OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT DENGAN

MENGGUNAKAN PLC PADA PT. OSNIKK JAYA JAKARTA

Oleh

Rich Elgive Hingayomi

NIM: 612009012

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Oktober 2014

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

NAMA : Rich Elgive Hingayomi

NIM : 612009012

JUDUL SKRIPSI : Otomatisasi Mesin Pengisian dan Pengemasan Cat

Dengan Menggunakan PLC pada PT. Osnikk Jaya

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, 10 Oktober 2014

Rich Elgive Hingayomi

Materai Rp,

6000,-

i

INTISARI

Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem otomatisasi mesin pengisian dan

pengemasan cat dengan menggunakan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A sebagai

pengendali utama yang digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas

produksi cat di PT. Osnikk Jaya.

Alat ini mampu melakukan pengisian ember cat dengan takaran berat 4 kg, 5

kg, 20 kg, dan 25 kg, mampu bekerja pada 2 jenis ukuran ember sesuai dengan

kapasitas berat yang akan diisi, mampu menutup tutup ember tanpa menggunakan

tenaga manusia.

Pada bagian masukan PLC terdapat sensor infra red, dan tombol push button

sedangkan pada bagian keluaran PLC terdapat single phase motor AC, solenoid

valve electric, dan solenoid valve pneumatic. Dalam proses pengisian digunakan

sensor load cell yang terhubung dengan indikator berat untuk mengukur berat cat

yang akan diisi ke dalam ember.

Sistem otomatisasi mesin pengisian dan pengemasan cat ini telah berhasil

direalisasikan setelah dilakukan pengujian langsung di PT. Osnikk Jaya dan mampu

memproduksi cat hingga 432 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 4 kg, 399

ember cat per 3 jam untuk takaran berat 5 kg, 292 ember cat per 3 jam untuk takaran

berat 20 kg, dan 234 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 25 kg. Jenis cat yang

digunakan pada pengujian adalah cat tembok. Mesin pengisian dan pengemasan cat

ini memiliki persentase kesalahan kurang dari 2,4 %.

ii

ABSTRACT

In this research, I create an automation system of paint filling and packing

machine using PLC OMRON CPM2A-30CDR-A as the main controller to increase

the quality and quantity of paint production at PT. Osnikk Jaya.

This device has the filling capacity of 4 kg, 5 kg, 20 kg, and 25 kg, 2 types of

bucket based on weight capacity, and can be closed automatically without operator

help.

The PLC input is featured with infrared and push button while the output has

a single phase motor AC, electric solenoid valve, and pneumatic solenoid valve. The

filling process uses a load cell sensor connected with weight indicator to measure

paint weight which is filled into the bucket.

This automation system of filling and packing machine runs successfully

after a direct testing at PT Osnikk Jaya and produces up to 432 buckets per 3 hours

for 4kg capacity, and 399 buckets per 3 hours for 5 kg capacity, 292 buckets per 3

hours for 20 capacity, and 234 buckets per 3 hours for 25 capacity. The type of paint

used in this commissioning is wall paint. This paint filling and packing machine has

less than 2,4% error percentage.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala

penyertaanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dalam rangka

menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer.

Pengerjaan tugas akhir ini dapat berhasil karena bantuan dan dukungan

banyak pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

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

memberi jalan untuk menyelesaikan skripsi ini.

2. Keluargaku tercinta, papa Bapak Riwo Handayani yang selalu memberikan

arahan dan nasehat, mama Ibu Fitrie Handokho yang selalu memotivasi,

adik Malta Hingayomi dan Joy Senssane Hingayomi yang terus berdoa dan

memberi dukungan tiada henti. I love my family.

3. Sinode JKI, Bapak Adi Sutanto yang telah memberikan beasiswa dan doa

kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan proses perkuliahan ini.

4. PT. Osnikk Jaya Jakarta, Bapak Hartono dan Ibu Lisan dan seluruh

karyawan PT. Osnikk Jaya Jakarta.

5. 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.

6. Keluarga besar, Opa dan Oma saya Bapak Surya Handokho dan Ibu Beauty

Purnamasari, Mbah saya Ibu Klinem, Bulek Ibu Purwiyanti dan Om Bapak

Santoso dan, Tante saya “wakcak” Ibu Herlina, yang telah memberikan

motivasi dan doa nya.

7. Monica Selesi Riana Utama atas pengertiannya dan penyemangat di kala

suka dan duka. Om Sutomo dan Tante Ari yang telah banyak membantu

dan memotivasi kepada saya.

8. JKI Rehobot Palembang, atas motivasi, dan doanya. I love my church.

9. Pakde dan Bukde Marsono, Panti Asuhan Pak Yakobus atas motivasi dan

doanya.

iv

10. Kak Fandi, Kak Albert, Om Danny, dan keluarga JKI Keluarga Kerajaan

atas motivasi dan doanya.

11. Keluarga Kos Eltorro 800, my second home. Kalian luar biasa.!!!

12. Budi Susanto atas bantuannya dalam membuat program, dan Reyn Maxel

Palese atas bantuannya untuk ambil dan edit video.

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

tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidaklah sempurna. Oleh karena itu,

penulis mengharapkan kritik maupun saran agar tugas akhir ini dapat lebih berguna,

khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Semoga pengerjaan dan penulisan

tugas akhir ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi siapapun yang

membacanya.

Salatiga, Oktober 2014

Penulis

v

DAFTAR ISI

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

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

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

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

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................viii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... x

DAFTAR ISTILAH ................................................................................................... xi

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

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

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

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

BAB II SISTEM OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN

PENGEMASAN CAT……………………………………………..… 4

2.1 Gambaran Sistem ....................................................................... 4

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

2.3 Metode Pengukuran Berat .......................................................... 6

2.4 Komponen Pembentuk Sistem ................................................... 6

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

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

3.1.1 Paket Alat……………………….……......................... 11

3.1.1.1 Conveyor……....................................................11

3.1.1.2 Bagian Pengisian .............................................. 13

3.1.1.3 Bagian Penutup…... ......................................... 13

3.1.2 Elektronik…….............................................................. 14

3.1.2.1 PLC OMRON CPM2A-30CDR-A ................... 15

3.1.2.2 Sensor Load Cell………………………........... 17

3.1.2.3 Indikator Berat.………….................................. 19

3.1.2.4 Single Phase Motor AC……………………..... 19

3.1.2.5 Solenoid Valve Electric ………………............ 21

3.1.2.6 Sensor Infra Red.……………………………….... 22

3.1.2.7 Solenoid Valve Pneumatic….………………… 23

vi

3.1.2.8 Modul Komparator Tegangan dan Modul

Regulator Tegangan……...……………………24

3.1.2.9 Panel Box………………………………………….. 26

3.1.2.10 Modul Saklar…………………………..…… 27

3.1.2.11 Catu Daya…………………………….……. 29

3.2 Perangkat Lunak ...................................................................... 30

3.2.1 Alur Program ................................................................ 30

3.2.2 Cara Kerja Alat ............................................................. 30

3.2.2.1 Tombol Pilihan Takaran Berat……………….. 32

3.2.2.2 Tombol Start .................................................... 32

3.2.2.3 Deteksi Ember .................................................. 32

3.2.2.4 Deteksi Berat…………………………………. 33

3.2.2.5 Tombol Reset .................................................... 34

3.2.2.6 Tombol Stop ..................................................... 34

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ....................................................... 35

4.1 Pengujian Ketahanan Conveyor ............................................... 35

4.2 Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A.......................... 36

4.3 Pengujian Sensor Load Cell dan Indikator Berat ……………. 37

4.4 Pengujian Solenoid Valve Electric……………………..……. 39

4.4.1 Pengujian Elektronis……………………………...….. 39

4.4.2 Pengujian Teknis……………………………………... 39

4.5 Pengujian Sensor Infra Red ..................................................... 40

4.5.1 Pengujian Elektronis .................................................... 40

4.5.2 Pengujian Teknis .......................................................... 41

4.6 Pengujian Solenoid Valve Pneumatic……………………..… 42

4.6.1 Pengujian Elektronis…………………………………. 42

4.6.2 Pengujian Teknis……………………………………... 42

4.7 Pengujian Modul Regulator Tegangan…………………….... 43

4.8 Pengujian Modul Komparator Tegangan…………………….. 44

4.9 Pengujian Tombol……………………………………………. 45

4.10 Pengujian Sistem Keseluruhan………….…………………... 46

4.11 Pengujian di PT. Osnikk Jaya …………………….…………. 46

4.11.1 Pengujian Hasil Pengukuran Berat………...……..…. 47

vii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..........................................................48

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 48

5.2 Saran Pengembangan ............................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 50

LAMPIRAN A. GAMBAR PERANCANGAN MEKANIK ............................51

LAMPIRAN B. PANDUAN PENGGUNAAN ALAT…….............................52

LAMPIRAN C. SONIC T18 MANUAL BOOK, SONIC………........…………53

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Proses Pengisian Cat Pada PT. Osnikk Jaya………………….……....2

Gambar 1.2. Proses Penutupan Ember Cat Pada PT. Osnikk Jaya...........................2

Gambar 2.1. Konsep Sistem .....................................................................................4

Gambar 2.2. Blok Diagram…………………………………………………........... 8

Gambar 3.1. Perancangan Conveyor……………………………………................12

Gambar 3.2. Realisasi Conveyor………………………………………….............12

Gambar 3.3. Perancangan Proses Pengisian………..…..........................................13

Gambar 3.4. Perancangan Mekanik Penutup Ember...............................................14

Gambar 3.5. Mekanik Penutup Ember……………...…….….................................14

Gambar 3.6. PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………..….….............................15

Gambar 3.7. Pengkabelan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A…………………..15

Gambar 3.8. Diagram Wiring Sistem Pengontrolan Mesin Pengisian dan

Pengemasan Cat pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………. ... 16

Gambar 3.9. Gambar Konfigurasi Jembatan Wheatstone Dengan Empat Strain

Gauges…………………………………………………………………...…18

Gambar 3.10. Sensor Load Cell………………….…………………………...…… 19

Gambar 3.11. Indikator Berat………………….…………………………........…... 19

Gambar 3.12. Single Phase Motor AC……………………………………………. 20

Gambar 3.13. Pengaturan Arah Putaran Single Phase Motor AC………………… 20

Gambar 3.14. Solenoid Valve Electric…………………………………………….. 21

Gambar 3.15. Struktur Fungsi Solenoid Valve Electric..………………………….. 21

Gambar 3.16. Sistem Kerja Sensor Infra Red E18-D80NK-DS…………………... 22

Gambar 3.17. Sensor Infra Red E18-D80NK-DS………………….……………… 23

Gambar 3.18. Solenoid Valve Pneumatic..………………..………………………. 23

Gambar 3.19. Sistem Kerja Solenoid Valve Pneumatic..………………………….. 24

Gambar 3.20. Komparator Tegangan……………………………………………… 24

Gambar 3.21. Rangkaian Pembagi Tegangan……………………………………... 25

Gambar 3.22. Rangkaian Regulator Tegangan………………………………….… 26

Gambar 3.23. Regulator Tegangan dan Komparator Tegangan…………………… 26

Gambar 3.24. Antar Muka Panel Box………………………………………..……. 27

Gambar 3.25. Konsep Pemasangan Tombol……………………………………..... 27

ix

Gambar 3.26. Isi Panel Box………………………………………………………... 28

Gambar 3.27. Modul Saklar Single Phase Motor AC……………………………... 29

Gambar 3.28. Modul Saklar Solenoid Valve Electric……………………………... 29

Gambar 3.29. Modul Saklar Solenoid Valve Pneumatic………………………….. 29

Gambar 3.30. Relay 24 VDC……………………………………………….…….. 29

Gambar 3.31. Diagram Alir………………….……………………………….......... 31

Gambar 3.32. Penggunaan Port Serial PLC………………………………….…… 34

Gambar 4.1. Pengujian Ketahanan Conveyor……...……………………………..35

Gambar 4.2. Pengujian Single Phase Motor AC , Gear dan Rantai………….......36

Gambar 4.3. Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A………………….…...37

Gambar 4.4. Pengujian Sensor Load Cell…………………………………….......37

Gambar 4.5. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Elektronis………….…...39

Gambar 4.6. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Teknis……………….....40

Gambar 4.7. Pengujian Sensor Infra Red Secara Elektronis……………………..41

Gambar 4.8. Pengujian Sensor Infra Red Secara Teknis…………………………41

Gambar 4.9. Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Elektronis……….…..42

Gambar 4.10. Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Teknis………………43

Gambar 4.11. Pengujian Regulator Tegangan…….…………………………….....43

Gambar 4.12. Pengujian Komparator Tegangan….…………………………….....45

Gambar 4.13. Pengujian Tombol………………….…………………....................46

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Daftar Penggunaan Pin Pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A......17

Tabel 4.1. Data Memori Penerimaan Dari Indikator Berat…………..………....38

Tabel 4.2. Pencuplikan Data Berat…….……...…………….…….………….....38

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Keluaran Tegangan Komparator……….……..…...26

Tabel 4.4. Hasil Pengujian di PT. Osnikk Jaya…………...…………….…...….47

Tabel 4.5. Pengujian Pengukuran Berat………...………….………………..….47

xi

DAFTAR ISTILAH

A Ampere

AC Alternating Current

BCD Binary Coded Decimal

C Common

cm centi meter

DC Direct Current

DM Data Memory

HP Horse Power

IC Integrated Circuit

I/O Input-Output

kg kilo gram

LED Light Emitting Diode

MCB Miniature Circuit Breaker

mm mili meter

NC Normally Closed

NO Normally Open

PLC Programmable Logic Controller

PLN Perusahaan Listrik Negara

RXD Receive Data

TTL Transistor Transistor Logic

V Volt

VAC Volt Alternating Current

VDC Volt Direct Current