(BAGIAN PROGRAM PLC)
TUGAS AKHIR PEMBUATAN ALAT
Diajukan pada Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk
Memperoleh Gelar Diploma III Oleh :
Nama :Bayu Nurjanto NIM :162058
PROGRAM STUDI ELEKTRONIKA
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI WARGA Surakarta
Oktober, 2020
iv
pernah diajukan untuk memperoleh gelar diploma di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak mengandung karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Sukoharjo, 5 Oktober 2020 Penulis
( Bayu Nurjanto )
v
sayangi dan cintai yang telah memberikan dukungan dan bantuan yang tidak ternilai dan hanya bisa berucap banyak terima kasih teruntuk kepada:
• Kedua orang tua yang selalu mendukung saya secara moral dan materi
• Dan Kekasihku Ririk yang selalu mendukung dan memberi semangat kepada saya disaat saya sudah hilang semangat dan harapan karena tahun kemarin tidak bisa maju sidang.
vi
rahmat yang selalu dianugerahkan kepada penulis, atas segala rahmat dan bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul
“PANEL OTOMASI PLC CP1E APLIKASI ALAT PEMOTONG (BAGIAN PROGRAM PLC)”.
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat-syarat agar dapat menyelesaikan studi guna memperoleh gelar diploma di Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk ini dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih yang sedalamnya kepada:
1. Bapak Y. Yulianto Kristiawan, S.T,.M.T selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta.
2. Bapak Ir. Pius Sri Winarno, M.T selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta.
3. Bapak Drs. Rahmat, MT. selaku pembimbing penulis dan pembuatan alat Tugas Akhir ini yang telah memberikan bantuan dan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan penuh kesabaran dan penuh tanggung jawab.
4. Dosen, karyawan, dan tool man yang selalu memberi bantuan, semangat, dan nasehat selama proses perkuliahan.
5. Seluruh teman-teman Jurusan Teknik Elektronika angkatan 2016 yang telah banyak membantu.
6. Semua pihak yang sudah mendukung penulis yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi diri penulis pribadi juga para pembaca, serta meningkatkan perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di dalam bidang elektronika.
Sukoharjo, 5 Oktober 2020
Penulis
vii
Halaman Persetujuan ... iii
Halaman Pernyataan Keaslian... iv
Halaman Persembahan ... v
Prakata ... vi
Daftar Isi... vii
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... x
Daftar Lampiran ... xii
Abstrak ... xiii
Abtract ... xiiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Batasan Masalah ... 2
C. Rumusan Masalah ... 2
D. Tujuan dan Manfaat ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
A. Tinjauan Pustaka ... 4
B. Dasar Teori ... 4
1. PLC ... 4
2. Linear Actuator ... 20
3. Motor DC... 21
4. Solenoid ... 23
5. Reed Switch ... 25
6. Power Supply ... 26
7. Push Button ... 27
8. MCB ... 28
9. Relay ... 32
viii
B. Blok Diagram ... 35
C. Tempat dan Waktu ... 36
D. Tahapan Pembuatan Alat ... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 38
A. Realisasi Perencanaan ... 38
B. Langkah Pembuatan Program Pada PLC ... 41
C. Analisa Ladder Pembuatan Program ... 48
BAB V Penutup ... 53
A. Simpulan ... 53
B. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 55
LAMPIRAN ... 56
ix
Tabel 4.2 Alamat Output ... 44
x
Gambar 2.2 Bentuk Fisik PLC ... 11
Gambar 2.3 Bagian Bagian PLC ... 12
Gambar 2.4 Instruksi Load ... 14
Gambar 2.5 Instruksi Load Not ... 14
Gambar 2.6 Instruksi AND ... 15
Gambar 2.7 Instruksi OR ... 16
Gambar 2.8 Instruksi Output ... 16
Gambar 2.9 Instruksi Out Not ... 16
Gambar 2.10 Instruksi Timer dan Counter ... 17
Gambar 2.11 Instruksi Counter ... 17
Gambar 2.12 Instruksi KEEP ... 17
Gambar 2.13 Instruksi END ... 20
Gambar 2.14 Linear Actuator ... 21
Gambar 2.15 Simbol dan Bentuk Motor DC ... 22
Gambar 2.16 Solenoid ... 25
Gambar 2.17 Simbol Solenoid ... 25
Gambar 2.18 Reed Switch ... 25
Gambar 2.19 Simbol Reed Switch ... 25
Gambar 2.20 Power Supply ... 27
Gambar 2.21 Simbol Push Button ... 27
Gambar 2.22 Push Button ... 28
Gambar 2.23 MCB ... 28
Gambar 2.24 Relay ... 32
Gambar 2.25 Simbol Relay ... 32
Gambar 3.1 Gambar Perencanaan Alat ... 34
Gambar 3.2 Block Diagram ... 35
Gambar 4.1 Gambar Wiring Program ... 40
Gambar 4.2 Gambar Tampilan Awal ... 41
xi
Gambar 4.6 Work Online ... 45
Gambar 4.7 Download Option ... 46
Gambar 4.8 Dialog Box ... 46
Gambar 4.9 Download Proses ... 47
Gambar 4.10 Dialog Box 2 ... 47
Gambar 4.11 Inputan Proses Pemotongan ... 48
Gambar 4.12 Proses Pemotongan ... 50
Gambar 4.13 Proses Batas Pemotong ... 51
Gambar 4.14 Output Sitem Pemotong ... 52
xii
Lampiran 2 Ladder Diagram Program ...58
Lampiran 3 Trainer PLC ...60
Lampiran 4 Alat Pemotong ...61
Lampiran 5 Alat Pemotong (Depan) ...62
Lampiran 6 Trainer Pemotong ...63
xiii
dan menekan tombol On dengan sendirinya linear actuator akan berjalan dan motor yang dikaitkan dengan pisau pemotong akan berputar secara otomatis sekaligus memotong dan otomatis akan berhenti saat kayu sudah terpotong menjadi 3 bagian dan linear akan kembali pada posisi awal. Sistem ini menggunakan PLC, reed switch, solenoid dan linear actuator. Dimana reed switch sebagai sensor pendeteksi linear actuator dan motor pemotong, solenoid sebagai lubang masuknya angin dari kompresor dan keluarnya angin untuk menggerakan linear actuator, linear actuator sebagai penggerak benda dan motor pemotong, PLC sebagai pengontrol input dari sensor reed switch dan output untuk solenoid. Saat linear actuator sudah terpasang kayu dan program PLC sudah di jalankan maka sensor akan mendeteksihal ini akan memerintahkan Linear actuator maju dan motor yang dikaitkan dengan pisau akan berputar. Setiap benda terkena sensor Reed Switch maka Benda akan berhenti dan motor akan turun untuk memotong benda tersebut. Apabila benda selesai dipotong sebanyak 3 kali secara otomatis mesin akan berhenti dan Linear actuator akan kembali pada posisi semula.
Kata Kunci: Pemotong, Benda, PLC
xiv
automatically the linear actuator will run and the motor associated with the cutting blade will rotate automatically at the same time cutting and will automatically stop when the wood has been cut into 3 parts and the linear will return to the initial position. This system uses PLC, reed switch, solenoid and linear actuator. Where is the reed switch as a sensor for detecting linear actuators and cutting motors, the solenoid as an entry hole for wind from the compressor and the release of wind to move the linear actuator, linear actuators as moving objects and cutting motors, PLC as a controller for the input of the sensor reed switch and output for the solenoid. When the linear actuator is mounted in wood and the PLC program has been run, the sensor will detect this.
It will instruct the linear actuator forward and the motor associated with the blade will rotate. Each object is exposed to the Reed Switch sensor, the object will stop and the motor will come down to cut the object. When the object is finished cutting 3 times the machine will automatically stop and the Linear actuator will return to its original position.
Keywords: Cutter, Object, PLC
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Saat ini di Dunia industri banyak digunakan teknologi yang canggih untuk meningkatkan produksi dan menghasilkan produksi yang presisi sesuai dengan permintaan konsumen. Karena apabila suatu perusahaan memproduksi barang banyak yang rusak maka perusahaan tersebut akan mengalami kerugian. Oleh karena itu perusahaan butuh suatu alat yang bisa memproduksi barang yang harus presisi. Seperti halnya industri meubel, apabila akan membuat kayu yang ukurannya kecil atau besar maka pemotongan kayunya harus presisi.
Alasan membuat alat ini dikarenakan saat ini juga dalam lingkungan industri sistem pemotongan sudah banyak yang menggunakan sistem mekanik.
Sehingga perlu suatu alat yang bisa bekerja dengan sistem mekanik dan otomatis, sehingga barang yang dihasilkan bisa lebih presisi dan waktu yang dibutuhkan lebih efisien. Sebenarnya yang menjadi inti permasalahan adalah bagaimana cara menghubungkan mesin pemotong agar bisa diatur oleh komputer dan mendapat hasil yang presisi. Dengan memanfaatkan miniatur mesin pemotong yang ada dalam lingkungan kampus.
Untuk membuat alat ini diperlukan beberapa alat pelengkap seperti PLC, software CX-Programmer, inverter, power supply dan beberapa alat pendukung lainnya. Atas dasar pertimbangan itulah maka alat ini dibuat dengan tujuan untuk mempermudah perkerjaan dalam pemotongan kayu. Oleh karena itu, penulis mengangkat judul tugas akhir “Panel Otomasi PLC CP1E Aplikasi Alat Pemotong (Bagian Program PLC)“.
1
B. Batasan Masalah
Pada pembuatan Tugas Akhir ini terdapat permasalahan yang lebih fokus, maka dilakukan suatu pembatasan masalah, diantaranya:
1. Alat yang penulis kerjakan merupakan untuk kepentingan edukasi sebagai pengaplikasian materi yang penulis telah peroleh saat kuliah.
2. Alat ini diatur untuk dapat memotong sebanyak tiga kali.
3. Pemrograman PLC Omrom CP1E menggunakan software CX-Programmer dengan bahasa ladder diagram.
4. Linear Actuator yang diaplikasikan pada alat yang penulis kerjakan ialah pneumatik.
C. Rumusan Masalah
Pada pembuatan Tugas Akhir ini terdapat beberapa permasalahan yang timbul, yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana cara kerja pada aplikasi PLC untuk mengendalikan sistem pemotong.
2. Bagaimana cara mengaplikasian ladder diagram pada trainer PLC untuk aplikasi mesin pemotong otomatis.
D. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dan manfaat dirumuskan untuk memberikan arah kegiatan pembuatan alat sehingga dapat dijadikan ukuran tingkat keberhasilannya.
Tujuan dan manfaat dirumuskan meliputi tujuan umum pembuatan Tugas Akhir.
Tujuan dan manfaat yang dimaksudkan adalah sebagai berikut:
1. Membantu industri kecil dan menengah untuk dapat memotong kayu secara otomatis dengan skala yang lebih besar.
2. Cepat dan aman untuk pada saat proses pemotongan kayu untuk para pekerja.
3. Mengendalikan Alat Pemotong Kayu Otomatis dengan PLC.
4. Membuat program PLC OMRON CP1E untuk Mesin Pemotong Kayu Otomatis dengan bahasa Ladder.
5. Dapat menghubungkan Mesin Pemotong Kayu Otomatis dengan Trainer PLC.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
Alat pemotong kayu otomatis adalah alat yang digunakan untuk membantu proses pemotongan kayu untuk indsutri atau usaha rumahan.
Pemotongan kayu berupa pemotongan satu buah kayu agar di potong menjadi balok dalam beberapa bagian. Mekanisme pemotongan alat pemotong kayu ini cukup sederhana yakni dengan menekan Push Buton kemudian Linear Actuator akan terkena sensor reed switch kemudian pisau pemotong yang telah terususun membentuk lingkaran akan memotong bagian kayu yang sudah terkena sensor sehingga kayu menjadi bagian bagian yang sudah terpotong hanya dengan sekali langkah.
Panji Ismail dalam penelitian yang berjudul “Alat Pemotong Kertas Otomatis Berbasis PLC CP1H” mengalami masalah pada ketepatan pembacaan sensor.
Taufik Maulana dalam penelitian yang berjudul “Otomasi Alat Pemotong Dengan PLC CP1E” memiliki masalah linear actuator tidak dapat berhenti saat proses pemotongan
B. Dasar Teori
1. PLC (Programmable Logic Controller)
PLC pertama kali digunakan sekitar pada tahun 1960-an untuk menggantikan peralatan konvensional yang begitu banyak, PLC disusun dan dipakai pertama kali oleh sebuah perusahaan mesin-mesin terkenal sampai sekarang yang bernama General Motor pada tahun 1968. Berdasarkan pada standar yang dikeluarkan oleh Nasional Electrical Manufacture Association (NEME) ICS3-1978 Part ICS-304, PLC didefinisikan sebagai berikut :
“PLC” adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara digital, memiliki memori yang dapat diprogram menyimpan perintah-perintah
4
untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logic, timing, counting dan aritmatika untuk mengontrol sebagai jenis mesin atau proses melalui analog atau digital input/output modules. Didalam PLC berisi rangkaian elektronika yang dapat difungsikan seperti contact relay (baik NO (Normally Open) maupun NC (Normally Close)) pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi output.
PLC memiliki perangkat masukan dan keluaran yang digunakan untuk berhubungan dengan perangkat luar seperti sensor, relay, contactor dan lain lain. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk mengoperasikan PLC berbeda dengan bahasa pemrograman biasa. Bahasa yang digunakan adalah Ladder, yang hanya berisi input-proses-output. Disebut Ladder karena bentuk tampilan bahasa pemrogramannya memang seperti tampilan tangga. Disamping menggunakan pemrograman ladder, PLC juga dapat diprogram dengan pemrogaman SFC (Sequential Function Chart) dan pemrograman ST (Statement List), untuk yang ST sudah jarang digunakan lagi.
Kontrol kendali industri pada awalnya mengandalkan pada relay eletromekanik. Relay ini bekerja berdasarkan prinsip kemagnetan. Sistem kendaki ini memiliki beberapa kelemahan, diantaranya:
1. Membutuhkan ruang kontrol yang besar.
2. Perawatannya susah.
3. Pengembangan sistem tidak mudah.
4. Butuh waktu yang lama untuk membangun, memelihara,memperbaiki dan mengembangkan sistem kendali dengan relay elektromekanik.
Perkembangan komponen mikroelektronik pada akhirnya mampu menghasilkan sistem yang dapat menggantikan fungsi puluhan bahkan ratusan relay elektromekanik hanya dengan satu keping chip mikrokontroller yang dapat diprogram.
Pada Trainer ini menggunakan PLC OMRON seri CP1E, karena dengan segala fasilitasnya dapat menunjang alat yang dibuat. Adapun kelebihan dari PLC OMRON seri CP1E:
1. Harga/biaya terjangkau 2. Aplikasi mudah digunakan 3. Aplikasi mencakup banyak fungsi a. Prinsip Kerja PLC
Pada prinsip sebuah PLC melalui modul input bekerja menerima data-data berupa sinyal dari peralatan input luar (external input device) dari sistem yang dikontrol. Peralatan input luar tersebut antara lain berupa sekelar, tombol, sensor. Data-data masukan yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input A/D (analog to digital input module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh prosesor sentral (CPU) yang ada didalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang telah dibuat dan disimpan di dalam ingatan (memory). Seterusnya CPU akan mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui modul output dalam bentuk sinyal digital. Kemudian oleh modul output D/A (digital to analog module) dari sistem yang dikontrol seperti antara lain berupa kontaktor, relay, solenoid, heater, alarm dimana nantinya dapat untuk mengoperasikan secara otomatis sistem proses kerja dikontrol tersebut.
Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut : 1. Programmable
Menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
2. Logic
Menunjukan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.
3. Controller
Menunjukan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada
suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output output..
b. Fungsi PLC
Fungsi dari kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut :
1. Sekuensial Control
PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plant
PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.
Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut.
CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.
c. Kelebihan dan Kekurangan PLC
Adapun kelebihan maupun keuntungan tersebut antara lain:
1. Harganya Lebih Murah
Jika kita melihat kembali kepada sisi fleksibelnya tentunya sudah menjadi jawaban, dimana harga yang dikeluarkan jauh lebih sedikit murah jika dibandingkan dengan menggunakan sistem sebelumnya. Ketika sistem lama (relay) masih banyak menggunakan pengkabelan yang memakan banyak biaya, PLC menawarkan pengkabelan yang sederhana. Pengkabelan dapat dilakukan dengan jumlah yang banyak hanya dengan sebuah PLC, karena PLC mencakup relay, timer, counter, sequencer, dan beberapa fungsi yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan.
2. Fleksibel
Dahulu, penggunaan perangkat sistem kendali membutuhkan banyak sistem pengolahan untuk masing-masing perangkat saja.
Misalnya jika terdapat lima mesin maka dibutuhkan lima pengendali.
Hal tersebut kini teratasi dengan menggunakan PLC. Cukup menggunakan sebuah PLC saja, banyak perangkat yang dapat dijalankan dengan programnya masing-masing. Sistem pengkabelan mulai dibenahi dan direduksi, semakin sedikit kabel yang digunakan dan sederhana. Tak perlu banyak ruang untuk menempatkannya
3. Bisa Melakukan Pemrograman, Pemrograman Ulang dan Koreksi dengan Mudah
PLC memiliki kelebihan dimana sistemnya dapat diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang bercampuran dapat diselesaikan dengan cepat. Bahkan ketika sistem sedang dijalankan.
Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi, pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dengan waktu yang relatif singkat, setelah itu baru didownload ke PLC.
4. Metode Pemrograman Mudah dan Bermacam-macam
Banyak metode untuk membuat suatu program pada PLC.
Seperti pada penjelasan pemrograman pada PLC, disebutkan bahwa terdapat banyak metode yang ditawarkan untuk membuat suatu program pada PLC, di antaranya Ladder Logic Diagram Mncumunic dan Function Block Diagram. Setiap programer dapat memilih metode sesuai dengan kebutuhan dan kamampuan.
5. Sistem Terbaru dengan Wireless
Sistem terbaru dari PLC yaitu dengan menawarkan sistem yang wireless dan dapat diakses oleh penggunaanya dengan mudah dan jarak jauh. Tak harus masuk ke dalam kantor atau ruangan khusus.
6. Upgrade Sistem Komponen Lebih Cepat
Pengguna dapat menambahkan komponen-komponen kendali setiap saat dan tanpa memerlukan tanaga juga biaya yang besar seperti pada pengendali konvensional (relay). Dimudahkan juga dengan komponen yang tersedia dalam bentuk paket modul, pemasangan dapat dilakukan dengan cepat dan mudah.
Adapun kekurangan-kekurangan PLC dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Operasi dengan Rangkaian yang Statis (Tetap)
Kinerja PLC menjadi tidak optimal dan efektif bahkan memboroskan biaya jika rangkaian pada sebuah operasi tidak dilakukan perubahan secara menyeluruh. Proses justru akan menjadi lambat dan membuat sistem terganggu, mempengaruhi pada hasil produksi dan keluaran.
2. Aplikasi Program PLC Buruk untuk Aplikasi Statis (Tetap) Aplikasi-aplikasi PLC dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Di lain sisi, beberapa aplikasi merupakan aplikasi dengan satu fungsi. Jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali atau statis. Hal tersebut membuat penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi dinilai tidak efektif bahkan
dapat menghabiskan biaya yang besar alias boros.
d. Konfigurasi System PLC
Dalam System PLC ini terdapat 4 bagian komponen utama yaitu : 1. Central Processing unit (CPU) merupakan otak utama dari PLC yang
terdiri dari 3 bagian yaitu :
a. Mikroprosessor merupakan otak dari PLC yang di fungsikan untuk operasi matematika dan operasi logika.
b. Memori merupakan bagian dari CPU yang digunakan untuk melakukan proses penyimpanan dan pengiriman data pada PLC.
c. Catu daya yang berfungsi untuk mengubah sumber masukan tegangan bolak-balik menjadi sumber tegangan searah.
2. Programmer/monitor digunakan untuk memasukan program ke dalam PLC dan dapat memonitor proses yang di lakukan oleh PLC.
3. Input/output modules untuk merubah sinyal listrik yang datang dari peralatan luar menjadi besaran tegangan dengan level rendah dan kemudian di proses oleh CPU yang menjadi bentuk sinyal dengan level- level tertentu untuk mengontrol peralatan-peralatan output.
4. Spesifikasi PLC Omron
Untuk PLC sekarang ini banyak yang bermunculun, dimana setiap keluaran atau merk dan type PLC mimiliki konfigurasi terminal input/output yang berbeda dan keunggulan masing-masing dan tentunya berrbeda pula segi ukurannya. Berikut ini spesifikasi PLC merk Omron :
Tabel 2.1 Spesifikasi PLC Omron CP1E
Unit PLC dibuat dalam banyak model/tipe. Pemilihan suatu tipe PLC harus mempertimbangkan, yang dibedakan sebagai berikut :
1. Jenis catu daya
2. Jumlah terminal input/output 3. Tipe rangkaian output
Berikut ini spesifikasi dan bentuk fisik dari PLC OMRON :
Gambar 2.2 Bentuk fisik PLC Omron CP1E-N40
Gambar 2.3 Bagian dari PLC e. Dasar Pemrograman PLC
Pada dasarnya PLC tidak dapat melakukan apa-apa tanpa adanya program di dalam memori proses. Program PLC dimasukkan ke dalam memori dengan menggunakan peralatan pemrograman PLC yang sesuai, peralatan pemrograman PLC itu diantaranya :
a. Hand-held Unit.
b. Terminal video.
c. Komputer pribadi/PC.
f. Bahasa Pemrograman
PLC memiliki banyak bahasa pemograman. Sedangkan bahasa yang sering di gunakan atau mudah untuk di gunakan adalah dengan menggunakan diagram ladder.
Diagram Ladder terdiri dari garis vertikal yang di sebut garis bar.
Instruksi yang dinyatakan dengan simbol digambarkan dan disusun sepanjang garis horizontal dimulai dari kiri dan dari atas ke bawah.
Diagram ladder digunakan untuk menggambarkan rangkaian listrik dan dimaksudkan untuk menunjukan urutan kejadian, bukan hubungan kabel antar komponen. Pada Diagram ladder memungkinkan elemen-elemen elektrik dihubungkan sedemikian rupa sehingga keluaran (output) tidak hanya terbatas pada ketergantungan terhadap masukan (input) tetapi juga
terhadap logika. Diagram ladder memuat beberapa blok yang dapat mempresentasikan aliran program dan fungsi seperti :
1. Contact
Contact dapat berupa kontak input (saklar, push button), kontak internal variabel
(relay otomatis) dan lain-lain, ada 4 macam tipe kontak yaitu : a. Kontak NO (Normally Open) adalah kontak yang terdapat pada
Diagram ladder dimana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak dalam keadaan terbuka.
b. Kontak NC (Normally Close) adalah kontak yang terdapat pada Diagram laddder di mana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak dalam keadaan tertutup.
c. Kontak rising edge adalah kontak yang terdapat pada Diagram ladder di mana pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari logika “0” menjadi logika “1”.
d. Kontak falling edge adalah kontak yang terdapat pada Diagram ladder di mana pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari logika “1” menjadi logika “0”.
2. Coil
Coil secara umum menyatakan output, ada 4 macam tipe coil yaitu:
a. Coil
b. Negatif coil c. SET coil d. RESET coil
Dibawah ini Instruksi-instruksi Dasar PLC penulisan ladder diagram pada PLC :
1. LOAD
Instruksi load pada PLC mempunyai kode LD. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output, logikanya seperti contact NO relay.
Ladder diagram simbol Load ditunjukan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 2.4 Instruksi LOAD 2. LOAD NOT
Instruksi Load not pada PLC mempunyai kode LD NOT.
Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NC relay. Ladder diagram simbol Load not ditunjukkan pada Gambar di bawah ini :
Gambar 2.5 Instruksi LOAD NOT
3. AND
Instruksi AND pada PLC mempunyai singkatan kode AND.
Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output.
Logikanya seperti susunan seri, Ladder diagram simbol AND ditunjukan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 2.5 Instruksi AND 4. OR
Instruksi OR pada PLC mempunyai kode OR. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti susunan paralel, Ladder diagram simbol OR ditunjukan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 2.6 Instruksi OR 5. OUT
Intruksi Out pada PLC mempunyai kode OUT. Instruksi ini berfungsi untuk mengetahuan output jika semua kondisi logika ladder diagram sudah terpenuhi. Logika seperti contact NO relay, Ladder diagram simbol Out ditunjukan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 2.7 Instruksi Out 6. OUT NOT
Instruksi Out not pada PLC mempunyai kode Out not.
Instruksi ini berfungsi untuk mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram tidak terpenuhi. Ladder diagram simbol Out not ditunjukan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 2.8 Instruksi Out not
7. Timer dan Counter
Instruksi Timer (TIM) dapat digunakan sebagai timer On- delay pada rangkaian relay. Timer number (N) merupakan memori timer yang akan ON ketika sinyal masukan TIM ON dan terus ON sepanjang waktu yang ditentukan oleh SV (set value dengan time base 0,1 detik). Dengan kata lain timer N akan ON tertunda selama SV detik ketika sinyal TIM ON dan saat sinyal TIM OFF maka N juga akan OFF.
Ladder diagram Timer (TIM) ditunjukan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.9 Instruksi Timer
Intruksi Counter (CNT) merupakan salah satu instruksi counter down dari SV pada saat kondisi ON untuk mengubah sinyal input dari kondisi OFF ke ON sebagai pemicu proses pencacahan. Masukan reset, angka counter, dan nilai set (SV) dapat diaturkan dalam program. Nilai set dapat diberikan antara 0000- 9999.
Ladder diagram Counter (CNT) ditunjukan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.10 Instruksi Counter 8. KEEP
Instruksi KEEP adalah sebuah perintah plc yang berfungsi sebagai coil untuk menjaga atau mengunci alamat pada coil tersebut.
Bisa diartikan menyederhanakan sebuah rangkaian pengunci atau relay lets tanpa perlu kontak bantu, jadi hanya tombol on dan off.
Perintah KEEP untuk tombol ON adalah Set sedangkan OFF adalah Reset.
Gambar 2.11 Instruksi KEEP
9. END
Instruksi END digunakan sebagai tanda program selesai, jika program tidak diberi perintah END maka PC akan memberi peringatan (error) pada display. Ladder diagram perintah END ditunjukan pada di bawah ini.
Gambar 2.12 Instruksi END
g. Konsep Perancangan Sistem Kendali dengan PLC
Dalam merancang suatu sistem kendali dibutuhkan pendekatan- pendekatan sistematis dengan prosedure sebagai berikut :
1. Rancangan Sistem Kendali 2. Penentuan I/O
3. Perancangan Program (Program Design) 4. Pemrograman (Programming)
5. Menjalankan Sistem (Run The System)
2. Linear Actuator
Sebuah Linear Actuator merupakan aktuator yang menciptakan gerak dalam garis lurus, sebagai kontras dengan gerakan melingkar dari motor listrik konvensional. Aktuator linier digunakan dalam peralatan mesin dan mesin industri, dalam peripheral komputer seperti disk drive dan printer, dalam katup dan peredam, dan di banyak tempat lain di mana gerakan linier diperlukan. Silinder hidrolik atau pneumatik inheren menghasilkan gerakan linier, mekanisme lain yang digunakan untuk memberikan gerakan linier dari motor berputar.
Gambar 2.13 Linear Actuator
Pada umumnya Hidrolik actuator atau silinder hidrolik biasanya melibatkan sebuah silinder berongga memiliki piston dimasukkan di dalamnya. Tekanan seimbang diterapkan pada piston menyediakan kekuatan yang dapat memindahkan objek eksternal. Karena cairan hampir mampat, sebuah silinder hidrolik dapat memberikan perpindahan dikendalikan linier tepat piston. Perpindahan ini hanya sepanjang sumbu piston. Sebuah contoh yang sederhana dari aktuator hidrolik dioperasikan
secara manual adalah jack mobil hidrolik. Biasanya meskipun, " aktuator hidrolik " merujuk ke perangkat dikendalikan oleh pompa hidrolik.
3. Motor DC
Gambar 2.14 Simbol dan Bentuk Fisik Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC, Bor Listrik DC dan Mobil RC.
Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalik. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 100 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V.
Apabila tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun
ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.
Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.
4. Solenoid
Solenoida atau Solenoid adalah perangkat elektromagnetik yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerakan. Energi gerakan yang dihasilkan oleh Solenoid biasanya hanya gerakan mendorong (push) dan menarik (pull). Pada dasarnya, Solenoid hanya terdiri dari sebuah kumparan listrik (electrical coil) yang dililitkan di sekitar tabung silinder dengan aktuator ferro-magnetic atau sebuah Plunger yang bebas bergerak “Masuk”
dan “Keluar” dari bodi kumparan. Sebagai informasi tambahan, yang dimaksud dengan Aktuator (actuator) adalah sebuah peralatan mekanis yang dapat bergerak atau mengontrol suatu mekanisme. Solenoid juga tergolong sebagai keluarga Transduser, yaitu perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya.
Gambar 2.15 Solenoid
Solenoid sering digunakan di aplikasi-aplikasi seperti menggerakan dan mengoperasikan mekanisme robotik, membuka dan menutup pintu dengan listrik, membuka dan menutup katup (valve) dan sebagai sakelar listrik. Solenoida yang dapat membuka dan menutup katup biasanya disebut dengan Solenoid Valve (Solenoida Katup).
Gambar 2.16 Simbol Solenoid
5. Sensor Reed Switch
Gambar 2.17 Sensor Reed Switch
Reed Switch merupakan salah satu jenis sensor yang terbilang sangat sederhana. Kenapa dikatakan sederhana? karena reed switch ini hanya terdiri dari dua buah plat yang saling berdekatan.
Reed Switch adalah sensor yang berfungsi juga sebagai saklar yang aktif atau terhubung apabila di area jangkauan nya terdapat medan magnet.
Medan magnet yang cukup kuat jika melalui area sekita reed switch, maka dua buah plat yang salaing berdekatan tadi akan terhubung sehingga akan mberikan rangkaian tertutup bagi rangkaian yang dipasangkan nya
Gambar 2.18 Simbol Sensor Reed Switch
6. Power Supply
Gambar 2.14 Power Supply
Power Supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya motherboard, hardisk, kipas, dll. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC) sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC (arus searah), karena hardware komputer hanya dapat beroperasi dengan arus DC.
1. Prinsip Kerja
Input yang diterima oleh rangkaian power supply berupa tegangan AC yang sudah diturunkan tegangannya melalui transformator (trafo) contoh kasus tegangan PLN 220VAc menjadi 12VAc. Setelah itu, terdapat dioda yang bertugas menyearahkan tegangan AC menjadi DC sehingga dari 12VAC menjadi 12VDC. Dari dioda terhubung ke kapasitor atau ElCo yang berperan sebagai penyaring tegangan ripple yang masih bocor.
Dan terdapat transistor yang berfungsi sebagai penstabil tegangan, dan output dari tegangan tersebut dapat dihubungkan ke perangkat elektronika lainnya.
Apabila menginginkan output yang bervariasi misalnya power supply dengan output tegangan 5 VDC, 12 VDC, maupun 12 VDC bisa
dipilih keluaran dari output dengan sakelar switching pada transformator. Dikarenakan pada umumnya, transformator yang dijual pada pasaran terdapat beberapa tegangan output sekaligus. Sehingga mudah dalam menentukan akan kebutuhan tegangan DC yang akan digunakan.
7. Push Button
Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).
Gambar 2.14 Simbol Push Button
Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan
Gambar 2.15 Push Button
berfungsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industry.
8. MCB (Miniature Circuit Breaker),
MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah komponen dalam instalasi listrik rumah yang mempunyai peran sangat penting. Komponen ini berfungsi sebagai sistem proteksi dalam instalasi listrik bila terjadi beban lebih dan hubung singkat arus listrik (short circuit atau korsleting).
Kegagalan fungsi dari MCB ini berpotensi menimbulkan hal-hal yang tidak diinginkan seperti timbulnya percikan api karena hubung singkat yang akhirnya bisa menimbulkan kebakaran.
Gambar 2.22 MCB
Pada instalasi listrik rumah, MCB terpasang di kWh meter listrik PLN dan juga di MCB Box. Jadi sebenarnya kita “kenal baik” dengan komponen ini, setidaknya tahulah bentuk dan dimana lokasinya. Tentunya karena setiap terjadi listrik di rumah “anjlok” disebabkan kelebihan pemakaian daya listrik atau korsleting, maka yang pasti dicari untuk menyalakan listrik PLN adalah MCB yang ada di kWh meter atau MCB Box.
MCB ini mempunyai fungsi sebagai pemutus arus listrik ke arah beban. Dan fasilitas pemutus arus ini bisa dilakukan dengan cara manual ataupun otomatis.
Cara manual adalah dengan merubah toggle switch yang ada didepan MCB (biasanya berwarna biru atau hitam) dari posisi “ON” ke posisi
“OFF” dan bagian mekanis dalam MCB akan memutus arus listrik. Hal ini dilakukan bila kita ingin mematikan sumber listrik di rumah karena adanya keperluan perbaikan instalasi listrik rumah. Istilah yang biasa dipakai adalah MCB Switch Off.
Sedangkan MCB akan otomatis “OFF” bila dideteksi terjadi arus lebih, disebabkan karena beban pemakaian listrik yang lebih, atau terjadi gangguan hubung singkat, oleh bagian didalam MCB dan memerintahkan MCB untuk “OFF” agar aliran listrik terputus. Istilah yang biasa dipakai adalah MCB Trip.
Proteksi Beban Lebih (overload) (simbol seperti kotak dengan sisi terbuka di kiri)
Fungsi ini akan bekerja bila MCB mendeteksi arus listrik yang melebihi rating-nya. Misalnya, suatu MCB mempunyai rating arus listrik 6A tetapi arus listrik aktual yang mengalir melalui MCB tersebut ternyata 7A, maka MCB akan trip dengan delay waktu yang cukup lama sejak MCB ini mendeteksi arus lebih tersebut.
Bagian di dalam MCB yang menjalankan tugas ini adalah sebuah strip bimetal. Arus listrik yang melewati bimetal ini akan membuat bagian ini menjadi panas dan memuai atau mungkin melengkung. Semakin besar arus listrik maka bimetal akan semakin panas dan memuai dimana pada akhirnya akan memerintahkan switch mekanis MCB memutus arus listrik dan toggle switch akan pindah ke posisi “OFF”.
Lamanya waktu pemutusan arus ini tergantung dari besarnya arus listrik. Semakin besar tentu akan semakin cepat. Fungsi strip bimetal ini disebut dengan Thermal Trip. Saat arus listriknya sudah putus, maka
bimetal akan mendingin dan kembali normal. MCB bisa kembali mengalirkan arus listrik dengan mengembalikan ke posisi “ON”.
Proteksi Hubung Singkat (Short Circuit) (simbol lengkungan)
Fungsi proteksi ini akan bekerja bila terjadi korsleting atau hubung singkat arus listrik. Terjadinya korsleting akan menimbulkan arus listrik yang sangat besar dan mengalir dalam sistem instalasi listrik rumah.
Bagian MCB yang mendeteksi adalah bagian magnetic trip yang berupa solenoid (bentuknya seperti coil/lilitan), dimana besarnya arus listrik yang mengalir akan menimbulkan gaya tarik magnet di solenoid yang menarik switch pemutus aliran listrik. Sistem kerjanya cepat, karena bertujuan menghindari kerusakan pada peralatan listrik. Bayangkan bila bagian ini gagal bekerja.
Bagian bimetal strip sebenarnya juga merasakan arus hubung singkat ini, hanya saja reaksinya lambat sehingga kalah cepat dari solenoid ini.
Bila MCB trip karena overload seperti pada poin 2, maka kita cukup mengurangi pemakaian listrik dengan memutuskan sebagian beban peralatan listrik. Setelah itu MCB bisa kita “ON” kan kembali. Tetapi perlu kita beri waktu sekitar 1 atau 2 menit untuk bimetal kembali normal lebih dahulu.
Sedangkan bila MCB trip karena korsleting, maka jangan langsung
“ON” kan MCB, tetapi pastikan dulu bagian dari instalasi listrik rumah yang bermasalah sudah dilepaskan dari sistem kelistrikan. Biasanya pada peralatan listrik atau bagian listrik tersebut ada tanda-tanda seperti percikan bunga api listrik, bau gosong atau bunyi letupan saat terjadi hubung singkat. Jadi bedanya MCB trip karena overload atau hubung singkat bisa dilihat secara mudahnya dari sini.
Bagian dalam MCB sebenarnya lebih dominan bersifat mekanis dengan fungsi switch mekanis dan kontak penghubung/pemutus arus listrik.
Penjelasannya dari nomor-nomor dalam gambar adalah sebagai berikut :
a. Actuator Lever atau toggle switch, digunakan sebagai Switch On- Off dari MCB. Juga menunjukkan status dari MCB, apakah ON atau OFF.
b. Switch mekanis yang membuat kontak arus listrik bekerja.
c. Kontak arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik.
d. Terminal tempat koneksi kabel listrik dengan MCB.
e. Bimetal, yang berfungsi sebagai thermal trip
f. Baut untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum)
g. Solenoid. Coil atau lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik.
h. Pemadam busur api jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus listrik.
Jika anda mengalami masalah dengan fungsi MCB, cukup beresiko jika kita perbaiki sendiri dengan berbekal pengetahuan mengenai bagian- bagian dalamnya melalui gambar diatas. Karena ini berhubungan dengan fungsi proteksi arus listrik yang sangat penting. Jadi sebaiknya sih ganti MCB-nya dengan yang baru
9. Relay
Pengertian Relay dan Fungsinya – Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Gambar 2.24 Relay
Gambar 2.25 Simbol Relay
10.
HMI (Human Machine Interface)HMI (Human Machine Interface)dalam industri berupa sebuah tampilan layar komputer yang akan dihadapi oleh operator mesin maupun pengguna yang ingin mendapatkan data kerja mesin. Dalam penerapannya di industry Touch Screen Panel HMI lebih umum digunakan, karena kemudahan dalam pemrograman dan ketahanannya di lingkungan kerja industry.
Pada HMI juga terdapat visualisasi pengendali mesin berupa tombol, slider dan sebagainya yang dapat difungsikan untuk mengontrol atau mengendalikan mesin. Selain itu dalam HMI juga ditampilkan alarm jika terjadi kondisi emergency dalam sistem.
Beriku fungsi lain dari HMI :
1. Mengawasi, dimana kita dapa mengawasi kondisi plant secara real time tanpa perlu keluar dari ruang kontrol.
2. Pengaturan (berdasarkan level keamanan) dimana kita dapat merubah pengaturan misal pengaturan alarm untuk high priority dan low priority.
3. Alarm, disediakan Alarm History dan Summary. Sehingga nantinya kita bisa memilih alarm-alarm apa saja yang aktif dan bisa mendapatkan alasan atau pesan kenapa suatu sistem tiba- tiba mengalami trip atau mati.
BAB III
METODE PEMBUATAN ALAT
Metoda adalah ilmu tentang metode/cara yang akan ditempuh untuk menyelesaikan masalah, jika masalahnya berbeda maka metode penyelesaiannya juga berbeda. Metode yang digunakan untuk jalur pembuatan alat, tahapanya dimulai dengan menyiapkan bahan dan alat, membuat diagram blok/desain, tempat dan waktu penelitian, tahap pembuatan, pengujian untuk kerja.
A. Alat dan Bahan
Alat adalah sesuatu yang digunakan untuk membuat sesuatu, berupa benda.
Bahan adalah sesuatu yang diperlukan dan merupakan bagian dari suatu yang akan dibuat.
Alat : Tang potong, Tang lancip,, Tang Skun, Obeng plus, Obeng minus, AVO Meter,Korek api, Solder, Laptop, Cutter, Gunting, Bor Bahan : PLC CP1E, Power Supply 24v, Power Supply 12v, HMI (human
machine interface), Motor DC 12v, MCB (Miniature Circuit Breaker), Kabel,Slongsong Kabel, Skun, Inverter Motor, Terminal kabel, Sensor Reed Switch, Linear Actuator, Solenoid, Push Button, Relay, Inverter Motor, Selang
34
Gambar 3.1 Alat Pemotong
Dalam pengalamatan tiap bagian pada trainer PLC, maka dibutuhkan penjelasan bagaimana cara menghubungkan PLC dengan bagian input dan output. Untuk penyambungan common pada PLC bisa dilakukan dengan manual, jika PLC menggunakan catu positif maka pada trainer menggunakan common negatif dari power supply atau sebaliknya jika PLC menggunakan catu negatif maka trainer menggunakan common positif. Sesuai dengan kebutuhan dari pengguna bisa dibuat dengan mode NPN dan PNP pada sistem common PLC.
1. Pengkabelan PLC
Untuk sistem pengkabelan akan mempergunakan banana jack sebagai penghubung sistem antara PLC dengan input dan output yang dibutuhkan oleh pengguna trainer. Supaya pengguna trainer mengetahui bagaimana cara menghubungkan PLC dengan terminal input dan output yang baik dan benar.
Penggunaan banana jack sangat penting untuk pemahaman bagaimana cara memperlakukan sebuah sistem saat dirakit dari kosong menjadi sistem terpadu.
2. Catu Daya
Dalam trainer PLC tersebut sudah dilengkapi dengan catu daya dari switching power supply yaitu sebesar :
a. 24 Volt DC untuk mensupply sebagai berikut 1. Supply untuk bagian sensor Reed Switch 2. Supply Human Interfacing Machine (HMI) 3. Supply Solenoid Valve
4. Supply common PLC b. 12 Volt DC untuk mensupply
1. Supply Motor DC 12V
c. Disamping itu juga dilengkapi dengan supply tegangan 220V AC untuk men-supply
1. Trainer PLC main switch
B. Blok Diagram
Suatu pernyataan gambar yang ringkas, dari gabungan sebab dan akibat antara masukan dan keluaran dari sistem yang akan menghasilkan hasil yang diharapkan.
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
PLC CP1E
SOLENOID
MOTOR DC 12V
LINEAR ACTUATOR
MENDORONG BENDA PEMOTONG HMI
C. Tempat dan Waktu Penelitian
Sebagai salah satu ukuran untuk dapat mengukur keberhasilan pembuatan Tugas Akhir maka perlu disusun jadwal kegiatan dan diatur waktu pelaksanaannya sehingga menjadi jadwal kegiatan, seperti tersebut pada rincian dibawah ini.
1. Pembuatan Alat
Untuk pembuatan alat dikerjakan di Laboratium Research and Development Teknik Elektronika Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta dan di luar Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta.
2. Pengujian Alat
Alat di uji di kampus Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta dan di luar kampus Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta
3. Waktu Pengujian
D. Tahapan Pembuatan Alat
Pembuatan alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini diperlukan langkah- langkah yang runtut dan urut agar dapat selesai sesuai dengan tujuannya. Secara umum langkah-langkah pembuatannya dapat dikelompokkan menjadi empat bagian, yaitu: pengumpulan data, survei bahan, pembuatan alat, pengujian.
1. Pengumpulan Data
Pada saat melakukan percobaan dan penyusunan laporan yang mencakup dasar teori yang di gunakan dengan cara dilakukan secara pendekatan bahan bahan pustaka untuk mendapatkan informasi dan data data yang di butuhkan sebagai acuan
2. Metode Perencanaan
Untuk dapat mewujudkan Panel Otomasi PLC CP1E Aplikasi Alat Pemotong yang memenuhi standar kualitas yang diharapkan maka diperlukan survei bahan, sebagai berikut: Linear Actuator, Solenoid , PLC CP1E , Sensor Reed Switch, Motor DC..
3. Pembuatan Alat.
Untuk dapat mewujudkan Panel Otomasi PLC CP1E Aplikasi Alat Pemotong yang memenuhi standar kualitas yang diharapkan maka diperlukan serangkaian pembuatan alat
4. Pengujian
Tahap terakhir pada langkah-langkah pembuatan alat adalah pengujian, dimana tujuannya untuk mengetahui tingkat keberhasilan tujuan pembuatan alat. Hal ini perlu dilakukan agar dalam proses pengujian jadi alat lebih mudah. Jika semua hasil uji sudah sesuai dengan tujuannya dan tiap tiap blok yang di uji sudah bekerja dengan baik, maka bisa dijadikan satu kesatuan membentuk system sesuai dengan yang diharapkan maka pembuatan Panel Otomasi PLC CP1E Aplikasi Alat Pemotong Sukses. Tetapi jika masih ada hal-hal yang belum sesuai dengan tujuannya maka perlu diteliti untuk penyempurnaan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Realisasi Perancangan Sistem
Sebelum dapat menggerakkan / mengatur otomasi aplikasi mesin pemotong tersebut terlebih dahulu menentukan input, output dan memori- memori yang digunakan dari trainer PLC, serta agar proses pengalamatan lebih jelas dan mudah dimengerti. Sebelum membuat program terlebih dahulu ditentukan alamat untuk membedakan masing-masing fungsi yang akan dikontrol.
Gambar 4.1 Panel PLC
39
Berikut alamat Input Output trainer dengan PLC Omron CP1E Tabel 4.1 Alamat Input
Tabel 4.2 Alamat Output
No Nama Alamat Keterangan
1 START 0.00 Tombol Start (Auto)
2 STOP 0.01 Tombol Stop (Auto)
3 S1 0.02 Sensor Awal Benda
4 S2 0.03 Sensor Depan Berhenti Pertama
5 S3 0.04 Sensor Depan Berhenti Kedua
6 S4 0.05 Sensor Depan Berhenti Ketiga
7 Cyl up 0.06 Sensor Batas Atas Pemotong
8 Cyl dwn 0.07 Sensor Batas Bawah Pemotong
9 Standby W0.00 Mengunci Alamat Start
10 Frwd W0.01 Mentrigger Timer Pertama
11 Timer Pertama T001 Memberi Timer Saat Program Di Jalankan
12 Revrse W0.02 Mengunci Linear Actuator Mundur
13 Timer Kedua T000 Memberi Timer Mundur
14 Rfrs W0.03 Mengunci Linear Actuator Forward
15 Down W0.04 Mengunci Linear Actuator Turun
16 Up W0.05 Mengunci Linear Actuator Naik
17 Cnt C001 Mengcounter Linear Actuator Bawah
18 Timer Ketiga T003 Timer Mereset Linear Program
No Nama Alamat Keterangan
1 Maju 100.00 Output Solenoid 1 Maju
2 Mundur 100.01 Output Solenoid 2 Mundur
3 Turun 100.02 Output Solenoid 3 Naik
4 Naik 100.03 Output Solenoid 4 Turun
5 Motor 100.04 Output Motor
Gambar 4.1 Wiring Panel
B. Langkah Pembuatan Program Pada PLC
Untuk menjalankan PLC Omron terlebih dahulu harus membuat program yang dipahami oleh PLC Omron tersebut. Setiap pabrikan PLC biasanya sudah disertakan perangkat lunak (software) pemogramnya. Untuk PLC merek Omron software yang digunakan untuk memprogran menggunakan software CX- Programmer. Sebelum membuat program ladder diagram terlebih dahulu harus mengetahui program atau software CX- Programmer yang harus diinstal untuk menjalankan instruksi PLC. Software ini beroperasi di bawah sistem operasi Windows, oleh sebab itu pemakai software ini diharapkan sudah familier dengan sistem operasi Windows antara lain untuk menjalankan software program aplikasi, membuat file, menyimpan file,
mencetak file,menutup file, membuka file, dan keluar dari (menutup) software program.
Berikut langkah kerja menggunakan CX-Programmer :
1. Dari menu [Start], pilih [Program] > [OMRON] > [CX-one] > [CX- programmer] > [CX-programmer] untuk memulai CX-Programmer. (atau pilih [All programs] > [OMRON] > [CX-one] > [CX-programmer] > [CX- Programmer]).
Untuk membuat program baru pilih klik File lalu New.
Gambar 4.2 Tampilan Awal
2. Pilih jenis PLC yang akan penulis program, misal PLC yang akan penulis program adalah CP1E maka pilih CP1E beserta type cpu sesuai dengan jenis plc yang akan diprogram, untuk pemograman kali ini penulis menggunakan PLC CP1E-N40, dengan Konfigurasi koneksi USB pada network type lalu klik OK
Gambar 4.3 Membuat Program Baru
3. Mulai membuat ladder program
Sebelum memulai membuat ladder program, terlebih dahulu buat alamat sesuai dengan apa yang akan dibuat, lalu isi program sesuai dengan tabel input
output diatas agar program yang dibuat dapat tercapai sesuai dengan yang dikehendaki.
Gambar 4.4 Membuat Ladder Program
4. Compile program
Mengcompile program berfungsi untuk memeriksa kesalahan dalam program. Berikut ini langkah-langkah mengcompile program pada CX- Programmer :
a. Pilih [Program] - [Compile] dari menu utama atau tekan CTRL + F7
Gambar 4.5 Compile Program
b. Jika kesalahan telah terdeteksi, klik dua kali pesan kesalahan dijendela output. Kursor pindahkan kursor dikesalahan terdeteksi untuk memperbaikinya.
c. Transfer ladder program ke PLC
Untuk mengkonfigurasi pengaturan CP1H, program transfer, atau mengeksekusi program, komputer dan CP1H harus terlebih dahulu terhubung secara online. Berikut ini cara menghubungkan komputer dengan PLC supaya terhubung secara online :
a. Pilih [PLC] > [Work Online] dari menu utama.
Sebuah kotak dialog akan ditampilkan untuk mengkonfirmasi untuk online.
Gambar 4.6 Work Online
Online status adalah satu di mana komputer dan PLC CP1E terhubung . Untuk mengeksekusi program yang dibuat dengan CX - Programmer pada PLC CP1E , program ladder tersebut perlu ditransfer. Jika sistem gagal untuk online , periksa pengaturan jenis dan pengaturan komunikasi PLC.
b. Pilih [ PLC ] > [ transfer ] > [ To PLC ]
Langkah selanjutnya klik [Ok]. Maka, sebuah kotak dialog akan ditampilkan untuk mengkonfirmasi transfer yang akan dijelaskan pada gambar berikut :
Gambar 4.7 Download Option
Kemudian klik [Yes] dan akan muncul tampilan seperti berikut ini
Gambar 4.8 Dialog Box 1
Lalu klik [Ok] maka Transfer program telah selesai dilakukan dan akan muncul kotak dialog seperti gambar di bawah ini :
Gambar 4.9 Download Proses
Setelah selesai mentransfer program maka program tersebut siap dijalankan pada PLC CP1H
Setelah selesai klik [Yes] untuk memastikan jika tidak ada kesalahan dan kembali pada PLC Monitormode, yang akan dijelaskan pada gambar berikut :
Gambar 4.9 Dialog Box 2
C. Analisa Ladder Pembuatan Program
Untuk memudahkan dalam menganalisa pemrograman pada PLC Omron CP1E sebagai pengontrol sistem pemotong, maka leader diagram dipisah-pisah. Dan berikut ini adalah leaderdiagram dan cara kerjanya sebagai berikut :
1. Input pada proses sistem otomasi pemotong
Gambar 4.10 Inputan Sistem Pemotong
Pada program tersebut dapat dibaca beberapa input atau push button untuk meng aktifkan proses sistem otomasi sistem pemotong.
a. Start digunakan untuk mengaktifkan proses pemotongan.
b. Stop digunakan untuk menonaktifkan semua proses pemotongan.
c. S1 adalah sensor Reed Switch yang digunakan untuk mendeteksi Linear Actuator pada posisi awal yang akan menjalankan perintah frwd (berjalan) dan akan berhenti jika Timer 0003 (timer pada instruksi counter) aktif.
d. S2, S3, S4 adalah sensor yang akan mendeteksi Linear Actuator untuk mengaktifkan perintah rvrs (mundur) dan membuat Linear Actuator berhenti, sensor yang digunakan adalah Reed Switch
e. W0.02 adalah instruksi rvrs (mundur) pada Linear Actuator agar dapat berhenti tepat pada sensor
2. Proses pemotongan pada sistem pemotong
Gambar 4.11 Proses pemotongan
Pada program tersebut dapat dilihat kita akan dihadapkan pada 2 keadaan yaitu linear actuator mundur untuk mengerem tepat pada sensor dan beberapa sensor untuk meng aktifkan proses pemotongan. Proses linear actuator akan turun jika memenuhi beberapa syarat, yang artinyan sensor reed switch mundur dan turun akan aktif.
a. Kontak W0.02 adalah perintah untuk mengerem (mundur) outputan dari instruksi keep untuk mengaktifkan timer T000
b. S2,S3,S4 berfungsi untuk mendeteksi linear actuator agar berhenti dan mengaktifkan perintah w0.04 (down) yaitu proses pemotongan agar motor yang di gunakan untuk memotong dapat turun
c. Motor akan berhenti turun jika linear actuator terkena 0.07 yaitu sensor batas bawah atau instruksi counter
3. Proses batas pemotongan pada sistem pemotong
Gambar 4.12 Proses batas pemotong
Pada program di atas dapat dilihat bahwa mesin pemotong akan berhenti jika sudah melakukan pemotongan sebanyak tiga kali dan proses naiknya motor pemotong
a. 0.07 cyl bot batas bawah proses pemotongan berfungi untuk mengaktifkan perintah w0.05 yaitu linear actuator akan kembali naik untuk proses pemotongan selanjutnya, dan akan berhenti naik jika terkena sensor batas atas yaitu 0.06 cyl sensor 6.
b. Proses pemotongan akan berhenti jika 0.07 cyl bot sudah memotong sebanyak tiga kali sehingga mentrigger counter dan linear actuator akan kembali pada posisi semula dan siap untuk proses selanjutnya c. 0.00 tombol on akan mereset perintah counter sehingga proses
pemotongan dapat berjalan lagi dari awal
4. Output pada sistem pemotong
Gambar 4.13 Output sistem pemotong
Gambar di atas adalah proses output pada program sistem pemotong a. 100.00 maju adalah perintah output dari gerak silinder maju yang
artinya motor akan mulai berputar pada saat linear actuator maju b. T001 adalah outputan dari timer 1 yaitu timer yang berasal dari w0.02
rvrs untuk mundur (mengerem), jika sudah mencapai batas timer maka liner actuator akan kembali maju.
c. W0.02 revrs dan w0.03 rfrs sama sama berfungsi untuk membuat linear actuator maju
d. W0.04 down adalah perintah untuk membuat motor pemotong dari sensor batas atas menuju sensor batas bawah.
e. W0.05 up adalah perintah yang berfungsi untuk menaikan motor pemotong dari sensor batas bawah menuju sensor batas atas, demikian
juga untuk 0.03 s2, 0.04 s4 kecuali 0.02 s1 proses ini berjalan pada saat linear actuator mencapai batas pemotongan (reset).
f. 100.04 adalah output kontak untuk motor yang berjalan jika linear actuator sedang dalam posisi mundur w0.02 revrs dan akan mati jika terkena 0.06 s5.
D. Analisa Pembuatan Program pada HMI
Untuk memudahkan saat menjalankan Mesin Otomasi maka dibuatlah HMI dengan tampilan yang dapat memonitoring seluruh sensor serta pengganti tombol On dan Off pada Mesin Otomasi.
Gambar 4.14 Tampilan Cover HMI
Tampilan awal ketika HMI mulai dinyalakan. Dengan menulis judul dengan mengklik tombol Text pada aplikasi EB8000. Kemudian masukan gambar dari Library untuk menampilkan logo ATW Surakarta. Kemudian klik Function Key untuk mengganti kehalaman lain.
Gambar 4.15 Halaman Kerja HMI
Untuk membuat start stop dengan mengklik tombol Toggle Switch.
Kemudian untuk indikator sensornya mengklik Bit Lamp. Untuk kembali ke halaman sebelumnya maka dibuat tombol back dari function key.
BAB V PENUTUP
Puja dan Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan kurnia- Nya, sehimgga penulis dapat menyelesaiakan tugas akhir pembuatan alat dan laporan pembuatan alat “ Panel PLC “ setelah melewati kerja keras dan perjuangan selama beberapa waktu.
A. Simpulan
Dari hasil pembuatan alat Panel dalam Tugas Akhir yang telah penulis buat, maka saya mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Untuk cara kerja proses kendali yang penulis kerjakan pada aplikasi PLC adalah dengan majunya linear actuator sampai pada sensor pemotong linear actuator akan berhenti dengan cara angin yang masuk dari solenoid maju dan solenoid mundur akan keluar secara bersamaan lalu motor pemotong akan turun untuk memotong kayu, mesin akan berhenti sampai kayu sudah terpotong sebanyak tiga kali, penulis menggunakan instruksi KEEP untuk mengunci output coil, counter sebagai penghitung pemotong dan timer untuk delay waktu dan pengereman pada linear actuator pada program PLC.
2. Pada pembuatan alat ini penulis mengaplikasikan ladder program ke PLC CP1E-N40 dengan cara mentransfer program ke PLC dengan kabel peripheral menggunakan aplikasi CX Programmer.
57
B. Saran
Setelah penulis melakukan pembuatan simulasi Otomasi mesin pemotong menggunakan PLC CP1E, maka penulis dapat lebih mengerti dan memahami tentang ilmu pengetahuan tentang PLC terutama PLC CP1E
software CX-Supervisor, untuk itu penulis memberi saran yang mungkin bermanfaat dan berguna dalam penggunaan alat ini.
1. Dalam pembuatan alat agar dapat di setting kecepatan dan waktu jeda pada motor serta mengganti mata potong untuk menyesuaikan benda yang akan di potong.
2. Untuk generasi mesin pemotong selanjutnya dapat ditambahkan sensor untuk mendeteksi adanya benda kerja pada pendorong, dan mendeteksi benda kerja sudah habis terpotong.
3. Penambahan penutup mata pemotong dan cover pada bagian pemotongan agar bertujuan keamanan saat memotong benda dan serbuk kayu saat proses pemotongan tidak tersebar kemana mana.
Kritik dan saran yang bersifat membangun dan memperbaiki untuk penulisan sangat diharapkan. Penulis mengucapkan terimakasih sebesar – besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan motivasi dan pengarahan serta bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
DAFTAR PUSTAKA
Budiyanto; M dan Wijaya; A. Dasar-dasar PLC (Programmable Logic Controller).Yogyakarta: Gava Media, 1997.
CP1E-N _ _ D _-_ Manual Book SYSMAC CP - series CP1E.pdf www.alldatasheet.com, 2019
Drs. Rahmat M.T, Buku Pegangan Praktek PLC 1 dan PLC 2 Akademi Teknologi Warga Surakarta. Surakarta, 2014
Panduan Tugas Akhir Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta, Surakarta, 2018
Panji Ismail, Alat Pemotong Kertas Otomatis Berbasis PLC CP1H, Yogyakarta, 2014
Taufik Maulana, Otomasi Alat Pemotong Berbasis PLC CP1H, Semarang, 2015
LAMPIRAN
Lampiran 1 Wiring Sistem pemotong
