SKRIPSI / TUGAS AKHIR

UJANG SONJAYA (20406916)JURUSAN TEKNIK MESIN

RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL

KONVEYOR PENGHITUNG BARANG

MENGGUNAKAN PLC (PROGRAMMABLE LOGIC

CONTROLLER) OMRON TIPE CPM1A 20 CDR

PENDAHULUAN

PLC (Programmable Logic Controller) adalah suatu alat berbasis mikroprosesor yang dapat diprogram untuk mengontrol dan mengendalikan suatu proses permesinan secara otomatis. Dibuat dengan tujuan untuk menggantikan fungsi relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional

Konveyor adalah salah satu jenis alat pengangkut atau pemindah yang berfungsi untuk mengangkut atau memindahkan bahan-bahan industri yang berbentuk padat. Banyak digunakan di industri

PERMASALAHANPERMASALAHAN

1. Bagaimana membuat sistem kontrol konveyor penghitung barang menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR ?

2. Bagaimana cara menghubungkan perangkat masukan sebagai input dengan PLC kemudian memprogram PLC tersebut sehingga menghasilkan keluaran sebagai perintah untuk mengendalikan konveyor penghitung barang ?

PEMBATASAN MASALAH

1. Pembuatan konveyor penghitung barang beserta sistem kontrolnya menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR sehingga cara kerja dari sistem Konveyor tersebut sesuai dengan tujuan pembuatan dan dapat dengan mudah dipahami dan dipelajari

2. Pembuatan program diagram tangga atau kode mnemonik sebagai perintah/masukan di dalam PLC yang menghasilkan suatu keluaran untuk mengontrol konveyor penghitung barang.

LANDASAN TEORIPLC (Programmable Logic Controller) ialah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk menyimpan instruksi yang berorientasi kepada pengguna, untuk melakukan fungsi khusus seperti logika, sequencing, timing, arithmetic, melalui input baik analog maupun discrete / digital, yang digunakan untuk berbagai proses permesinan[14] PLC merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional, dirancang untuk mengontrol suatu proses permesinan[2]

Keistimewaan PLC1. Butuh waktu yang tidak lama untuk membangun, memelihara, memperbaiki dan Mengembangkan sistem kendali, pengembangan sistem yang mudah.

2. Ketahanan PLC jauh lebih baik, Lebih murah.

3. Mengkonsumsi daya lebih rendah, 4. Pendeteksian kesalahan yang mudah dan

cepat, 5. Pengkabelan lebih sedikit, 6. Perawatan yang mudah, 7. Tidak membutuhkan ruang kontrol yang

besar, 8. Tidak membutuhkan spare part yang

banyak, dan lain-lain.

Komponen-komponen Utama PLC

1. Catu Daya (Power Supply).

2. CPU ( Central Processing Unit ). 3. Modul Masukan dan

Modul Keluaran (Input and Output

Modul).

4. Perangkat Pemrograman (Programming Device).

1. Catu Daya (Power Supply).

Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan daya keseluruh bagian PLC (termasuk CPU, Memori, dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja dengan catu daya 24 VDC atau 220 VAC

PLC tidak terhubung dengan Catu daya luar, karena PLC memiliki catu daya tersendiri dan tidak digunakan untuk memasok daya ke perangkat masukan dan perangkat keluaran

2. CPU (Central Processing Unit).

terdiri dari 3 komponen penyusun yaitu:

1.Prosesor2. Memori

3. Catu Daya

Prosesor merupakan otak dari sebuah PLC, fungsi utama adalah mengatur tugas pada keseluruhan sistem PLC, mengerjakan berbagai operasi antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan mengambil data dari memori, membaca nilai input dan mengatur nilai output, memeriksa kerusakan, melakukan operasi-operasi matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostik, serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain

Prosesor

Memori adalah area dalam CPU PLC tempat mengolah dan menyimpan data dan program yang kemudian akan dieksekusi oleh prosesor,

Memori

Secara umum memori dapat dibagi dua kategori

Memori

Volatille, program atau data pada memori volatile akan hilang jika catu daya PLC mati

Non-Volatilleprogram atau data yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun catu daya PLC mati

ROM : jenis memori ini dirancang untuk menyimpan data atau program secara permanen.

PROM : memori ini termasuk jenis ROM tetapi dapat diprogram ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus.

EPROM : memori ini turunan dari jenis PROM yang dapat deprogram ulang setelah program yang sebelumnya dihapus dengan menggunakan Sinar Ultraviolet.

EEPROM : adalah memori nonvolatile yang menyerupai RAM dalam fleksibilitas penggunaannya

3. Modul Masukan dan Modul Keluaran

(Input and Output Modul).Modul masukan berfungsi untuk

2. mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari perangkat keras masukan ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU PLC,

1. menghubungkan PLC dengan perangkat keras masukan seperti saklar, sensor, dll

3. modul masukan adalah sebuah rangkaian opto-isolator yang terdiri dari LED (Light Emiting Diode (Dioda Pemancar Cahaya)) dan phototransistor, cara kerjanya yaitu perangkat keras masukan akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED, LED akan memancarkan cahaya dan diterima oleh phototransistor dan akan menghantarkan arus (ON) CPU mengeksekusi sebagai logika NOL , sebaliknya.

4. Perangkat Pemrograman (Programming Device).

Programming Console

perangkat pemrogram yang biasa digunakan ada 2

1. Miniprogrammer atau Programming Console,

adalah sebuah perangkat seukuran kalkulator saku yang berfungsi untuk memasukkan instruksi-instruksi program ke dalam PLC. Umumnya, instruksi-instruksi program dimasukan dengan mengetikkan kode mnemonik (Mnemonic Code).

2. Komputer

Perangkat Keras Masukan/Keluaran PLC (Input/Output Device).

1. Perangkat Keras Masukan (Input Device) merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan

perangkat luar yang memberikan masukan kepada CPU, perangkat masukan dapat berupa tombol, Switch, Saklar, Sensor atau perangkat ukur lain. Perangkat masukan memicu eksekusi logika/program pada PLC

2. Perangkat Keras Keluaran (Output Device)Merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan

perangkat luar yang memberikan keluaran dari CPU, perangkat keluaran dapat berupa Motor AC/DC, lampu, katup dan lain-lain. Perangkat keluaran tersebut akan bekerja sesuai dengan perintah yang dimasukan kedalam PLC.

•Pemrograman PLC

Berkaitan dengan pemrograman PLC, ada lima model atau metode yang telah distandardisasi penggunaannya oleh IEC (International Electrotechnical Commission) 1131-3 ada 5 yaitu : Diagram Tangga, Diagram Blok fungsi, Teks Terstrukstur, Daftar Instruksi (Kode Mnemonik), Diagram Fungsi Berurutan, Dari 5 bahasa pemrograman tersebut yang banyak digunakan hanya 2 yaitu Diagram tangga, dan Kode mnemonik

Cara Kerja PLC

Selama prosesnya CPU PLC melakukan 3 proses operasi utama :

1.Membaca data masukan dari perangkat luar via modul input

2.Mengeksekusi program kontrol yang tersimpan dimemori PLC

3.Memperbaharui data pada modul output

Ketiga proses tersebut dinamakan Scanning.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE KONVEYOR PENGHITUNG BARANG

Pembuatan Konveyor

Mulai

Pembuatan Roller

Pembuatan Belt

Pembuatan Rangka

Selesai

Pemasangan Roller, dan Belt dengan Rangka

Pemasangan Motor DC dan Roda gigi dengan Rangka

Roller berfungsi sebagai tempat berputarnya belt (sabuk) dan juga sebagai tempat dudukan gear.

Belt konveyor merupakan sebuah sabuk ban yang terbuat dari karet berbentuk pipih yang digunakan sebagai landasan barang atau benda kerja.

Rangka merupakan dudukan atau tempat peletakkan untuk bearing, roll, sabuk ban (belt konveyor) dan roda gigi, rangka terbuat dari besi hollow dan aluminium hollow.

Motor DC digunakan untuk menggerakkan roller konveyor sehingga sabuk ban (belt konveyor) juga ikut berputar.

Roda gigi bertujuan untuk meneruskan putaran dari motor DC ke roller penggerak konveyor.

Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor

Pemasangan catu daya

Pemasangan sensor photodioda

Pemasangan dudukan tombol start dan stop

Mulai

Selesai

1. Catu dayaberfungsi menyuplai tegangan agar

dapat menggerakan motor konveyor, sensor proximity dan motor driver (untuk mendorong barang yang reject atau rusak).

2. Tombol push button sebagai saklar start dan stop.

3. Sensor photodiodaberfungsi sebagai sensor yang berkerja

apabila ada cahaya yang jatuh pada sensor maka nilai tahanannya akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang.

4. PLC

Rangkaian Pengendali Konveyor

Mulai

Pembuatan Konveyor

Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor

Pemasangan PLC

Pengkabelan (Wirring) (Proses Menghubungkan Konveyor (sebagai output)

dengan Rangkaian Pengendali konveyor (sebagai input))

Pengujian Kelistrikan

Tidak Terhubung

Terhubung

Selesai

konveyor penghitung barang

PLCOmron

CPM 1 A20 CDR

IN 00000

OUT 01001

IN 00002

IN 00001

OUT 01000

IN 00003

DC out 24 V

+

-

ACin 220v

CATU DAYA+5 V out

Ground

+12 V out

Ground

AC

Ground

220 V in

DC in12 v

R 1

R 4

R 3

R 2

In 1

In 2

In 3

In 4

in 24 v

Out 1

Out 2

Out 3

Out 4

Rangkaian Sensor( Komparator )

Out sensor 1

Out sensor 2

Pothodiode LED

Pothodiode LED

Sensor 1

Sensor 2

DCIn 5v LM

339

Tombol START

TombolSTOP

Motor 1( Konveyor pembawa benda )

M1 M2

Motor 2( Konveyor pembawa box )

+ +_ _

In Sensor 1 In Sensor 2

Skema Pengkabelan Sistem Kontrol Konveyor Penghitung barang

Konveyor Penghitung Barang beserta Sistem Kontrolnya

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Diagram alir pengujian prototipe konveyor penghitung barang

Mulai

Pengujian Rangkaian Pengendali(Catu daya, Sensor Photodioda, Motor DC)

Perancangan Program

Memasukan Program ke dalam PLC (Programmable Logic Controller)

Analisa Kerja Alat (Prototipe)

Selesai

Pengujian Alat

(Prototipe)Benar

Salah

Mulai

Pengujian Catu daya

Pengujian Sensor

Pengujian Motor Penggerak

Pengujian Komponen

Selesai

Pengujian Catu Daya

Langkah-langkah pengujian catu daya 1. Menghubungkan tegangan input 220

volt dari PLN,.2. Mengukur tegangan keluaran sebelum

dioda dan setelah rangkain adaptor.3. Mencatat hasil pengujian.

No Catu daya Masukan AC Keluaran DC

1 5 volt 220 volt 5 v

2 12 volt 220 volt 12 volt

Hasil pengujian catu daya

Pengujian Sensor1. Menghubungkan catu daya 5 volt kebagian

rangkaian driver sensor, dan catu daya 12 volt ke bagian driver relay.

2. Melakukan pengujian pada bagian sensor 1 dan sensor 2 untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, dengan menggunakan multimeter digital untuk melihat apakah keluaran dari sensor tersebut benar atau tidak.

3. Mencatat hasil pengujian

No

Sensor Photodioda

tanpa Penghalang

dengan penghalang

1 sensor 1 0 1

2 sensor 2 0 1

Driver Sensor

Pengujian Motor Penggerak

dengan memberikan catu daya 12 volt dari adaptor ke motor DC, motor akan berputar menggerakkan gear yang ada pada konveyor dan memutar belt konveyor

Perancangan Program

tahapan-tahapan perancangan program

Mulai

Menguraikan Urutan Kendali

Menentukan bit operan untuk perangkat masukan dan perangkat keluaran

Membuat Program Kendali

Selesai

Urutan kendali konveyor penghitung barang

Mulai

Sensor Box

Tertutup

Konveyor Box on

1

Konveyor Benda OnKonveyor Box OFF

Tombol Stop

ditekan

Sensor Benda

On

Penghitungan

Selesai

1

2

Tombol start ditekan

2

3

3

Bit Operan untuk Perangkat Masukan dan

Keluaran

Perangkat Masukan

No KomponenAlamat Input/

Bit OperanFungsi

1 Tombol Start 00000 Menghidupkan sistem

2 Tombol Stop 00001 Mematikan Sistem

3 Sensor 1 00002Memberhentikan box dan

menghidupkan motor konveyor 2

4 Sensor 2 00003Menghitung barang dan

menghidupkan motor konveyor 1

Perangkat Keluaran

No Komponen

Alamat

Output/

Bit Operan

Fungsi

1 Motor Konveyor 1 01000Menggerakan

Konveyor 1

2 Motor Konveyor 2 01001Menggerakan

Konveyor 2

Membuat Program Kendali

Program diagram tangga menggunakan Software Syswin 3.4 melalui

komputer

Menguji Program dengan menggunakan simulator PLC

Memasukkan program ke dalam PLC

Menggunakan Programming Console INSTRUKSI OPERAND

LD  00000OR  20000AND NOT  00001OUT  20000LD  20000AND NOT  01001OUT  01000LD  00002LD NOT  00003CNT  000   #005LD  CNT000OR NOT  00003AND  20000OUT  01001END  

Memasukkan Program Ke Dalam PLC Menggunakan

Programming Console

1. Memasang kabel konektor dari programming console ke PLC.

2. Memutar posisi kunci selector dari Mode Monitor ke Mode

Program.

3. Mengecek keadaan PLC, apakah didalam memori PLC terdapat

program atau tidak.

4. Memulai memasukkan program yang telah dibuat ke dalam PLC

sesuai dengan urutannya.

5. Setelah selesai memasukan program ke dalam Console, program

dapat dijalankan dengan mengganti mode Program ke mode Run

1.Setelah program selesai dimasukkan ke dalam PLC kemudian putar kunci selector programming console ke mode RUN atau MONITOR.

2.Menekan tombol START untuk menyalakan alat.3.Meletakkan box pada konveyor box jika telah sampai ke sensor

box maka box akan terdeteksi oleh sensor box kemudian sensor box akan menghentikan konveyor box dan menyalakan konveyor benda .

Pengujian Alat

4. Meletakan benda pada konveyor benda sebanyak 7 buah (untuk menguji counter). konveyor benda telah dinyalakan oleh sensor box akan membawa benda yang telah diletakan diatasnya, jika telah sampai ke sensor benda, maka sensor benda akan mendeteksi benda tersebut sebanyak 5 buah, setelah mendeteksi 5 buah benda maka sensor akan menghentikan konveyor benda dan menyalakan konveyor box. Proses akan terus berjalan selama tombol STOP tidak ditekan.

5. Jika terjadi kegagalan dalam proses pengujian maka perlu dilakukan pengecekan perangkat mekanik dan elektrik dari alat tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Rancang bangun sistem kontrol konveyor penghitung barang menggunakan PLC ini terdiri dari

A. Input yaitu Tombol start, tombol stop, dan rangkaian sensor B. Output yaitu Motor DC untuk menggerakan konveyorC. Proses (sistem kontrol) yaitu PLC (Programmable Logic

Controller)

2. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram PLC adalah

A. diagram tangga (Ladder Diagram) dengan menggunakan Software Syswin 3.4, melaui komputer

B. kode mnemonik (List Instruksi)dimasukan ke dalam PLC menggunakan programming console

KESIMPULAN

SARAN

Sebelum membuat alat penelitian berbasis PLC,

1.Rencanakanlah bagaimana cara kerja alat tersebut dan 2.Buatlah diagram alir cara kerja alat sehingga kita dapat menentukan berapa banyak input maupun output dari alat yang akan dibuat,dan pada akhirnya kita dapat memilih tipe PLC apa yang cocok untuk digunakan.

3. harus mengetahui tegangan masuk untuk perangkat input dan tegangan masuk untuk perangkat output, sehingga perangkat input dan output mendapatkan tegangan yang sesuai.

4. Pembuatan program kode mnemonik dengan menggunakan programming console harus dilakukan dengan teliti dan sabar agar mendapatkan hasil yang baik.

SELESAI