mekanisme sistem kendali pengiriman produksi …

JURNAL TEKNIKA – Fakultas Teknik UNESA, Vol 9 NO 2, Agustus 2008, 97 – 103

97

MEKANISME SISTEM KENDALI PENGIRIMAN PRODUKSI

MENGGUNAKAN PLC

Noveri Lysbetti M Teknik Elektro UNRI

Email : [email protected]

Abstrak

Penelitian ini bertujuan membangun proses pengiriman produksi ke gudang penyimpanan sementara

dari proses produksi secara otomatis. Dimana hal ini dilakukan dalam rangka mendapatkan peningkatkan

efisiensi. Prinsip kerja alat adalah saat catu daya diaktifkan maka PLC aktif. Saat motor hidup sehingga

conveyor aktif dan mulai mengirimkan kotak yang ada di atas conveyor. Dalam proses pengiriman kotak,

sensor membaca kotak yang dikirim dan mengirimkan hasil pembacaan ke counter sehingga counter mulai

mencacah kotak yang dikirim. Hasil dari penghitungan kotak ini dikirim ke seven segment display. kemudian

kotak diangkat dan dipindahkan ke kotak yang lebih besar. Proses ini berlangsung terus menerus sampai kotak besar diisi oleh 20 kotak kecil. Kemudian timer aktif selama 10 detik. Hal ini mengakibatkan motor

berhanti yang berarti Conveyor juga berhenti.. Saat yang sama, sensor, counter, seven segment display juga

berhenti bekerja. Setelah timer aktif selama 10 detik, motor akan hidup kembali. Hal ini mengakibatkan

conveyor bekerja kembali, demikian juga sensor, counter, seven segment display. Sistem kembali bekerja

seperti semula dan hal ini akan berulang-ulang. Sistem berhenti bekerja jika catu daya diputus. Dari uji

simulasi yang dilakukan maka terlihat bahwa proses dapat bekerja seperti yang diharapkan.

Kata kunci : Counter, Programmable Logic Controller , Sensor, Seven Segment Display, Timer

Abstract

This study aims to build the production delivery process to the temporary storage of automatic production

process. This is done in order to get the improvement of efficiency. Working principle device is the power

supply when the PLC is switched on. When the motor so that the conveyor active life and began sending

boxes at the top conveyor. In the process of shipping boxes, sensor read the post box and send the result to

the counter readings that counter started chopping box sent. The result of the calculation box is sent to the

seven segment display and then the box was lifted and moved to a bigger box. This process continues until a

large box filled with 20 small boxes. Then the timer is active for 10 seconds. This has resulted in signigicant

motor Conveyor off and also stopped. At the same time, sensors, counters, seven segment displays also

stopped working. After the timer on for 10 seconds, the motor will live again. This resulted in conveyor working again, as well as sensors, counters, seven segment displays. System returned to work as before and

this will be repeated. The system stops working if thepower supply is disconnected. From the simulation tests

carried out so that the process can be seen working as expected.

Keyword : Counter, Programmable Logic Controller , Sensor, Seven Segment Display, Timer

1. Pendahuluan

Dalam dunia industri, efisiensi produksi yang tinggi merupakan hal yang

terus diupayakan terus menerus. Salah satu

bagian dari efisiensi produksi yang terus

ditingkatkan adalah meminimalkan pemakaian tenaga manusia dan

menggantikannya dengan peralatan yang

dapat bekerja sendiri tanpa menggunakan tenaga manusai lagi.

Pengurangan penggunaan tenaga

manusia dalam dunia industri disebabkan

oleh beberapa kelemahan yang ada pada manusia seperti manusia cepat capek dan

daya ingat terbatas. Hal-hal ini dapat menurunkan

efisiensi produksi pada sebuah industri. Pada uji miniatur sistem pengiriman kotak

dari proses produksi ke gudang penyimpanan

(stokis), yang mana terdiri dari dua macam kotak

kecil dan besar. Dimana kotak besar yang berkapasitas 20 buah kotak kecil. Maka dengan

ini, dibutuhkan suatu pencacah/penghitung kotak

kecil kelipatan 20, sesuai dengan kapasitas kotak besar. Dimana proses penghitungan dilakukan

atas dasar penginformasian sinyal dari sensor

yang digunakan. Dimana sensor yang digunakan

adalah LDR (aktif low) dan pada saat yang sama, proses penghitungan ditampilkan pada seven

98

segment display. Apabila seven segment

telah mencapai penghitungan keduapuluh

maka timer akan bekerja untuk menghitung selang waktu yang dibutuhkan untuk

penggeseran kotak besar selama 10 detik.

Dalam hal ini, proses penggeseran kotak

besar tersebut tidak dibahas. Dalam kasus ini, proses

pengendaliannya dilakukan dengan

memanfaatkan Programmable Logic Controller (PLC) sebagai peralatan

pengendali.

Penelitian ini lebih menitikberatkan

pada pembuatan diagram ladder untuk proses pengiriman kotak dari satu tempat ke

tempat lain.

2. Teori

Programmable Logic Controllers

(PLC) adalah peralatan yang dirancang untuk melakukan fungsi logika, yang

sebelumnya dilakukan oleh relai elektronik.

Kebanyakan disain PLC hampir sama

dengan sebuah komputer. Pada dasarnya, PLC merupakan gabungan dari elemen

logika digital yang solid-state dan

dirancang untuk membuat keputusan secara logika yang menghasilkan keluaran. PLC

digunakan untuk mengendalikan dan

mengoperasikan proses mesin dan peralatan pabrik.

Sebuah PLC dapat dibagi ke dalam

tiga bagian yaitu : bagian Input/Output,

Central Processing Unit (CPU) dan Peralatan Pemograman (Programming

Device).

Bagian dalam CPU berisi rangkaian gerbang logika. CPU adalah sistem dasar

mikroprosesor yang menggantikan relai

kendali, timer, counter dan rangkaian

berurut. CPU didisain supaya pemakai dapat memasuki rangkaian yang dibutuhkan

dalam logika tangga relai. CPU

menerima/membaca data masukan dari berbagai jenis peralatan sensor,

menjalankan program yang disimpan

pemakai dari memori dan mengirimkan perintah-perintah keluaran yang tepat untuk

mengendalikan peralatan-peralatan kendali.

Ada banyak ukuran dari PLC.

Dengan membedakan dari segi pengoperasiannya, secara khusus ukuran

PLC dibagi ke dalam tiga bagian besar

yaitu ukuran kecil, ukuran sedang dan ukuran

besar.

Sumber daya DC dibutuhkan untuk menghasilkan tegangan rendah yang digunakan

oleh mikroprosesor dan modul I/O. Sumber daya

dapat disimpan dalam unit CPU atau disimpan

dalam unit terpisah, tergantung pada pabrik pembuat sistem PLC.

Bagian Input/Output (I/O) terdiri dari

modul input dan modul output. Sistem I/O membentuk perantara dengan peralatan-peralatan

yang dihubungkan ke kontroler. Tujuan dari

perantara ini adalah untuk mengkondisikan

keadaan sinyal-sinyal yang diterima dari atau dikirim ke peralatan eksternal. Peralatan masukan

(input) seperti tombol tekan (push buttons), limit

switches, sensor, saklar pilih (selector switches) dan thumbwheel switches dihubungkan ke

terminal pada modul masukan.

Peralatan keluaran (output) seperti motor berdaya kecil, motor starter, katup solenoida dan

lampu indikator dihubungkan ke terminal pada

modul keluaran. Peralatan-peralatan ini juga bisa

berfungsi sebagai peralatan eksternal walaupun secara fisik dihubungkan dengan program

pemakai internal, yang dapat menduplikasikan

fungsi relai, timer dan counter.

a. Metode Pemograman

Metode pemograman dalam PLC adalah : 1) Diagram Tangga

Diagram tangga adalah satu kumpulan

simbol instruksi yang digunakan untuk

menciptakan program pengendali. Simbol-simbol instruksi tangga ini diatur untuk mendapatkan

logika kendali yang diinginkan untuk

dimasukkan ke dalam memori PLC. Karena kumpulan instruksi disusun dari simbol-simbol

kontak, bahasa diagram tangga juga mengacu ke

simbol-simbol kontak.

Perwakilan dari kumparan-kumparan dan kontak-kontak adalah dasar dari simbol-simbol

kumpulan instruksi diagram tangga logika.

Simbol-simbol yang digunakan untuk menerjemahkan logika kendali relai ke logika

simbol kontak,

2) Kode Mnemonik

Ada beberapa dua tipe masukkan program

PLC yaitu dalam bentuk diagram tangga atau

dengan bentuk kode mnemonik. Pemasukan kode mnemonik dapat dilakukan dengan Programming

Console (Personal Computer). Kode


99

mnemonik dipakai untuk menerjemahkan

diagram ladder dalam bahasa pemograman

PLC.

1) Bahasa Pemograman PLC

Istilah bahasa pemograman PLC

mengacu kepada metode bagaimana pemakai berkomunikasi dengan PLC. Dua

struktur bahasa yang sangat umum adalah

bahasa diagram tangga dan bahasa Boolean. Meskipun struktur setiap bahasa sama dari

satu model PLC ke model yang lain, ada

perbedaan antara perusahaan pembuatnya

dalam hal metode aplikasi. Bagaimanapun juga, perbedaan-perbedaan ini biasanya

minim dan mudah untuk dimengerti.

b. LDR (Light Dependent Resistor)

Dengan kemajuan teknologi

elektronika saat ini telah ditemukan suatu jenis tahanan yang sangat peka terhadap

cahaya yang dinamakan Light Dependent

Resistor (LDR).

Konstruksi dan simbol dari LDR adalah seperti pada gambar 1.

1.a.

1.b.

Gambar 1.a. Konstruksi LDR

Gambar 1.b. Gambar Simbol LDR

Sifat dari tahanan LDR ini adalah

nilai tahanannya akan berubah apabila kena sinar atau cahaya. Pada cahaya yang gelap

nilai tahanannya akan besar dan sebaliknya

apabila kena cahaya terang nilai tahanannya

akan menjadi kecil. Jadi, besar kecilnya nilai tahanan

LDR ini tergantung dari besarnya intensitas

cahaya yang mengenai permukaannya. Dengan adanya sifat seperti inilah,

LDR sangat cocok dipergunakan sebagai

sensor.

c. Seven Segment Display

Beberapa tampilan angka menggunakan konfigurasi seven-segment.

Setiap segmen terbuat dari material yang

mengemisi cahaya apabila dilewati arus.

Material-material yang paling umum digunakan adalah Light Emitting Diode (LED) dan filamen

pijar. Seven segment display merupakan tampilan

tujuh buah segmen LED.

Tampilan LED Tujuh Segmen ditunjukkan oleh gambar 2.

Gambar 2. Tampilan Tujuh Segmen

d. Perancangan Program PLC Adapun diagram alir dari prinsip kerja alat

ini dapat dilihat pada gambar 3.

Saat catu daya dihidupkan maka PLC

hidup dan mengaktifkan inverter, yang mana inverter telah diatur untuk frekuensi tertentu.

Dengan aktifnya inverter maka motor akan

bekerja dengan kecepatan yang sesuai dengan frekuensi yang dibangkitkan. Dengan kondisi ini,

maka kotak kecil yang berada di atas conveyor

akan dikirim ke suatu tujuan yaitu kotak besat yang berkapasitas 20 buah kotak kecil.

Apabila kotak besar telah mencapai jumlah

yang diinginkan maka inverter di-reset kembali

ke kondisi awal dengan frekuensi tetap. Selama proses penggeseran kotak besar tersebut ke

gudang penyimpanan maka timer bekerja untuk

menghitung waktu yang dibutuhkan melakukan penggeseran tersebut. Dan hal ini berlanjut secara

terus menerus sampai proses penghentian catu

daya, dimana sistem secara keseluruhan tidak

diaktifkan lagi.

3. Metode

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berupa PLC, sensor, seven segment display

(tampilan tujuh segmen).

Metode yang digunakan dalam penelitian ini berupa : membangun system, merancang

program PLC, menguji program, membaca hasil

pengujian/ pengamatan.

a

b

c

d

e

f g


100

Gambar 3. Diagram alir prinsip kerja alat

Kotak yang dikirim, dibaca oleh

sensor. Sensor mengirim hasil pembacaannya ke pencacah (counter). Data

dari pencacah dikirim ke seven segment

display (tampilan tujuh segmen) sehingga

seven segment display menampilkan hasil pembacaan dari counter.

Jika counter telah mencacah 20 kotak

dan menampilkannya di seven segment display maka timer aktif selama 10 detik.

Saat timer aktif maka inverter tidak aktif

dan conveyor berhenti bekerja. Demikian

juga sensor, counter, seven segment display berhenti bekerja sampai dengan proses

penghitungan timer selesai.

Tidak

Ya

Kotak dikirim

Baca

Sensor

Counter

menghitun

g

Tampilan

Seven

Segment

Timer 10

detik

End

Start

Mengatur

frekuensi

PLC

Motor

Hidup

Conveyor

bekerja

Apakaka

h jumlah

kotak

20?

101

Pada saat yang sama, kotak diangkat

dan dipindahkan ke kotak yang lebih besar.

Pemindahan kotak yang kecil ke kotak yang lebih besar hanya berlangsung selama 10

detik, sesuai dengan lamanya timer

melakukan penghitungan. Setelah 10 detik

maka inverter aktif kembali dan conveyor

kembali bekerja. Secara garis besar, sistem yang akan

dibangun dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Rangkaian lengkap sistem

Alat ini dirancang untuk memindahkan/ mengirimkan kotak kecil.

Kotak kecil dikirimkan satu persatu ke

kotak yang lebih besar, dengan menggunakan sensor, counter, seven

segment display dan timer. Kotak kecil

yang harus diisi ke dalam kotak yang lebih

besar adalah sebanyak 20 buah. Inverter digunakan untuk mengatur kecepatan yang

diinginkan. Namun dalam hal ini, tidak dibahas secara mendetail.

4. Hasil dan Pembahasan Setelah program dijalankan maka

diperoleh timing diagram untuk pengiriman

kotak pertama sampai kotak keduapuluh,

seperti pada gambar 5.

Gambar 5. Timing diagram pengiriman kotak ke-1 sampai ke-20

Berdasarkan timing diagram

pengiriman kotak pertama sampai ke

duapuluh seperti pada gambar 6, terlihat

bahwa catu daya berfungsi sebagai clock sesaat untuk proses awal untuk

mengaktifkan PLC dan inverter. Dimana

catu daya ini mendapat suatu pengunci untuk mengaktifkan catu daya untuk

inverter selama proses berjalan.

Dengan aktifnya catu daya pada saat bersamaan, PLC bekerja untuk

memerintahkan seluruh proses, pada saat

itu juga inverter bekerja dengan pengaturan

frekuensi yang telah ditetapkan.

Setelah selang beberapa waktu

hingga kotak yang akan dikirim mencapai sensor maka pada saat itu, counter mulai

menghitung hingga hitungan yang

keduapuluh. Dimana proses penghitungan ini ditampilkan pada seven segment display.

Timing diagram setelah pengiriman

kotak ke duapuluh untuk proses ini, inverter, sensor, counter, seven segment

display tidak bekerja selama selang waktu

pengaturan timer. Dalam hal ini, timer.


102

diatur selama 10 detik, dimana waktu ini

digunakan untuk menggeser kotak besar

yang berkapasistas 20 kotak kecil. Proses

aktifnya timer, seperti terlihat pada gambar

6.

Gambar 6. Proses aktifnya timer

Dari gambar 6, terlihat bahwa pada saat timer bekerja (setelah pengiriman

kotak ke duapuluh) maka inverter, motor,

sensor, counter, seven segment display

tidak bekerja. Proses ini berlanjut untuk setiap proses keduapuluh pembacaan

counter, telah selesai dilakukan.

Berdasarkan uji simulasi time ladder yang dibangun, dapat memenuhi proses

pengiriman kotak kecil ke dalam kotak

besat yang berkapasistas 20 buah kotak kecil, melalui suatu conveyor yang

menggunakan inverter, dapat berjalan

sesuai dengan yang diinginkan.

5. Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini diperoleh

bahwa: proses pengiriman kotak yang pertama sampai keduapuluh dapat berjalan

seperti yang terlihat pada timing diagram,

proses pengiriman kelipatan duapuluh juga dapat berjalan sesuai dengan yang

diharapkan, secara umum dapat

disimpulkan bahwa mekanisme proses

pengiriman barang yang diinginkan dapat berjalan sesuai dengan berjalan sesuai

dengan yang diharapkan.

Daftar Pustaka

Marpaung, N. L., 2004, Analisa

Penggunaan PLC Dalam Menentukan

Temperatur Air, Laporan Penelitian UNRI, UNRI.

Wahyono, 2004, Rancang Bangun Penghitung Jumlah Barang Pada

Proses Pengisian Mesin Pengepakan,

Proyek Akhir Teknik Elektro UNRI, UNRI.

Salasih, Indah, 2005, Perencanaan Dan

Pembuatan Lampu Penerangan Otomatis, Proyek Akhir Teknik

Elektro UNRI, UNRI.

Rosadi, Febi, 2005, Pembuatan Alat Ukur

Frekuensi Dengan Sistem Digital,

Proyek Akhir Teknik Elektro UNRI, UNRI.

Marpaung, N. L., 2004, Analisa Rancangan

Alat Pembaca KWH Meter Melalui Jaringan Telepon, Jurnal UNRI,

UNRI.

103

Petruzella, D., F., 1989, Programmable

Logic Controllers, McGraw-Hill Book

Company, United States of America.

Webb, Jhon and Greshock, Kevin,

Industrial Control Electronics, Merrill

– An Imprint of Macmillan Publishing Company, New York.

Parr, E., A., 1999, Programmable Controllers : An Engineer’s Guide,

Second Edition, Planta Tree,

Manchester.

Bishop O., 1995, Understand Electronics,

Cetakan Pertama, Penerbit Butterworth

Heinemann Ltd, Inggris.

Ceng G. L., MIEE, 1994, Pengujian

Electronik Dan Diagnosa Kesalahan,

Penerbit PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.

Malvino, A. P., Leach, D. P., 1992, Prinsip-

prinsip dan Penerapan Digital, Edisi Ketiga, Penerbit Erlangga.

Malvino, A. P., 1993, Elektronika Komputer Digital, Edisi Kedua,

Penerbit Erlangga.

Shrader R. L., 1999, Komunikasi Elektronika, Edisi Lima Jilid 1,

Penerbit Erlangga.

mekanisme sistem kendali pengiriman produksi …

Documents