LAPORAN TUGAS AKHIR Pengontrolan motor Conveyor pada Prototype Cooling Tunnel untuk produk cokelat Berbasis Programable Logic Controller ( PLC )

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Pengontrolan motor Conveyor pada Prototype Cooling Tunnel

untuk produk cokelat Berbasis Programable Logic Controller

( PLC )

Programable Logic Controller (PLC) based conveyor’s motor

controlling in cooling tunnel prototype for chocolate pruduct

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara

Disusun oleh :

Ambang Bayu Utama

NIM : 091611004

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

(2)

(3)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Ambang Bayu Utama

NIM : 091611004

Tempat, Tanggal Lahir : Indramayu, 17November 1991

Jenis Kelamin : Laki-laki

Alamat : Blok kapulandak RT 05 RW 02,

Desa Tenajar Lor Kec. Kertasemaya, Kab. Indramayu

Kode Pos : 45273

Nomor Telp/HP : 087882166496

Alamat e-mail : bayu.race09@gmail.com

SD lulus tahun : 2003 MI PUI Tenajar Lor 1

SMP lulus tahun : 2006 SMPN 2 Sukagumiwang

SMA lulus tahun : 2009 SMAN 1 Sliyeg

(4)

“Karena sungguh, bersama kesukaran ada keringanan, sungguh bersama kesukaran ada keringanan. Karena itu, selesai (tugasmu), teruslah rajin

bekerja. Kepada Tuhanmu tujukan permohonan” (QS Alam Nasyrah : 5-8)

“Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua dengan penuh kesayangan dan ucapkanlah: “Wahai Tuhanku, kasihilah mereka keduanya, sebagaimana

mereka berdua telah mendidik aku waktu kecil.”

(Q.S Al Israa, 17:24)

“Dan Kami perintahkan kepada manusia (berbuat baik) kepada dua orang ibu-bapanya; ibunya telah mengandungnya dalam keadaan lemah yang bertambah-

tambah, dan menyapihnya dalam dua tahun. Bersyukurlah kepadaKu dan kepada dua orang ibu bapakmu, hanya kepada-Kulah kembalimu.

(Q.S Luqman, 31:14).

Ampunilah dosa-dosa kami dan kedua orang tua kami, sayangilah mereka seperti mereka menyayangi hamba dari kecil hingga sekarang, rahmatilah keluarga kami menjadi keluarga yang selalu ingat, tunduk, takut, bersyukur kepada-MU, pertemukan kami kembali di syurga-MU, jadikan keluarga kami selalu bersholawat kepada Rosul-Mu agar kami selalu menjadi hamba-Mu yang

selalu berpegang teguh kepada tauhid yang di bawa baginda Rosul. Aamiin

“Kupersembahkan untuk keluargaku tercinta”

(5)

ABSTRACT

With the growing controlled system used in small industries and big industries which was originally used hard wired into programmable logic controller requires the students know and understand about PLC, because PLC makes it easy for user to change a system without changing the electrical circuit. Therefore in this final project the authors designed a conveyor control in prototype refrigeration system cooling tunnel based PLC. Control system is intended to control the on / off conveyors and find out how much power needed to drive the conveyor and to know the speed of conveyor.

In the control system, there are three digital inputs are sourced from the switch, push button and a motion sensor, while output in the form of on / off conveyor motors. The series consists of hardware and software that connect the two using a simple wiring.

From the test results show the hardware and software in accordance with the design control process,average velocity of conveyor is 0.3919 m/s resulting in a delay for 2 seconds off the conveyor motors.

Keywords : PLC, conveyor, motor, PIR

(6)

ABSTRAK

Dengan semakin berkembangnya sistem pengontrolan yang digunakan industri-industri kecil maupun besar yang semula menggunakan hard wired menjadi Programable logic controller (PLC) menuntut para mahasiswa mengetahui dan mengerti mengenai PLC, karena PLC memberikan kemudahan bagi penggunanya untuk merubah suatu sistem tanpa mengubah rangkaian kelistrikannya. Oleh karena itu pada tugas akhir ini penulis merancang pengontrolan konveyor pada Prototype sistem refrigerasi cooling tunnel berbasis PLC, Sistem pengontrolan ini ditujukan untuk mengontrol on/off konveyor dan mengetahui berapa daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor serta mengetahui kecepatan konveyor. Pada sistem pengontrolan ini terdapat tiga buah input digital yang bersumber dari saklar, push button dan sensor gerak sedangkan outputnya berupa on/off motor konveyor. Rangkaian terdiri dari hardware dan software yang dikoneksikan keduanya menggunakan wiring sederhana.

Dari hasil pengujian hardware dan software menunjukan proses pengontrolan sesuai dengan perancangan, rata-rata kecepatan konveyor adalah 0.3919 m/s sehingga menghasilkan delay untuk off motor konveyor 2 detik.

Kata kunci : PLC, konveyor, motor, PIR

(7)

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum. Wr. Wb

Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang yang selalu melimpahkan Rahmat dan Karunia Nya.Sehingga berkat rahmatNya lah penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. Laporan ini berjudul ““Pengontrolan Conveyor pada Prototype sistem Refrigerasi Cooling Tunnel Berbasis Programable Logic Controller ( PLC )”

Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan segala kemudahan, dorongan, bantuan baik moril maupun materil kepada penulis selama penyusunan laporan tugas akhir ini.

Ucapan terima kasih penulis ditujukan kepada yang terhormat:

1. Kedua orang tua tercinta, yang telah memberikan do’a dan restu selama penyusunan laporan tugas akhir.

2. Bapak Ade Suryatman Margana, ST. M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang telah memberikan ijin untuk kerja praktek di PT Bukit Asam

3. Bapak DR. Drs. Pratikto, MT dan Bapak Aries Haryono,ST.,MT sebagai

dosen pembimbing yang telah banyak memberikan waktu, tenaga, perhatian dan pengarahannya selama pelaksanaan tugas akhir maupun perbaikan dan koreksi pada laporan

4. Rekan tugas akhir penulis yaitu Adi guna priadi, Fuja pratama dan Tia nurul syifa yang telah bersama-sama berjuang menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Ucapan terima kasih khusus penulis ucapkan kepada Pak bambang, awalul ikhsan yang telah membantu dalam proses perakitan mekanik.

6. Untuk teman – teman 3A semuanya yang memberikan banyak pelajaran berharga kepada penulis

7. Untuk temen-temen IDA POLBAN, AB, Apri, Johan, Agus, Opik, Dodi, Asep, Zaki dan seluruhnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.

(8)

Semoga semua amal baiknya mendapatkan imbalan yang jauh lebih baik dari Allah SWT

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini penulis berupaya untuk dapat mengerjakannya dengan segala kemampuan yang ada untuk mendapatkan hasil yang terbaik,sejalan dengan tujuan dari pembuatan laporan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam laporan tugas akhir ini banyak kekurangan ataupun kesalahan karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu ,penulis mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan dan perbaikan laporan penulis selanjutnya.

Akhirnya,penulis berharap besar semoga laporan tugas akhir yang telah dihasilkan penulis ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak.

Bandung, Juli 2012 Penulis

Ambang bayu utama 091611004

(9)

DAFTAR ISI Lembar pengesahan ... i Lembar Dedikasi ... i Abstrak ... iii Kata Pengantar ... iv Daftar Isi ... vi Daftar Gambar ... ix Daftar Tabel ... xi

Daftar Lampiran ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 1 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Metode Penelitian ... 2 1.5 Sistematika Penulisan ... 2

BAB II DASAR TEORI 2.1 Motor DC ... 4

2.2 Sensor PIR (Pyroelectric Infrared) ... 5

2.3 Relay ... 6

2.3.1 Karakteristik Relay ... 8

2.3.2 Rangkaian Driver Relay ... 8

2.4 Programable logic controller (PLC) ... 9

2.4.1 Definisi PLC ... 9 2.4.2 Komponen utama PLC ... 10 2.4.3 Kegunaan PLC ... 11 2.4.4 Ladder Diagram ... 13 2.4.5 PLC Yokogawa FA-M3 ... 14 2.5 Power supply ... 16 2.5.1 Transformator ... 18

2.5.2 Rangkaian tegangan searah (DC) ... 17

2.6 Konveyor ... 19

BAB III PERENCANAAN DAN DESKRIPSI KERJA 3.1. Perancangan ... 20

(10)

3.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 23 3.4. Perancangan Perangkat Lunak (software) ... 29 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA

4.1 Pengujian software dan hardware ... 38 4.2 Perhitungan dan Analisis data ... 45 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 49 5.2 Saran ... 49

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kaidah tangan kanan ... 4

Gambar 2.2 Sensor PIR ... 5

Gambar 2.3 Jangkauan dari sensor PIR ... 6

Gambar 2.4 Rangkaian aplikasi PIR ... 6

Gambar 2.5 Relay SPDT ... 7

Gambar 2.6 Relay DPDT ... 7

Gambar 2.7 Relay ... 8

Gambar 2.8 Driver Relay DPDT ... 9

Gambar 2.9 Diagram blok dasar ... 10

Gambar 2.10 Interaksi Komponen-komponen sistem PLC ... 10

Gambar 2.11 Diagram blok CPU dan modul input/ouput ... 11

Gambar 2.12 Kontrol Panel PLC dan Hard wire ... 12

Gambar 2.13. Skema ladder diagram. ... 13

Gambar 2.14. (a) dan (b) Simbol kondisi kerja koil pada ladder diagram. ... 13

Gambar 2.15. (a) dan (b) Simbol kondisi kerja koil pada ladder diagram. ... 14

Gambar 2.16. (PLC Yokogawa FA-M3). ... 14

Gambar 2.17 (Main unit dan sub unit PLC Yokogawa FA-M3). ... 15

Gambar 2.18 Software WideField 2. ... 15

Gambar 2.19. Diagram operasi WideField 2 ... 16

Gambar 2.20 gulungan trafo ... 16

Gambar 2.21 Rangkaian tegangan DC ... 17

Gambar 2.22 Grafik tegangan keluaran kapasitor ... 18

Gambar 2.23 Diagram skematik LM78xx ... 18

Gambar 2.24 Aplikasi LM78xx ... 19

Gambar 3.1. Flow chart perancangan sistem ... 22

Gambar 3.2 Rancangan prototype cooling tunnel ... 22

Gambar 3.3 flow chart cara kerja sistem ... 23

Gambar 3.4. (PLC Yokogawa FA-M3). ... 24

Gambar 3.5. FA-M3 controller. ... 24

Gambar 3.6 FA-M3 base module ... 25

(12)

Gambar 3.8 FA-M3 CPU module ... 26

Gambar 3.9 FA-M3 I/O module ... 26

Gambar 3.10 Aplikasi rangkaian sensor PIR ... 27

Gambar 3.11 Rangkaian power supply ... 28

Gambar 3.12 Rangkaian power supply dengan SCR ... 28

Gambar 3.13 Rangkaian koneksi antar komponen ... 30

Gambar 3.14. Cara mengakses WideField 2 ... 31

Gambar 3.15. Membuat project baru di WideField 2 ... 31

Gambar 3.16. Membuat projct block baru di WideField 2 ... 32

Gambar 3.17.setitng komunikasi di WideField 2 ... 32

Gambar 3.18.Definisi program ... 33

Gambar 3.19 (a) Rangkaian AND (b) Rangkaian OR ... 34

Gambar 3.20 Program yang dibuat ... 34

Gambar 4.1 Diagram sistem ... 36

Gambar 4.2 cara download program ke PLC ... 38

Gambar 4.3 Device monitor program ... 39

Gambar 4.4 I/O configuration ... 39

Gambar 4.5 Input/Output relay monitor ... 40

Gambar 4.6 Internal relay monitor ... 40

Gambar 4.7 Timer Monitor ... 41

Gambar 4.8 Input / Output relay monitor ... 42

Gambar 4.9 Internal Relay Monitor ... 42

Gambar 4.11 Internal Relay Monitor ... 43

Gambar 4.15 Grafik Kecepatan pulley terhadap waktu ... 47

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Deskripsi base module ... 25

Tabel 3.2 Deskripsi Power supply module ... 25

Tabel 3.3 Deskripsi CPU module ... 26

Tabel 3.4 Deskripsi I/O module ... 26

Tabel 3.5 Tabel nilai kebenaran AND ... 33

Tabel 3.6 Tabel nilai kebenaran OR ... 33

Tabel 3.7 Alamat yang digunakan ... 35

Tabel 4.1 Kecepatan konveyor ... 46

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

1. Data sheet

2. Gambar sistem dan kelistrikannya 3. Contoh Ledder Programming

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Datasheet Fairchild LM78xx.

Datasheet NXP Semiconductors BT151-800R. Hardware manual FA-M3.

Rijono yon Drs., Dasar teknik tenaga listrik (1997), Edisi pertama, Yogyakarta, Penerbit :ANDI

Suga Kiyokatsu Prof., diterjemahkan oleh Sularso, MSME IR (1983),Dasar perancangan dan pemilihan elemen mesin, Institute Teknologi Bandung, Penerbit PT Pradnya pramita

Sutarsa, Ujang. Diklat Pengenalan Programmable Logic Controller

Technical information FA-M3 programming tool WideField 2 for ladder. www.wikipedia.org