OTOMATISASI MESIN FILLING TUBE DENGAN MENGGUNAKAN PLC

PADA

PT. DEXTONE LEMINDO JAKARTA

Oleh

Purnamasidi Sugiyanto

NIM: 612007035

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Desember 2013

OTOMATISASI MESIN FILLING TUBE DENGAN MENGGUNAKAN PLC

PADA

PT. DEXTONE LEMINDO JAKARTA

Oleh

Purnamasidi Sugiyanto

NIM: 612007035

Skripsi ini telah diterima dan disahkan

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

dalam

Konsentrasi Teknik Elektronika

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. Gunawan Dewantoro, M.Sc. Eng.

Tanggal : Tanggal :

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan dibawah ini:

NAMA : Purnamasidi Sugiyanto

NIM : 612007035

JUDUL SKRIPSI : Otomatisasi Mesin Filling Tube Dengan Menggunakan

PLC Pada PT. Dextone Lemindo Jakarta

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata

ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi

apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, September 2013

Purnamasidi Sugiyanto

Materai Rp,

6000,-

Tanda Tangan

i

INTISARI

Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem otomatisasi pada mesin filling tube untuk

meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi lem di PT. Dextone Lemindo. Alat ini

dapat mengisi lem yang siap pakai ke dalam tube dan kemudian mengemas tube tanpa

menggunakan tenaga operator. Alat ini memiliki persentase kesalahan yang lebih

rendah dibandingkan dengan mesin filling tube yang masih mengunakan tenaga operator

untuk meletakkan dan memposisikan tube, sehingga alat ini dapat mempercepat

produksi lem dengan maksimal. Cara kerja alat ini adalah operator akan mengisi kotak

penempatan tube, kemudian tube akan berada pada mekanik penempatan dan kemudian

akan menempatkan tube pada konveyor. Setelah tube ditempatkan pada konveyor, tube

akan dibawa ke tempat pemposisian tube. Motor power window akan didorong ke tube

oleh silinder pendorong yang menggunakan tenaga pneumatic kemudian tube akan

diputar. Tube yang sedang berputar akan dideteksi tanda eye-mark oleh sensor

photoelectric. Jika sensor membaca eye-mark maka motor pemutar akan berhenti dan

silinder pendorong akan naik, sehingga tube akan berhenti dan telah diposisikan.

Setelah diposisikan tube akan diisi dengan lem dan kemudian dikemas dengan cara

dilipat bagian bawahnya oleh mekanik pelipat. Mesin filling tube ini menggunakan PLC

LP-S044 Autonics sebagai pengendali utama pada sistem.

Sistem otomatisasi filling tube ini telah berhasil direalisasikan setelah dilakukan

pengujian langsung di PT. Dextone Lemindo. Alat ini bekerja pada tube berdiameter 2

cm dengan panjang 10 cm dan dapat memproduksi lem hingga 10.000 lem per hari

kerja. Mesin filling tube ini memiliki persentase produk gagal sekitar 2,8%. Terjadi

peningkatan produksi dari 6.000 lem menjadi 10.000 lem perhari kerja serta

memperkecil persentase produk gagal dari sekitar 6% menjadi 2,8%.

ii

ABSTRACT

An automation system on filling tube machine has been made to improve the glue

production both its quality and its quantity in PT. Dextone Lemindo. This tool can fill

the ready-use-glue into the tube and then pack the tube without an operator staff. Its

error percentage is lower than the filling tube machine which is still has an operator

staff to put and position the tube, so that this tool can faster the glue production

maximally. To operate this tool, the operator will fill a box of tube placement, after that

the tube will be on the placement mechanic and finally will place the tube into the

conveyor. After the tube is placed in the conveyor, it will be brought to the tube

positioning. Power window motor will be pushed toward the tube by a pushing cylinder

that uses pneumatic power later the tube will be rotated. The tube that is rotating will be

detected by eye-mark signal by a photoelectric sensor. If the sensor reads the eye-mark,

the rotating motor will stop and the pushing cylinder will go up, so that the tube will

stop and has been positioned. After its positioning, the tube will be filled with the glue

and then packed by folding its bottom using folding mechanic. This filling tube machine

uses PLC LP-S044 Autonics as the main control in this system.

This filling tube automation system has successfully been realized after doing a

test that is taking place in PT. Dextone Lemindo. This tool works on a tube 2 cm in

diameter, 10 cm in length. It can produce glue up to 10.000 tubes each working day.

This filling tube machine has failure production percentage around 2.8%. The

production of the glue increased from 6000 tubes to 10.000 tubes per day and the

percentage of the failed products decreased from 6% to 2.8%.

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Tuhan Yang Maha Kuasa

atas segala rahmat karunia yang diberikan selama enam bulan ini, akhirnya penulis

berhasil menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini sebagai syarat untuk

menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen

Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada

berbagai pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini:

1. Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih karunia-Nya senantiasa memberi

jalan untuk menyelesaikan penulisan ini.

2. Kedua orang tua penulis yang sabar menanti tanggal kelulusan, dan seluruh

keluarga dan saudara.

3. PT. Dextone Lemindo, Pak Erick Pangestu (Direktur) , Pak Danny Santosa

(Kepala Teknisi), Pak Mingsan (Kepala Produksi), Pak Muchdi (Teknisi), Pak

Dannis (Teknisi), Pak Rio (Teknisi), Ibu Uum (Bagian Keuangan), Pak Uus

(Bagian Pembelian), dan seluruh karyawan PT. Dextone Lemindo Jakarta.

4. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku pembimbing I dan bapak

Gunawan Dewantoro, M.Sc. Eng, selaku pembimbing II, terima kasih atas

segala arahan yang telah diberikan.

5. Bapak F. Dalu Setiadji, M.T., Bapak Deddy Susilo, S.T., dan Bapak Daniel

Santoso, M.S. yang telah mengarahkan saya selama seminar skripsi.

6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita,

Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, Mas Hari, Pak Wage.

7. Herry Setyawan, Ius, Codot, Evan, Bayu, Indra, Toras, Eko, yang selalu

membantu ketika penulis menemui hambatan.

8. Seluruh teman-teman angkatan 2007 yang selalu mendukung saya baik secara

langsung maupun tidak langsung.

9. Yuliana Sutanto yang selalu menyemangati penulis dan sabar menghadapi

penulis yang sedang stress.

iv

10. Seluruh sahabat KFC (Kolor Fishing Club) terima kasih atas semangat yang

telah kalian berikan.

11. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang namanya

tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian untuk

menyempurnakan pengerjaan dan penulisan skripsi ini, karena penulis menyadari

skripsi ini jauh dari sempurna. Sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik

elektronika dan sistem komputer.

Salatiga, November 2013

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI ......................................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................................... ..... iii

DAFTAR ISI ................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... ix

DAFTAR ISTILAH ........................................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Spesifikasi Sistem ........................................................................... 2

1.3 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3

BAB II SISTEM OTOMATISASI MESIN FILLING TUBE .............................. 4

2.1 Gambaran Sistem ............................................................................ 5

2.2 Prinsip Kerja Sistem ....................................................................... 5

2.3 Metode Pendeteksian E-mark ......................................................... 6

2.4 Komponen Pembentuk Sistem ....................................................... 8

BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................. 11

3.1 Perangkat Keras ............................................................................ 11

3.1.1 Mesin Filling Tube PT. Dextone …….............................. 11

3.1.1.1 Konveyor Putar ..................................................... 12

3.1.1.2 Bagian Pengisian .................................................. 12

3.1.1.3 Bagian Pelipat Tube .............................................. 13

3.1.2 Modul Mekanik ................................................................ 14

3.1.2.1 Kotak Penampungan Tube .................................... 15

3.1.2.2 Mekanik Pengeluaran Tube Satu Per Satu ............ 15

3.1.2.3 Mekanik Penempatan Tube .................................. 16

3.1.2.4 Mekanik Pemutar Tube ......................................... 16

3.1.3 Elektronik ......................................................................... 17

3.1.3.1 PLC LP-S044 ........................................................ 17

3.1.3.2 Modul Panel Kontrol ............................................ 20

3.1.3.3 Modul Saklar ........................................................ 22

vi

3.1.3.4 Catu Daya ............................................................. 23

3.1.3.5 Solenoid Valve ..................................................... 24

3.1.3.6 Motor Power Window ........................................... 26

3.1.3.7 Sensor Photoelectric ............................................. 26

3.2 Perangkat Lunak ........................................................................... 27

3.2.1 Alur Program .................................................................... 27

3.2.2 Cara Kerja Alat ................................................................. 28

3.2.2.1 Tampilan Awal ...................................................... 29

3.2.2.2 Tombol Start ......................................................... 29

3.2.2.3 Proteksi Tube dan Lem ......................................... 29

3.2.2.4 Deteksi E-mark ..................................................... 29

3.2.2.5 Deteksi Tube ......................................................... 30

3.2.2.6 Proteksi Tersangkutnya Tube ................................ 30

3.2.2.7 Tombol Stop .......................................................... 30

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................. 31

4.1 Pengujian PLC LP-S044 ............................................................... 31

4.2 Pengujian Sensor Photoelectric .................................................... 32

4.3 Pengujian Proteksi Mesin ............................................................. 32

4.3.1 Proteksi Tube .................................................................... 33

4.3.2 Proteksi Lem ..................................................................... 33

4.3.3 Proteksi Tersangkutnya Tube ........................................... 34

4.4 Pengujian Sistem Keseluruhan ..................................................... 35

4.5 Pengujian di PT. Dextone Lemindo Jakarta ................................. 35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 37

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 37

5.2 Saran Pengembangan .................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 38

LAMPIRAN GAMBAR PERANCANGAN MEKANIK ............................................. 39

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Tube yang digunakan oleh PT. Dextone ................................................ 2

Gambar 1.2. Tube gagal (kiri) tube benar (kanan) ...................................................... 2

Gambar 2.1. Eye-mark pada tube ............................................................................... 4

Gambar 2.2. Eye-mark normal (kiri) eye-mark rusak (kanan) .................................... 4

Gambar 2.3. Konsep sistem ........................................................................................ 5

Gambar 2.4. Metode pendeteksian saat eye-mark terdeteksi dalam 0,4 sekon ........... 7

Gambar 2.5. Metode pendeteksian saat eye-mark tidak terdeteksi dalam 0,4 sekon .. 7

Gambar 2.6. Diagram kotak dan komponen pembentuk sistem ................................. 9

Gambar 3.1. Mesin filling tube PT. Dextone .............................................................. 11

Gambar 3.2. Gear bintang .......................................................................................... 12

Gambar 3.3. Geneva Drive atau Maltese Cross ......................................................... 12

Gambar 3.4. Silinder pengisian .................................................................................. 13

Gambar 3.5. Mekanik pelipat ..................................................................................... 13

Gambar 3.6. Mesin sebelum dan sesudah otomatisasi ............................................... 14

Gambar 3.7. Kotak penempatan tube ......................................................................... 15

Gambar 3.8. Mekanik pengeluaran tube satu per satu ................................................ 15

Gambar 3.9. Mekanik penempatan tube pada konveyor ............................................. 16

Gambar 3.10. Mekanik pemutar tube ........................................................................... 17

Gambar 3.11. PLC LP-S044-S1D0-C5T Autonics ...................................................... 17

Gambar 3.12. Pengkabelan input dan output PLC LP-S044 ........................................ 18

Gambar 3.13. Diagram Wiring Sistem Pengontrolan Mesin Filling Tube Pada

PLC LP-S044 Autonics ......................................................................... 18

Gambar 3.14. Panel kontrol .......................................................................................... 21

Gambar 3.15. Tombol reset .......................................................................................... 21

Gambar 3.16. Konsep pemasangan tombol .................................................................. 21

Gambar 3.17. Box panel kontrol ................................................................................... 22

Gambar 3.18. Modul saklar motor utama ..................................................................... 23

Gambar 3.19 Modul saklar motor power window ....................................................... 23

Gambar 3.20. Modul saklar valve pengisian ................................................................ 23

Gambar 3.21. Modul catu daya utama .......................................................................... 24

viii

Gambar 3.22. Untai catu daya 12VDC ......................................................................... 24

Gambar 3.23. Filter kompresor ..................................................................................... 25

Gambar 3.24. Valve 220 VAC (kiri) dan valve 24 VDC (kanan) ................................ 25

Gambar 3.25. Motor power window ............................................................................. 26

Gambar 3.26. Untai sensor photoelectric Autonics seri BEN300-DFR .......................27

Gambar 3.27. Sensor photoelectric .............................................................................. 27

Gambar 3.28. Diagram Alir .......................................................................................... 28

Gambar 4.1. Tampilan pengujian pada PLC .............................................................. 32

Gambar 4.2. Pengujian deteksi eye-mark dengan kecepatan 90rpm .......................... 32

Gambar 4.3. Pengujian proteksi tube .......................................................................... 33

Gambar 4.4. Pengujian proteksi lem .......................................................................... 34

Gambar 4.5. Limit switch dalam mesin ...................................................................... 34

Gambar 4.6. Pengujian proteksi tersangkutnya tube .................................................. 35

Gambar 4.7. Pengujian di PT. Dextone Lemindo Jakarta .......................................... 36

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Konfigurasi Pin PLC LP-S044 Sebagai Pengendali Utama ..................... 19

Tabel 4.1. Konfigurasi Pin PLC LP-S044 Saat Pengujian ........................................ 31

Tabel 4.2. Hasil Pengujian di PT. Dextone Lemindo Jakarta ................................... 36

x

DAFTAR ISTILAH

PLC Programmable Logic Controller

LCD Liquid Crystal Display

HMI Human Machine Interface

LED Light Emitting Diode

PLN Perusahaan Listrik Negara