SKRIPSI / TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL KONVEYOR PENGHITUNG BARANG MENGGUNAKAN PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) OMRON TIPE CPM1A 20 CDR UJANG SONJAYA (20406916) JURUSAN TEKNIK MESIN

PENDAHULUAN PLC (Programmable Logic Controller) adalah suatu alat berbasis mikroprosesor yang dapat diprogram untuk mengontrol dan mengendalikan suatu proses permesinan secara otomatis. Dibuat dengan tujuan untuk menggantikan fungsi relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional Konveyor adalah salah satu jenis alat pengangkut atau pemindah yang berfungsi untuk mengangkut atau memindahkan bahan-bahan industri yang berbentuk padat. Banyak digunakan di industri

PERMASALAHAN Bagaimana membuat sistem kontrol konveyor penghitung barang menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR ? Bagaimana cara menghubungkan perangkat masukan sebagai input dengan PLC kemudian memprogram PLC tersebut sehingga menghasilkan keluaran sebagai perintah untuk mengendalikan konveyor penghitung barang ?

PEMBATASAN MASALAH Pembuatan konveyor penghitung barang beserta sistem kontrolnya menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR sehingga cara kerja dari sistem Konveyor tersebut sesuai dengan tujuan pembuatan dan dapat dengan mudah dipahami dan dipelajari Pembuatan program diagram tangga atau kode mnemonik sebagai perintah/masukan di dalam PLC yang menghasilkan suatu keluaran untuk mengontrol konveyor penghitung barang.

LANDASAN TEORI PLC (Programmable Logic Controller) ialah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk menyimpan instruksi yang berorientasi kepada pengguna, untuk melakukan fungsi khusus seperti logika, sequencing, timing, arithmetic, melalui input baik analog maupun discrete / digital, yang digunakan untuk berbagai proses permesinan[14] PLC merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional, dirancang untuk mengontrol suatu proses permesinan[2]

Keistimewaan PLC Butuh waktu yang tidak lama untuk membangun, memelihara, memperbaiki dan Mengembangkan sistem kendali, pengembangan sistem yang mudah. Ketahanan PLC jauh lebih baik, Lebih murah. Mengkonsumsi daya lebih rendah, Pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat, Pengkabelan lebih sedikit, Perawatan yang mudah, Tidak membutuhkan ruang kontrol yang besar, Tidak membutuhkan spare part yang banyak, dan lain-lain.

Komponen-komponen Utama PLC

Perangkat Pemrograman Komponen Utama PLC Catu daya CPU Modul Masukan dan Modul Keluaran Perangkat Pemrograman Catu Daya (Power Supply). CPU ( Central Processing Unit ). Modul Masukan dan Modul Keluaran (Input and Output Modul). Perangkat Pemrograman (Programming Device).

1. Catu Daya (Power Supply). Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan daya keseluruh bagian PLC (termasuk CPU, Memori, dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja dengan catu daya 24 VDC atau 220 VAC

PLC tidak terhubung dengan Catu daya luar, karena PLC memiliki catu daya tersendiri dan tidak digunakan untuk memasok daya ke perangkat masukan dan perangkat keluaran

CPU (Central Processing Unit). terdiri dari 3 komponen penyusun yaitu: Prosesor Memori Catu Daya

Prosesor Prosesor merupakan otak dari sebuah PLC, fungsi utama adalah mengatur tugas pada keseluruhan sistem PLC, mengerjakan berbagai operasi antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan mengambil data dari memori, membaca nilai input dan mengatur nilai output, memeriksa kerusakan, melakukan operasi-operasi matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostik, serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain

Memori Memori adalah area dalam CPU PLC tempat mengolah dan menyimpan data dan program yang kemudian akan dieksekusi oleh prosesor, Secara umum memori dapat dibagi dua kategori Memori Volatile RAM Non-Volatile ROM PROM EPROM EEPROM

Memori Volatille, program atau data pada memori volatile akan hilang jika catu daya PLC mati Non-Volatille program atau data yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun catu daya PLC mati ROM : jenis memori ini dirancang untuk menyimpan data atau program secara permanen. PROM : memori ini termasuk jenis ROM tetapi dapat diprogram ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus. EPROM : memori ini turunan dari jenis PROM yang dapat deprogram ulang setelah program yang sebelumnya dihapus dengan menggunakan Sinar Ultraviolet. EEPROM : adalah memori nonvolatile yang menyerupai RAM dalam fleksibilitas penggunaannya

3. Modul Masukan dan Modul Keluaran (Input and Output Modul). Modul masukan berfungsi untuk menghubungkan PLC dengan perangkat keras masukan seperti saklar, sensor, dll mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari perangkat keras masukan ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU PLC, modul masukan adalah sebuah rangkaian opto-isolator yang terdiri dari LED (Light Emiting Diode (Dioda Pemancar Cahaya)) dan phototransistor, cara kerjanya yaitu perangkat keras masukan akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED, LED akan memancarkan cahaya dan diterima oleh phototransistor dan akan menghantarkan arus (ON) CPU mengeksekusi sebagai logika NOL , sebaliknya.

Perangkat Pemrograman (Programming Device). perangkat pemrogram yang biasa digunakan ada 2 1. Miniprogrammer atau Programming Console, adalah sebuah perangkat seukuran kalkulator saku yang berfungsi untuk memasukkan instruksi-instruksi program ke dalam PLC. Umumnya, instruksi-instruksi program dimasukan dengan mengetikkan kode mnemonik (Mnemonic Code). 2. Komputer Programming Console

Perangkat Keras Masukan/Keluaran PLC (Input/Output Device). Perangkat Keras Masukan (Input Device) merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar yang memberikan masukan kepada CPU, perangkat masukan dapat berupa tombol, Switch, Saklar, Sensor atau perangkat ukur lain. Perangkat masukan memicu eksekusi logika/program pada PLC

Perangkat Keras Keluaran (Output Device) Merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar yang memberikan keluaran dari CPU, perangkat keluaran dapat berupa Motor AC/DC, lampu, katup dan lain-lain. Perangkat keluaran tersebut akan bekerja sesuai dengan perintah yang dimasukan kedalam PLC.

Pemrograman PLC Berkaitan dengan pemrograman PLC, ada lima model atau metode yang telah distandardisasi penggunaannya oleh IEC (International Electrotechnical Commission) 1131-3 ada 5 yaitu : Diagram Tangga, Diagram Blok fungsi, Teks Terstrukstur, Daftar Instruksi (Kode Mnemonik), Diagram Fungsi Berurutan, Dari 5 bahasa pemrograman tersebut yang banyak digunakan hanya 2 yaitu Diagram tangga, dan Kode mnemonik

Cara Kerja PLC Selama prosesnya CPU PLC melakukan 3 proses operasi utama : Membaca data masukan dari perangkat luar via modul input Mengeksekusi program kontrol yang tersimpan dimemori PLC Memperbaharui data pada modul output Ketiga proses tersebut dinamakan Scanning.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE KONVEYOR PENGHITUNG BARANG Pembuatan Konveyor Mulai Pembuatan Roller Pembuatan Belt Pembuatan Rangka Selesai Pemasangan Roller, dan Belt dengan Rangka Pemasangan Motor DC dan Roda gigi dengan Rangka

Roller berfungsi sebagai tempat berputarnya belt (sabuk) dan juga sebagai tempat dudukan gear. Belt konveyor merupakan sebuah sabuk ban yang terbuat dari karet berbentuk pipih yang digunakan sebagai landasan barang atau benda kerja. Rangka merupakan dudukan atau tempat peletakkan untuk bearing, roll, sabuk ban (belt konveyor) dan roda gigi, rangka terbuat dari besi hollow dan aluminium hollow. Motor DC digunakan untuk menggerakkan roller konveyor sehingga sabuk ban (belt konveyor) juga ikut berputar. Roda gigi bertujuan untuk meneruskan putaran dari motor DC ke roller penggerak konveyor.

Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor Pemasangan catu daya Pemasangan sensor photodioda Pemasangan dudukan tombol start dan stop Mulai Selesai

Catu daya berfungsi menyuplai tegangan agar dapat menggerakan motor konveyor, sensor proximity dan motor driver (untuk mendorong barang yang reject atau rusak). Tombol push button sebagai saklar start dan stop. Sensor photodioda berfungsi sebagai sensor yang berkerja apabila ada cahaya yang jatuh pada sensor maka nilai tahanannya akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang. PLC

Rangkaian Pengendali Konveyor

Pengkabelan (Wirring) (Proses Menghubungkan Konveyor (sebagai output) konveyor penghitung barang Mulai Pembuatan Konveyor Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor Pemasangan PLC Pengkabelan (Wirring) (Proses Menghubungkan Konveyor (sebagai output) dengan Rangkaian Pengendali konveyor (sebagai input)) Pengujian Kelistrikan Tidak Terhubung Terhubung Selesai

Skema Pengkabelan Sistem Kontrol Konveyor Penghitung barang

Konveyor Penghitung Barang beserta Sistem Kontrolnya

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Diagram alir pengujian prototipe konveyor penghitung barang Mulai Pengujian Rangkaian Pengendali (Catu daya, Sensor Photodioda, Motor DC) Perancangan Program Memasukan Program ke dalam PLC (Programmable Logic Controller) Pengujian Alat (Prototipe) Salah Benar Analisa Kerja Alat (Prototipe) Selesai

Pengujian Motor Penggerak Pengujian Komponen Mulai Pengujian Catu daya Pengujian Sensor Pengujian Motor Penggerak Selesai

Pengujian Catu Daya Langkah-langkah pengujian catu daya Menghubungkan tegangan input 220 volt dari PLN,. Mengukur tegangan keluaran sebelum dioda dan setelah rangkain adaptor. Mencatat hasil pengujian.

Hasil pengujian catu daya No Catu daya Masukan AC Keluaran DC 1 5 volt 220 volt 5 v 2 12 volt

Pengujian Sensor Menghubungkan catu daya 5 volt kebagian rangkaian driver sensor, dan catu daya 12 volt ke bagian driver relay. Melakukan pengujian pada bagian sensor 1 dan sensor 2 untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, dengan menggunakan multimeter digital untuk melihat apakah keluaran dari sensor tersebut benar atau tidak. Mencatat hasil pengujian No Sensor Photodioda tanpa Penghalang dengan penghalang 1 sensor 1 2 sensor 2

Driver Sensor

Pengujian Motor Penggerak dengan memberikan catu daya 12 volt dari adaptor ke motor DC, motor akan berputar menggerakkan gear yang ada pada konveyor dan memutar belt konveyor

tahapan-tahapan perancangan program Mulai Menguraikan Urutan Kendali Menentukan bit operan untuk perangkat masukan dan perangkat keluaran Membuat Program Kendali Selesai

Urutan kendali konveyor penghitung barang Mulai 2 3 1 Tombol start ditekan Sensor Benda On 3 Konveyor Box on Penghitungan Sensor Box Tertutup Tombol Stop ditekan 2 Konveyor Benda On Konveyor Box OFF Selesai 1

Perangkat Masukan dan Keluaran Alamat Input/ Bit Operan Bit Operan untuk Perangkat Masukan dan Keluaran Perangkat Masukan No Komponen Alamat Input/ Bit Operan Fungsi 1 Tombol Start 00000 Menghidupkan sistem 2 Tombol Stop 00001 Mematikan Sistem 3 Sensor 1 00002 Memberhentikan box dan menghidupkan motor konveyor 2 4 Sensor 2 00003 Menghitung barang dan menghidupkan motor konveyor 1

Perangkat Keluaran No Komponen Alamat Output/ Bit Operan Fungsi 1 Motor Konveyor 1 01000 Menggerakan Konveyor 1 2 Motor Konveyor 2 01001 Menggerakan Konveyor 2

Membuat Program Kendali Program diagram tangga menggunakan Software Syswin 3.4 melalui komputer Kode mnemonik menggunkan Programming Console

Program diagram tangga menggunakan Software Syswin 3.4 melalui komputer

Menguji Program dengan menggunakan simulator PLC

Memasukkan program ke dalam PLC Menggunakan Programming Console INSTRUKSI OPERAND LD  00000 OR  20000 AND NOT  00001 OUT  01001  01000  00002 LD NOT  00003 CNT  000    #005  CNT000 OR NOT AND END

Memasukkan Program Ke Dalam PLC Menggunakan Programming Console Memasang kabel konektor dari programming console ke PLC. Memutar posisi kunci selector dari Mode Monitor ke Mode Program. Mengecek keadaan PLC, apakah didalam memori PLC terdapat program atau tidak. Memulai memasukkan program yang telah dibuat ke dalam PLC sesuai dengan urutannya. Setelah selesai memasukan program ke dalam Console, program dapat dijalankan dengan mengganti mode Program ke mode Run

Pengujian Alat Setelah program selesai dimasukkan ke dalam PLC kemudian putar kunci selector programming console ke mode RUN atau MONITOR. Menekan tombol START untuk menyalakan alat. Meletakkan box pada konveyor box jika telah sampai ke sensor box maka box akan terdeteksi oleh sensor box kemudian sensor box akan menghentikan konveyor box dan menyalakan konveyor benda .

Meletakan benda pada konveyor benda sebanyak 7 buah (untuk menguji counter). konveyor benda telah dinyalakan oleh sensor box akan membawa benda yang telah diletakan diatasnya, jika telah sampai ke sensor benda, maka sensor benda akan mendeteksi benda tersebut sebanyak 5 buah, setelah mendeteksi 5 buah benda maka sensor akan menghentikan konveyor benda dan menyalakan konveyor box. Proses akan terus berjalan selama tombol STOP tidak ditekan. Jika terjadi kegagalan dalam proses pengujian maka perlu dilakukan pengecekan perangkat mekanik dan elektrik dari alat tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Rancang bangun sistem kontrol konveyor penghitung barang menggunakan PLC ini terdiri dari Input yaitu Tombol start, tombol stop, dan rangkaian sensor Output yaitu Motor DC untuk menggerakan konveyor Proses (sistem kontrol) yaitu PLC (Programmable Logic Controller) Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram PLC adalah diagram tangga (Ladder Diagram) dengan menggunakan Software Syswin 3.4, melaui komputer kode mnemonik (List Instruksi)dimasukan ke dalam PLC menggunakan programming console

SARAN Sebelum membuat alat penelitian berbasis PLC, Rencanakanlah bagaimana cara kerja alat tersebut dan Buatlah diagram alir cara kerja alat sehingga kita dapat menentukan berapa banyak input maupun output dari alat yang akan dibuat,dan pada akhirnya kita dapat memilih tipe PLC apa yang cocok untuk digunakan. harus mengetahui tegangan masuk untuk perangkat input dan tegangan masuk untuk perangkat output, sehingga perangkat input dan output mendapatkan tegangan yang sesuai. Pembuatan program kode mnemonik dengan menggunakan programming console harus dilakukan dengan teliti dan sabar agar mendapatkan hasil yang baik.

SELESAI