsip kerja alat program dapat langsung didownload ke dalam PLC dari alat tersebut.
Tabel 2. Alokasi I/O prototype alat pengangkat sampah dari sungai
Input Alamat Output Alamat
Push Button Start 000.00 Lampu indikaror RUN/STOP 010.00
Push Button Stop 000.01 Motor Konveyor 010.01
Push Button Semi Auto 000.02 Motor Komponen Pengangkat
sampah (up) 010.02
Selector Switch Auto 000.03 Motor Komponen Pengangkat
sampah (down) 010.03
Selector Switch Manual 000.04 Motor Komponen Pembersih
(up) 010.04
Selector Switch Komponen
Pengangkat Sampah (Up) 000.05
Motor Komponen Pembersih
(down) 010.05
Selector Switch Komponen
Pengangkat Sampah (Down) 000.06 Selector Switch Komponen
Pembersih (Up) 000.07 Selector Switch Komponen
Pembersih (Down) 000.08 Push Button Konveyor On 000.09
Sensor (batas ketinggian
sampah dari air) 000.10 Limit Switch 1 (penentu posisi
start komponen pengangkat) 000.11 Limit Switch 2 (batas akhir
komponen pengangkat) 001.00 Limit Switch 3 (penentu posisi
start komponen pembersih) 001.01 Limit Switch 4 (batas akhir
C. Sistem operasional (flowchart) prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC
1. Pilih mode operasi (otomatis atau manual)
Saat alat mulai diaktifkan lakukan pemilihan mode opersi, jika operasi yang diinginkan manual, semua perlatan mulai dari konveyor, komponen pengangkat dan komponen pembersih difungsikan dari panel kontrol. Namun jika mode operasi yang dipilih adalah otomatis komponen pengangkat dan pembesih akan langsung melakukan pengturan posisi start.
2. Atur posisi
Saat alat mulai dijalankan ada kalanya posisi alat belum sesuai, limit switch 1 dan 3 digunakan sebagai posisi start dari alat tersebut. Jika masing – masing komponen telah menyentuh limit switch 1 dan 3 alat baru dapat bekerja secara otomatis sesuai dengan program.
3. Sensor base dan time base
Kedua sistem ini digunakan sebagai input pada pengoperasian alat, dimana
sensor base adalah input berdasarkan ketinggian tumpukan sampah di air pada
komponen pengangkat. Sedangkan time base pewaktu yang digunakan adalah timer internal pada PLC. Kedua sistem ini dapat diorasikan jika semua komponen dalam posisi start.
Gambar 32. Flowchart Sensor base, Time base dan pengaktifan konveyor 4. Konveyor aktif
Konveyor akan aktif jika timer mencapai waktu yang telah ditentukan atau sensor tersentuh oleh sampah yang menumpuk pada komponen pengangkat. 5. Komponen pengangkat aktif
Setelah beberapa saat konveyor aktif komponen pengangkat akan mulai mengangkat sampah yang telah menumpuk sampai batas ketinggian yang telah ditentukan, begitu limit switch 2 tertekan timer akan menunda waktu agar sampah yang telah terangkat dapat meluncur turun menuju konveyor.
Gambar 33. Flowchart komponen pengangkat dan pembersih aktif 6. Komponen pembersih aktif
Setelah delay waktu tercapai komponen pembersih akan aktif dan bergerak turun menyusuri komponen pengangkat yang bertujuan untuk membersihkan sampah – sampah yang tertinggal pada komponen pengangkat. Untuk lebih jelas
flowchart dari prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC dapat
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil PengujianSetelah pembuatan alat selesai, alat yang dirancang diuji baik dari segi hardware maupun software. Tujuan pengujian ini untuk mengetahui sejauh mana keberhasilan alat yang dirancang serta membandingkan dengan spesifikasi yang diinginkan.
Pengujian dengan memberikan sinya input pada PLC yang masih dalam mode STOP, dengan pengaktuasikan sensor dan saklar pada panel. Hasil aktuasi ini dapat dilihat pada indikator inpul PLC yang akan menyala jika dibei logika 1. Setelah aktuasi input selesai dan telah sesuai dengan pengalamat pada PLC, PLC kemudian di RUN-kan. Dan dilakukan pemilihan mode pada alat apakah mode otomatis atau manual, jika mode otomatis peralatan akan bergerak berdasarkan sensor-sensor yang terdapat pada alat, namun jika mode manual peralatan difungsikan semuanya dari panel kontrol.
B. Pembahasan Program
Program yang dibuat disesuaikan dengan flow chart yang telah dirancang sebelumnya. Dimulai dengan pengaturan posisi alat pada saat start, dimana posisi komponen pengangkat berada dibawah dan komponen pembersih berada diatas. Penentu posisi ini sendiri menggunakan limit switch, untuk posisi start komponen pengangkat harus menyentuh limit switch 1 sedangkan posisi start komponen
pembersih adalah limit switch 3. Pengaturan posisi ini hanya dilakuakn jika mode yang dipilih adalah Auto, namun pada mode Manual program pengaturan posisi start ini tidak berfungsi. Diagram ladder untuk melakukan pengaturan posisi start dapat dilihat pada Gambar 34 dan 35, dimana internal relay dengan alamat 020.01 yang berperan untuk melakukan pengaturan posisi start untuk komponen pengangkat dan pembersih.
Gambar 34. Ladder diagram untuk melakukan pengaturan posisi start komponen pengangkat
Gambar 35. Ladder diagram untuk melakukan pengaturan posisi start komponen pembersih
Setelah komponen pengangkat dan pembersih berada dalam posisi start, timer (TIM0000) akan mulai bejalan. Timer disini digunakan sebagai durasi waktu pengangkatan sampah, selain durasi pada alat ditambakan sebuah sensor yang befungsi jika sampah sudah menumpuk namun durasi pengangkatan belum tercapai.
Diagram ladder untuk pengturan time base dan sensor base dapat dilihat pada
Gambar 36, dimana pewaktu dan sensor hanya akan aktif jika LS1 dan LS3 berlogika 1
Gambar 36. Ladder diagram untuk time-base dan sensor-base
Pewaktu (TIM000) dan internal relay pada sensor (020.00) kemudian di-OR-kan (dapat dilihat pada lampiran 2 pada network ke 3) . Sehingga, jika salah satu
time-base atau sensor-base aktif, maka konveyor akan lansung aktif. Setelah
beberapa 5 detik komponen pengangkat akan mulai aktif dan mengangkat sampah yang telah menumpuk. Tujuan dari diaktifkannya konveyor terlebih dahulu ialah agar motor penggerak konveyor tidak terbebani oleh sampah yang telah menumpuk pada konveyor jika komponen pengangkat diaktifkan terlebih dahulu.
Gambar 38. Ladder diagram komponen pengangkat up
Setelah batas pengangkatan tercapai yang ditandai dengan tersentuhnya limit
switch 2 komponen pengangkat akan non aktif dan sebaliknya komponen pembersih
akan mulai aktif bergerak kebawah menuju konveyor.
Gambar 39. Ladder diagram komponen pembersih down
Begitu komponen pembersih menyentuh limit switch 4, setelah beberapa detik konveyor akan berhenti berputar dan diikuti dengan kembalinya komponen pengangkat dan pembersih keposisi start (Gambar 34 dan 35), dan akan tetap seperti itu seterusnya (loop). Sedangkan untuk manual semua fungsi masing – masing komponen dapat dikontrol dari panel yang mana switch Manual berada pada alamat 000.04 sedang Auto berada pada alamat 000.03. Sedangkan tombol semi otomatis (000.02) digunakan jika sensor tidak berfunsi sedangkan sampah yang menumpuk sudah terlalu banyak dan waktu pengangkatan masih terlalu lama, tombol semi otomatis ini dapat berfungsi jika alat dalam mode Auto.
C. Tabel Kebenaran Pengujian Alat
1. Pengujian otomatis
Pada pengujian otomatis toggle switch pada posisi Auto (Auto = 1, Manual = 0). Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada mode otomatis alat akan melakukan pengturan posisi start, dimana posisi start komponen pengangkat menyentuh limit switch 1 (LS1=1), dan komponen pembersih menyentuh limit
switch 3 (LS3=1), jika kedua sensor (LS1 dan LS3) masih berlogika 0 koponen
pengangkat akan terus bergerak turun sampai menyentuh LS1. Begitu juga dengan komponen pembersih akan terus bergerak ke atas sampai menyentuh LS3. Jika komponen pengangkat telah berada pada posisi start timer 0000 (Gambar 36) akan mulai mengitung selama 30 detik, setelah tiner 0000 mencapai 30 detik atau sensor batas ketinggian sampah tersentuh (logika 1) maka konveyor akan aktif (logika 1) terlebih dahulu, setelah 5 detik diikuti dengan naiknya komponen pengangkat sampai tersentuh limit switch 2 (LS2=1). Setelah 5 detik komponen pengangkat menyentuh LS2, komponen pembersih akan turun sampai pada batas pembersihan yaitu pada limit switcht 4 (LS4). Saat LS4 berlogika 1 motor konveyor akan non aktif dan diikuti dengan kembalinya komponen pembersih dan pengangkat keposisi start. Hasil pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Pengujian Otomatis
Input Output
Keterangan LS1 LS2 LS3 LS4 Sensor Konveyor Pengangkat Pembersih
Up Down Up Down
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 Posisi start
1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Setelah 30 detik atau sensor
tersentuh konveyor aktif 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 konveyor aktif, setelah 5 detik pengangkat akan naik (up) 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 Setelah 5 detik pengagkat menyentuh sensor, pembersih akan turun (down) 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0
setalah 5 detik saat pembersih
menyentuh LS4 konveyor akan mati
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 Kembali ke posisi start
2. Pengujian semi otomatis
Pada pengujian semi otomatis toggle switch pada posisi Auto dan Pb semi auto ditekan (Auto = 1, Manual = 0). Setelah LS1 dan LS3 berlogika 1 ( posisi start) Pb semi auto ditekan sebelum timer 0000 menghitung 30 detik, sehingga akan menyebabkan input 000.02 akan berlogika 1. Kemudian alat akan mulai beroperasi seperti pada mode otomatis. Hasil pengujannya dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Pengujian Semi Otomatis
Input Output
Keterangan LS1 LS2 LS3 LS4 Sensor Pb Semi auto Konveyor Pengangkat Pembersih
Up Down Up Down 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Posisi start 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 Pb semi auto ditekan sebelum timer mengihitung 30 detik dan sensor tidak tersentuh
0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0
konveyor aktif, setelah 5 detik pengangkat akan naik (up)
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 Setelah 5 detik pengagkat menyentuh sensor pembersih akan turun (down) 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 setalah 5 detik saat pembersih menyentuh LS4 konveyor akan mati 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 Kembali ke posisi start 3. Pengujian manual
Pada pengujian manual toggle switch pada posisi Manual (Auto=0, Manual=1). Pengujian dilakuakan dengan memfungsikan tombol-tombol pada panel kontrol, seperti Pb konveyor, Sw pengangkat (up/down) dan Sw pembersih (up/down). Tombol tersebut akan mengontrol outputnya masing-masing. Pada mode manual LS1, 2, 3 dan 4 tetap difungsikan agar komponen pengangkat dan pembersih tidak bergerak melebihi batas yang telah ditentukan. Hasil pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Pengujian Manual Input Output LS1 LS2 LS3 LS4 Pb Konveyor Sw Pengangkat Sw
Pembersih Konveyor Pengangkat Pembersih Up Down Up Down Up Down Up Down
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
D. Kendala yang ditemui dalam pembutan perangkat lunak dan solusinya
1. Kendala : Komponen pengangkat dan pembersih tidak melakukan pengturan posisi start.
Solusi : Penambahan sebuah internal relay (0200.01), yang kontak normaly
Closenya terhubung pada komponen pengangkat down (0100.03) dan komponen
pembersih up (0100.04)
2. Kendala : Saat pengoperasian manual motor konveyor hanya dapat dimatikan jika tombol stop ditekan.
Solosi : Penambahan timer005 yang akan menonaktifkan motor jika tombol konveyor pada panel kontrol ditekan dan ditahan selama 3 detik
3. Kendala : PLC tidak dapat berkomunikasi dengan PC atau laptop saat mengunakan kabel USB to RS232.
Solusi :
1. Atur ulang serial comunnication setting pada PC atau laptop, untuk penggunaan kabel USB to RS232 biasanya port yang digunakan adalah port 4. Atau port USB to RS232 yang digunakan dapat dilihat pada Device Manager pada PC (Start > Control Panel > System > Hardware > Device Manager) 2. Jika port yang digunakan telah sesuai namun PLC tidak dapat bekomunikasi juga, gunakan kabel serial standar yang terhubung dengan konektor RS232 pada kabel USB to RS232.
BAB V
PENUTUP
A. KesimpulanBerdasarkan hasil pengujian dan evaluasi data serta pembahasan pada
prototype alat pengangkat sampah dari sungai berbasis PLC maka dapat diambil
simpulan sebagai berikut :
1. Total waktu yang diperlukan untuk sekali proses pengangkatan sampah adalah 4 menit. Dimulai dengan aktifnya konveyor, kemudian komponen pengangkat naik setelah itu komponen pembersih turun, dan kembalinya komponen pengangkat dan pembersih ke posisi start.
2. Berdasarkan tiga proses pengujian, otomatis, semi otomatis dan manual. Program yang dirancang telah mampu mengaktifkan motor penggerak komponen pengangkat dan pembersih sampah.
3. Dengan jumlah I/O 15 input dan 6 output, dapat digunakan PLC tipe CPM2A-30CDR, sedangkan jumlah network pada diagram ladder sebanyak 15 network. 4. Pengaturan waktu pengangkatan sampah berdasarkan frekuensi sampah yang
terbawa oleh aliran sungai tersebut.
B. Saran
Setelah dilakukan pengujian penulis menyarankan dalam hal pengembangan alat ini agar diagram ladder yang digunakan dapat disempurnakan, dan diharapkan pengontrolan alat tersebut tidak hanya dilakukan di panel kontrol saja namun dapat digunakan sistem HMI (Human Machine Interface).
DAFTAR PUSTAKA
Bryan, L.A. 1997. Programmable Controllers:Theory And Implementation. Second Edition. United State of America. Industrial Text Company (E-Book: Industrial Text Company, 1997)
Hanif, Ahmad. 2006. Penerapan PLC (Programmable Logic Controller) Sebagai
Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor. Skripsi. Universitas Negeri Semarang
(http://www.scribd.com, diakses 15 Juli 2010)
Juwana, Mokhamad Unggul. 2006. Sistem Kontrol Proses dan PLC. (ed)
kelas-mikrokontrol.com (http://www.scribd.com, diakses 15 Juli 2010)
Mustafa. 2007. Optimalisasi Penggunaan PLC (Programmable Logic Controller)
Jenis Festo Pada Jet Pulse Filter (JFP) Dan Program Cleaning Device. Laporan
Praktek Lapangan Industri (PLI). Padang. Fakultas Teknik Unversitas Negeri Padang.
Omron Produk Brosure (http://www.omron.com, diakses 29 Oktober 2009)
Petruzlla, Frank D. 2005. Programmable Logic Controllers. Third Edition. Singapore: MC Graw Hill.
Rasyid, Bujang & Rusdi 2008. Industrial Automation. Disajikan dalam seminar Otomatisasi Industri Berbasis PLC Pneumatik di Padang, Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang, Padang, 1 November 2008.
Rasyid, Mardi. 2000. Pedoman Pembuatan Karya Ilmiah Skripsi/Tugas Akhir dan
Risfendra. 2009. Perancangan Sistem Kontrol Programmable Logic Controller. Disajikan dalam perkuliahan Programmable Logic Controller (PLC) di Padang, Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
Setiawan, Iwan. 2006 Programmable Logic Controller Dan Teknik Perancangan
Sistem Kontrol. Yogyakarta: Penerbit Andi.
Setiawam, Rony. 2002. Penyelesaian Masalah Pemograman dengan Algoritma dan
