vi ABSTRAK
Samuel Deny Kurniawan:
Alat Uji Kekuatan Benang Jahit dengan menggunakan PLC TSX Micro 3721
Era pasar bebas sekarang ini menimbulkan persaingan yang ketat antar pabrik benang. Hal ini disebabkan banyaknya benang jahit yang telah beredar di pasaran. Oleh karena itu setiap pabrik penghasil benang jahit harus memproduksi benang jahit yang mutunya benar-benar terjamin dan juga harga yang tidak mahal.
Tujuan dari pembuatan alat uji kekuatan benang ini adalah untuk mengetahui kualitas benang jahit yang ditinjau berdasarkan gaya tarik yang diberikan
Alat uji kekuatan benang jahit difungsikan sebagai plant dari sistem yang dikontrol oleh PLC MODICON TSX Micro 3721. Sistem ini menggunakan discreate input output (TSX DMZ 28 DR), analog input module (TSX AEZ 801), bahasa pemograman yang digunakan Ladder diagram. Dalam hal ini komputer akan menampilkan sebuah nilai gaya tarik yang diberikan untuk mengetahui kekuatan benang jahit tersebut dengan bantuan PL7 software (Runtime Screen).
Sensor massa yang digunakan adalah strain gages coding sistem. Perancangan sistem ini menggunakan dua buah sensor strain gages yang diletakkan di atas dan di bawah permukaan pelat.
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan sistem dapat berjalan tetapi tidak sesuai dengan yang diharapkan, yaitu dalam hal mempertahankan kestabilan dari sensor strain gages. Untuk mempertahankan kestabilan tergantung dari R pengukur strain gages itu sendiri. Alat uji ini mempunyai batas range pengukuran yang diijinkan (dengan pelat p=18cm, l=3cm, t=3mm) yaitu dengan memberikan beban berat timbal maksimal sebesar 4 kg atau pada saat pelat mendapatkan tarikan yang setara dengan beban berat timbal maksimal sebesar 4 kg. Pengujian penarikan benang yang dilakukan menggunakan 3 merk benang jahit (A, B, C).
Hasil dari pengujian didapat bahwa kekuatan tarik benang untuk merk A (5.10929 Newton), merk B (4.08396 Newton), merk C (3.4589 Newton).
Kata kunci :
Sensor strain gages, Kalibrasi pengukuran, PLC, Runtime Screen (software PL7)
vii ABSTRACT
Samuel Deny Kurniawan:
An experiment tool of sewing thread by using PLC TSX Micro 3721
This globalization era has emerged a tight competition among the sewing thread factories. For there are many sewing thread product which are free distributed in market nowadays. Therefore, every sewing threads factories has to produce good quality and cheap sewing thread. The purpose of this experiment is to know the quality of sewing thread which based on its tensile strength.
The sewing thread experiment tool is used as of the system which is controlled by PLC TSX Micro 3721. This system used discreate input output (TSX DMZ 28 DR), analog input module (TSX AEZ 801), programmed with ladder diagram. The computer will display a tensile strength value to know the strength of sewing thread using PL7 software. The mass sensor used the strain gages. This system used two strain gages that is put at upper and lower side of the metal sheet.
Based on the experiment, the system can run but it is not appropriate with the expectation. In example to maintain the stability of the strain gages sensor. The stability result depends on R of the strain gages. Experiment tool have the range measure that is permitted by giving the maximum metal mass about 4 kg or metal sheet get the drawing that is equal with the maximum metal mass about 4kg. This experiment used three kinds of sewing thread brand (A, B, C). The result of this experiment is that the sewing threads tensile strength for A brand is 5,19029 Newton, B brand is 4.08396 Newton, C brand is 3.4589 Newton.
Key Words :
Strain gages cencor, measure of calibration, PLC, Runtime screen (software PL7)
viii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN... xv
1. PENDAHULUAN... 1
1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Perumusan Masalah... 1
1.3. Tujuan Tugas Akhir... 2
1.4. Pembatasan Masalah ... 3
1.5. Metode Penelitian... 3
1.6. Sistematika Penulisan... 4
2. DASAR TEORI... 5
2.1. PLC (Progammable Logic Controller) ... 5
2.1.1. Bahasa Pemograman PLC... 7
2.1.2. Sourcing dan Sinking ... 8
2.2. TSX Micro 3721 ... 9
2.2.1. TSX DMZ 28DR ... 13
2.2.1.1. Input Module TSX DMZ 28DR ... 14
2.2.1.2. Output Module TSX DMZ 28DR ... 16
2.2.2. TSX AEZ 801... 17
2.2.3. PL7 Software ... 19
2.2.3.1. PL7 Pro V4.4 ... 22
2.3. Transducer... 33
2.3.1. Force Transducer ... 34
2.3.2. Strain (regangan) ... 36
2.3.3. Strain Gages... 37
2.3.3.1. Jenis Strain Gages... 38
2.3.3.2. Bahan Strain Gages... 40
2.3.3.3. Perubahan Resistansi Strain Gages... 40
2.4. Motor DC... 41
ix
2.5. Rangkain R to V ... 42
2.6. Operational Amplifier (Op-amp) ... 43
2.6.1. Voltage Follower (buffer) ... 44
2.6.2. Differential Amplifier... 45
2.7. Instrumentation Amplifier ... 49
2.8. Zero and Span Circuit ... 51
3. PERANCANGAN SISTEM ... 52
3.1. Proses Cara Kerja Sistem Secara Keseluruhan... 52
3.1.1. Kerja Sistem Keseluruhan... 53
3.1.2. Proses Data Input ke PLC ... 53
3.1.3. Proses Dalam PLC... 54
3.2. Desain Mekanik ... 55
3.2.1. Mekanik Sensor... 55
3.2.2. Mekanik Keseluruhan... 55
3.3. Desain Hardware ... 57
3.3.1. Desain Hardware Input ... 57
3.3.1.1. Sensor Massa ... 57
3.3.1.2. Rangkaian R to V... 58
3.3.1.3. Instrumentation Amplifier... 62
3.3.1.4. Zero and Span ... 66
3.4. Desain Software ... 68
3.4.1. Ladder Diagram... 68
3.4.2. Runtime Screen... 75
4. PENGUJIAN ... 78
4.1. Pengujian Respon Sensor Strain Gages ... 78
4.2. Pengujian Untuk Penarikan Benang Jahit ... 88
4.3. Pengujian Elastisitas Bahan Pelat Yang Digunakan ... 89
4.4. Pengujian Elastisitas Kekuatan Dari Bahan Pelat Yang Digunakan Berdasarkan Teori Dan Perhitungan ... 90
5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 93
5.1. Kesimpulan... 93
5.2. Saran... 94
DAFTAR REFERENSI ... 96
LAMPIRAN ... 97
x
DAFTAR TABEL
2.1. Description Bagian dari PLC TSX Micro 37-21... 10
2.2. Input/Output TSX Micro 37-21... 11
2.3. Karakteristik TSX Micro 37-21... 12
2.4. General Characteristic TSX DMZ 28DR ... 13
2.5. Characteristics of the 24VDC Inputs TSX DMZ 28DR... 14
2.6. Characteristics of the Relay Outputs ... 16
2.7. Karakteristik TSX AEZ 801... 18
2.8. Dimensions Strain Gages ... 38
2.9. Active Gage Length... 39
2.10. Self-Temperature-Compentation (S-T-C) ... 39
3.1. Kalibrasi Pengukuran... 73
4.1. Pengujian Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan 79 4.2. Pengujian Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan 81 4.3. Pengujian Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan 83 4.4. Pengujian Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan 85 4.5. Pengujian Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan 87 4.6. Pengujian Output Zero and Span Berdasarkan Percobaan, Perhitungan .... 89
4.7. Pengujian Penarikan Untuk Benang Jahit ... 90
4.8. Pengujian Penarikan Untuk Benang Jahit ... 90
4.9. Pengujian Elastisitas Bahan Pelat ... 91
4.10. Pengujian Elastisitas Range Pengukuran Yang Diijinkan... 93
xi
DAFTAR GAMBAR
1.1. Block Diagram Rangkaian Interface ... 2
2.1. Sistem PLC... 6
2.2. Sourcing ... 8
2.3. Sinking ... 8
2.4. PLC TSX Micro 37-21 Dengan Mini Rack Tambahan... 9
2.5. PLC Schneider TSX Micro 37-21 ... 9
2.6. TSX DMZ 28DR ... 13
2.7. Terminal Input Module TSX DMZ 28DR... 15
2.8. Terminal Output Module TSX DMZ 28DR ... 16
2.9. Analog Input TSX AEZ 801... 17
2.10. Terminal Analog Input TSX AEZ 801... 19
2.11. Ladder Diagram... 20
2.12. Instruction List Language ... 20
2.13. Structured Text Language ... 21
2.14. Grafcet Language ... 21
2.15. Sequential Function Charts... 22
2.16. PL7 Pro Main Screen... 22
2.17. PL7 Pro File Menu ... 23
2.18. PL7 Pro Tools Menu ... 23
2.19. PL7 Pro PLC Menu ... 24
2.20. PL7 Pro PLC ... 24
2.21. PL7 Pro PLC ... 25
2.22. PL7 Pro PLC... 25
xii
2.23. PL7 Pro PLC ... 26
2.24. PL7 Pro PLC ... 26
2.25. PL7 Pro PLC ... 27
2.26. PL7 Pro PLC Menu ... 27
2.27. Transfer Data... 28
2.28. PL7 Pro PLC Menu ... 28
2.29. PL7 Pro PLC Menu ... 29
2.30. PL7 Pro PLC Menu ... 30
2.31. PL7 Pro PLC Menu ... 30
2.32. PL7 Pro PLC Menu ... 31
2.33. PL7 Pro PLC Menu ... 31
2.34. PL7 Pro PLC Menu ... 32
2.35. PL7 Pro PLC Menu ... 33
2.36. Gaya Yang Bekerja Apabila Pelat Mendapat Bending Akibat Beban... 35
2.37. Defleksi Akibat Dari Beban Yang Diberikan... 35
2.38. Hubungan Strain Jika Gaya Bekerja ... 37
2.39. Cantilever In Bending ... 37
2.40. Strain Gages ... 38
2.41. Two Active Strain Gages (tempat fisik) ... 38
2.42. Gage Pattern... 39
2.43. Elemen-elemen Dasar Sebuah Motor DC ... 42
2.44. Bridge Configuration ... 43
2.45. Skema Rangkaian OP AMP ... 44
2.46. Rangkaian Voltage Follower (Buffer) ... 44
xiii
2.47. Differential Amplifier ... 45
2.48. Differential AmplifierMmodification ... 47
2.49. Instrumentation Amplifier ... 49
2.50. Zero and Span Circuit... 51
3.1. Alat Uji Kekuatan Benang ... 52
3.2. Block Diagram Kerja Sistem... 53
3.3. Block Diagram Dari Data Input PLC... 53
3.4. Mekanik Sensor ... 55
3.5. Ukuran Pelat ... 55
3.6. Mekanik Secara Keseluruhan ... 57
3.7. Strain Gages ... 58
3.8. Bridge Configuration ... 59
3.9. Bridge Configuration Modification ... 60
3.10. Transformasi Star (Y) ke Delta ( ) ... 61
3.11. OP07 ... 63
3.12. Instrumentation Amplifier ... 64
3.13. Differensial Amplifier ... 66
3.14. Zero and Span Circuit... 68
3.15. Flow Chart Ladder Diagram Sistem Alat Uji Kekuatan Benang... 69
3.16. Tampilan Diplay Menggunakan Runtime Screen ... 76
3.17. Tampilan Diplay Menggunakan Runtime Screen... 77
4.1. Block Diagram Pengujian Respon Sensor ... 78
4.2. Grafik Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan ... 79
4.3. Grafik Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan... 81
xiv
4.4. Grafik Respon sensor strain gages terhadap beban yang diberikan... 83
4.5. Grafik Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan... 85
4.6. Grafik Respon Sensor Strain Gages Terhadap Beban Yang Diberikan... 87
4.7. Grafik Diagram Tegangan Ulur... 91
xv
DAFTAR LAMPIRAN
1. Desain Software Lengkap... 97 2. Desain Rangkaian Lengkap Untuk Alat Uji Kekuatan ... 97 3. Proposal Tugas Akhir ... 99
