PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil PenelitianPada penelitian ini memiliki tujuan untuk mengetahui tingkat kelayakan dan keberterimaan dari portable PLC trainer kit. Penelitian dimulai melalui tahap perancangan alat dan pembuatan alat kemudian tahap pengujian alat. Pengujian kelayakan alat dimulai dengan uji laboratorium dan pengujian keberterimaan alat melalui uji simulasi kelas terbatas.
Penelitian ini menggunakan metode trial and error (coba dan salah) yaitu melakukan suatu percobaan untuk mencapai sebuah tujuan melalui beberapa kali percobaan hingga mendapatkan rancangan dan hasil yang paling sesuai. Mencatat semua kesalahan untuk dievaluasi sebagai bahan pembelajaran.
Gambar 4.1 Hasil Perancangan Portable PLC Trainer Kit
PLC
trainer kit
4.2 Uji Coba Laboratorium
Penelitian pada laboratorium bertujuan untuk menguji kinerja alat, apa telah bekerja sebagai mana mestinya. Pada pengujian ini, alat telah mengalami beberapa perbaikan yang dilakukan secara trial-error. Perbaikan yang dilakukan terjadi pada dua bagian yaitu bagian mekanik dan bagian elektronik. Perbaikan pada bagian elektronik terjadi pada proses finishing. Hal ini terjadi karena adanya hasil solder yang kurang rapi sehingga rawan terjadi hubung singkat yang dapat membahayakan kinerja PLC sebagai kontrol.
Perbaikan pada bagian mekanik yaitu adanya perubahan penggunaan material pada bagian tutup box kendali yang sebelumnya menggunakan plat besi berukuran 3 mm diganti dengan menggunakan akrilik 3mm. hal ini bertujuan mengurangi berat alat dan keamanan untuk mengurangi adanya sisa listrik didalam alat yang mengakibatkan adanya kejutan listrik kecil yang merambat pada angota tubuh manusia. Kemudian perubahan jumlah saklar atau toogle switch. Sebelumnya jumlah lampu dan toogle switch seimbang yaitu masing-masing berjumlah 8 pcs. Namun setelah adanya masukan dan uji coba lab maka direvisi untuk jumlah toogle switch hanya menggunakan 4 pcs dan sisanya untuk parallel wiring ke sensor yang ada di penumatik yaitu reed switch dan limit switch.
Selain perubahan pada toogle switch, adalagi perubahan pada posisi pneumatik dan motor. Dikarenakan alat ini portable maka dibuatlah pegangan untuk mengeluarkan dan memasukan alat ini dari koper. Kemudian dibuatlah pegangan dibagian sisi kiri bawah dan sisi kanan atas PLC trainer kit, hal ini
dimaksudkan supaya beratnya seimbang disaat mengambil dan menaruh didalam koper. Karena adaanya penambahan pegangan untuk alat ini maka posisi motor dan bagian penumatik harus dirubah. Motor DC dengan 2 banana jumper untuk berputar ke searah jarum jam (CW) dan berlawanan searah jarum jam (CCW) diletakkan diposisi kanan atas.
Kemudian bagian penumatik disamping kanan saklar dan lampu. Perancangan bagian mekanik meliputi perubahan posisi dan simulasi menghitung berat alat ini menggunakan perangkat lunak (software) Creo Parametric. Pada uji laboratorium juga dilakukan pengukuran tegangan power supply ke input dan output device . Berikut hasil dari pengukuran dan pengujiannya.
Tabel 4.1 Uji Tegangan Power Supply
Tegangan (VDC)
Cek Point Ket.
Rencana Kenyataan
Supply Pilot Lamp 24 VDC 24 VDC Sesuai
Supply Sensor 24 VDC 24 VDC Sesuai
Supply Solenoid 24 VDC 24 VDC Sesuai
Supply Motor DC 24 VDC 24 VDC Sesuai
4.2.1 Realisasi sistem kontrol
Berdasarkan pada perancangan portable PLC trainer kit yang telah dibahas pada bab III maka realisasi sistem kontrol pada alat ini adalah sebagai berikut :
Bagian Proses
4.2.1.1 PLC
PLC yang digunakan adalah PLC Omron CP1E-E20DR-A yang berbentuk compact dengan jumlah input/output modul adalah 20 point. Spesifikasi PLC omron CP1E-E20DR-A yaitu :
CPU : E[][]-type CPU Units with 20 I/O Points Power Supply : 100 – 240 VAC
Jumlah Input : 12 modul (tegangan input relay 24 VDC) Jumlah Output : 8 modul (tegangan output relay 24 VDC
-250 VAC) Network Type : USB Communication Port Type : USB 2.0
Tabel 4.2 spesifikasi PLC CP1E-E20DRA
Spesifikasi Keterangan
Voltage Consumption 24 V DC
Current Consumption 0,08 A
I/O Points 20 points
Output type Relay
Alamat input pada PLC omron CP1-E20DRA dimulai dari 0.00 s/d 0.11. Input dengan alamat 00 sampai dengan alamat 03 digunakan untuk wiring jumper banana, alamat 04 sampai dengan 07 digunakan untuk piranti input toogle switch dan diparallel dengan jumper banana, alamat 08 sampai dengan 09 digunakan untuk piranti reed switch, sedangkan alamat untuk limit switch dapat memilih di jumper banana yang tersedia.
Untuk alamat output PLC dimulai dari 100.00 s/d 10.07. Semua alamat output diparalelkan dengan pilot lamp dan jumper banana. Untuk mengaktifkan solenoid valve dan motor DC harus diawali dengan memilih alamat yang tersedia di jumper banana sebagai alamat dari solenoid valve maupun motor DC ke PLC. Motor DC dibuat untuk dapat berputar ke searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Sedangkan solenoid valve yang digunakan adalah type solenoid vave 5/2 single solenoid. Dibawah ini menunjukan gambar 4.2 tentang peletakan alamat input dan output modul PLC.
Pengabelan PLC
PLC diaktifkan dengan tegangan 220 VAC langsung dari sumber tegangan AC. Sedangkan untuk mengaktifkan common pada input dan output PLC menggunakan tegangan DC 24V dari power supply. Gambar 4.3 menunjukkan pengabelan PLC.
Gambar 4.3 pengabelan PLC
Pengabelan piranti input dan output ke PLC
Pengabelan piranti masukan dan keluaran untuk portable PLC trainer kit ke PLC dapat ditunjukan oleh Gambar 4.4 dan Gambar 4.5
Gambar 4.5 pengabelan piranti keluaran di output modul PLC
Bagian Input
4.2.1.2 Toogle switch
Toogle switch atau saklar yang digunakan pada alat ini adalah jenis toogle switch Single Pole Double Throw (SPDT) switch. Disini
dicontohkan SPDT Switch dengan 3 pin. Artinya switch tersebut memiliki satu pole, dan double (dual) throw. Untuk lebih mudahnya bisa lihat gambar 4.6 fisik SPDT switch & gambar 4.7 rangkaian ilustrasi SPDT switch berikut ini.
Gambar 4.6fisik SPDT switch Gambar 4.7rangkaian ilustrasi SPDT switch
Pada gambar diatas, terdapat Pole A, Throw A1 dan Throw A2. Jadi terdapat dua kondisi. Sebut saja kondisi 1, Pole A terhubung dengan Throw A1, dan kondisi 2, Pole A terhubung dengan Throw A2. PLC trainer kit menggunakan saklar untuk menggantikan fungsi push button dalam kenyataan mesin dipabrik. Hal ini bertujuan untuk mengerti dasar penggunaan saklar untuk on/off. Dibawah ini tabel 4.3 adalah spesifikasi saklar yang digunakan .
Tabel 4 3 spesifikasi toogle switch
Switch type Toggle
Switch Function ON-ON
Toogle switch atau saklar yang digunakan berjumlah 4 pcs, yang dimana alamat ke PLC yaitu bermulai dari alamat 0.04 s/d 0.07.
4.2.1.3 Limit switch
Setelah saklar direalisasikan selanjutnya adalah sensor-sensor yang terdapat pada bagian pneumatik. Ada dua sensor yang dipasangkan di bagian pneumatic yaitu limit switch dan reed switch. Limit switch dipasang didepan bagian silinder pneumatic untuk
Circuit SPDT 3P
Pitch ---
Voltage 125/250V AC
Current 6/3A
Number of Positions 1 pole
Mounting Direct
Hold Yes
Mounting Panel type eyelets
Mounting hole 6mm
Printing Without printing
Illumination No
Contacts resistance 20 mOhm
Operating temperature -25-85°C
Lifetime 10 000 cycles
membatasi pergerakan maksimal maju dari silinder dan juga trigger (pemicu) untuk silinder dapat mundur kembali. Gambar 4.8 menunjukan posisi dari limit switch pada PLC trainer kit.
Gambar 4.8 posisi limit switch pada portable PLC trainer kit
Jenis dan type limit switch yang digunakan pada alat ini adalah Omron SS-5GL2. Dibawah ini tabel 4.4 menunjukan spesifikasi limit switch.
Tabel 4.4 Spesifikasi limit switch
Spesifikasi Keterangan
Voltage Rating Start from 5 VDC to 250 VAC Current Rating Start from 1mA to 5 A
Weight 50 g
4.2.1.4 Reed switch
Reed switch dipasang pada bagian atas silinder pneumatic yang dimana reed switch atau sensor magnet, berfungsi untuk mendeteksi gerakan dari penggerak silinder naik, turun atau maju, mundur. Gambar 4.9 menunjukan posisi reed switch pada bagian pneumatik.
Gambar 4.9 Posisi reed switch diatas silinder pneumatik
Reed switch yang digunakan pada portable PLC trainer kit menggunakan produk dari SMC dengan type D-C73 reed switch. Penggunaan Reed switch ini memanfaatkan part yang sudah ada dan tersedia digudang, sehingga tidak perlu adanya proses pembelian melalui permintaan ke purchasing. Berikut ini adalah tabel 4.4 mengenai spesifikasi reed switch SMC D-C73.
Tabel 4.5 spesifikasi reed switch
Bagian Output
4.2.1.5 Pilot lamp
Lampu digunakan untuk indikator yang berhubungan dengan mesin. Untuk lampu digunakan sebagai indikator power dan lampu master on. Pilot lamp yang digunakan adalah pilot lamp mini AWG
10 mm 12/24VDC. Gambar 4.10 menunjukan pilot lamp dan tabel 4.6 adalah spesifikasi pilot lamp.
Tabel 4.6spesifikasi pilot lamp
Gambar 4.10 Pilot lamp
Pilot lamp yang digunakan pada alat ini sebanyak 8 pcs yang diparalelkan dengan banana jumper. Alamat dimulai dari 100.00 sampai dengan 100.07 pada output modul PLC.
4.2.1.6 Motor DC
Seperti dibahas pada bab III, pada perancangannya alat ini menggunakan motor dc untuk simulasi dari aplikasi industry. Motor elektrik banyak diaplikasikan salah satunya untuk konveyor yang dimana motornya dapat bergerak forward ataupun reverse dalam membawa barang ke customer. Motor DC yang digunakan pada alat ini bertegangan 24 VDC dan dibawah ini adalah gambar 4.11 menunjukan motor DC yang digunakan dan table 4.7 tentang spesifikasinya. Spesifikasi keterangan Mounting size 10 mm Colour Red Operational voltage 12 VDC/ 24 VDC
Tabel 4.7 Spesifikasi motor DC V-Supply 12 – 24 VDC Current <1.2 A Speed 322 rpm Torque 12 Kg.cm Weight 500 g Direction of rotation CW & CCW Gambar 4.11 motor DC 4.2.1.7 Solenoid Valve
Mesin-mesin industri dalam prosesnya banyak menggunakan pneumatik, oleh karenanya PLC trainer kit ini menggunakan solenoid valve yang berfungsi untuk menggerakan silinder pneumatik. Hal ini bertujuan untuk dapat memahami cara kerja pneumatic dengan dikontrol PLC. Solenoid yang digunakan yaitu 5/2 way single solenoid valve dari Festo dengan type MEH 5/2 -1/8- P. dibawah ini adalah gambar 4.12 menunjukan solenoid valve dengan tabel 4.8 menunjukan spesifikasinya.
Tabel 4.8 Spesifikasi solenoid valve
Gambar 4.12 solenoid valve pneumatik
Pressure range 2.5 to 8 bar
Operating voltage 24 VDC
Power Consumption 1.5 W
Weight 0.19 kg
4.3 Pengujian
Sistem kontrol yang telah dibuat dan semua piranti input – output yang terpasang harus melalui tahap pengujian. Tujuan dari pengujian itu sendiri adalah untuk menemukan berbagai potensi atau penyebab kegagalan sistem. Pada dasarnya pembuatan portable PLC trainer kit menggunakan kontrol PLC, persentase terbesar kegagalan sistem berasal dari piranti input – output, sambungan kabel, dan program yang telah di buat harus melalui tahap pengujian, baik kepada hardware maupun software-nya. Beberapa proses pengujian yang dilakukan pada alat ini diantaranya :
4.3.1 Pengujian piranti masukan pada PLC
Cara pengujian terhadap perangkat masukan bisa dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan menghubungkan PLC dengan personal computer (PC) dan dapat melihat langsung melalui status led yang ada pada PLC. Pada PC ataupun status led, kita dapat memonitoring alamat input yang dimasukan ke PLC.
Pengujian yang dilakukan yaitu dengan menekan tombol toogle switch ke arah on/off, menekan limit switch dan mengaktifkan reed switch dengan menggerakan maju/mundur silinder. Berikut adalah tabel 4.9 yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian pada
input device pada portable PLC trainer kit untuk memeriksa fungsi dari masing-masing perangkat tersebut yang terhubung pada PLC.
Tabel 4.9pengujian piranti inpt pada PLC
No Alamat
Perangk at yang diuji
Parameter Gambar Status
1 0.04 Saklar 1 Menggerakan tuas saklar kearah on/off (depan & belakang) dan lampu indikator alamat input 0.04 pada PLC aktif Ok 2 0.05 Saklar 2 Menggerakan tuas saklar kearah on/off (depan & belakang) dan lampu indikator alamat input 0.05 pada PLC aktif Ok
3 0.06 Saklar 3 Menggerakan tuas saklar kearah on/off (depan & belakang) dan lampu indikator alamat input 0.06 pada PLC aktif Ok 4 0.07 Saklar 4 Menggerakan tuas saklar kearah on/off (depan & belakang) dan lampu indikator alamat input 0.07 pada PLC aktif Ok 5 0.08 Reed switch 1 Menggerakan silinder maju dan mundur( reed switch akan mendeteksi medan magnet dari dalam silinder) dan lampu Ok
indikator alamat input 0.08 pada PLC aktif 6 0.09 Reed switch 2 Menggerakan silinder maju dan mundur( reed switch akan mendeteksi medan magnet dari dalam silinder) dan lampu indikator alamat input 0.09 pada PLC aktif Ok 7 0.00 Limit switch 1 Menekan roller limit switch ke dalam sampai kontaknya bunyi dan lampu indikator alamat input Ok
0.00 pada PLC aktif 8 0.01 Limit switch 2 Menekan roller limit switch ke dalam sampai kontaknya bunyi dan lampu indikator alamat input 0.01 pada PLC aktif Ok
4.3.2 Pengujian piranti keluaran pada PLC
Sama seperti pengujian input, pengujian pada output juga dapat di monitoring melalui PC ataupun status led yang ada pada PLC. Untuk output device terlebih dahulu membuat program sederhana dan wiring untuk mengaktifkan masing-masing output device Berikut adalah Tabel 4.10 yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian pada output device portable PLC trainer kit untuk memeriksa fungsi dari masing-masing perangkat tersebut yang terhubung pada PLC.
Tabel 4.10 Pengujian piranti output pada PLC
No Alamat Perangkat
yang diuji Parameter Gambar Status
1 100.00 Pilot lamp (saklar ditekan untuk mengaktifka n pilot lamp) dan lampu indikator alamat output 100.00 pada PLC aktif Ok 2 100.04 Solenoid 1 Saklar ditekan on untuk mengaktifka n solenoid 1 dan lampu indikator alamat output 100.04 pada PLC aktif Ok 3 100.05 Solenoid 2 Saklar ditekan on untuk mengaktifka n solenoid 2 Ok
dan lampu indikator alamat output 100.05 pada PLC aktif 4 100.06 Motor forward Saklar ditekan on untuk memutar motor DC kearah forward (CW) dan lampu indikator alamat output 100.06 pada PLC aktif Ok 5 100.07 Motor reverse Saklar ditekan on untuk memutar motor DC kearah reverse (CCW) dan Ok
lampu indikator alamat output 100.07 pada PLC aktif
4.3.3 Pengujian Sistem Kerja Alat
Pada pengujian sistem kerja alat ini adalah untuk melihat apakah alat sudah bekerja sesuai dengan sistem kerja yang diinginkan atau tidak. Pengujian alat secara keseluruhan ini dengan mencoba salah satu aplikasi program dari 5 kategori model yang sudah dibahas di bab III, kemudian disimulasikan oleh input/output device. Tahap pada pengujian sistem kerja proses ini akan menguji aplikasi proses pintu otomatis. Dibawah ini gambar 4.13 menunjukan flowchart proses pintu otomatis dan gambar 4.15 menunjukkan program ladder diagram-nya.
Gambar 4.14 Program ladder diagram proses pintu otomatis Gambar 4.13 flowchart proses pintu otomatis
Setelah mengetahui aplikasi yang akan disimulasikan maka langkah selanjutnya adalah menentukan alamat input dan output modul PLC yang akan digunakan. Berikut ini adalah tabel 4.11 penggunaan alamat I/O modul PLC.
Tabel 4.11Pemakaian Alamat I/O modul PLC INPUT
No Jenis Alamat Keterangan
1 Push button 0.04 Main voltage supply 2 Push button 0.05 Open (manual) 3 Push button 0.06 Close (manual) 4 Limit switch 0.00 Open (automatic) 5 Limit switch 0.01 Open (automatic)
OUTPUT
No Jenis Alamat Keterangan
1 Lamp 100.00 Indicator lamp 2 DC motor 100.01 Forward 3 DC motor 100.02 Reverse
Apabila sudah ditentukan alamat I/O modul PLC yang akan digunakan maka tahap selanjutnya adalah pengujian untuk portable PLC trainer kit. Berikut ini adalah langkah-langkahnya :
a. mengaktifkan power portable PLC trainer kit dengan menyambungkan kabel power ke sumber tegangan 220 VAC.
Gambar 4.13
Gambar 4.15 Penyambungan kabel power portable PLC trainer kit ke sumber tegangan 220 VAC
b. Mengaktifkan saklar power ke posisi ON (aktif)
Gambar 4.16 Saklar power portable PLC trainer kit dalam kondisi menyala
c. Menyambungkan kabel USB ke port PLC dan Personal Computer (PC) atau laptop yang sudah ter-install software CX programmer.
Gambar 4.17 menghubungkan kabel USB ke PLC dan laptop
d. Buka software CX programmer dan pilih mode online untuk dapat terhubung dengan PLC kemudian buat program sesuai yang diinginkan atau melihat contoh yang ada dimodul.
Gambar 4.18 program ladder diagram PLC omron di software CX programmer
e. Aktifkan work online kemudian transfer program to PLC dan jika sudah selesai maka pilih mode RUN mode.
Gambar 4.19 tampilan icon transfer to PLC pada software CX programmer
f. Sebelum mensimulasikan portable PLC trainer kit sambungkan com input dan output ke supply 24 VDC. Setelah itu wiring input dan output yang akan digunakan untuk mensimulasikan sesuai dengan perintah program yang telah dibuat.
Gambar 4.20Penyambungan com input dan output serta simulasi program ke PLC trainer kit.
