See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/323186322
Rancang Bangun Crane Hoist Semi Otomatis Berbasis PLC (Programmable Logic Controllers|) CPM1A 20CDR-A-V1
Article · December 2014
CITATIONS
0
READS
3,669 1 author:
Sumardi Sadi
Electrical Engineering Study Program Faculty of Engineering, University of Muhammadiyah Tangerang 74PUBLICATIONS 205CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Sumardi Sadi on 15 February 2018.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
Rancang Bangun Crane Hoist Semi Otomatis
Berbasis PLC (Programmable Logic Controllers|) CPM1A 20CDR-A-V1 Sumardi Sadi, S.Pd., S.T., M.T.1)
Akhmad Isnandar 2) Email : [email protected]
1) Dosen Teknik Elektro - Fakultas Teknik UMT 2) Mahasiswa Teknik Elektro - Fakultas Teknik UMT
Universitas Muhammadiyah Tangerang
Jl. Perintis Kemerdekaan 1 No. /33, Cikokol Kota Tangerang http://www.umt.ac.id
ABSTRAK
Dalam industri terdapat kesulitan dalam penataan barang/produksi yang berukuran besar dan berat, salah satu cara mengatasi kesulitan tersebut adalah dengan menggunakan Crane. Crane adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan dengan cara mengangkat muatan secara vertikal, menahannya apabila diperlukan, dan menurunkan muatan ke tempat yang telah ditentukan. Sebuah Crane dapat dioperasikan dengan menggunakan tombol atau push button yang harus terus ditekan agar crane dapat bekerja. Sistem crane dalam rancang bangun ini masih memerlukan tombol push button, dimana tombol push button berfungsi untuk menaikan pengkait. Peralatan yang digunakan dalam rancang bangun crane : motor dc, relay my-2 24 Vdc, push button, selector switch, tombol emergency- stop, pilot lamp dan PLC CPM1A-20CDR-A-V1. Hasil rancang bangun Crane ini adalah IR dengan masukan tegangan 4,5 Vdc menggerakan koil relai untuk masukan ke PLC, photoelectric dengan input 24 Vdc menghasilkan keluaran 24 Vdc untuk input ke PLC, motor dc dengan masukan tegangan 4,5 Vdc berputar sedang, Adaptor dengan supply 220 Vac, keluaran yang dihasilkan dapat disetting dari 1,5 Vdc sampai 12 Vdc dan settingan yang digunakan 4,5 Vdc untuk supply motor dc dan sensor IR.
Kata kunci : Hoist, Crane, PLC.
1. PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANGPada suatu perusahaan baik industri berat maupun industri ringan seiring dengan perkembangan industri dewasa ini sangat diperlukan suatu alat pendukung transportasi yang berguna untuk penanganan pemindahan barang hasil produksi dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam pelaksaan proses produksi mutlak diperlukan suatu alat pemindah barang produksi yang berfungsi untuk penanganan barang yang tidak mungkin dipindahkan oleh manusia, untuk itu diperlukan alat pemindah barang yang efektif, efisien dan tidak membutuhkan biaya yang mahal serta aman dipakai terhadap operator, alat itu sendiri maupun lingkungan.
Dalam Rancang Bangun Cran Hoist semi otomatis ini, penanganan pemindahan barang hanya perlu dengan memutar saklar selektor jika posisi barang berada disebelah kanan atau kiri, kemudian alat pengangkat (crane) ini akan bergerak secara otomatis atau dengan sendirinya menuju arah dimana barang bahan yang ingin dipindahkan yang terdeteksi oleh sensor, dan menurunkan kawat baja yang berfungsi untuk mengkaitkan pengkait pada barang dengan otomatis atau dengan sendirinya pula.
Proses mengkaitkan barang menggunakan cara manual oleh operator atau pekerja, dan untuk menaikan barang yang sudah dikaitkan juga menggunakan tombol push button yang ditekan oleh operator atau pekerja.
1.2
RUMUSAN MASALAHPerumusan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Perancangan Rangkaian Kontrol Crane Hoist dengan Cara Semi Otomatis
2. Pembuatan/eksperiment Rangkaian Kontrol untuk Pengendalikan Crane Hoist dengan Cara Semi Otomatis
1.3
BATASAN MASALAHBatasan Masalah penelitian ini adalah
1. Sistem kerja rangkaian kontrol crane hoist secara semi otomatis pada saat ingin memindahkan barang dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri.
2. Pengontrolan Crane Hoist Berbasis PLC.
1.4
TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah1. Mengetahui keakuratan crane hoist dalam memindai barang yang akan diangkat bila menggunakan sistem otomatis.
2. Mengetahui tingkat keefektifan menggunakan sistem semi otomatis.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PENJELASAN PESAWAT PENGANGKAT (CRANE)
Pesawat pengangkat (hoisting machine) adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan dengan cara mengangkat muatan secara vertikal, menahannya apabila diperlukan, dan menurunkan muatan ke tempat yang telah ditentukan dengan mekanisme angkat (lifting), pendongak (luffing), pemutar (slewing), dan penjalan (travelling). Material yang biasa dipindahkan dengan pesawat pengangkat adalah muatan satuan (unit load) yaitu muatan yang terdiri dari satuan atau bisa jadi muatan curah yang terbungkus, dalam satu batch. Contoh muatan satuan, misalnya: plat baja bentangan, unit mesin, block bangunan, kapal, dan sebagainya.
Jenis Pesawat Angkat
Pesawat pengangkat dapat ditemukan dalam berbagai jenis, antara lain berdasarkan : jenis gerakan (kinematic characteristic), rancangan, dan kegunaan di suatu industri. Crane digunakan untuk memindahkan material atau hasil produksi dalam ukuran berat dan besar dari satu tempat ke tempat yang lain dalam jarak yang tidak jauh. Crane memiliki kapasitas angkat (lifting capacity), kecepatan dari beberapa gerakan (moving velocity), dan tinggi pengangkatan (lifting height) yang bermacam- macam tergantung pada jenis aplikasi yang diinginkan.
Mobile Crane
Mobile Crane adalah jenis pesawat pengangkat yang dibuat khusus untuk mengangkat dan menurunkan beban secara tegak lurus serta memindahkannya secara mendatar yang dapat bekerja pada areal yang luas (tetapi dalam satu areal pabrik atau lokasi konstruksi). Mobile crane digunakan untuk memindahkan muatan satuan (unit load) dengan tingkat mobilitas tinggi, sesuai untuk operasi jarak jauh dan berpindah-pindah tempat, serta dapat dijalankan sebagai kendaraan sendiri. Kapasitas angkat yang besar untuk pengangkatan biasa (light duty crane) dan disamping untuk lifting juga dapat dipergunakan untuk pilling, shovel, dragline, clamshell, dll (heavy duty crane), dan jenisnya yang bermacam-macam telah menjadikan mobile crane secara luas digunakan sebagai mesin pengangkat.
Gambar 1 Mobile Crane 2.2 PLC (Programmable Logic Controller)
Gambar 2 Unit PLC omron CPM1A
Programmable Logic Controller singkatnya merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis- mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, sequencing, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses-proses dan dirancang untuk dioperasikan oleh insinyur yang hanya memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dan bahasa pemrograman.
Gambar 3
Blok Programmable Logic Controller
Perangkat PLC pertama dikembangkan pada tahun 1969. Dewasa ini PLC secara luas digunakan dan telah dikembangkan dari unit-unit kecil yang berdiri sendiri (self-contained) yang hanya mampu menangani sekitar 20 input/output menjadi sistem-sistem modular yang dapat menangani input/output dalam jumlah besar, mengenai input/output analog maupun digital, dan melaksanakan metode-metode kontrol proporsional-integral-derivatif.
Gambar 4 Sistem PLC 2.3 SENSOR
Sensor adalah suatu alat yang mendeteksi atau mengukur kuantitas fisik untuk kemudian memberikan respon khususnya elektrik. Banyak berbagai jenis sensor yang digunakan dalam dunia kelistrikan atau elektronika. Diantaranya digunakan adalah Photoelectric BJ Series.
Gambar 5 Photoelektrik
Sensor photoelektrik adalah peralatan yang mengkonversikan sinyal yang dibangkitkan oleh emisi cahaya menjadi sinyal listrik, sinar dapat bermacam-macam tergantung dengan panjang gelombangnya.
Sensor photoelektrik mempunyai 2 buah komponen utama yaitu:
A. Pemancar
a. Luminescent diode atau sering dikenal dengan nama Light Emiting Diode (LED)
b. Dioda Laser B. Penerima
a. Photodioda b. Phototransistor
3. METODE PENELITIAN
3.1 METODE PENGUMPULAN DATA Tempat dan waktu penelitian :
Penelitian ini dilakukan dalam jangka waktu 3 bulan dari bulan Maret sampai bulan Mei 2014 yang bertempat di PT. JEFTA PRAKARSA PRATAMA.
3.2 METODE PENELITIAN Metode yang digunakan : 1. Pembuatan Program
Pembuatan program berdasarkan prinsip kerja crane hoist dengan menggunakan program cx- programmer, dan merancang program agar crane hoist dapat bekerja dan dapat dikendalikan oleh PLC.
2. Perancangan
Perancangan alat pengendali crane hoist ditempatkan pada akrilik dengan tebal 5 mm, komponen yang disusun atau yaitu :
• Unit PLC CPM1A-20CDR-A-V1
• Relay MY-2 24 VDC
• Adaptor 1000 mA
• Terminasi Kabel
Sedangkan komponen yang disusun pada acrilik 3 mm yaitu :
• Selector Switch 3 posisi
• Push Button on/off
• Push Button on
• Pilot Lamp
Komponen yang sudah disusun atau dirancang kemudian dilakukkan pengkabelan dengan menggunakan kabel NYAF 0,75 mm, setelah pengkabelan selesai selanjutnya dilakukan pengecekan apakah pengkabelan tersebut sudah sesuai dengan konsep rancangan yang dibuat. Setelah semuanya benar, maka dilakukkan pengetesan dengan memberi sumber energi pada PLC.
3.3 PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA
Dalam perancangan Crane Hoist Semi Otomatis Berbasis PLC ini diperlukan flowchart depenulisan karya ilmiah ini kerja dari simulator tersebut, depenulisan karya ilmiah ini kerjanya yaitu :
Gambar 6
Flowchart Kerja Simulator “Kontrol Crane Hoist Semi Otomatis Berbasis PLC”
Dalam rancang bangun crane ini, crane akan bekerja apabila sensor 1 dan sensor 3 mendeteksi barang, jika sensor tidak mendeteksi barang maka crane tidak akan bekerja.
❖ Pengujian Alat
Pengujian yang dilakukan adalah memberikan sumber tegangan pada PLC, kemudian mengoperasikan pengontrol sesuai dengan cara kerja yang sudah dibuat untuk mengetahui apakah sistem yang sudah sesuai dengan yang dirancang dan crane dapat bekerja dengan baik.
4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Perancangan Alat pada menghasilkan dua bagian, yaitu bagian Perancangan Perangkat Keras (Hardware) yang terdiri dari perakitan komponen-komponen menjadi sebuah alat yang dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Dan bagian perancangan perangkat lunak (Software) yang terdiri dari program untuk menjalankan alat yang dibuat sesuai dengan tujuan dibuatnya penulisan karya ilmiah ini ini.
Alat ini terdiri dari tiga rangkaian, rangkaian yang pertama adalah rangkaian PLC, rangkaian yang dimaksud disini adalah rangkaian program yang dibuat pada komputer kemudian didownload ke PLC menggunakan kabel komunikasi RS232-USB to 232. Rangkaian kedua adalah rangkaian pengontrol, disini pengontrol yang digunakan adalah push button, selector switch dan sensor, rangkaian ini menggunakan kabel jenis NYAF ukuran 0,75 mm yang di hubungkan ke PLC. Rangkaian output disini adalah relay my-2, dimana relay my-2 ini berfungsi untuk memutus tegangan yang keluar dari PLC untuk menggerakan motor dc agar dapat bekerja secara reverse forward (balik putaran).
Gambar 7 Blok Diagram Rangkaian
1. Program yang sudah dibuat pada computer menggunakan Cx-Pogrammer, kemudian program didownload dari laptop ke PLC menggunakan kabel RS232+USB to 232.
2. Push button, selector switch dan sensor merupakan input yang akan mengontrol kerja crane hoist ini, untuk mengkomuniasikannya ke PLC menggunakan kabel NYAF 0,75 mm dan menempatkan atau memasangnya harus sesuai dengan alamat yang sudah ditentukan pada software Cx- Programmer.
3. Selanjutnya alamat output yang sudah ditentukan disambungkan atau dikomunaksikan ke relay my- 2 menggunakan kabel NYFA 0,75 mm, pada relai kabel ini dipasang pada koil relay, sedangkan untuk commonnya mendapat tegangan dari adaptor. Dimana adaptor disini berfungsi untuk mengatur tegangan tang akan digunakan pada motor dc, agar motor dc tersebut dapat bergerak tidak terlalu cepat dan dapat mengatur tengangan pada adaptor.
4.1 PENGATURAN SENSOR
Sensor yang digunakan untuk membuat alat ini adalah sensor photo, sensor Autonics type BJ1M-DDT, Optex type BGS S08N, sensor infrared. Sensor Autonics type BJ1M-DDT mempunyai jarak maksimal untuk mendeteksi benda ± 1 meter dan jarak minimalnya ± 10 cm, sedangkan untuk sensor Optex type BGS S08N ini memiliki jarak maksimal ± 1 meter untuk mendeteksi suatu barang, dan untuk sensor infrared mempunyai batas maksimal ± 30 cm dan jarak minimalnya ± 3 cm. Pada alat ini, sensor di setting dengan jarak minimal.
Gambar 8 Pengujian Sensor Infrared
Untuk sensor infrared ini harus menggunakan driver yang terdiri dari relay 5 VDC, transistor type S9012 H331 dan tahanan sebesar 1 KΩ. Sensor infrared ini harus menggunakan driver karena VCC atau sumber untuk sensor ini hanya sekitar 5 VDC, sedangkan untuk input PLC harus 24 VDC. Jadi output dari sensor ini untuk menghidupkan koil relay, sedangkan untuk common dan kontaknya memakai 24 VDC jadi relay ini berfungsi untuk memutus tegangan yang diperlukan untuk input pada PLC.
Tabel 1
Hasil Ujicoba Sensor Infrared
Tabel 2
Hasil Ujicoba Relay Pada Driver Sensor Infrared
Gambar 9
Pensettingan Photo Sensor Autonics BJ1M-DDT
Tabel 3
Hasil Ujicoba Sensor Photoelektrik 4.2 UJI COBA PENGATURAN
TEGANGAN PADA MOTOR DC
Motor dc yang digunakan untuk menyelesaikan alat ini adalah motor dc dengan gearbox. Motor ini dipakai karena memiliki kelebihan yaitu menggunakan gearbox, dimana gearbox ini berguna untuk menahan putaran motor agar apabila mendapatkan tegangan tidak langsung berputar dengan cepat.
Tabel 4 Hasil Percobaan Pengujian Putaran Motor DC Dengan Mengatur tegangan pada Adaptor.
Motor dc ini dapat bekerja denagan sistem reverse forward menggunakan relay my-2 24 Vdc untuk memutus tegangan yang mangalir ke motor. Relay my-2 ini memiliki supply untuk koilnya sebesar 24 Vdc, untuk supply tersebut dapat memanfaatkan tegangan dc yang keluar dari PLC yaitu sebesar 24 Vdc. Pada common dan kontaknya mendapat supplai dari adaptor sebesar 5 Vdc, ini bertujuan untuk mengatur tegangan pada motor agar dapat berputar pelan atau tidak terlalu cepat.
Gambar 9
Pengaturan Tegangan 1,5 VDC Pada Adaptor
Gambar 10 Pengaturan Tegangan 3 VDC Pada Adaptor
Gambar 11 Pengaturan Tegangan 4,5 VDC Pada Adaptor
4.3 PENGUJIAN PROGRAM
Setelah sensor dan motor dc di ujicoba, selanjutnya dilakukan ujicoba keseluruhan rangkaian “Kontrol Crane Hoist Semi Otomatis Berbasis PLC”.
Gambar 12
Pengujian Program Menggunakan Cx-Programmer dan Cx-Designer
4.4 HASIL PENGUJIAN
Alat ini dirancang menggunakan PLC CPM1A-20CDR-A-V1 dengan spesifikasi Input / outputnya sebanyak 20 buah, input 12 buah (mulai dari 00-11) dan output 8 buah (mulai dari 00-07). Rancang bangun crane ini bekerja untuk memindahkan barang, hal pertama yang harus dilakukan untuk mengoperasikan alat ini adalah pertama beri supplai 220 Vac untuk PLC dan adaptor, setelah itu tekan push button on/off kemudian putar selector (posisi 1 bila barang berada di sebelah kiri dan posisi 2 bila barang berada disebelah kanan).
Jika posisi barang berada di sebelah kiri, setelah selector diputar ke posisi 1 maka motor 1 akan bekerja dan bergerak ke arah kiri, kemudian apabila sensor 6 mendeteksi motor 1 maka motor 1 akan berhenti bekerja dan bergantian dengan motor 2 yang bekerja menurunkan pengkait untuk dikaitkan pada barang yang akan dipindahkan. Setelah pengkait turun kemudian sensor 2 mendeteksi pengkait maka motor 2 akan berhenti bekerja dan pengkait akan dikaitkan oleh operator atau pekerja secara manual, kemudian setelah dikaitkan tekan push button up yang akan menghidupkan motor 2 untuk menaikan barang. Pada saat barang naik timer menghitung 15 second dan motor 2 akan berhenti bekerja kemudian akan bergantian dengan motor 1 yang akan bergerak ke arah kanan membawa barang, kemudian sensor 7 akan mendeteksi motor 1 lalu motor 1 akan berhenti bekerja dan bergantian dengan motor 2 untuk menurunkan barang. Setelah barang turun sensor 3 akan mendeteksi barang dan motor 2 akan berhenti bekerja, lalu operator atau pekerja akan melepaskan pengkait pada barang. Kemudian tekan push button up untuk menaikan pengkait, setelah pengkait naik dan timer menghitung 15 second maka motor 2 akan berhenti bekerja, selanjutnya putar selector ke posisi 0 kemudian tekan push button on/off maka rangkaian akan berhenti.
Kemudian jika ingin memindahkan barang dari kanan ke kiri, pertama tekan push button on/off lalu putar selector ke posisi 2 maka sensor 3 akan mendeteksi barang kemudin motor 2 akan bekerja menurunkan pengkait. Setelah pengkait turun kemudian sensor 4 mendeteksi pengkait, maka motor 2 akan berhenti bekerja dan operator atau pekerja akan mengkaitkan pengkait pada barang. Setelah itu tekan push button up maka motor 2 akan bekerja dan menikan barang, pada saat barang naik timer menghitung 15 second dan menghentikan motor 2 bergantian dengan motor 1 yang bekerja bergerak ke arah kiri. Pada saat sensor 6 mendeteksi motor 1, motor 1 akan berhenti bekerja dan bergantian dengan
motor 2 yang bekerja menurunkan barang, pada saat barang turun dan sensor 1 mendeteksi barang motor 2 akan berhenti bekerja lalu operator atau pekerja akan melepaskan pengkait. Setelah itu tekan push button up untuk menaikan pengkait, pada saat pengkait naik timer menghitung 15 second dan menghentikan motor 2 dan bergantian dengan motor 1 yang bekerja bergerak ke arah kanan kemudian sensor 7 akan mendeteksi motor 1 dan menghentikannya. Selanjutnya putar selector ke posisi 0 kemudian tekan push button on/off maka rangkaian akan berhenti.
Gambar 15
Alat Kontrol Crane Semi Otomatis Berbasis PLC
5. KESIMPULAN
Setelah dilakukan pengujian alat dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Kerja sensor IR baik, indikasi dari sensor dengan jarak 1 cm dengan input 4,5 Vdc menghasilkan sinyal output 4,5 Vdc untuk menggerakan koil relay. Output dari relay 24 Vdc, karena common relay mendapat tegangan 24 Vdc.
2. Kerja sensor photoelektrik baik. Indikasi mendeteksi barang jarak 1 cm dengan input 24 VDC output yang dihasilkan oleh sensor 24 VDC untuk input ke PLC.
3. Kerja motor dc setelah dilakukan ujicoba dengan supply 1,5 Vdc berputar pelan, kemudian dengan supply 3 Vdc berputar agak pelan dan dengan supply 4,5 VDC berputar sedang.
4. Adaptor dengan supply 220 VAC, output yang dihasilkan dapat disetting dari 1,5 VDC sampai 12 VDC. Dan dalam tulisan ini output dari adaptor disetting 4,5 VDC untuk supply sensor IR dan motor dc.
DAFTAR PUSTAKA
1. Akhmad, Isnandar, Laporan Kerja Praktek (Control Panel Chiller), FT UMT, 2014
2. Ach. Muhib, Zainuri, Mesin Pemindah Barang,-Material Handling Equipment, Yogyakarta, C.V. Andy Offset, 2010
3. Bolton, Programmable Logic Controller (PLC), Jakarta, Erlangga, 2004.
4. Datasheet, BJ Miniatur Long Distance Photo Electrics Sensors
5. Datasheet, CPM1A 20 EDR1 6. Datasheet, Omron my2
7. Said, Hanif, Aplikasi Programmable Logic Controller (PLC) dan Sistem Pneumatik pada Manufaktur Industri, Yogyakarta, C.V Andy Offset, 2012
8. Rosyidin, Ali, Perencanaan Pesawat Pengangkat untuk Overhead Travelling Crane dengan Kapasitas 25 Ton, Universitas Pembangunan Nasional, Veteran, Jakarta, 2009
9. Sugiono, Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, R&D. Bandung, C.V Alphabet, 2011
View publication stats
