Uploaded byMuhammad Riyansyah
Document riyan
Dokumen ini membahas tugas akhir yang merancang dan menguji plant miniatur conveyor penimbang buah melon berbasis PLC. Tujuan dari proyek ini adalah untuk memfasilitasi pemahaman sistem kontrol dalam industri dan meningkatkan efisiensi produksi. Metode yang digunakan melibatkan analisis data percobaan di laboratorium dan membahas fungsi-fungsi serta keuntungan dari penggunaan PLC dalam sistem industri.
Document riyan
- 1. "PLANT MINIATUR CONVEYORPENIMBANG BUAH MELON BERBASIS PLC" Muhammad ridho 5223073065 Imam pirhatna 5233073119 Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta Termasuk dalam kategori jurnal keteknikan. Dosen Pembimbing Massus Subekti, S.Pd. M.T Dosen Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta (NIP.197809072003121002) Muhammad Riyansyah Mahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta No. Reg : 5223127190 ABSTRAK 1
- 2. Plant Miniatur ConveyorPenimbang Buah Melon Berbasis PlC. Tugas Akhir, Jakarta, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta, Desember 2011. Tugas akhir dibuat dengan tujuan untuk merancang, menguji, dan merealisasikan Plant Miniatur Conveyor Penimbang Buah Melon Berbasis PLC. Pembuatan Tugas akhir dilakukan di ruang praktikum dan laboratorium dan di bengkel, jurusan teknik elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta pada semester ganjil (093) pada bulan September 2011 sampai dengan Desember 2012. Metode yang digunakan adalah metode Analisis data hasil percobaan laboratorium yaitu dengan merancang, membuat, menguji dan menganalisis Plant Miniatur Conveyor Penimbang Buah Melon Berbasis PLC Dari percobaan, penelitian dan pembuatan yang Dilakukan maka dapat diambil kesimpulan. untuk sistem penimbang buah melon menggunakan conveyor. Kata kunci: Plant Miniatur Conveyor Penimbang Buah Melon Berbasis PLC 2
- 3. 1.1.1; PENDAHULUAN Saat inipusat pelatihan atau yang disebut training centre sudah banyak beredar. Training centre ini layaknya seperti kursus- kursus pada umunya, tetapi yang dipelajari didalamnya lebih spesifik mengarah pada bidang tertentu yang dibutuhkan dalam suatu pekerjaan. Contoh dari training centre yang ada antara lain, training centre computer, training centre PLC ( programmable logic control), dan lain sebagainya. Tujuan dari didirikannya training centre tersebut adalah untuk melatih dan menyiapkan sumber manusia yang ada agar dapat mengerti dan memahami hal tersebut. Dalam training centre PLC seseorang dituntut untuk mengerti dan menguasai serta dapat mengoperasikan PLC pada industri. PLC adalah sebuah alat yang biasa digunakan dalam industri yang berfungsi mengontrol suatu proses dalam industri. Dalam training PLC biasanya dibutuhkan contoh- contoh bentuk dari suatu proses dalam industri, dan hal tersebut dicontohkan dalam bentuk miniatur sebuah plant yang dirancang sama dengan plant alat yang sesungguhnya di industri. Miniatur sebuah plant yang digunakan untuk tugas akhir ini bertujuan untuk memudahkan dalam memahami suatu sistem kontrol yang terdapat dalam industri tanpa Dalam tugas akhir dirancang sebuah plant miniatur conveyor untuk pendistribusian sebuah barang yang melalui dua sampai tiga titik perhentian ( setting point ), dan plant ini akan dikendalikan oleh PLC. 1.1.2; Identifikasi Masalah 1.1; Identifikasi masalah dalam pendahuluan adalah : 11 Bagaimana membuat miniatur penimbang buah dengan menggunakan PLC 21 Bagaimana bila pengoperasian sistem menggunakan PLC dan bagaimana cara pemrogramannya ? 31 Bagaimana membuat simulasi rancangan alat Plant Miniatur Conveyor Penimbang buah melon berbasis PLC ? 1.2; Tujuan Tujuan dalam pembuatan alat sistem penimbang buah yang berjudul ” Plant Miniatur Conveyor Penimbang Buah Melon Berbasis PLC ( programmable logic control ) ”, adalah : 11 Memenuhi Tugas Akhir pada tahun 2010-2011. 21 Mendongkrak permintaan pasar akan penjualan melon yang semakin tinggi 31 Membuat unit simulasi sistem yang dikendalikan menggunakan PLC dan mengembangkan ilmu pengetahuan dibidang mekanik dan elektrik yang mampu memberikan sebuah kemanfaatan bagi manusia. 41 Memperluas daya kerja mahasiswa dalam ilmu pengetahuan untuk mempersiapkan pada zaman era globalisasi. 22
- 4. 1.1.3; Metode danLangkah Kerja Programmable Logic Control ( PLC) Pengertian Programmable Logic Control (PLC). Mengingat semakin banyaknya permintaan pasar atas hasil produksi yang dihasilkan oleh suatu perusahaan, menuntut agar perusahaan tersebut mampu meningkatkan hasil produksi secara maksimal, sehingga dapat memenuhi kebutuhan pasar dengan proses seefisien dan seefektif mungkin. Untuk meningkatkan hasil produksi tersebut diperlukakan sebuah peralatan yang dapat menunjang proses produksi dan dapat membantu mengatasi menyelesaikan produksi yang dihasilkan sesuai dengan permintaan. Menurut definisi yang dikeluarkan NEMA (National Electrical Manufacturer Assosiation) pada tahun 1978, PLC adalah peralatan elektronika yang beroprasi secara digital dalam lingkungan industri menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan intruksi- intruksi yang mewujudkan fungsi khusus seperti logika,sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk mengontrol berbagai macam mesin dengan proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital ataupun analog. PLC adalah sebuah peralatan terprogram yang dapat menerima masukan dari peralatan luar untuk menggerakkan peralatan keluaran melalui modul masukan dan keluaran sesuai dengan perintah program yang disimpan dalam memori bahasa program (ladder diagram) 1 . PLC merupakan komponen elektronika khusu berbasis satu atau 1 lebih mikroprosessor yang digunakan untuk mengontrol mesin-mesin industri2 . Pemahaman dari ketiga pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa PLC (programable logic controller) adalah suatu perangkat kendali yang mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun analog. PLC mempunyai rangkaian saluran masukan (input) dan saluran keluaran (output). Hasil output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan kedalamnya. Input dapat berupa kontak relay, limit switch, photo switch maupun proximitiy switch. Input tersebut dimasukkan kedalam program PLC kemudian akan menghasilkan output yang berupa relay-relay maupun kontaktor. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak relay dalam ukuran yang sangat kecil. Didalam PLC terdapat rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti kontak Normally Open (NO) dan bentuk kontak Normally Close (NC) relay3 . Satu kontak relay dalam PLC (NO atau NC) pada dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selaian instruksi output. Jadi dengan kata lain, bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak diizinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama. Definisi PLC (programmable logic control) secara umum dapat dibayangkan seperti sebuah personal komputer konvensional (konfigurasi 2 3 22
- 5. internal pada PLCmirip sekali dengan konfigurasi internal pada personal komputer). Akan tetapi dalam hal ini PLC dirancang untuk pembuatan panel listrik (untuk arus kuat). Jadi bisa dianggap PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya dengan PC (programmable controller). 2.1.1. Konsep PLC 1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah- ubah fungsi atau kegunaannya. 2. Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya. 3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. 2.1.2. Fungsi PLC Fungsi PLC secara umum adalah sebagi berikut : 1# Sekuensial Control, PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. 2# Monitoring Plant, PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator. Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya. 2.1.3; Keuntungan dan Kerugian PLC Dalam industri-industri yang ada sekarang ini, kehadiran PLC sangat dibutuhkan terutama untuk menggantikan sistem wiring atau pengkabelan yang sebelumnya masih digunakan dalam mengendalikan suatu sistem. Dengan menggunakan PLC akan diperoleh banyak keuntungan diantaranya adalah sebagai berikut: a# Fleksibel, tiap perangkat elektronik yang berbeda dikendalikan dengan 22
- 6. pengendalinya masing- masing. Misalsepuluh mesin membutuhkan sepuluh pengendali, tetapi kini hanya dengan satu PLC kesepuluh mesin tersebut dapat dijalankan dengan programnya masing- masing. b# Perubahan dan pengkoreksian kesalahan sistem lebih mudah, bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi maka pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dalam waktu yang relatif singkat, setelah itu didownload ke PLC-nya. Apabila tidak menggunakan PLC, misalnya relay maka perubahannya dilakukan dengan cara mengubah pengkabelannya. Cara ini tentunya memakan waktu yang lama. c# Jumlah kontak yang banyak, jumlah kontak yang dimiliki oleh PLC pada masing-masing coil lebih banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay. d# Harganya lebih murah, PLC mampu menyederhanakan banyak pengkabelan dibandingkan dengan sebuah relay. Maka harga dari sebuah PLC lebih murah dibandingkan dengan harga beberapa buah relay yang mampu melakukan pengkabelan dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC. PLC mencakup relay, timers, counters, sequencers, dan berbagai fungsi lainnya. e# Pilot running, PLC yang terprogram dapat dijalankan dan dievaluasi terlebih dahulu di kantor atau laboratorium. Programnya dapat ditulis, diuji, diobserbvasi dan dimodifikasi bila memang dibutuhkan dan juga menghemat waktu bila dibandingkan dengan sistem relay konvensional yang diuji dengan hasil terbaik di pabrik. Selain keuntungan yang telah disebutkan di atas maka ada kerugian yang dimiliki oleh PLC, yaitu: a# Teknologi yang masih baru, pengubahan sistem kontrol lama yang menggunakan ladder atau relay ke konsep komputer PLC merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang. b# Buruk untuk aplikasi program yang tetap, beberapa aplikasi 22
- 7. merupakan aplikasi dengan satufungsi. Sedangkan PLC dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Pada aplikasi dengan satu fungsi jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali, sehingga penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi akan memboroskan (biaya). c# Pertimbangan lingkungan, dalam suatu pemrosesan, lingkungan mungkin mengalami pemanasan yang tinggi, vibrasi yang kontak langsung dengan alat-alat elektronik di dalam PLC dan hal ini bila terjadi terus menerus, mengganggu kinerja PLC sehingga tidak berfungsi optimal. d# Operasi dengan rangkaian yang tetap, jika rangkaian pada sebuah operasi tidak diubah maka penggunaan PLC lebih mahal dibanding dengan peralatan kontrol lainnya. 2.1.1.1; Kelebihan PLC Pada dasarnya sebuah PLC sudah memiliki program awal yang memungkinkan program-program kontrol dimasukan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana. Program awal ini dibuat sedemikian rupa sehingga para teknisi yang memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dan bahasa pemrograman dapat menggunakannya dengan mudah. PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat pada aneka ragam sistem kontrol. Untuk memodifikasi sebuah sistem kontrol dan aturan- aturannya pengontrolannya hanya dibutukan seorang operator yang memasukan seperangkat instruksi yang berbeda dengan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak diperlukan lagi. Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat dipergunakan didalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya beragam. PLC serupa dengan komputer namun, bedanya: komputer dioptimalkan untuk tugas-tugas perhitungan dan pengujian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas pengontrolan dan pengoprasian di dalam linkungan industri. Dengan demikian PLC memiliki karakteristik; a# Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembaban, dan kebisingan. b# Fleksibilitas: sebuah PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah. c# Pengujian: suatu PLC dapat diuji dan dievaluasi pada suatu laboratorium. 2.1.4; Prinsip Kerja PLC Pada prinsipnya PLC bekerja dengan cara menerima data-data dari peralatan input. Peralatan input dapat berupa sakelar, tombol, dan sensor. Data-data yang masuk ini berupa 22
- 8. sinyal diskrit atatuanalog. Modul ini akan mengidentifikasi serta mengubah sinyal yang masuk tersebt kedalam bentuk tegangan yang sesuai oleh CPU sehingga menjadi sinyal-sinyal digital. Kemudian oleh CPU yang ada didalam PLC, sinyal-sinyal tersebut akan diolah berdasarkan program yang telah disimpan dalam memori dan selanjutnya sinyal tersebut dikirim ke moduk output. Bentuk sinyal digital akan diubah oleh modul output menjadi sinyal yang dapat digunakan untuk menjalankan peralatan output yang dapat berupa lampu, kontaktor ataupun relay. Peralatan output yang nantinya akan mengoprasikan sistem atau proses yang akan dikontrol. 2.1.5; Bagian-bagian PLC PLC terdiri dari beberapa bagian. Bagian-bagian merupakan satu kesatuan sehingga sebuah PLC dapat bekerja dengan baik. Jika ada salah satu bagian yang rusak maka sebuah PLC tidak dapat bekerja secara maksimal. Bagian-bagian tersebut antara lain sebagai berikut : a# Terminal Input Power Supplay Terminal input power supplay berfungsi untuk memberikan pasokan Power Supply ke seluruhan bagian PLC (termaksud CPU, memori, dan lai-lain) , kebanykan PLC bekerja pada catu daya 24 1.1.4; PEMBAHASAN 4.1; Analisis pembuatan alat Metode analisis data hasil pengujian digunakan pada pengujian dan pengukuran berupa pembuatan plant miniatur conveyor penimbang buah melon Dengan Menggunakan PLC. Gambar 4.1 plant miniatur conveyor penimbang buah melon Dengan Menggunakan PLC OMRON plant miniatur conveyor penimbang buah melon menggunakan PLC terdiri dari : 22
- 9. 1 Button 2 MotorDC 3 Motor conveyor 4 Timbangan buah 5 PLC CQM1 4.2; 4.3; Analisis pengujian alat Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui seberapa besar nilai yang dihasilkan, berupa tegangan dari rangkaian sensor buah, dan rangkaian driver. Instrumen yang digunakan untuk mengukur tegangan menggunakan multimeter analog ( SANWA YX360TRF ) 1.1.5. hasil penelitian ; Multimeter Analog (SANWA YX360TRF) Multimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan, hambatan, dan arus, baik arus searah (DC) maupun arus bolak balik (AC). Pada pengukuran, rangkaian yang diukur adalah rangkaian sensor buah dan rangkaian driver. ; Rangkaian input Rangkaian input yang akan di uji dan dilakukan pengukuran adalah sensor dan push button. Hasil pengukur masing-masing input seperti yang ditampilkan pada tabel pengukuran input. ; Hasil pengukuran input Rangkaian input yang akan diuji dan dilakukan pengukuran adalah pada sensor buah, button start, dan button stop. Hasil pengukuran masing-masing input seperti yang ditampilkan pada tabel pengukuran berikut : Tabel 4.1 Pengukuran sensor N O Input (LM324) Output (LM324) Colektor Posisi Sensor Vreff S B 1 4,28 VDC 2,15 VDC 2,79 VDC 3,04 VDC Terhal ang S B 2 4,30 VDC 3,05 VDC 2,62 VDC 2,98 VDC S B 3 2,37 VDC 2,63 VDC 2,69 VDC 2,98 VDC S B 4 0,15 VDC 0,05 VDC 2,75 VDC 3,04 VDC S B 5 4,13 VDC 2,09 VDC 2,68 VDC 3,04 VDC S B 1 1,50 VDC 2,15 VDC 0,69 VDC 0,01 VDC Tidak Terhal ang S B 2 1,38 VDC 3,05 VDC 0,72 VDC 0,01 VDC S B 3 1,37 VDC 2,63 VDC 0,73 VDC 0,01 VDC 22
- 10. S B 4 0.05 VDC 0,05 VDC 0,72 VDC 0,01VDC S B 5 0,29 VDC 2,09 VDC 0,69 VDC 0,01 VDC Tabel 4.2 Pengukuran terhadap button Sumber Tegangan Input Saat Tertekan 5 VDC Button start Aktif Button stop Aktif ; Hasil Pengujian PLC Pada plant miniatur conveyor penimbang buah melon berbasis PLC, jumlah input yang digunakan sebanyak 7 buah yaitu 2 buah buttton, dan 5 buah sensor buah. Common pada modul input dan output PLC CQM1 dihubungkan +24 V maka common peralatan input dan output harus dihubungkan ke GND. Sedangkan jumlah output sebanyak 6 buah. Yaitu 1 motor DC yang menggerakan conveyor dan 5 motor DC sebagai penghalang dan pendorong buah. Button Start dihubungkan pada alamat 00000 dan button Stop dihubungkan pada alamat 00001. Sensor digunakan pada alamat 00002 sampai 00006. Sumber Tegang an Ouput PLC Output Driver Keterangan Alamat Output 24 VDC 10000 (conveyor) 0 VDC 23,82 VDC Pada saat aktif Sumber Teganga n Output PLC Output Driver Keteranga n Alamat Output 22
- 11. 10001 0 VDC 11,83 VDC 100020 VDC 11,90 VDC 12 VDC 10003 0 VDC 11,81 VDC 10004 0 VDC 11,83 VDC 10005 0 VDC 11,85 VDC Untuk menggerakan conveyor dihubungkan alamat 10000, untuk menggerakan motor penghalang 1 dihubungkan alamat 10001, untuk menggerakan motor pendorong 1 dihubungkan alamat 10002, untuk menggerakan motor pengahalang 2 dihubungkan alamat 10003, untuk menggerakan motor pendorong 3 dihubungkan alamat 10004, untuk menggerakan motor pendorong 4 dihubungkan alamat 10005. ; Hasil pengukuran Output Pengukuran dilakukan pada output relay. Pengukuran terhadap relay driver untuk menggerakan motor conveyor, dan motor DC Hasil pengujian dan pengukuran pada setiap driver dapat dilihat pada tabel 4.3 dan tabel 4.4. Tabel 4.3 Pengujian dan pengukuran terhadap driver motor conveyor Tabel 4.4 Pengujian dan pengukuran terhadap driver motor DC ; Hasil pengukuran Power Supply Perangkat elektronika mestinya dicatu daya oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. Sumber Teganga n Output Regulator 7824 Output Regulator 7812 Output Regulator 7805 24VAC 23,97 V 11,98 V 5 V Tabel 4.5 Pengukuran power suppply KESIMPULAN DAN SARAN 1.1.5 Kesimpulan System telah diuji plant miniatur conveyor penimbang buah melon dapat memisahkan buah melon berat 1,5kg ke wadah A, melon berat 1,2kg ke wadah B, dan melon berat 450gr ke wadah C. Sensor mendeteksi perbedaan berat buah yang telah dibuat didalam timbangan dan sensor yang dapat mendeteksi buah melon yang telah diletakan diturunan, lalu hasilnya dimasukan ke PLC OMRON untuk diproses. Setelah diproses akan dikeluarkan nilainya untuk menggerakan motor DC. ; Kelemahan alat Pada alat plant miniatur conveyor penimbang buah melon berbasis PLC masih banyak terdapat kelemahan. Kelemahan tersebut antara lain : 22
- 12. 1 Masih hanyasatu buah saja yang ditimbang. 2 Timbangan kurang akurat menentukan berat buah melon. 3 Turunan buah hanya bisa menahan 2 buah saja. Dikarenakan daya dorong 3 buah yang terlalu besar. 4 Daya tahan penopang alat yang masih rentan patah. 1.1.5; Saran Kelemahan yang terdapat dalam plant miniatur conveyor penimbang buah melon berbasis PLC ini kiranya menjadikan sebuah pemikiran bagi pembaca khususnya mahasiswa dalam mencari ide baru agar mesin ini dapat bekerja secara maksimal dan dapat dipergunakan untuk menunjang kebutuhan manusia sebagaimana mestinya. 22
- 13. Daftar Pustaka Omron PasificPress, Operation Manual, Jakarta : Erlangga, 1997, hlm.48. Peni Handayani dkk, Teknik Pemeliharaan dan Perbaikan Sistem Elektronika Jilid 3, (Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008), hlm. 378. Factory automatic omron. 1997, hlm.2.