Teknik Mesin Universitas Mercu Buana 7

(1)

Teknik Mesin

Universitas Mercu Buana 7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Pneumatik

Kata pneumatic berasal dari bahasa Yunani “ pneuma “ yang berarti nafas atau udara. Jadi pneumatic berarti berisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam teknologi industri (khususnya teknik mesin) merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanis dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Titik persamaan dalam penggunaan tersebut ialah semua menggunakan udara sebagai fluida kerja (jadi udara mampat sebagai pendukung, pengangkut dan pemberi tenaga). Sistem pneumatik dibedakan berdasarkan media penggerak katub, yaitu: 1. Pneumatik murni,

Sistem pneumatik dengan menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katubnya juga menggunakan tekanan udara.

2. Elektro pneumatic,

Sistem pneumatik dengan udara sebagai media dan penggerak katupnya menggunakan arus listrik.

3. Pneumatik hidrolik,

Sistem pneumatik menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katupnya menggunakan tekanan aliran hidrolik.

2.2 Pneumatik Murni

Sistem pneumatik dengan menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katupnya juga menggunakan tekanan udara.

2.2.1 Persamaan Dasar Pneumatik

Sebagai hukum-hukum dasar udara bertekanan, terdapat hukum Pascal dan hukum Boyle yang dijabarkan, sebagai berikut:

(2)

Teknik Mesin

1. Hukum Pascal[1]

Tentang perpindahan tekanan statis, terdapat hukum pascal yang secara eksperimen dibuktikan oleh B. Pascal. Hukum ini menyatakan bahwa tekanan yang diberikan ke suatu bagian dari suatu fluida dalam sebuah ruangan akan bekerja tegak lurus pada smua bagian dalam ruangan itu.

Gambar 2.1 Ilustrasi Hukum Pascal [2]

Apabila permukaan A1 ditekan dengan gaya sebesar F1 maka tekanan

yang terjadi dapat dijelaskan pada persamaan 2.1.

1 1 1 A F P  ... (2.1) dengan; P = Tekanan (N/mm2) F = Gaya (N) A = Luasan (mm2)

Sehingga tekanan sebesar P diteruskan ke segala arah atau kesemua bagian pada sistem, sehingga permukaan A2 terangkat maka tekanan yang

terjadi dapat dijelaskan pada persamaan 2.2.

2 2 2 P.A F  ... (2.2) Karena P1 = P2 maka : 2 2 1 1 A F A F _ ... (2.3) dengan; P = Tekanan (N/mm2) F = Gaya (N) A = Luasan (mm2₎

(3)

Teknik Mesin

2. Hukum Boyle[1]

Hukum Boyle-Mariotte menyatakan “pada temperatur konstan, volume (V) gas berbanding terbalik dengan tekannya (P), pada saat sebuah piston silinder didorong volume gas berkurang karena tekanan gas naik” maka tekanan yang terjadi dapat dijelaskan pada persamaan 2.4 dibawah ini.

P1 . V1 = P2 . V2 = Konstan ... (2.4)

dengan;

P = Tekanan (N/mm2) V = Volume (m3)

Gambar 2.2 Ilustrasi Hukum Boyle-Mariotte [1]

2.2.2 Keuntungan Dan Kerugian Pada Pneumatik

Pneumatik memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi juga terdapat segi-segi yang merugikan atau keterbatasan dalam penggunaannya. Keuntungan penggunaan pneumatik, yaitu:

1. Fluida kerja yang digunakan (udara) mudah diperoleh. 2. Bersih dan kering.

3. Tidak peka terhadap suhu.

4. Aman terhadap kebakaran dan suhu. 5. Pengawasan lebih mudah.

6. Fluida kerja cepat.

(4)

Teknik Mesin

Kerugian pneumatik, yaitu:

1. Gaya tekan terbatas atau relative kecil. 2. Pelumasan udara mampat.

3. Kelembaban udara.

4. Ketidak teraturan gerakan pada kecepatan yang relative kecil (kurang dari 0,25 cm/detik).

Hal-hal yang merugikan dari alat pneumatik ini dapat dianggap sebagai pembatas-pembatas tertentu. Hal-hal yang merugikan di atas dapat dikurangi dengan jalan sebagai berikut:

1. Pengamanan yang cocok dari komponen-komponen alat pneumatik. 2. Pemilihan sistem pneumatik yang diinginkan.

3. Kombinasi yang sesuai tujuannya dari berbagai system pergerakan dan pengendalian (elektrik, hidrolik dan pneumatik).

2.2.1 Elektro Pneumatik

Sistem pneumatik dengan udara sebagai media dan penggerak katupnya menggunakan arus listrik. Pada sistem kendali ini untuk menggerakan rangkaian peralatan pneumatik menggunakan sinyal listrik (AC atau DC) dari peralatan kelistrikan lainnya.

2.2 Peralatan Pendukung Sistem Pneumatik

Peralatan pendukung dalam instalasi pneumatik terdiri dari kompresor dan unit pelayanan udara (Air Service Unit).

2.3.1 Kompresor

Kompresor adalah alat untuk memampatkan udara dan gas. Prinsip dasar dari kompresor yaitu menghisap udara bebas dari atmosfer bebas, torak silinder bergerak bolak-balik untuk menghisap, menekan, dan mengeluarkan gas secara berulang-ulang. Udara yang dihisap melalui filter,kemudian udara tersebut dipompakan kedalam tanki penampung yang disebut reservoir sampai pada tekanan kerja yang dibutuhkan. Penggerak dari kompresor adalah motor listrik yang dikontrol dengan saklar (switch). Pengendalian tekanan yang berhubungan

(5)

Teknik Mesin

dengan penampung. Bila batas atas sudah dilampaui, kompresor berputar bebas tanpa beban. Selama tekanan turun dibawah nilai tertentu, maka kompresor terhubung kembali dengan keadaan beban penuh (daya penuh).

Gambar 2.3 Sistem Suplai Udara[3]

Penempatan instalasi kompresor yang akan dipasang perlu mempertimbangkan hal di bawah ini:

1. Instalasi kompresor harus sedekat mungkin dengan tempat-tempat yang membutuhkan udara bertekanan.

2. Daerah sekitar kompresor tidak boleh berdekatan dengan gas yang mudah terbakar atau zat yang mudah terbakar.

3. Pemeriksaan dan pemeliharaan harus dapat dilkaukan dengan mudah. 4. Ruang kompresor harus terang, cukup luas, dan mempunyai pentilasi

yangbaik.

(6)

Teknik Mesin

2.2.3 Unit Pelayanan Udara (Air Service Unit)

Gambar 2.4 Unit Pelayanan Udara[4]

Unit pelayanan udara (Air Service Unit) adalah suatu gabungan atau kombinasi dari berbgai komponen penyedia udara bertekanan, yang terdiri dari empat komponen utama yaitu:

a. Penyaring Udara

Pemilihan penyaring udara yang benar memegang peranan yang sangat penting dalam pengadaan udara bertekanan. Parameter penyaring udara adalah pada ukuran pori-porinya. Ukuran pori-pori peyaring menunjukan ukuran partikel-partikel minimum yang dapat di saring dari udara bertekanan. Mangkuk saringan harus dibersihkan secara berkala, dari butran-butiran debu dan karat. Hal ini untuk menghindari terjadinya penyumbatan pada saluran keluarnya. Karakteristik yang terpenting dari penyaring udara adalah tingka efisiensinya, yaitu banyaknya partikel yang tersaring dari aliran udara.

b. Pengatur Tekanan Udara

Tekanan udara yang keluar dari kompresor masi memunyai tekanan tinggi, sehingga pengatur tekanan diperukan untuk menjaga atau mengatur dari tekanan kompresor menjadi tekanan kerja. Perubahan tekanan dalam sistem pipa dapat berdampak negatip pada kerja katup dan langkah silinder. Tekanan yang konstan adalah salah satu syarat agar operasi

(7)

Teknik Mesin

control pneumatic bebas dari kesalahan. Biasanya alat ini dipasang menjadi satu dengan penyaring udara.

Gambar 2.5 Pengatur Tekanan Udara[4]

Prinsip kerja pengatur tekanan udara (gambar 2.5) adalah sebagai berikut:

Udara bertekanan mengalir kedalam pengatur tekanan dan bergerak atas dasar diafragma. Pegas yang dapat disesuaikan penekanannya dengan memutar knop bergerak melawan sisi yang lain dari diafragma. Jika udara bertekanan dipakai pada sisi sekunder, gaya gerakan pada diafragma berkurang. Pegas penekan menekan melawan batang katup sehingga mengangkat cincin seal penutup dari dudukan katup. Udara bertekanan dapat mengalir kedalam sampai keadaan keseimbangan sudah dicapai kembali.

Apabila tekanan sekunder (sisi kerja) naik sampai diatas harga yang di setel sebelumnya missal: akibat gaya luar bergerak pada bagian kerja atau pengaturan yang rendah dari pegas penekan, maka beban yang lebih besar pada diafragma akan mendorong pegas ke bawah. Maka batang katup akan terangkat dari dudukan katup dan udara bertekanan dari sisi sekunder dapat keluar melalui lubang pembung. Udara bertekanan akan terus menerus keluar sampai pada batas yang disetel sebelumnya tercapai lagi. Lubang pembuangan tidak boleh tertutup, karena akan berakibat perlengkapan dalamnya tidak berfungsi. Lubang semprot pengimbang akan mempercepat aliran udara sekunder dan tekanan udara turun

(8)

Teknik Mesin

berdasarkan difragma, andaikata volume alirannya lebih tinggi. Hal ini dapat mencegah penurunan sekunder dengan angka aliran yang tinggi.

c. Pengukur Tekanan

Biasanya pengatur tekanan dipasang atau dilengkapi dengan sebuah pengukur tekanan yang menunjukan besarnya tekanan udara yang mengalir sesudah melalui pengatur tekanan.

Gambar 2.6 Pengukur Tekanan Udara[4]

d. Pelumas (Lubricator)

Bagian-bagain yang bergerak dan menimbulkan gesekan memerlukan pelumas, termasuk didalamnya komponen-komponen pneumatic (silinder dan katup). Untuk menjamin supaya bagian-bagian yang bergesekan pada komponen tersebut dapat bekerja dan dipakai terus menerus, maka hrus diberi pelumas yang cukup. Minyak pelumas harus ditambahkan dengan jumlah tertentu keudara bertekanan dengan memakai perangkat pelumasan (lubricator).

Keuntungan pelumasan adalah:

a) Memungkinkan terjadinya penurunan angka gesekan. b) Dapat memberikan perlindungan dari korosi.

(9)

Teknik Mesin

Gambar 2.7 Lubricator [4]

Perinsip kerja pelumas adalah sebagai berikut:

Perangkat pelumas (lubricator) bekerja menurut perinsip venturi. Udara bertekanan mengalir melewti perangkat lumas melalui saluran masuk ke saluran keluar. Katup pengecek menutup lintasan udara ketika tidak ada udara yang sedang mengalir. Sewaktu udara mengalir, katup pengecek membuka dan udara bertekanan dapat mengalir dengan bebas ke saluran keluar.

Pembatas dalam lintasan aliran menimbulkan penurunan tekanan. Ruang hampa terjadi di sekitar lengkungan penates dan oli terhisap keatas melalui pipa oli. Tetesan-tetesan oli terbawa dalam aliran udara melaui pipa berbentuk kabut dan diteruskan menuju komponen-komponen pneumatik. Bushing dan katup pengecek memungkinkan untuk menambah volume oli dalam gelas, sementara perangkat lumas sedang dalam keadaan bekerja.

Dengan sekrup pengatur, banyaknya oli yang dikabutkan dapat diatur. Gelas mangkuk oli harus dijaga selalu bersih, sehingga batas oli dalam gelas dapat selalu terlihat.

2.3 Unit Penggerak (Actuator)

Aktuator adalah suatu alat untuk mengubah sinyal output tertentu menjadi tenaga kerja yang di manfaatkan. Dalam hal ini digunakan aktuator berupa

(10)

Teknik Mesin

silinder pneumatik. Besarnya tenaga yang dihasilkan tergantung dari besarnya tekanan, luas penampang silinder, dan gesekan yang timbul antara dinding dalam silinder dengan dinding luar torak silinder.

2.3.1 Silinder Penggerak Ganda (Double Acting Cylinder)

Silinder kerja ganda digunakan terutama apabila torak diperlukan untuk melakukan kerja bukan hanya pada gerakan maju, tetapi juga pada gerakan mundur. Dengan memberikan udara bertekanan pada sat sisi permukaan sisi piston dan sisi yang lain terbuka.silinder kerja ganda memiliki dua saluran.

Silinder kerja ganda mempunyai keuntungan yaitu bisa dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pelaksanaannya lebih fleksibel.

Gambar 2.8 Silinder Penggerak Ganda[4]

Untuk menghitung ukuran silinder yang diperlukan, dapat dipergunakan rumus berikut: Rr P A F .  ... (2.5)[7] Di mana:

F = Gaya tekan silinder (N)

A = Luas penampang silinder tanpa batang torak (mm2) d = Diameter dalam silinder (mm)

P = Tekanan kerja (N/mm2)

(11)

Teknik Mesin

Sedangkan untuk menghitung kebutuhan udara pada silinder double acting dipergunakan rumus berikut:



(h . , . D ) h . , . (D d )



. n . perbandingan kompresi

Q 0785 2  0785 2 2 ... (2.6)[7] 1031 0 1031 0 031 , 1 031 1 2 , ) m erasi (N/m Tekanan op , ) erasi (bar Tekanan op , i an kompres Perbanding     Di mana:

Q = Debit udara yang dibutuhkan (cm3/menit) D = Diameter dalam silinder (mm)

d = Diameter batang torak (mm) h = Panjang langkah silinder (mm)

2.4 Katup (Valve)

2.4.1 Katup Pengatur Satu Arah Aliran (Check Thortle Valve)

Katup ini berfungsi sebagai pengatur debit aliran. Pada katup ini, aliran udara satu arah saja.

Gambar 2.9 Katup Kontrol Satu Arah[4]

Katup-katup ini digunakan untuk mengatur kecepatan pada silinder-silinder pneumatik. Jika memungkinkan katup check thortle hendaknya harus di pasang langsung dekat silinder.

(12)

Teknik Mesin

2.4.2 Katup 5/2 Solenoid Ganda Prinsip kerja solenoid:

Solenoid bekerja berdasarkan perinsip dasar elektro magnet, apabila konduktor (kabel tembaga) dibentuk menjadi sebuah lilitan (koil) dan arus listrik mengalir melalui konduktor, maka terjadi Electromotive Force (EMF). Garis-garis gaya yang terjadi di sekitar konduktor terpusat dalam suatu kumparan. Bentuk kumparan ini memusatkan EMF dalam satu arah, dimana arah aliran EMF terjadi sepanjang kumparan.

Dengan menambahkan jumlah lilitan konduktor, maka medan magnet yang terjadi akan menguat dan EMF meningkat. Untuk penggunaan solenoid, elektro magnet terdiri dari kumparan sederhana yang tidak menghasilkan EMF yang cukup untuk menggerakan tuas dari katup. EMF akan meningkat dengan penggunaan arus listrik yang sama, apabila kumparan konduktor dililitkan pada inti dari besi dibandingkan lilitan tanpa inti.

Gambar 2.10 Katup 5/2 Dengan Penggerak Solenoid Ganda[4]

Sepeti diunjukan pada gambar 2.10, katup ini mempunyai dua buah solenoid diasumsikan bahwa sinyal terakhir diaplikasikan pada solenoid 14, aliran udara dari 1 menuju ke 2 dan keluar dari 4 kelubang 5. Saat sinyal berpidah dari 14 disk tetapseimbang dan tidak terjadi perubahan pada baian saklar katup.

Sinyal diaplikasikan pada solenoid 12 sehingga mendorong katup dan mengubah aliran udara dari 1 menuju 4 dan pembuangan pada 2 melalui 3.

(13)

Teknik Mesin

Lain lagi dengan pegas balik, katup solenoid ganda membalikan dengan posisi saklar terakhir, meskipun tenaga telah dipindahkan dari kedua solenoid, sampai sinyal posisi teraplikasikan. Dalam sirkuit elektro pneumatik memunyai beberapa keuntungan, diantaranya hanya terplikasikan durasi sinyal yang sangat cepat dengan sedikit sentuhan (10-25 ms) yang dibutuhkan saklar katup. Supplai tenaga listrik yang dibutuhkan bias diperkecil. Dalam sirkuit dengan rangkaian aksi yang komplek, posisi silinder ditahan tanpa membutuhkan susunan saklar yang menyulitkan untuk mengancing katup dan posisi silinder.

2.5 Programmable Logic Controller (PLC)

PLC adalah kependekan dari Programmable Logic Controller. Programmable menunjukan kemampuannya dapat di ubah-ubah sesuai dengan program yang dapat dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat. Logic menunjukan kemampuannya dalam hal memproses input secara aritmatik (Aritmatik Logic Unit) , yakni melakukan operasi negosiasi, mengurangi, membagi, mengalikan, menjumlahkan, dan membandingkan. Sedangkan Controller menunjukan kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan keluaraan yang diinginkan.

Berdasarkan IEC 1131,part1 definisi PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebagai berikut:

“PLC adalah suatu peralatan yang bekerja secara digital, yang di desain untuk peralatan industry, yang menggunakan sebuah memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan internal dari pengguna yang berorientasi pada perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus, seperti logic, sequencing, timing, counting, dan arithmetic, untuk mengontrol berbagai input dan output baik berupa digital maupun secara analog. PLC telah di desain sedemikian rupa sehingga dapat dengan mudah digunakan dalam sistem control industry dan mudah dipergunakan dalam semua fungsi yang diinginkan.”

Pada dasarnya PLC merupakan suatu peralatan mikro prosesor serba guna yang dirancang khusus untuk dapat bekerja dilingkungan industry yang cukup berat dan kasar, seperti kelembaban udara yang tinggi dan tingkat polusi debu yang tinggi. Sistem control indutri yang menggunakan control PLC mampu

(14)

Teknik Mesin

mengontrol proses kerja mesin-mesin dengan kehandalan, daya guna, dan ketelitian yang tinggi.

Perangkat sistem PLC memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

 Pemerograman yang sangat sederhana.

 Program dapat diubah tanpa mempengaruhi sistem.

 Lebih ringkas, murah, dan lebih mudah pengaturannya dibandingkan dengan sistem control relay.

 Sederhana dan mudah perawatannya.

PLC memiliki keunggulan sebagai berikut:

1. Pernagkat keras PLC mampu diprogram dan diprogram ulang dengan cepat oleh pemakai dengan sedikit mungkin menimbulkan gangguan pada proses kerja mesin-mesin prduksi.

2. Sistem kontrol PLC memiliki perawatan dan perbaikan yang mudah, dimana beberapa indicator dan peralatan bantu telah tersedia sebagai bagian dari sistem, sehingga mudah dalam melacak, menemukan, dan memperbaiki kerusakan.

3. Perangkat PLC lebih kecil dalam pemakaiian ruang dan konsumsi daya listrik.

4. PLC mampu berkomunikasi dengan sistem pusat pengumpul datauntuk keperluan pemantauuan operaasi dari sentral.

5. Sinyal keluaran dari PLC mampu menjalankan penggerak mekanik motor listrik dan magnet solenoid valve dengan catu daya bolak-balik sampai besar arus kerja tipikal maksimum 2A.

6. Perangkat keras sistem control PLC memiliki konfigurasi yang dapat dikembangkan dengan sedikit munggkin pada sistem.

7. Strukur memori PLC menyediakan fasilitas yang dapat dikembangkan. 8. PLC lebih ekonomis dibandingkan sistem control elektro magnetic bila di

tinjau dari segi harga dan biaya pengemasan.

Selain terdapat keunggulan diatas terdapat juga beberapa kekurangan yang dimiliki oleh sisem control PLC, diantanranya yaitu harganya yang mahal

(15)

Teknik Mesin

sehingga membutuhkan investasi yang besar. Keadaan lingkungan juga berpengaruh terhadap PLC, missal pada lingkungan yang memiliki panas yang tinggi. Pada vibrasi yang tinggi penggunaannya juga kurang cocok karena dapat merusak PLC.

2.5.1 Perinsip Kerja PLC

Pada prinsipnya sebuah PLC melalui modul input bekerja menerima data-data berupa sinyal-sinyal dari peralatan input luar (external input device) dari sistem yang dikontrol. Peralatan input dari luar antara lain berupa saklar, tombol, dan sensor. Data-data masukan yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh input modul A/D (analog to digital input module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh unit prosesor sentral atau CPU (Central Procecing Unit) yang ada dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang telah dibuat dan disimpan dalam ingatan (memori). Seterusnya CPU mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui modul output dalam bentuk sinyal digital.

Gambar 2.11 Prinsip Kerja PLC[5]

Kemudian oleh modul output D/A sinyal digital itu bila perlu diubah lagi menjadi sinyal analog. Pada akhirnya sinyal analog inilah yang mampu menggerakkan peralatan output luar (external output device) dari sistem kontrol antara lain

Programmer

Power Supply CPU Memori

Peralatan Output Luar Model I/O

Peralatan Input Luar

(16)

Teknik Mesin

berupa kontaktor, solenoid valve, heater, alarm di mana nantinya dapat untuk mengoperasikan secara otomatis sistem kerja yang dikontrol tersebut.

2.5.2 Komponen-Komponen PLC

PLC terdiri dari beberapa komponen yaitu: a. Hardware

b. Software

2.6.2.1Piranti Keras (hardware)

Hardware dalam PLC adalah modul input/output yang terdiri dari dua bagian yaitu modul input dan modul output. Terminal masukan dihubungkan dengan sensor-sensor, sedangkan terminal keluaran dihubungkan dengan aktuator dalam hal ini adalah katup dan solenoid. Beberapa tipe modul I/O antara lain 8, 12, atau 16 modul.

a. Modul Input

Modul input dari sebuah PLC adalah modul yang merupakan sebuah penghubung dari sensor-sensor. Sinyal sensor akan dikirimkan ke pengolah sinyal yaitu perangkat komputer.

Modul input memiliki fungsi penting sebagai berikut:

 Mampu mendeteksi sinyal dengan baik.

 Mengubah sinyal kontrol menjadi sinyal logika.

 Melindungi komponen elektronik yang sensitif dengan tegangan balik.

 Menyaring sinyal.

b. Modul Output

Modul output menghubungkan sinyal dari programmer, dalam hal ini adalah sebuah perangkat komputer menuju elemen kendali akhir yaitu aktuator, yang bergantung pada perintah yang diberikan.

Berikut ini fungsi utama dari modul output:

(17)

Teknik Mesin

 Melindungi komponen eletronik sensitif dari tegangan balik dari perangkat komputer.

 Melindungi modul output dari hubungan arus pendek dan beban berlebih.

 Meningkatkan daya untuk aktuasi elemen kendali akhir utama, yaitu silinder pneumatik.

2.6.2.2Software

Software yang dimaksudkan adalah bahasa pemrograman yang dilakukan dalam membuat program perintah yang digunakan untuk mengontrol sistem pneumatik.

Gambar 2.12 Diagram Alir Prosedur Pemrograman

Dalam pembuatan program PLC harus diperhatikan prosedur dan urutan langkah yang harus dilakukan. Berikut ini merupakan diagram alir untuk prosedur pembuatan program.

Bahasa pemrograman yang digunakan adalah sebagai berikut: Permasalahan

Gambaran Masalah

Daftar Alokasi

Transmisi ke Sistem Control

Sensor

(18)

Teknik Mesin

a) Diagram Ladder (LDR)

Diagram ladder (tangga) merupakan diagram kontrol pada PLC. Diagram ini dinamakan tangga karena bentuknya menyerupai tangga. Pada penggambaran diagram tangga dikenal dengan simbol-simbol sebagai berikut:

 Saklar Normally Open (NO), saklar ini menandakan keadaan saklar yang normalnya pada posisi OFF atau terbuka, dan akan ON/terhubung jika relay telah dialiri listrik.

Gambar 2.13 Simbol NO[5]

 Saklar Normally Closed (NC), saklar ini menandakan keadaan saklar yang normalnya pada keadaan ON/tertutup, jadi jika saklar tersebut diaktifkan maka akan menjadi OFF/terbuka.

Gambar 2.14 Simbol NC[5]

 Keluaran dapat berupa relay yang akan mengaktifkan kontak-kontak sensor NO dan NC.

(19)

Teknik Mesin

Pada bahasa pemrograman PLC juga terdapat gerbang logika. Gerbang merupakan sebuah rangkaian dengan satu atau beberapa masukan yang akan menghasilkan satu buah keluaran bila diberi masukan. Pada dasarnya gerbang logika dapat dianalogikan sebagai saklar. Saklar mempunyai dua buah keadaan, yaitu ON “0” untuk keadaan OFF.

 Gerbang AND

Dianalogikan seperti susunan beberapa buah saklar yang terhubung secara seri. Susunan saklar ini akan menghasilkan satu keluaran jika semua saklar masukan dalam keadaan terhubung.

Berikut ini adalah tabel kebenarannya:

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Gerbang AND[5] Input - Input Output A B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Tabel 2.1 memperlihatkan sebuah sistem gerbang AND pada sebuah diagram tangga. Diagram tangga tersebut diawali dengan ||, yaitu simbol kontak normal terbuka yang diberi label input A, untuk mempresentasikan saklar A yang tersambung secara seri padanya adalah ||, yaitu simbol kontak normal terbuka lainnya yang diberi label input B untuk merepresntaskan saklar B.

(20)

Teknik Mesin

Gerbang logika OR merupakan susunan beberapa buah saklar yang terhubung secara paralel. Susunan ini akan memberikan keluaran jika sesuatu atau lebih saklar tersebut terhubungkan. Berikut ini adalah tabel kebenarannya:

Tabel 2.2 Tabel Kebenaran Gerbang OR[5] Input - Input Output A B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

Tabel 2.2 memperlihatkan sebuah sistem logika OR pada sebuah diagram tangga, memperlihatkan cara alternatif untuk menggambarkan diagram yang sama. Diagram tangga tersebut dimulai dengan ||, simbol kontak normal terbuka yang diberi label input A untuk mempresentasikan saklar A dan tersambung secara paralel padanya adalah ||, simbol kontak normal terbuka yang diberik label input B untuk mempresentasikan saklar B.

 Gerbang NAND (NOT AND)

Gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND. Gerbang NAND merupakan gabungan antara gerbang AND dan NOT, yang berarti keluaran dari gerbang logika AND yang dibalik (invers).

Berikut ini adalah tabel kebenarannya:

Tabel 2.3 Tabel Kebenaran Gerbang NAND[5] Input - Input

Output

(21)

Teknik Mesin

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Kedua input, A dan B, harus berada dalam keadaan 0 agar menghasilkan sebuh output 1. Akan tetap terdapat sebuah output apabila input Atau input B tidak bernilai. Tabel 2.3 memperlihatkan diagram tangga yang mengimplementasikan sebuah gerbang NAND. Ketika input A dan input B keduanya bernilai 1, atau salah satunya bernilai 0 dan yang lainnya bernilai 1, maka output yang diberikan adalah 0.

 Gerbang NOR (NOT OR)

Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR. Gerbang NOR merupakan gabungan antara gerbang OR dan NOT, yang berarti keluaran dari gerbang logika OR yang dibalik (invers). Berikut ini adalah tabel kebenarannya:

Tabel 2.4 Tabel Kebenaran Gerbang NOR[5] Input – Input Output A B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

Tabel 2.4 memperlihatkan sebuah diagram tangga untuk sebuah sistem berbasis gerbang NOR. Ketika input A dan input B belum diaktifkan, terdapat sebuah output 1. Ketika salah satu di

(22)

Teknik Mesin

antara input X400 atau input X401 atau keduanya berada pada kondisi 1, terdapat sebuah output 0.

c) Timer

Terdapat beberapa bentuk timer yangdapat dijumpai pada PLC. Pada PLC berukuran kecil biasanya hanya terdapat satu bentuk saja, yaitu timer ON-delay. Timer semacam ini akan hidup setelah suatu periode waktu tunda yang telah ditetapkan. Simbol-simbol yang digunakan untuk timer oleh beberapa pabrikan, TON digunakan untuk menotasikan timer ON-delay, TOF untuk OFF-delay.

Durasi waktu yang ditetapkan untuk sebuah timer disebut sebagai waktu preset dan besarnya adalah kelipatan dari satuan atau basis waktu yang digunakan. Beberapa basis waktu yang sering digunakan adalah 10 ms, 100 ms, 1 s, 10 s, dan 100 s. Sehingga, sebuah nilai preset sebesar 5 dengan basis waktu 100 ms adalah periode waktu tunda selama 500 ms.

Gambar 2.15 Timer on-delay dan off-delay[5]

d) Pencacah (counter)

Sebuah counter ditetapkan untuk menghitung suatu nilai tertentu dan, ketika pulsa-pulsa dengan jumlah ini telah diterima, counter akan mengoperasikan kontak-kontaknya. Sehingga, apabila yang digunakan adalah kontak normal terbuka, kontak-kontak tersebut akan menutup sedangkan apabila kontak-kontak normal tertutup, konta-kontak tersebut akan membuka.

(23)

Teknik Mesin

Terdapat dua tipe counter dalam PLC, di antaranya adalah up-counter (pencacah maju) dan down-counter (pencacah mundur). Down-counter melakukan penghitungan mundur dari suatu nilai yang ditetapkan hingga mencapai nol. Sedangkan up-counter menghitung maju dari nol hingga mencapai suatu nilai yang ditetapkan.

Gambar 2.16 Counter[5]

2.5.3 Program

Pemrograman dalam PLC merupakan suatu perangkat dari komputer yang terdiri dari monitor, CPU, dan kelengkapannya. Pemrogram dapat berupa console. Dengan menggunakan perangkat komputer, data akan diolah dalam CPU. CPU mengontrol dan menjalankan semua operasi dalam PLC. Pada dasarnya adalah sebuah unit yang berisi micro processor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan tindakan pengontrolan, sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori. Lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal-sinyal kontrol ke modul output.

2.5.4 Sensor Fotoelektrik

Sensor fotoelektrik dapat beroperasi sebagai tipe transmisif, di mana objek yang dideteksi memotong melewati seberkas sinar cahaya, yang umumnya adalah radiasi infra merah, dan berhenti ketika mencapai detektor atau sebagai tipe refektif, di mana objek yang dideteksi memantulkan seberkas sinar cahaya menuju detektor.

Dengan sensor di atas, cahaya dikonfersikan menjadi perubahan arus, perubahan tegangan,atau perubahan tahanan. Apabila outputnya digunakan untuk

(24)

Teknik Mesin

mengukur intensitas cahaya, bukan hanya sekedar mengindikasikan keberadaan atau ketiadaan suatu objek di jalur cahaya, sinyal output ini harus diperkuat dan kemudian dikonfersikan dari analog ke digital oleh sebuat konverter analog-ke-digital.