Makalah Seminar Kerja Praktik ALAT MONITORING KEADAAN MESIN PADA

PROSES PRODUKSI DI PT. SKF INDONESIA

Oleh: Muhammad Ikhsan Anshori (L2F007053) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Abstrak

Dalam usaha meningkatkan produktivitas, efisiensi, dan efektivitas dari sumber daya yang dimiliki suatu

perusahaan harus terus melakukan inovasi –inovasi dalam proses produksinya. Pada zaman modern sekarang ini sistem pemeliharaan dan perawatan yang tidak baik akan menghambat inovasi-inovasi proses produksi, kualitas, dan kuantitas dari hasil produksi.

Pada sistem pemeliharaan dan perawatan dalam sebuah pabrik digunakan suatu alat yang berfungsi untuk mengetahui keadaan atau status dari mesin-mesin yang ada pada bagian produksi entah mesin itu dalam keadaan rusak atau baik. Dengan adanya alat tersebut diharapkan dapat memudahkan operator yang bertugas untuk perbaikan alat bisa segera menuju ke tempat tersebut. Sebuah layar sentuh (touch screen) merupakan media yang tepat sebagai antarmuka untuk pengaturan tersebut. GP2600 buatan persuhaan Digital Electronics Corporation Jepang adalah salah satu jenis layar sentuh yang telah digunakan oleh PT. SKF Indonesia sebagai perangkat keras antarmuka alat monitoring keadaan mesin produksi. Untuk pembuatan tampilannya diperlukan sebuah perangkat lunak yaitu GP-PRO/PBIII. Untuk proses pengontrolannya alat ini menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) dimana jenis PLC yang digunakan adalah PLC OMRON C200-HG. PLC ini berfungsi mengolah data yang masuk dari layar sentuh. Kata kunci : PLC (Programmable Logic Controller), layar sentuh, antarmuka, monitoring. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Dewasa ini, perkembangan tekologi telah memberi nuansa baru bagi kelangsungan hiduo manusia. Gambaran manusia yang tersebar dalam suatu area yang luas dan jauh, sekarang dirasa semakin dekat. Apalgi didukung dengan sifat kependudukan yang produktif dan tersu berkembang. Dari berbagai pertimbangan fenomena tersebut muncul suatu inisiatif untuk menciptakan suatu pranti pembantu untuk mempermudah pekerjaan manusia. Dengan adanya penemuan-penemuan mutakhir di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, seperti dari ditemukannya energi listrik sampai radio, televisi, telepon, dan sebagainya, telah membuka gerbang dunia modern serba canggih, praktis, cepat, handal, dan fleksibel dalam segala kehidupan. Demikian pula yang terjadi pada suatu perusahaan, banyaknya penemuan yang ada secara langsung maupun tidak langsung telah memberikan dampak positif dalam kuantitas dan kualitas hasil produksi.

PT SKF Indonesia adalah perusahaan bearing yang merupakan bagian dari perusahaan bearing terbesar dunia yaitu SKF AB yang berpusat di Swedia. Kapasitas produksi yang dimiliki oleh PT. SKF Indonesia lebih dari 40.000.000 bearing per tahun. Untuk menunjang proses produksi, PT. SKF Indonesia banyak didukung oleh peralatan yang modern dan canggih. Walaupun peralatan yang digunakan merupakan peralatan yang canggih, kerusakan yang terjadi pada alat tersbut tentu tidak bisa dipungkiri. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat yang dapat memonitor keadaan dari peralatan-perlatan yang digunakan di PT. SKF Indonesia. 1.2 Tujuan Tujuan dilakukan kerja praktik ini adalah: 1. Mengetahui sistem dan lingkungan kerja

industri bearing di PT SKF Indonesia. 2. Mengetahui secara umum prinsip kerja dan

sistem monitoring keadaan seluruh mesin pada proses produksi.

1.3 Pembatasan Masalah Dalam penyusunan makalah kerja praktek

ini, pembahasan hanya dibatasi pada cara kerja serta penggunaan komponen alat monitoring keadaan mesin pada proses produksi. II. KOMPONEN-KOMPONEN KONTROL 2.1 Touch Screen Panel

Touch screen panel adalah sebuah perangkat input komputer yang bekerja dengan adanya sentuhan tampilan layar menggunakan jari atau pena digital. Touch screen banyak digunakan dalam industri manufaktur yang membutuhkan tingkat akurasi, sensitivitas terhadap sentuhan, dan durabilitas yang tinggi. Sistem touch screen biasanya tersedia dalam bentuh monitor yang sudah memiliki kemampuan layar sensitif senduhan da nada juga kit touch screen yang lebih ekonomis yang dapat dipasang pada monitor yang sudah ada. 2.1.1. Komponen touch screen panel Sebuah sistem touch screen terdiri atas tiga komponen dasar: 1. Panel sensor touch screen, yang terletak di

lapisan luar tampilan dan menimbulkan aliran listrik tertentu tergantung di mana terdapat sentuhan.

Gambar 1. Panel sensor touch screen

2. Kontroller touch screen, merupakan sebuah perangkat yang digunakan untuk menghubungkan antara sensor dengan perangkat komputer yang akan memproses sentuhan-sentuhan tersebut.

Gambar 2. Kontroller touch screen

3. Software driver, bertugas untuk mengatur agar perangkat touch screen dan komputer dapat bekerja sama untuk digunakan dalam berbagai macam keperluan. Driver software akan mengatur sistem operasi dari perangkat komputer bagaiman caranya menangani even-even sentuhan yang berasal dari sensor-sensor di atas layar touch screen.

Gambar 3. Software driver

2.1.2 Jenis touch screen panel

Semua tipe layar sentuh melekat pada unit tampilannya. Perbedaannya terletak pada cara mendeteksi sentuhan dan metode yang dgunakan untuk memproses input sentuhan: 1. Capacitive overlay

Memiliki sebuah lapisan pembungkus yang merupakan kunci dari cara kerjanya, yaitu pembungkus yang bersifat kapasitif pada seluruh permukaanya. Lapisan pembungkus yang terdapat pada touch screen ini berbahan indium tinoxide yang dapat meneruskan arus listrik secara kontinyu untuk kemudian ditujukan ke sensornya. Kemudian data dari sensor akan diteruskan ke sebuah kontroller dimana kontroller ini berfungsi untuk meneruskan informasi tersebut ke mesin pengalkulasi posisi dari gangguan atau sentuhan tersbut. Ketika hasil penghitungan didapat, maka koordinat dan posisi dari sentuhan tadi dapat diketahui dengan baik. Akhirnya informasi dari posisi tersebut akan diintegrasikan dengan program lain untuk menjalankan sebuah aplikasi.

2. Resistive overlay Unggul dalam daya tahan khususnya terhadap perlakuan kasar dan harga yang terjangkau. Tersusun atas dua lapisan tipis yang terbuat dari kaca atau polyster yang disellubungi dengan material penghambat dan dipisahkan oleh titik-titik pemisah yang tidak terlihat. Pada resistive overlay,, arus listrik mengalir pada seluruh bagian layar. Ketika tekanan diberikan pada layar, kedua

lapisan tersebut saling berhimpitan yang kemudain menyebabkan perubahan aliran arus listrik. Melalui perubahan tersbut lokasi sentuhan terdeteksi.

3. Surface acoustic wave Bekerja dengan mengirimkan gelombang akustik melalui panel kaca yang dilengkapi dengan beberapa transduser dan reflector. Ketika jari bersentuhan dengan gelombang akustik, gerakan gelombang mengalami perubahan. Perubahan ini kemudian digunakan untuk mendeteksi lokasi sentuhan, Keunggulan tipe ini adalah memiliki tingkat kejernihan yang paling tinggi serta daya tahan yang baik terhadap kotoran yang menempel.

2.2 Programmabel Logic Controller(PLC)

Programmable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis-mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses-proses.

Konsep dari PLC adalah programmable, menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat. Logic, menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmatik, yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi serta controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

PLC sebagai perangkat dalam sistem pengaturan modern memiliki berbagai fungsi pengontrolan yang dapat dikategorikan menjadi : kontrol sekuensial, kontrol canggih, kontrol pengawasan. Secara terperinci disajikan dalam tabel 3.1.

Tabel 1. Tipe Kontrol dan Fungsi PLC

Tipe Kontrol Fungsi

Kontrol Sekuensial

1. Pengganti rele kontrol konvensional

2. Pewaktu dan pencacah 3. Kontrol otomatis, semi

otomatis. Kontrol Canggih 1. Operasi Aritmatik

2. kontrol analog 3. kontrol PID 4. Fuzzy Logic

Kontrol

Pengawasan

1. Prosedur monitor dan pengawasan

2. Monitor dan Diagnosa kesalahan

3. Antarmuka dengan komputer

4. Jaringan kerja otomatis 5. Local Area Network

Secara umum PLC memiliki 5 komponen

dasar, komponen ini adalah unit prosesor, memori, unit catu daya, bagian antarmuka, dan perangkat pemrograman. Gambar 3.1 menampilkan konfigurasi dasarnya. 1. Central Processing Unit (CPU) adalah unti

yang berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan tindakan pengontrolan, sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori, lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal-sinyal kontrol ke antarmuka output.

2. Unit Catu Daya diperlukan untuk mengkonversikan tegangan a.c sumber menjadi tagangan d.c. (5 V) yang dibutuhkan prosesor dan rangkaian-rangkaian didalam modul-modul antarmuka input-output.

3. unit memori adalah tempat dimana program yang digunakan untuk melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan disimpan.

4. Perangkat pemrograman dipergunakan untuk memasukan program yang dibutuhkan kedalam memori. Program tersebut dibuat dengan menggunakan perngkat ini kemudian dipindahkan kedalam unit memori PLc.

5. Unit input dan output adalah antarmuka dimana prosesor menrima informasi dari dan

mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal.

2.3 Dioda Cahaya

Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.

Karakteristik LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik diode yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila tegangan yang diberiikan terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.

Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan diobuat dengan gallium arsenide. Perkembangan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya fengan warna bervariasi. LED konvensional terbuat dari mineral inorganic yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai beriikut : 1. Alumunium gallium arsenide –merah dan

inframerah. 2. Gallium alumunium phosphide – hijau 3. Gallium nitride – hijau, hau murni, dan biru. 4. Zinc selenide – biru. 5. Diamond – ultraviolet, dst.

Selain satu warnaterdapat juga LED yang memiliki 2 warna, lebih tepatnya LED tersebut dapat berganti menjadi warna lain, biasanya disebut dengan nama BiColour LED. BiColour LD terdiri dari dua buah LED berbeda warna, yang dikemas dalam satu kemasan. Ada dua jenis sambungan untuk bisa menghidupkan salah satu LED.

Jenis pertama, ialah sambungan dengan menggunakan tiga pin, pin-pin katoda kedua buah LED tersebut dihubungkan menjadi satu pin (common katoda). Common katoda langsung dihubungkan ke ground atau polaritas min baterai atau ke logika nol. Sedangkan polaritas plus atau logika satu dihubungkan ke pin anoda salah satu LED yang akn dihubungkan.

Jenis kedua, ialah sambungan menggunakan 2 pin, anoda LED yang satu dihubungkan dengan katoda yang lain. LED mana yang akan hidup tergantung dari polaritas tegangan yang diberikan pada LED yang sesuai dengan pin LED. III. DESAIN ALAT MONITORING

KEADAAN MESIN PADA PROSES PRODUKSI

3.1 Proses Kerja Sistem Alat ini berfungsi untuk mengetahui keadaan dari berbagai mesin atau alat industri pada semua channel yang digunakan untuk proses produksi di pabrik. Dalam hal ini rusak atau tidaknya suatu mesin produksi akan dilaporkan oleh operator yang berada pada mesin produksi tersbut. Apabila operator mengalami masalah pada mesin produksi, maka ia akan menuju ke bagian maintenance untuk melaporkan kerusakan tersebut. Kerusakan tersbut akan dilaporkan pada alat monitoring keadaan mesin produksi dalam bentuk penekanan tombol merah ayngn ada pada touch screen panel sehingga kumpulan LED indikator akan berwarna merah, kemudian operator akan menuliskan kerusakan apa yang terjadi. Dari indikator yang ada pada alat monitoring, maka operator dari bagian maintenance akan segera menuju ke mesin pada channel yang mengalami kerusakan dan tidak lupa untuk menekan tombol jingga agar indikatornya berubah menjadi berwarna jingga. Tujuan pengubahan indikator menjadi berwarna jingga ialah agar operator maintenance yang lain yang datang setelahnya bisa mengetahui bahwa kerusakn pada mesin channel tersbut sudah diurus oleh operator maintenance sebelumnya, sehingga ia tidak perlu repot-repot menuju ke kerusakan tersebut. Ketika mesin yang rusak telah berhasil diperbaiki, maka operator maintenance yang memperbaiki akan menekan tombol hijau sebagai tanda mesin tersebut telah bekera kembali seperti semula.

Gambar 4. Diagram Blok Alat

3.2 Desain Perangkat Keras Untuk desain perangkat keras, touch screen panel berfunsi sebagai masukan berupa sentuhan dari operator. Perintah-perintah yang tersedia pada layar akan diolah oleh PLC dimana untuk aplikasi ini PLC yang digunakan adalah PLC OMRON C200-HG. Touch screen dan PLC dihubungkan oleh kabel DB9 dimaan agar terjalin komunkasi diantara kedua komponen tersebut digunakan RS-232C. Di bawah ini terdapat diagram pengkabelan antara touch screen dan PLC.

Gambar 5. Diagram pengkabelan PLC dan touch

screen Setelah komunkasi yang terjalin antara touch screen dan PLC berjalan dengan baik. Maka perintah-perintah yang dimasukan dapat diolah oleh PLC tersebut. Dari pengolahan perintah, output yang dikeluarkan akan dibawa menuju ke indikator yang digunakan melalui pin-pin output yang telah tersedia pada PLC tersebut. Indikator yang digunakan adalah kumpulan LED. Beriiktu di bawah ini adalah gambar hardware monitoring keadaan pada mesin produksi di PT. SKF Indonesia. Gambar 6. Hardware alat monitoring keadaan mesin

proses produksi

3.3 Desain Perangkat Lunak Pada desain perangkat lunak, pembahasan

akan dibagi menjadi 3 bagian antara lain : 1. Metode komunkasi antara touch screen

dan PLC. 2. Desain interfacing / antarmuka

menggunakan software GP-PRO/PBIII. 3. Desain program controller menggunakan

CX-Programmer. 3.3.1 Metode komunikasi

Metode komunkasi yang digunakan ialah Direct Acces Commuication. Dengan format ini, PLC tidak perlu disusahkan dengan program protocol antara PLC dan touch screen panel yang dalam aplikasi alat ini menggunakan jenis touch screen GP-2600. Touch screen GP-2600 secara otomatis meminta data yang diperlukan untuk operasi atau tampilan layar yang diinginkan dari PLC. Kemudian tampilan layar akan berubah sesuai dengan pengaturan pada animasinya. Oleh karena tampilan layar dikirim dan diterima secara otomatis dari PLC, PLC tidak perlu memprogram tampilan yang ada pada touch screen panel.

Dalam proses pengalamatan dan komunkasi antara PLC dan touch screen, secara otomatis akan terdapat sistem data area, dimana alamat dari sistem data area adalah alamat yang tidak digunakan oleh PLC tersebut. Untuk pengaturan komunikasi antara touch screen panel dan PLC bisa dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2. Pengaturan komunikasi touch screen dan PLC

3.3.2 Desain interface / antarmuka Dalam pembuatan antarmuka, software

yang digunakan adalah GP-PRO/PBIII. Langkah-langkah dalam pembuatan program interface atau antarmuka untuk aplikasi ini adalah :

1. Membuka aplikasi GP-Pro/PBIII yang ada pada komputer.

Gambar 7. Tampilan awal program GP-

Pro/PBIII 2. Membuat project baru dengan memilih

opsi Project => new yang ada pada window tersebut.

3. Mengatur setting yang terdapat pada GP setup dengan memberikan nilai yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan.

Gambar 8. Pengaturan untuk PLC Omron

C200-HG 4. Membuat tampilan antarmuka dengan

memasukan simbol-simbol yang

diperlukan. Untuk membuat tampilan klik tombol screen ang ada pada program utama.

Gambar 9. Pembuatan tampilian

menggunakan GP-Pro/PBIII 5. Agar tampilan bisa berkomunkasi

dengan PLC maka perlu diberikan alamat pada simbol-simbol yang digunakan sebagai input untuk diproses di PLC nantinya.

Gambar 10. Pemberian alamat pada simbol

6. Apabila semua simbol sudah dibuat dan dihubungkan dengan alamat yang terdapat pada PLC maka tampilan antarmuka sudah selesai dibuat.

3.3.3 Desain program kontroller Sebelum membuat aplikasi ini maka perlu

dibuat terlebih dahulu flowchartnya. Berikut adalah flowchart dari aplikasi monitoring keadaan pada mesin produksi :

Gambar 11. Flowchart aplikasi

Dari flowchart di atas dapat kita ketahui bahwa PLC akan mendeteksi terlebih dahulu apakah ada kerusakan yang terjadi. Aplabila terdapat kerusakan maka indikator akan berubah sesuai menjadi berwarna merah, apabila sedang diperbaiki akan berwarna jingga, sedangkan bila mesin tersebut sudah berjalan normal maka indikator akan kembali berwarna hijau. Sebelum membuat diagram ladder, hal yang perlu diketahui terlebih dahulu adalah alamat dari input dan output untuk aplikasi ini. Berikut

adalah tabel pengalamatan input dan output untuk aplikasi monitoirng keadaan mesin produksi di PT. SKF Indonesia. Setelah mengetahui prinsip kerja atau flowchart dan pengalamatan input dan output, program ladder akan bisa dibuat dengan mudah. Langkah-langkah dalam pembuatan program bisa dilihat pada penjelasan di bawah ini : 1. Menjalankan program CX-Programmer yang

ada pada komputer, sehingga akan muncul tampilan seperti di bawah ini.

Gambar 12. Tampilan program CX-Pogrammer

2. Memilih opsi File => new. Pilih jenis PLC yang digunakan. Untuk aplikasi ini yang digunakan adalah PLC Omron C200-HG. Pilih OK.

Gambar 13. Pengaturan untuk jenis PLC yang

digunakan 3. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti

ini. Pada bagian tengah window ini, program ladder akan dibuat.

Gambar 14 Tampilan pembuatan program

4. Setelah itu buatlah program ladder sesuai dengan flowchart dan pengalamatan yang telah diberikan sebelumnya.

Gambar 15 Diagram ladder aplikasi

5. Ulangi diagram ladder di atas sebanyak jumlah channel yang ada di bagian produksi. Alamat input dan output disesuaikan dengan channel masing-masing.

6. Memberikan simbol end untuk mengakhiri program.

Gambar 16 Pemberian simbol END untuk

mengakhiri program IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari uraian tersebut diatas dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya: 1. Alat monitoring keadaan mesin produksi

merupakan salah satu peralatan yang dimiliki dan digunakan oleh PT. SKF Indonesia untuk menunjang proses pemeliharaan dan perawatan mesin yang terdapat pada bagian produksi.

2. Metode Direct Access Communication digunakan agar PLC dan touch screen panel bisa saling berkomunikasi.

3. Untuk melakukan pengaturan pada komunikasi serta pembuatan antarmuka PLC dengan touch screen digunakan software GP-PRO/PBIII.

4. CX-Programmer digunakan untuk membuat program controller yang ada pada PLC OMRON C200-HG.

4.2 Saran

1. Menambah fungsi dari alat monitoring keadaan mesin produksi ini dengan adanya feedback langsung pada alat monitoring sehingga operator produksi tidak perlu repot ke ruangan maintenance untuk melaporkan kerusakan.

2. Sebaiknya jenis PLC yang digunakan memiliki jumlah input yang lebih banyak agar channel produksi yang bisa dilihat keadaannya juga lebih banyak.

DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim.2004. Operation Manual GP-

PRO/PBIII. Osaka: Digital Electronics Corporation.

[2] Anonim.1999. PLC Beginners Guide. Kyoto: OMRON Corporation.

BIODATA PENULIS

Muhammad Ikhsan Anshori (L2F007073) lahir di Samarinda, 8-8-88. Penulis memulai pendidikan di TK Cendrawasih Samarinda, SD Muhammadiyah 1 Samarinda, SMPN 1 Samarinda, SMAN 10 Melati Samarinda, dan kini penulis sedang melanjutkan

pendidikan di Program Reguler S1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang.

Semarang, 16 Desember 2010

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Iwan Setiawan,ST, MT NIP. 197309262000121001