MESIN BOR OTOMATIS MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER TUGAS AKHIR

MESIN BOR OTOMATIS

MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

TUGAS AKHIR

Oleh :

Eddy Joko Martono 32106014 Marulak Olo S 32106055

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III Program Studi Teknik Elektro

Politeknik Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK BATAM

BATAM 2009

LEMBARAN PENGESAHAN

MESIN BOR OTOMATIS

MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

TUGAS AKHIR

Disusun :

EDDY JOKO MARTONO 32106014

MARULAK OLO S 32106055

Diajukan dan disahkan sebagai laporan Tugas Akhir di Program Studi Teknik Elektro Politeknik Batam

Batam, Mei 2009

Pembimbing ,

M. Syafei Gozali, ST.

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat kasih dan karunia Nya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam penulisan Tugas akhir ini, penulis mengambil sebuah judul “Mesin Bor PCB Otomatis Menggunakan

Programmable Logic Controller” dan merupakan salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Diploma III pada Program Studi Elektronika Industri Jurusan Teknik Elektro Politeknik Batam.

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan saran, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:

1. Orang Tua kami atas dukungan, doa, motivasi, kasih sayang yang tak pernah henti-hentinya diberikan kepada kami.

2. Bpk Dr. Priyono Eko Sanyoto, selaku Direktur Politeknik Batam.

3. Bpk Iman Fahruzi,ST,selaku Kaprodi Elektronika Industri dan juga Wali kelas.

4. Bpk M. Syafei Gozali atau Staf Pengajar Program Studi Elektronika Industri.

5. Seluruh Dosen atau Staf Pengajar Program Studi Elektronika Industri.

6. Seluruh teman-teman Mahasiswa/i Politeknik Batam Seangkatan 2006,khususnya jurusan Teknik Elektro.

ii

7. Kepada semua pihak yang secara langsung dan tidak langsung telah membantu penulis dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Penulis juga menyadari bahwa masih banyaknya kekurangan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penyampaian kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat di harapkan, tentunya untuk kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga isi dari laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua.

Batam, 4 Mei 2009

Penulis

iii

ABSTRAK

Pengeboran secara manual dan konvensional dapat kita lihat sangat membutuhkan waktu, tenaga dan tingkat pengeboran yang terkadang tidak akurat. Untuk proses pengeboran sendiri masih membutuhkan tenaga manusia untuk mengebor. Sedangkan untuk pengeboran otomatis yang dibuat lebih menghemat tenaga, waktu dan pengeborannya lebih akurat. Tenaga manusia yang digunakan hanya sebagai operator untuk menjalankan mesin tersebut. Mesin Bor Otomatis ini menggunakan perangkat-perangkat, yang terdiri dari seperti Sensor, Motor DC, Mata Bor, dan pneumatic system. Untuk menggerakkan mesin ini menggunakan Programmable Logic Controller sebagai pengontrolnya. Untuk satu siklus proses pengeboran membutuhkan waktu 11 detik dengan hasil pengeboran pada keempat titik sudut pengeboran..

Kata kunci : Programmable Logic Controller, sensor, Motor DC, pneumatic

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan dan Manfaat 1 1.3 Metodelogi Penelitian 2

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 3 BAB II IKHTISAR SISTEM

2.1 Deskripsi Umum 5

2.2 Karakteristik 7

2.3 Lingkungan Operasi Dan Pengembangan 7 BAB III LANDASAN TEORI

3.1 Pnuematik 8

3.1.1 Aktuator Pnuematik 8 3.1.2 Katup Pnuematik 10 3.1.3 Katup Pengatur Aliran 12

3.2 Motor DC 13

v

3.3.1 Sensor Optik 15 3.3.2 Sensor Induktif 15 3.4 PLC (Programmable Logic Controller) 16 3.4.1 Perangkat Hardware 18 3.4.2 Perangkat Software 19 BAB IV PERANCANGAN SISTEM

4.1 Perancangan Perangkat Keras 22 4.1.1 Perancangan Mekanik 22 4.1.2 Pemasangan Lengan Tekan 26

4.1.3 Wiring PLC 24

BAB V PENGUKURAN, PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

5.1 Pengukuran 27

5.1.1 Pengukuran Komponen Elektrikal 27 5.1.2 Pengukuran Komponen Pnuematik 28

5.2 Pengujian 29

5.2.1 Pengujian Arah Putaran Motor DC 29 5.2.2 Pengujian Komponen Pnuematik 30

5.3 Analisa Sistem 30

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan 31

6.2 Saran 31

DAFTAR PUSTAKA 32

vi

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mesin Bor PCB Otomatis 5

Gambar 2.2 Diagram Blok Sistem 6

Gambar 3.1 Konstruksi Silinder Kerja Tunggal 9

Gambar 3.2 Konstruksi Silinder Kerja Ganda 10

Gambar 3.3 5/2 Double Selenoid 11

Gambar 3.4 Flow Kontrol dan Simbol 12

Gambar 3.5 Prinsip Kerja Putaran Motor DC 13

Gambar 3.6 Kaidah Tangan Kiri 14

Gambar 3.7 Kaidah Tangan Kanan 14

Gambar 3.8 Diffuse Reflective Optical Sensor 15

Gambar 3.9 Sensor Induktif 16

Gambar 3.10 PLC Omron CQM1 17

Gambar 3.11 Blok diagram bagian – bagian dari sebuah PLC 18

Gambar 3.12 Diagram Ladder 20

Gambar 3.13 Instruksi Dasar pada PLC 21

Gambar 4.1 Mesin Bor PCB Otomatis 22

Gambar 4.2 Gambar Lengan Tekannya 22

Gambar 4.3 Objek dan Mata bor 23

Gambar 4.4 Tubing Diagram dari Silinder dan Katup 23

Gambar 4.5 Wiring Diagram PLC Omron 25

ix

Gambar 5.1 Pengukuran Tegangan Sensor Optik 28

vii

DAFTAR TABEL

Table 4.1 Pengalamatan Input pada PLC Omron 24

Table 4.2 Pengalamatan Output pada PLC Omron 25

Tabel 5.1 Pengukuran Teganga pada Sensor Optik dan Magnetik 27

Tabel 5.2 Pengukuran Tegangan pada Katup Solenoid dan Indikator 28

Tabel 5.3 Tabel Kebenaran dari Sistem Kerja mesin pemindah objek 29

Tabel 5.4 Hasil Pengujian silinder dengan 5/2 double solenoide valve 29

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Printed Circuit Board (PCB) merupakan papan yang terdapat jalur rangkaian listrik atau elektronika. Papan PCB perlu dilubangi atau bor sebelum peletakan komponen-komponen yang sudah ditentukan pada jalur rangkaian di papan PCB.

Sebelumnya proses pengeboran dilakukan secara manual oleh manusia. Pengeboran secara manual dengan menggunakan tangan, sangat memakan waktu, tenaga dan tingkat pengeboran yang tidak akurat. Kemudian pengeboran dilakukan dengan kontrol konvensional, Hasilnya tingkat keangkuratan pengeboran baik, cepat, tetapi pada saat trouble, repairing sulit.

Maka dari itu disini kami membuat mesin bor PCB secara otomatis dengan kontrol terprogram yang mana hasilnya diharapkan tingkat pengeboran lebih akurat, kesalahan manusia sangat minim dan, pada saat trouble, repairing mudah.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk mempermudah manusia dalam melakukan proses produksi industri secara praktis.

2. Untuk mengurangi tingkat kejenuhan didalam proses produksi industri. 3. Untuk menerapkan dan mengembangkan sistem otomasi, sehingga

2

4. Untuk menyempurnakan dan meningkatkan hasil kerja.

5. Menciptakan suatu sistem otomasi industri yang efektif dan efesien.

Manfaat dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah: 1. Dapat diaplikasikan pada dunia industri.

2. Dapat diaplikasikan pada bidang pendidikan sebagai modul praktikum khususnya pada kontrol otomasi.

1.3 Metodologi Penelitian

Dalam menyelesaikan pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis menggunakan beberapa metode, yakni pengumpulan data, dimana penulis memperoleh data tersebut antara lain dari dosen pembimbing Tugas Akhir, dosen-dosen teknik elektro, menelusuri di internet dan buku-buku referensi yang ada di perpustakaan Politeknik Batam.

Dalam merancang alat ini, penulis melakukan metode pengujian dan pengamatan secara langsung terhadap komponen elektronika yang digunakan dan terhadap program software yang dibuat.

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari sistem otomasi yang kami rancang adalah, sistem ini digunakan untuk mengebor ke empat sudut dari PCB tersebut. Untuk ukuran PCB sudah ditentukan dan titik pengeborannya tidak dapat dirubah. Peletakan dan pengambilan PCB pada dudukan dilakukan secara manual. Tidak menganalisa tentang tekanan udara. Tidak membahas torsi dan kecepatan Motor DC.

3

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini perlu dibuat sistematikanya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya kesalahan penafsiran yang terkandung dalam laporan ini. Oleh karena itu, penulis tidak hanya bertindak sebagai pembuat laporan, akan tetapi juga bertindak sebagai pembaca pertama laporan. Setelah itu, Penulis melaporkan kemajuan tersebut ke dosen pembimbing Tugas Akhir untuk memperoleh pertimbangan-pertimbangan khusus, agar laporan ini mudah dipelajari dan dipahami.

Pada penyusunan laporan tugas akhir ini, Penulis membagi laporan menjadi beberapa bab. Dimana antara bab satu dengan bab yang lain saling berkaitan. Berikut adalah penjelasan mengenai bab per bab laporan Tugas Akhir ini.

BAB I Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian, batasan dan sistematika penulisan. BAB II Ikhtisar Sistem

Bab ini menjelaskan deskripsi umum, karakteristik sistem yang dibuat, baik hardware maupun blok diagram, serta lingkungan operasi dan pengembangan.

BAB III Landasan Teori

Bab ini menjelaskan tentang landasan teori pneumatik, katup, motor DC, sensor, PLC

4

BAB IV Perancangan Sistem

Bab ini berisi tentang desain rancangan perangkat keras seperti perancangan mekanik, pemasangan lengan tekan dan wiring PLC. Pada akhir Bab ini disertai penjelasan keseluruhan dari rancangan perangkat keras.

BAB V Pengukuran, Pengujian dan Analisa Sistem.

Bab ini berisi data-data hasil pengukuran, pengujian yang dilakukan, alat bantu yang digunakan, metode pengujian serta berisi analisa sistem.

BAB VI Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi tentang kesimpulan yang berasal dari hasil analisa, misalnya mengapa terjadi sesuatu yang menyimpang atau terjadi kesalahan serta apa penyebabnya dan bagaimana penanggulangannya.

5

BAB II

IKHTISAR SISTEM

2.1 Deskripsi Umum

Mesin Bor Otomatis ini menggunakan PLC yang pada prinsipnya berfungsi untuk mengebor papan PCB. Adapun alat ini dirancang dengan menggunakan PLC sebagai sistem kontrolnya. Untuk perangkat penunjangnya seperti pneumatik, motor DC dan sensor. Perangkat-perangkat tersebut merupakan perangkat pendukung agar sistem dapat bekerja secara otomatis sesuai dengan yang diinginkan.

Berikut adalah gambar secara keseluruhan Mesin Bor PCB Otomatis :

6

Berikut adalah diagram blok sistem secara keseluruhan:

Gambar 2.2 Diagram Blok Sistem

Dari blok diagram diatas dapat dijelaskan :

Sinyal dari input (tombol/sensor) masuk ke proses (controller), sinyal tersebut diolah, yang kemudian memerintahkan output melakukan kerjanya. Untuk motor berputar cw-ccw, pneumatik bergerak maju-mundur, indikator on-off, buzer berbunyi jika dalam kondisi emergency.

TOMBOL SENSOR P L C MOTOR DC PNEUMATIK INDIKATOR BUZER BLOK INPUT CONTROLLER BLOK OUTPUT

7

2.2 Karakteristik

Perancangan pada alat ini memiliki beberapa karakteristik diantaranya adalah sebagai berikut:

• Pengontrolan menggunakan PLC CQM1.

• Dapat mengebor objek dengan ke empat sisi PCB. • Menggunakan sensor optik dan magnetik.

• Memiliki tombol kontrol start untuk menjalankan proses, stop untuk selesai proses dan emergency untuk problem.

• Menggunakan supply tegangan 220V.

2.3 Lingkungan Operasi Pengembangan

Sistem yang kami rancang ini diaplikasikan untuk dunia industri khususnya industri-industri yang menggunakan otomasi. Sebagai contoh perusahaan yang merakit barang yang terbuat dari PCB. Juga pada bidang pendidikan sebagai modul praktikum.

8

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 PNUEMATIK

Pnuematik berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara atau angin. Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem pneumatic. Penggerak pnuematik itu sendiri adalah aktuator dan valve.

3.1.1 Aktuator pnuematik

Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir.

Aktuator gerakan lurus terbagi 2 jenis, yaitu: 1. Aktuator kerja tunggal

Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Aktuator hanya bisa memberikan gaya kerja ke satu arah. Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada didalam aktuator direncanakan hanya untuk mengembalikan aktuator pada posisi awal dengan alasan agar kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa beban.

9

Gambar 3. 1 Konstruksi Aktuator Kerja Tunggal

(sumber http://maswie2000.files.wordpress.com/2007/11/full-pneumatic1.pdf ) Keterangan:

1. Rumah aktuator

2. Lubang masuk udara bertekanan 3. Piston

4. Batang piston 5. Pegas pengembal 2. Aktuator kerja ganda

Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston (arah maju), sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka gaya diberikan pada sisi permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan terdorong keluar sampai mencapai posisi maksimum dan berhenti.

Gerakan aktuator kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston (arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju)

10

Gambar 3.2 Konstruksi Aktuator Kerja Ganda

(sumber http://maswie2000.files.wordpress.com/2007/11/full-pneumatic1.pdf )

Keterangan:

1. Rumah aktuator 2. Saluran masuk 3. Saluran keluar 4. Batang piston 5. Seal 6. Bearing 7. Piston

3.1.2 Katup Pneumatik

Katup berfungsi untuk mengatur atau mengendalikan arah udara kempa yang akan bekerja menggerakkan aktuator. Dengan kata lain, katub ini berfungsi untuk mengendalikan arah gerakan aktuator. Katup digambarkan dengan segi empat, banyaknya segi empat menentukan banyaknya posisi yang dimiliki oleh sebuah katup.

11

Penamaan katup ditentukan berdasrkan banyaknya lubang pada salah satu posisi per banyaknya dalam setiap lubang juga posisi awal dari katup. Posisi normal katup selalu berada pada posisi sebelah kanan, sehingga simbol-simbol sambungan selalu diletakkan pada sebelah kanan.

Berikut adalah contoh dari katup 5/2:

Gambar 3.3a 5/2 Double Selenoid aliran udara pada port 1&2 3.3b 5/2 Double Selenoid aliran udara pada port 1&4

12

Gambar 3.3a dan 3.3b menunjukkan 2 pemotongan selang seling dari pilot pengontrol 5/2 katub double solenoid:

1. Jika piston berada di stop kiri, port 1&2 dan 4&5 adalah terhubung (gambar 3.3a)

2. Jika belitan solenoid kiri adalah aktif, piston bergerak ke stop kanan dan port 1&4 dan 2&3 adalah terhubung (gambar 3.3b).

3. Jika katub kembali ke kondisi awal, itu tidak akan dapat untuk mengaktifkan belitan solenoid kiri. Lebih baik belitan solenoid kanan harus aktif.

Jika kedua belitan solenoid aktif, akan menunggu geseran piston di posisi terakhir yang dipilih. Jika kedua belitan solenoid diaktifkan secara serentak masing-masing keduanya akan menolak dengan kekuatan yang sama.

3.1.3 Katup pengatur aliran

Katup di bawah berfungsi untuk membatasi atau mengontrol laju aliran fluida dan aliran dari lubang atas ke lubang bawah.

Gambar 3.4 Flow Kontrol dan Simbol Matering Out

13

3.2 Motor DC

Motor DC terdapat dalam berbagai ukuran dan kekuatan, masing- masing didesain untuk keperluan yang berbeda-beda namun secara umum memiliki fungsi dasar yang sama yaitu mengubah energi elektrik menjadi energi mekanik. Sebuah motor DC sederhana dibangun dengan menempatkan kawat yang dialiri arus di dalam medan magnet. Kawat yang membentuk loop ditempatkan sedemikian rupa diantara dua buah magnet permanen. Bila arus mengalir pada kawat, arus akan menghasilkan medan magnet sendiri yang arahnya berubah-ubah terhadap arah medan magnet permanen sehingga menimbulkan putaran.

Gambar 3.5 Prinsip kerja putaran motor DC

14

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama :

• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar (torque) untuk memutar kumparan.

• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Gambar 3.6 Kaidah Tangan Kiri Gambar 3.7 Kaidah Tangan Kanan

15

3.3 Sensor-sensor

Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya.

3.3.1 Sensor Optik

Sensor optik adalah yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan. Dimana photodiode dan phototransistor digunakan sebagai receiver. Tipe sensor yang digunakan diffuse reflective optical sensor. Pada Diffuse reflective optical

sensor antara unit transmitter dan receiver dirangkai bersama dalam satu unit.

Jika berkas cahaya mencapai objek reflective, berkas cahaya tersebut akan dialihkan ke receiver sehingga menyebabkan output dari sensor didapatkan.

Gambar 3.8 Diffuse Reflective Optical Sensor

3.3.2 Sensor Induktif

Sensor induktif merupakan sensor yang memanfaatkan perubahan induktansi pada suatu media sebagai akibat dari pergerakan inti dari

16

ferromagnetik dan adanya ferromagnetik yang mendekat ke sensor induktif tersebut. Cara kerja dari sensor induktif adalah ketika diberi tegangan maka arus akan mengalir dan menimbulkan fluks magnet di sekitar area sensor. Sehingga sensor induktif akan mendeteksi objek dari bahan logam.

Gambar 3.9 Cara kerja Sensor Induktif

3.4 PLC (Programmable logic controllers)

PLC pada dasarnya adalah sebuah computer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variable secara kontinu seperti pada sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan pada mesin pengeboran, sistem pemindah objek bor dan sistem pneumatik.

Walaupun istilah PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat di program, tetapi pada kenyataanya PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi logika saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan

17

perhitungan-perhitungan aritmatika yang relatif kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi, dan lain sebagainya.

Berdasarkan jumlah input/outputnya yang dimilikinya ini, secara umum PLC dapat dibagi menjadi tiga kelompok besar.

 PLC mikro. PLC dapat dikategorikan mikro jika jumlah input/output PLC ini kurang dari 32 terminal.

 PLC mini. Kategori ukuran mini ini adalah jika PLC tersebut memiliki jumlah input/ouput antara 32 sampai 128 terminal.

 PLC large. PLC ukuran ini dikenal juga dengan PLC tipe rack. PLC dapat dikategorikan sebagai PLC besar jika jumlah input/output nya lebih dari 128 terminal.

Pada dasarnya, operasi PLC ini relatif sederhana peralatan luar dikoneksi dengan modul input/ouput PLC yang tersedia.

Peralatan ini dapat berupa sensor-sensor analog, push button, limit switch, motor

starter, solenoid, lampu dan lain sebagainya.

Pada proses pemograman Mechine Bor PCB Otomatis menggunakan PLC Omron CQM1

18 3.4.1 Perangkat Hardware CPU Processor Logic Memory Storage Memory Communication POWER SUPLLY Output Device Input Device

Gambar 3.11 Blok diagram bagian – bagian dari sebuah PLC

Dari keterangan gambar diatas dapat di jelaskan : 1. Input /Output

Unit input/output merupakan perantara antara mikroelektrik PLC dengan eksternal luar. Oleh karena itu diperlukan suatu rangkaian pengkondisian sinyal dan isolasi. Hal ini memungkinkan PLC untuk dihubungkan langsung pada aktuator proses dan tranduser tanpa memerlukan circuit perantara. Untuk membuat pengkonversian sinyal dari PLC tersedia pilihan input/output unit untuk berbagai keperluan.

2. Prosesor

Bagian ini merupakan otak atau jantung PLC, karena bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi/pemrosesan program yang tersimpan dalam PLC.

3. Timer

Cpu dibangun dari clock osilator yang mengontrol kecepatan operasi dan menggunakan sinyal clock untuk menghasilkan delay time yang pewaktunya diatur oleh timer.

19

4. Biner Counter

Fungsi biner counter untuk menambah (ditambah satu) dan mengurangi (dikurangi satu) data biner yang disimpan di register dan membandingkannya dengan dua register yang berbeda. Counter digunakan untuk mencacah, misalnya untuk menghasilkan pulsa digital dari peralatan switching yang dihubungkan ke input port.

5. Memori

Memori merupakan elemen yang terdapat pada cpu yang berupa IC

(integrated circuit). Karakter memori ini mudah dihapus dengan mematikan catu

daya.

6. Unit Operasi

Data unit ini kita dapat mengetahui ladder diagram yang telah kita masukkan dari cx-programmer. Unit ini digunakan untuk pemrograman masukan atau memeriksa yang telah terjadi pada memori.

7. Perangkat Program

Unit ini mempunyai ram yang cukup agar memungkinkan sebagai penyimpan semi permanen dari program yang dikembangkan atau dimodifikasi.

3.4.2 Perangkat Software

1. Cx-programmer 6.0

Cx-programmer merupakan software yang dirancang khusus sebagai software pendukung dalam pemrograman PLC omron. Dengan mengunakan software ini kita dapat memonitoring dan mendiaknosa apabila terjadi kesalahan

20

2

. Diagram ladder

Diagram ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC. Diagram ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan

dari kontak-kontak relay secara terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertical dimana garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya. Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact,

timer, counter, sequencer dll.

Gambar 3.12 Diagram Ladder

Diantara dua garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung. Input menggunakan symbol [ ] (kontak normally open) dan [/] (kontak normally close). Output mempunyai symbol ( ) yang terletak paling kanan.

21

22

BAB IV

PERANCANGAN SISTEM

4.1 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras ini meliputi beberapa sistem yaitu sistem mekanik, elektronik dan pemograman.

4.1.1 Perancangan Mekanik

Gambar 4.1 Mechine Bor PCB Otomatis

23

Gambar 4.3 Objek dan Mata bor

4.1.2 Pemasangan Lengan Tekan

Sistem ini memiliki 5 bagian penting sehingga proses dapat berjalan dengan baik. Lima bagian tersebut meliputi PLC (CQM1), Kompressor, Sensor, Valve dan Aktuator.

24

Keterangan:

1A = Double Acting Silinder

1v1,1v2 = One Way Flow Control matering out 1s1 = Katup 5/2

oz = Kompressor

4.1.3 Wiring PLC

PLC yang digunakan pada sistem Mechine Bor PCB Otomatis ini adalah Omron CQM1, yang mana pada rangkaian input yang dikirim dari Sensor Optic,

Sensor Induktif, Start, Stop, Emergency. Dan out putnya Indikator,Motor Bor,

Katup, Buzzer.

Table 4.1 Pengalamatan Input pada PLC Omron CQM1

Input Adddress

Tombol Start 1.00 Tombol Stop 1.01

Emergency 1.02

Sensor Induktif awal 1.03 Sensor Induktif akhir 1.04 Sensor Optik awal 1.05 Sensor Optik tengah 1.06 Sensor Optik akhir 1.07

25

Table 4.2 Pengalamatan Output pada PLC Omron CQM1

Output Address Indikator Start 100.00 Indikator Stop 100.01 Indikator Emergency 100.02 Motor Bor Reverse/Forward 100.03 Motor Bor cw 100.04 Motor Bor ccw 100.05 Katup A 100.06 Katup B 100.07 Buzzer 100.08 P L C 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 100.00 100.08 100.07 100.06 100.05 100.04 100.03 100.02 100.01 Com Com

Input Out Put

26 START STANDBY MOTOR MAJU DELAY 4s MOTOR BERHENTI DELAY 2s AKTUATOR MAJU DAN BOR AKTIF

MOTOR BERHENTI

DELAY 4s

AKTUATOR

MUNDUR MOTOR MAJU

SENSOR AWAL AKTIF SENSOR TENGAH AKTIF SENSOR SILINDER ATAS AKTIF SENSOR SILINDER BAWAH AKTIF SENSOR AKHIR START EMERGENCY STOP END PROGRAM UTAMA MOTOR TEMPAT PCB KEMBALI KE AWAL START TOMBOL STOP PROGRAM UTAMA DELAY 4s MOTOR MAJU SENSOR TENGAH AKTIF MOTOR BERHENTI DELAY 2s SENSOR SILINDER ATAS AKTIF AKTUATOR MAJU DAN BOR AKTIF

SENSOR SILINDER BAWAH AKTIF AKTUATOR MUNDUR MOTOR MAJU SENSOR AKHIR MOTOR STOP SENSOR AWAL END TIDAK YA YA YA YA YA YA TIDAK TIDAK TIDAK TIDAK _TIDAK TIDAK YA YA YA YA TIDAK TIDAK PROGRAM UTAMA TIDAK YA TIDAK

27

BAB V

PENGUKURAN, PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

5.1 Pengukuran

Pengukuran merupakan proses pengambilan dan pengolahan data yang berupa karakteristik dari mesin bor otomatis menggunakan alat ukur. Dalam Tugas Akhir ini ada dua kriteria pengukuran diantaranya pengukuran komponen elektrikal dan pengukuran komponen pneumatik.

5.1.1 Pengukuran Komponen Elektrikal

Pengukuran sensor ini dapat ditentukan berdasarkan tegangan output dari sensor atau memberikan indikator lampu 24 VDC. Apabila lampu dalam keadaan menyala dapat dipastikan kondisi sensor dalam keadaan baik yang memiliki tegangan output sebesar 24 VDC.

Tabel 5.1 Pengukuran tegangan pada Sensor Optik dan Magnetik

Sensor Indikator Tegangan (V)

Sensor Optik awal On 23.4

Sensor Optik tengah On 23.4

Sensor Optik akhir On 23.4

Sensor Magnetik naik On 23.4

28

Gambar 5.1 Pengukuran Tegangan Sensor Optik 5.1.2 Pengukuran Komponen Pneumatik

Pengukuran Katup Solenoid

Pengukuran katup solenoid sama seperti pengukuran sensor dengan mengukur tegangan keluar.

Gambar 5.2 Pengukuran Tegangan pada Selenoid

Tabel 5.2 Pengukuran tegangan pada Katup, Solenoid dan Indikator Katup Solenoid / Indikator Indikator Tegangan (Volt)

5/2 Double Solenoid naik _{On 23,3}

29

5.2 Pengujian

Pengujian dilakukan untuk mengetahui kemampuan kerja dari mesin bor otomatis. Dalam Tugas Akhir ini ada dua kriteria pengujian diantaranya pengujian arah putaran Motor DC dan pengujian komponen pneumatik.

5.2.1 Pengujian arah putaran Motor DC

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kesesuaian sistem kerja rangkaian dengan fungsinya. Pengujian Motor DC tersebut akan bekerja secara bergantian dengan cara memberi logika pada masing-masing input relay. Karena menggunakan dua buah relay maka didapat adanya tiga kemungkinan.

Tabel 5.3 Tabel kebenaran dari sistem kerja mesin pemindah objek

Tabel 5.4 Hasil pengujian Silinder dengan 5/2 double solenoid valve

Percobaan Aktuator Kondisi Aktuator Silender turun dengan PCB Silinder naik dengan PCB 1 Silinder Baik 6 s 2 s 2 Silinder Baik 6 s 2 s Percobaan Aktuator Kondisi Aktuator Silender turun Tanpa PCB

Silinder naik Tanpa PCB

1 Silinder Baik 5 s 2 s

2 Silinder Baik 5 s 2 s

Relay 1 Relay 2 Kondisi Motor

0 0 Off

1 0 Forward

0 1 Reverse

30

5.2.2 Pengujian Komponen Pneumatik

Silinder dengan 5/2 double solenoid valve

Adapun pengujian silinder dengan melihat dan waktu pada saat silinder bergerak maju dan pada saat silinder bergerak mundur. Pengujian silinder dengan tekanan angin sebesar 5 bar. Adapun hasil pengujian silinder yang mengunakan 5/2 double solenoid valve sebagai berikut:

Tabel 5.5 Pengujian proses keseluruhan pengeboran papan PCB dalam satu siklus

5.3 Analisa Sistem

Pada saat proses pengeboran mata bor tidak center pada titik objek pengeboran, sehingga hasil pengeboran kurang pas. Hal ini dikarenakan pemasangan antara motor dengan mata bor kurang bagus. Juga dipengaruhi oleh kondisi dudukan yang berubah karena tekanan dari aktuator.

Percobaan Kondisi Alat Waktu (s)

1 Berhasil 11.3

2 Berhasil 11.3

3 Berhasil 11.3

31

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil perencanaan, pembuatan dan pengujian Tugas Akhir yang berjudul “Mesin Bor Otomatis Menggunakan PLC”. Dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut :

1. Alat ini dapat melakukan pengeboran pada ke empat titik pengeboran secara bersamaan.

2. Mesin pemindah objek dapat berkerja secara stabil.

3. Pada alat ini pengontrolan dengan PLC lebih mudah dioperasikan.

6.2 Saran

Untuk sistem yang lebih baik kedepannya perlu ditambahkan beberapa hal diantaranya :

1. Aplikasi mesin bor otomatis ini diharapkan dapat dikembangkan didalam berbagai macam proses pengeboran pada papan PCB.

2. Titik hasil pengeboranya lebih banyak.

3. Proses pemindahan objek dengan menggunakan Software. 4. Memonitoring alat dan panel dengan Touchscreen.

DAFTAR PUSTAKA

1. Setiawan, Iwan. 2006. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik

Perncangan Sistem Kontrol. Penerbit Andi: Yogyakarta

2. Soebhakti, Hendawan. 2008. Materi Kuliah Mikrokontroler AVR ATMega

8535. Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Batam: Batam

3. http://maswie2000.files.wordpress.com/2007/11/full- pneumatic1.pdf (3-5-2009, 22:45WIB)

4. www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20- %20Electric%20motors%20(Bahasa%20Indonesia).pdf (3-5-2009,22:50WIB) 5. www.mipa.unej.ac.id/data/karya/kimia/hendri98.pdf (3-5-2009, 22:55WIB) 6. http://sensor – robotika.pdf (3-5-2009, 23:05WIB)

7. www.smc word/datasheet vz solenoid valve.pdf (3-5-2009, 23:05WIB) 8. www.smc word/datasheet hpj sensor.pdf (3-5-2009,23:10WIB)

9. www.smc word/datasheet CXS cylinder.pdf (3-5-2009, 23:10WIB) 10. www.smc word/datasheet 2_MY1_W_Series_Cylinders_Switches smc D- A93.pdf (5-5-2009, 22:10WIB)

11. http://www.alldatasheet/000-0-CQM1-0A221.pdf (5-5-2009, 22:15WIB)

33

LAMPIRAN

Lampiran A : Diagram Ladder pada PLC Lampiran B : Datasheet PLC Omron CQM1 Lampiran C : Datasheet Cylinder CXS Lampiran D : Datasheet Sensor HPJ