RANCANG BANGUN CRANE PEMINDAH DAN PEMILAH BARANG OTOMATIS BERBASIS PLC
(BAGIAN I)
TUGAS AKHIR
FEBRIAN ANDY R.
PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI DEPARTEMEN TEKNIK
FAKULTAS VOKASI UNIVERSITAS AIRLANGGA
iv PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR
Proyek akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia diperpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi peengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan Sumber aslinya sesuai kebiasaan ilmiah.
v KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya. Sehingga tugas akhir dengan judul : “RANCANG BANGUN CRANE PEMINDAH DAN PEMILAH BARANG OTOMATIS BERBASIS PLC”ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu tugas dalam rangka melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar ahli madya pada Program Studi Otomasi Sistem Instrumentasi pada Departemen Teknik Fakultas Vokasi
Penyelesaian tugas akhir ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Allah SWT, yang telah memberikan ridho, hidayah, anugrah yang luar biasa serta iman yang membuat istiqomah dijalan ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurah bagi Rasulullah Muhammad SAW yang telah membawa cahaya terang dan membawa kita semua menuju jalan yang di Ridhoi-Nya.
2. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan berupa materi dan doanya.
vi 4. Bapak Winarno, S.Si, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah banyak
memberikan saran dan masukan.
5. Bapak Drs. Tri Anggono Prijo, selaku dosen konsultan yang telah memberikan masukan dan saran beserta ketulusan hati dalam membimbing penulis sehingga terselesaikan penulisan proposal tugas akhir ini.
6. Seluruh Dosen pengajar yang selama ini membagikan ilmu dan pengalaman serta admin prodi yang selalu membantu kelancaran administrasi apapun.
7. Teman-teman OSI’12 yang selalu kompak meskipun berbeda visi misinya.
Mbak nadia atas bantuan dan sabar nya.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan dan pembuatan tugas akhir ini masih mempunyai banyak kekurangan baik isi maupun penyajiannya. Oleh karena itu kami mengharapkan berbagai kritik dan saran dari semua pihak. Akhirnya dengan segala kerendahan hati, kami berharap dari tugas akhir ini dapat dihasilkan karya yang bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan, dan dapat berguna dalam kehidupan bermasyarakat, menambah informasi bagi pembaca pada umumnya dan khususnya bagi mahasiswa D3 Otomasi Sistem Instrumentasi.
Surabaya, Januari 2016
vii Febrian Andy R, 2016. Rancang Bangun Crane Pemindah Dan Pemilah Barang Otomatis Berbasis PLC (Bagian II). Tugas Akhir ini dibawah bimbingan Winarno, S.Si., M.T dan Drs. Tri Anggono Prijo Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi, Departemen Teknik, Fakultas Vokasi, Universitas Airlangga.
ABSTRAK
Dalam dunia industri saat ini terutama pada pelabuhan – pelabuhan sangat dibutuhkan crane sebagai alat pemindah peti kemas. Karena sangat besarnya peti kemas dan tidak mungkin dipindahkan hanya dengan tenaga manusia maka crane pada pelabuhan sangatlah penting. Proses yang dilakukan jika dengan manual atau tenaga manusia maka akan memerlukan tenaga kerja yang sangat banyak. Di sini peran dari sistem otomasi bagi dunia industri terutama pada pelabuhan sangatlah di butuhkan, karena jika pemindahan dilakukan secara otomasi maka tidak perlu membutuhkan banyak tenaga kerja hanya sekali pemindahan peti kemas. Dan waktu yang dibutuhkan cukup singkat dan keamanan pekerja akan terjamin.
Dalam tugas akhir ini dirancang sebuah sistem otomasi pemindah dan pemilah barang berbasis programmable logic controller (PLC). Cranedibuat tidak hanya untuk memindah barang tetapi juga dapat memilah jenis barang berdasarkan warna peti kemas. Adapun komponen penunjang pada tugas akhir ini agar sistem dapat berjalan sesuai keinginan yaitu motor DC, elektromagnet, LED,rotary encoderdan sensor LDR.
Sensor LDR digunakan sebagai pendeteksi warna dari peti kemas, LED sebagai pemberi masukan cahaya terhadap sensor LDR, Motor DC digunakan sebagai aktuator gerak sistem, rotary encoder digunakan sebagai pengatur pergerakkan motor, elektromagnet digunakan sebagai pengangkut barang agar dapat bekerja secara otomatis tanpa kontrol fisik.
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, ketepatan pemindahan barang secara otomatis berbasis PLC adalah 90%.
viii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ...i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Tugas Akhir ... 3
1.5 Manfaat Tugas Akhir ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Crane ... 4
2.2 PLC OMRON CP1L ... 6
2.2.1 Prinsip Kerja PLC ... 9
2.2.2 PLC OMRON Sysmac CP1L ... 10
2.2.3 Bagian-Bagian Umum PLC OMRON CP1L ... 11
2.2.4PortTerminalInput OutputPLC OMRON CP1L ... 12
ix
2.4Relay... 15
2.5Rotary encoder...16
2.6Elektromagnet ...18
2.7Sensor LDR ...19
2.8 KOMPARATOR...20
2.9. SENSOR PHOTODIODA ...22
2.10.Laser Pointer...23
BAB III METODE PERANCANGAN...25
3.1 Tempat dan Waktu Perancangan...25
3.2 Bahan dan Peralatan ...25
3.3 Diagram Pengendalian ...2 6 3.4 Sketsa Mekanik Plant...28
3.5 Prosedur Perancangan ...29
3.5.1. Perancangan PLC OMRON CP1L...32
3.5.2 Sistem Penggerak ...35
3.5.3.Rangkaian Komparator LM324 ...35
3.5.4. Desain Rotary Encoder ...36
3.5.5 Data hasil penelitian dan pembahasan ...3 5 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...40
4.1 Hasil PembuatanPlant...40
4.2 Hasil Pengamatan Data ...41
4.2.1 Pengujian PLC OMRON CP1L ...41
4.2.2 PengujianRelayPLC ...42
4.2.3 PengujianLDRsebagai sensor ...43
x
4.2.5 Pengujian Motor DC Posisi X,Y,Z ...45
4.2.6 Pengujian electromagnet ...46
4.2.7 Pengujian Rotary Encoder...47
4.2.8 Analisis Sistem Keseluruhan...48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...50
5.1 Kesimpulan ...50
5.2 Saran...50
DAFTAR PUSTAKA ...51
xi DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Crane pada pelabuhan peti kemas... 4
Gambar 2.2 Tower Crane ... 5
Gambar 2.3 Crane dalam Ruang... 6
Gambar 2.4 Fungsi PLC... 9
Gambar 2.5 Bagian-Bagian Blok PLC... 1 0 Gambar 2.6 PLC OMRON Sysmac CP1L... 1 1 Gambar 2.7 Bagian-Bagian PLC OMRON Sysmac CP1L... 11
Gambar 2.8Port Input ...13
Gambar 2.9Port Output...13
Gambar 2.10 Motor DC ... 14
Gambar 2.11RelayEksternal PLC ... 15
Gambar 2.12 Bentuk Fisik Rotary Encoder ...16
Gambar 2.13 Rangkaian Rotary Encoder... 18
Gambar 2.14 Modul electromagnet...19
Gambar 2.15 Bentuk Fisik Sensor LDR ...20
Gambar 2.16 Datasheet LM324 ...21
Gambar 2.17 Sensor Photodioda...23
Gambar 2.18 Laser Pointer ...24
Gambar 3.1 Diagram Control sistem pengendalian ...27
Gambar 3.2 Diagram Control Sistem Pergeseran crane X... 28
Gambar 3.3 Diagram Control Sistem Pergeseran crane Y... 29
xii
Gambar 3.5 Sketsa Plan ... 30
Gambar 3.6 Output PLC ...33
Gambar 3.7 Input PLC...33
Gambar 3.8 Hasil Pembuatan Modul PLC ...34
Gambar 3.9 Rangkaian pengkabelan motor ...35
Gambar 4.0 Rangkaian Skematik . . . 36
xiii DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Alamat PenggunaanInput . . . . 41
Tabel 4.2 Alamat PenggunaanOutput ...42
Tabel 4.3 Hasil PengujianRelay ...43
Tabel 4.4 Hasil Pengujian SensorLDR...43
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Snsor Photodioda...44
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Motor DC X,Y,Z ...4 5 Tabel 4.7 Hasil pengujian electromagnet...4 6 Tabel 4.8 Hasil pengujian Rotary Encoder Maju-Mundur...47
