emitor ngy rancangbangunaplikasiplc

8/14/2019 Emitor NGY RancangBangunAplikasiPLC

1/4

Nurgiyatna et al, Rancang Bangun Aplikasi PLC untuk Pengendalian Konveyor pada Pengepakan Barang

29

Rancang Bangun Aplikasi PLC untuk Pengendalian Konveyor

pada Pengepakan BarangNurgiyatna, Joko Prasetyo, Faranita Surwi, Ambar Eni Heriastuti

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta

Abstrak

Pada awalnya sistem kontrol untuk pengendali otomatis perangkat-perangkat

mesin di industri berupa rangkaian relay. Namun sistem kontrol dengan rangkaian

relay tersebut menjadi kurang efektif karena untuk memberikan perubahan sistem

memerlukan biaya yang besar serta tingkat kerumitan kerja yang tinggi. Akhirnya

muncul sistem kontrol berbasis komputer yang disebut dengan PLC (Programmable

Logic Controller) yang dapat memberikan solusi bagi permasalahan tersebut. Tulisan

ini melaporkan hasil penelitian berupa rancang bangun aplikasi PLC untuk pengendalian konveyor pada pengepakan barang. Sistem yang dibangun, berupa

miniatur konveyor pengepakan barang yang dikendalikan PLC, dapat bekerja dengan

baik. Untuk melakukan perubahan sistem pengendaliannya cukup dengan mengubah

software yang diisikan ke dalam PLC.

Kata Kunci:PLC, konveyor, pengepakan produk.

1. Pendahuluan

Bidang industri biasa menggunakan proses

penghitungan dan konveyor barang untuk mem-

permudah pengepakan barang. Proses penghitungan

dan pengepakan barang ini bisa memanfaatkan fungsi

pencacah (counter) dan pewaktu (timer) yang dimiliki

oleh PLC (Programmable Logic Controller).

PLC muncul untuk memenuhi kebutuhan akan

fleksibilitas sistem kontrol dalam menanggapi

perubahan sistem serta kebutuhan akan kepraktisan

pengoperasian sistem kontrol. PLC merupakan sistem

kontrol berbasis komputer, yaitu sebuah komputer

mini yang dapat diprogram untuk mengolah input dan

mengeluarkannya melalui terminal output sesuai yang

diharapkan. Dengan PLC, perubahan sistem dilakukan

hanya dengan mengubah program yang ada di

dalamnya. Program dibuat dan dimasukkan oleh

operator melalui unit input berupa console atau PC

(Personal Computer).PLC dapat dibayangkan sebagai sebuah kotak

yang di dalamnya terdapat ratusan atau ribuan relay,

counter, timer dan lokasi penyimpan data. Relay,

timer dan counter tersebut tidak ada secara fisik,

melainkan berupa rangkaian semikonduktor yang

sedemikian rupa sehingga dapat diprogram dan

difungsikan sebagai relay, timer maupun counter.

Blok-blok penyusun PLC adalah CPU (Central

Processor Unit), memori dan rangkaian yang sesuai

untuk menerima data input/output.

Suatu sistem konveyor penge-pakan barang

ditunjukkan pada gam-bar 1. Satu konveyor

menggerakkan box dan satu konveyor menggerakkan

barang.

2. PerancanganSistem pada gambar 1 tersebut dirancang untuk

dikendalikan dengan PLC dengan operasi sebagai

berikut: Ketika tombol Startdiaktifkan, terjadi proses

pengisian produk ke dalam kotak dimana konveyor

produk berjalan dan konveyor box berhenti. Setelah

sensor produk dilintasi produk sejumlah 6 produk,

konveyor produk berhenti dan konveyor box berjalan.

Konveyor box berhenti ketika sensor box mendeteksi

kehadiran box berikutnya, dan konveyor produk

kembali berjalan untuk mengisi box baru yang masih

kosong. Proses ini terus berlangsung dan akan berhenti

jika tombol stop diaktifkan. Diagram blok dari sistem

pengepakan barang yang dikendalikan PLC ditunjuk-

kan pada gambar 2

2.1.Perancangan Software

2.1.1. Identifikasi Input dan Output.

Sistem ini memiliki 4 input, yaitu: tombol Start

(PB1), tombol Stop (PB2), sensor barang dan sensor

box dan 2 output, yaitu: motor konveyor barang dan

motor konveyor box. Selanjutnya masing-masing input

dan output tersebut dihubungkan dengan alamat I/O

PLC. Pengalamatan input ditunjukkan dalam tabel 1

dan pengalamatan output ditunjukkan pada tabel 2.


2/4

JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 3, No. 1, Maret 2003

30

2.1.2. Pembuatan software

Flowchart yang menunjukkan aliran kerja dari

program yang dimasukkan ke dalam PLC ditunjukkan

pada gambar 3. Pertama kali adalah deteksi penekanantombol Start (PB1). Jika PB1 ditekan maka dilakukan

pengecekan status sensor box, on atau off. Jika sensor

box tidak aktif aktif (off) maka motor konveyor box

diaktifkan (on) dan motor konveyor barang tidak

diaktifkan (off) sampai sensor box mendeteksi

kehadiran box. Jika sensor box aktif (on) maka motor

konveyor box tidak diaktifkan (off) dan motor

konveyor barang diaktifkan sampai sensor barang

mendeteksi kehadiran 6 barang. Proses tersebut terus

berulang dan akan berhenti jika tombol Stop (PB2)

ditekan.

Gambar 1. Sistem konveyor pengepakan produk

Gambar 2. Sistem konveyor pengepakandikendalikan dengan PLC

Tabel 1. Pengalamatan input pada PLC

Tabel 2. Pengalamatan output pada PLC

Gambar 3. Diagram alir program pengendaliankonveyor

Gambar 4. Diagram ladder konveyor


3/4

Nurgiyatna et al, Rancang Bangun Aplikasi PLC untuk Pengendalian Konveyor pada Pengepakan Barang

31

Gambar 4 menunjukkan diagram ladder yang

merupakan program yang dimasukkan ke PLC denganmenggunakan console. Pemasukkan ke PLC menggu-

nakan instruksi yang berupa mnemonic yang

ditunjukkan pada tabel 3.

2.2.Perancangan Hardware

2.2.1. Motor DC

Prototype konveyor ini tidak memerlukan motor

yang mempunyai daya yang besar karena kerja dari

konveyor ini tidak digunakan secara maksimal, motor

DC yang berdaya kecil sudah mampu digunakan untuk

menjalankan konveyor tersebut.

2.2.2. Sensor

Sensor berfungsi sebagai pendeteksi adanya

barang/benda yang bergerak diatas konveyor. Sensor

yang digunakan adalah diode laser dan phototransistor,

dipilihnya komponen ini karena mudah didapat dan

harganya terjangkau. Sepasang infraredsebagai sensor

yang berfungsi sebagai penbangkit/pengendali saklar

magnetik pada relay dihubungkan dengan input PLC.

Transmitter selalu mengirimkan sinyal pada receiver

sehingga mengakibatkan terjadinya hubungan antara

keduanya. Proses penghi-tungannya dilakukan dengan

mendeteksi adanya perpotongan pada jalur infrared

yang dibangkitkan transmitter dan diterima oleh

receiver. Setiap perpotongan akan memberikan

perubahan kondisi logika dari 0 ke 1 selama selang

waktu tertentu. Perubahan kondisi logika ini yangdigunakan sebagai acuan perhitungan.

2.2.3. Relay Input dan Output

Untuk PLC omron ini digunakan relay yang

mempunyai lima buah kaki dengan dua kaki

meupakan kumparan kawat sebagai pembangkit

medan magnet listrik (kaki 1, 2) dan tiga kaki yang

lain berfungsi sebagai saklar (kaki 3, 4, 5). Dipilihnya

jenis ini karena relay ini mempunyai dua buah saklar

yang kerjanya saling bertolak belakang, bisa dikatakan

juga dalam relay ini mempunyai dua buah gerbang

logika, gerbang AND dan gerbang NOT. Saat kaki 1, 2

tidak dialiri arus listrik maka kaki 3 akan terhubung

dengan kaki (NOT) dan ketika kaki 1, 2 dialiri arus

listrik maka kaki 3 akan terhubung dengan kaki 4

(AND).

Jadi dapat disimpulkan saat kumparan dialiri arus

listrik (ON) maka terjadi saklar Normally Open

(AND) untuk kaki 4 dan saat kumparan tidak dialiri

arus listrik (OFF) maka terjadi saklar Normally Close

(NOT) untuk kaki5.

PLC omron ini dihubungkan dengan empat buah

relay yang mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Dua

relay dipasang pada input PLC dan dua yang lain pada

output PLC. Relay pada input PLC berfungsi sebagai

saklar input pada PLC yang mengacu pada keluaran

infrared receiver, karena keluaran dari receiver kecil

(3V DC) maka untuk menggerakkan saklar magnet

pada relay tersebut dibutuhkan rangkaian penguat agarrelay dapat bekerja.

Relay pada output PLC berfungsi sebagai

penghubung antara arus listrik dari luar PLC. Relay

dipasang pada konveyor karena arus yang keluar dari

PLC omron kecil (0,2amp) sehingga membutuhkan

tegangan dari luar untuk dapat menggerakkan motor

yang terpasang pada konveyor.

2.2.4. Hubungan antara Input PLC dengan Sensor

Sepasang sensor yang digunakan sebagai infrared

trasmitter menggunakan dioda laser dan infraredreceiver menggunakan photo transistor. Dioda laseryang berfungsi sebagai transmitter selalau mengirim-

kan sinyal pada photo transistordimana berfungsisebagai receiver, sehingga terjadi hubungan antar

keduanya. Kondisi ini terjadi saat tidak ada benda

yang melewati atau memotong jalur infrared, maka

saat tidak ada perpotongan jalur infrared receiverakan

mengeluarkan tegangan dan ketika ada sebuah benda

yang memotong jalur infrared, maka receiver tidak

mengeluarkan tegangan. Perbedaan kondisi ini nanti-

nya akan digunakan sebagai pengendali relay. Pada

saat tidak ada perpotongan jalur infrared (logika 0),

maka receiver akan mengeluarkan tegangan yang

diterima oleh R (resistor) yang terhubung dengan

Tabel 3.Mnemonicprogram

Gambar 5. Motor DC

Gambar 6. Relay 5 kaki; kumparan kawat yangberinti besi (kaki 1, 2), saklar (kaki 3, 4, 5)


4/4

JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 3, No. 1, Maret 2003

32

transistor (basis), sehingga gerbang kolektor dan

emitter terhubungan. Terhubungnya kolektor dan

emitter mengkibatkan kumparan pada relay menjadi

magnet dan mengakibatkan kaki 3 terhubung dengan

kaki 4.

Pada kondisi seperti ini maka input PLC tidak

terhubung dengan com PLC. Saat ada perpotonganjalur infrared (logika 1), receivertidak mengeluarkan

tegangan sehingga R (resistor) transistor (basis) tidak

teraliri arus listrik, maka gerbang pada kolektor dan

emitter tetap terbuka, sehingga kumparan pada relay

tidak menjadi magnet dan kaki 3 tetap terhubung

dengan kaki 5. Pada kondisi seperti ini maka input

PLC terhubung dengan com pada PLC.

2.2.5. Hubungan antara Output PLC denganMotor

Saat output PLC mengeluarkan tegangan yang

merupakan perintah untuk menjalankan motor, dialih

fungsikan untuk mengaktifkan relay karena keluaran

pada output PLC kecil (24V 0.2amp), meskipun

dengan daya yang kecil sudah mampu untuk

menjalankan motor DC, namun untuk lebih aman dan

membuat PLC awet dipasang relay sebagai jembatan

untuk power suply dari luar PLC untuk menjalankan

motor pada konveyor. Cara pemasangan relay dapat

dilihat pada gambar 8.

2.3.Pengujian dan AnalisisPengujian dilakukan untuk mengetahui adanya

kesalahan software ataupun hardware sehingga bisa

dilakukan perbaikan program dan perangkat keras

agar konveyor bisa bekerja seperti yang diharapkan.

Pengujian sistem secara keseluruhan pada awalnya

menunjukkan beberapa kesalahan yang terjadi, antara

lain:

1. Pada saat produk terakhir belum sampai ke dalambox, motor pada konveyor box sudah berjalan.

2. Putaran motor pada konveyor terlalu cepat.Kesalahan-kesalahan tersebut kemudian dapat

diatasi dengan cara:

1. Memberikan delay waktu sekitar 2-3 detik setelah

barang ke-6 pada konveyor barang terdeteksiuntuk menjalankan motor pada konveyor box agar

produk yang terakhir tidak terlambat masuk ke

dalam box. Cara lain adalah jarak antara konveyor

produk dengan konveyor box dibuat rapat agar

produk yang terakhir tidak terlambat masuk ke

dalam box.

2. Putaran motor yang terlalu cepat dapat diatasidengan merubah (memperkecil) tegangan yang

masuk ke motor, bisa juga dengan menambahkan

tahanan geser pada motor, sehingga putaran motor

dapat diatur kecepatannya.

3. Kesimpulan

Sistem yang dirancang yaitu aplikasi PLC untuk

pengendalian konveyor pengepakan barang bisa

bekerja dengan baik sesuai dengan tujuan yang

diinginkan. Beberapa kesalahan kerja sistem yang

ditemukan pada saat pengujian, yaitu: 1).Pada saat

barang yang terakhir (ke-6) belum sampai ke dalam

box, motor pada konveyor box sudah berjalan

sehingga barang ke-6 tersebut tidak masuk ke box,

2).Putaran motor pada konveyor terlalu cepat. Kedua

masalah tersebut dapat diatasi dengan baik.

Daftar Pustaka

[1] Sianu,A.Z.,1999,A Book They Pubhlished in Practical Machine, vol 1, 2nd edition, Erlangga

R

+

C

D313

+6 -15V

Output Receiver

Input PLC

Com PLC

35

412

RELAY

Gambar 7. Penguat relay input

3

5

4

1

21

2

MOTOR DC

+6-15V

OUTPUT

COM

Gambar 8. Pemasangan relay output

emitor ngy rancangbangunaplikasiplc

Documents