tugas akhir -...

i

RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI

(SOFTWARE)

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh : A. HAKAM SUDRAJAT NIM. 201210130311075

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017

ii

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP

OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE) Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

A. Hakam Sudrajat

201210130311075

Tanggal Ujian : 15 April 2017

Tanggal Wisuda : 20 Mei 2017

Disetujui Oleh :

iii

LEMBAR PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI

(SOFTWARE)

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh: A. Hakam Sudrajat

NIM. 201210130311075

Diperiksa dan disetujui oleh:

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : A. HAKAM SUDRAJAT

Tempat/Tgl. Lahir : LUMAJANG / 15 APRIL 1985

NIM : 201210130311075

Fakultas/Jurusan : TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “RANCANG

BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS

MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE)” beserta seluruh isinya

adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik

sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan

sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Mengetahui,

Malang, 23 April 2017

Yang membuat pernyataan,

(A. Hakam Sudrajat)

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala

nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah

kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas

kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

“RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP

OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE)”

Pembuatan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu

penulis berharap agar tugas akhir ini dapat menambah kepustakaan dan dapat

memberikan manfaat bagi semuanya.

Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa

mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon

maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.

Malang, 23 April 2017

Penulis

vi

DAFTAR ISI

i. JUDUL ............................................................................................................. i

ii. LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii

iii. LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... iii

iv. LEMBAR PERNYATAAN ........................................................................... iv

v. KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

vi. DAFTAR ISI .................................................................................................. vi

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

viii. DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiii

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

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

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 3

1.3 Tujuan ......................................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................ 3

2 BAB II DASAR TEORI..................................................................................... 5

2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5

2.1.1 Kopi ................................................................................................... 5

2.2 Programmable Logic Controller (PLC) ...................................................... 6

2.2.1 PLC OMRON CPM2A-60CDR-A .................................................... 8

2.2.2 CX-Programmer ............................................................................... 9

2.3 Human Machine Interface (HMI) ............................................................. 10

2.3.1 HMI OMRON NB7W-TW00B ....................................................... 11

2.3.2 NB-Designer .................................................................................... 14

2.4 Ladder Diagram (LD) ............................................................................... 15

2.5 Fungsi Logika Dasar ................................................................................. 16

2.5.1 Logika AND ..................................................................................... 16

2.5.2 Logika OR ...................................................................................... 16

vii

2.5.3 Logika NOT ..................................................................................... 17

2.5.4 Logika NAND .................................................................................. 17

2.5.5 Logika NOR ..................................................................................... 17

2.5.6 Logika Exclusive OR ....................................................................... 18

2.6 Bluetooth ................................................................................................... 18

3 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM........................... 20

3.1 Desain Sistem ............................................................................................ 20

3.2 Rancangan Rangkaian Daya pada PLC dan HMI ..................................... 20

3.3 Rancangan HMI ........................................................................................ 21

3.3.1 Perangkat Keras HMI....................................................................... 21

3.3.2 Rancangan Layout HMI ................................................................... 22

3.4 Perancangan Wiring pada PLC ................................................................. 23

3.4.1 Melakukan Pemrogramman PLC ..................................................... 23

3.5 Desain Flowchart Kopi Vietnam Drip ...................................................... 25

3.6 Desain Ladder Diagram Kopi Vietnam Drip ............................................ 27

3.7 Desain Software Monitoring Bahan Kopi Vietnam Drip dengan Bluetooth .................................................................................................. 34

3.7.1 Flowchart Alur Kerja Bluetooth ...................................................... 34

3.7.2 Flowchart Monitor Bahan Kopi Vietnam Drip ................................ 35

3.7.3 Desain Script Program Mikrokontroler............................................ 36

4 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ........................................................ 39

4.1 Pengujian Program PLC Melalui Software CX-Programmer ................... 39

4.1.1 Pengujian Proses Kopi Murni .......................................................... 40

4.1.2 Pengujian Proses Kopi Coklat ......................................................... 44

4.1.3 Pengujian Proses Kopi Susu ............................................................ 46

4.1.4 Pengujian Emergency ....................................................................... 48

4.1.5 Konfigurasi Input dan Output .......................................................... 50

4.1.6 Hasil dan Analisis Pengujian Program PLC .................................... 51

4.2 Pengujian Program HMI Melalui Software NB-Designer ........................ 54

4.2.1 Tampilan Menu Utama HMI ........................................................... 55

4.2.1.1 Tombol Kopi Murni ............................................................. 55

4.2.1.2 Lampu Indikator ................................................................... 57

viii

4.2.1.3 Teks ...................................................................................... 58

4.2.2 Pengujian Visual pada HMI ............................................................. 60

4.2.2.1 Pengujian Proses Kopi Murni pada HMI ............................. 61

4.2.2.2 Pengujian Proses Kopi Coklat pada HMI ............................ 63

4.2.2.3 Pengujian Proses Kopi Susu pada HMI ............................... 64

4.3 Pengujian Monitoring Bahan Kopi Dengan Bluetooth yang Dikomunikasikan pada Smartphone ........................................................ 65

5 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 67

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 67

5.2 Saran ......................................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 68

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem PLC ........................................................................................... 7

Gambar 2.2 PLC Omron CPM2A-60CDR-A .......................................................... 8

Gambar 2.3 Komponen PLC Omron CPM2A ......................................................... 9

Gambar 2.4 Menu utama CX-Programmer .............................................................. 9

Gambar 2.5 Pembuatan ladder diagram pada CX-Programmer ........................... 10

Gambar 2.6 Sistem monitoring HMI ..................................................................... 11

Gambar 2.7 Spesifikasi HMI Omron NB7W-TW00B .......................................... 12

Gambar 2.8 Sistem konfigurasi HMI Omron NB7W-TW00B .............................. 13

Gambar 2.9 Dimensi HMI Omron NB7W-TW00B ............................................... 13

Gambar 2.10 Menu utama NB-Designer ............................................................... 14

Gambar 2.11 Pembuatan frame pada NB-Designer .............................................. 14

Gambar 2.12 Contoh ladder diagram .................................................................... 15

Gambar 2.13 Gerbang AND beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya............ 16

Gambar 2.14 Gerbang OR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............... 16

Gambar 2.15 Gerbang NOT beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 17

Gambar 2.16 Gerbang NAND beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ......... 17

Gambar 2.17 Gerbang NOR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 18

Gambar 2.18 Gerbang XOR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 18

Gambar 3.1 Diagram blok sistem monitor dan kontrol ........................................ 20

Gambar 3.2 Rangkaian daya PLC dan HMI ......................................................... 21

Gambar 3.3 HMI Omron NB7W-TW00B ............................................................ 21

Gambar 3.4 Hubungan HMI dengan PLC dan PC ................................................ 22

Gambar 3.5 Layout process HMI .......................................................................... 23

Gambar 3.6 Tampilan new PLC ............................................................................ 24

x

Gambar 3.7 Tampilan program awal setelah pilih OK ......................................... 24

Gambar 3.8 Flowchart proses Kopi Vietnam Drip ............................................... 26

Gambar 3.9 Ladder diagram proses Kopi Vietnam Drip ...................................... 33

Gambar 3.10 Flowchart alur kerja bluetooth ........................................................ 34

Gambar 3.11 Flowchart monitor bahan Kopi Vietnam Drip dengan Bluetooth ... 35

Gambar 4.1 Tata letak motor ................................................................................ 39

Gambar 4.2 Alur proses kopi murni ...................................................................... 40

Gambar 4.3 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.02 output 10.00 ............... 40

Gambar 4.4 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.03 ................................. 40






Gambar 4.10 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.01 ............................... 42





Gambar 4.15 Ladder dan indikator PLC alamat RSET 30.13 ............................... 44

Gambar 4.16 Alur proses kopi coklat .................................................................... 44

Gambar 4.17 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.00 output 10.00 .............. 45




Gambar 4.21 Alur proses kopi susu ....................................................................... 46

xi

Gambar 4.22 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.01 output 10.00 .............. 46




Gambar 4.26 Ladder diagram instruksi emergency alamat input 0.04 .................. 48

Gambar 4.27 Hasil diagram pewaktu proses kopi murni ....................................... 53

Gambar 4.28 Hasil diagram pewaktu proses kopi coklat ....................................... 53

Gambar 4.29 Hasil diagram pewaktu proses kopi susu ......................................... 54

Gambar 4.30 NB-Designer Version 1.23 ............................................................... 54

Gambar 4.31 Tampilan menu utama HMI ............................................................. 55

Gambar 4.32 Sub basic attributes .......................................................................... 55

Gambar 4.33 Sub bit state setting .......................................................................... 56

Gambar 4.34 Sub tag .............................................................................................. 56

Gambar 4.35 Sub graphics ..................................................................................... 56

Gambar 4.36 Sub control setting ............................................................................ 57

Gambar 4.37 Sub display setting ............................................................................ 57

Gambar 4.38 Bit state lamp – sub graphics ........................................................... 58

Gambar 4.39 Text attribute .................................................................................... 58

Gambar 4.40 Indikator kopi murni dan conveyor aktif .......................................... 61

Gambar 4.41 Valve kopi dan indikator kopi murni aktif ....................................... 61

Gambar 4.42 Tamper drip aktif ............................................................................. 61

Gambar 4.43 Tamper drip dan valve heater aktif .................................................. 62

Gambar 4.44 Pengaduk aktif .................................................................................. 62

Gambar 4.45 Conveyor dan pompa tangki suplai aktif .......................................... 62

Gambar 4.46 Indikator OK aktif ............................................................................ 63

Gambar 4.47 Indikator kopi coklat dan conveyor aktif.......................................... 63

xii

Gambar 4.48 Valve kopi coklat aktif ..................................................................... 63

Gambar 4.49 Valve kopi dan indikator kopi coklat aktif ....................................... 64

Gambar 4.50 Indikator kopi coklat dan conveyor aktif.......................................... 64

Gambar 4.51 Valve susu aktif ................................................................................ 65

Gambar 4.52 Valve kopi dan indikator kopi susu aktif .......................................... 65

Gambar 4.53 Pengujian sensor ultrasonik dan suhu .............................................. 66

Gambar 4.54 Pengujian monitoring kopi pada smartphone dengan bluetooth ...... 66

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Alamat input dan output PLC ................................................................ 48

Tabel 4.2 Alamat SET-RSET dan COUNTER ...................................................... 49

Tabel 4.3 Alamat timer PLC .................................................................................. 50

Tabel 4.4 Data aktuator yang berkondisi on (1) ..................................................... 52

Tabel 4.5 Daftar tampilan menu utama HMI dan alamatnya ................................ 58

68

DAFTAR PUSTAKA

[1] Budiyanto, M., dan Wijaya, A. 2003. Pengenalan Dasar - Dasar PLC

(Pertama). Penerbit Gava Media. Yogyakarta.

[2] Choir, Misbachul. 2009. Perancangan Aplikasi Human Machine Interface

Untuk Visualisasi, Monitoring dan Kontroling Pada Omron PLC. Laporan

Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

[3] Irawan, Juni Ardi. 2007. Hubungan antara PLC dan HMI/MMI.

(https://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plc-programmable-logic-

controller, diakses 4 Februari 2017)

[4] Kurniawan, R. A., Rochmad, M., dan Puspita, E. 2011. Mesin pembuat

kopi berbasis mikrokontroler, 1–5. Jurnal Tugas Akhir. Jurusan Teknik

Elektronika Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.

[5] Musbikhin. 2013. Pengantar CX Programmer (Seri Belajar PLC).

(http://www.musbikhin.com/pengantar-cx-programmer-seri-belajar-plc,

diakses 3 April, 2017)

[6] Putra, A. E. 2007. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi (Omron

CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). (Pertama, Ed.).

Penerbit Gava Media. Yogyakarta.

[7] Rofiq, M., dan Yusron, M. 2014. Perancangan Sistem Kontrol Dan

Monitoring Lampu Dengan Memanfaatkan Teknologi Bluetooth Pada

Smartphone Android. Malang: STMIK ASIA, 8(1), 14–23.

[8] Setiawan, I. 2006. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik

Perancangan Sistem Kontrol. (D. Hardjono, Ed.) (Ed. I.). Penerbit C.V Andi

Offset. Yogyakarta.

https://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plc-programmable-logic-

https://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plc-programmable-logic-

http://www.musbikhin.com/pengantar-cx-programmer-seri-belajar-plc

69

[9] Umi, T., Ginta, P. W., dan Septohadi, M. 2012. Rancangan Alat Pembuatan

Minuman Kopi Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Mcs51. Jurnal

Media Infotama, Vol. 8, No.2, 375–382.

[10] Winahyu, K. K., Triwiyatno, A., dan Setiyono, B. 2015. Desain Hmi (

Human Machine Interface ) Omron Nb7W-Tw00B Pada Plant Filtrasi

Menggunakan Modul Ultrafiltrasi. Transient, Vol.4, No.3, ISSN: 2302-

9927, 864.

[11] Yenni, H., dan Ridwan, M. 2015. Implementasi Kendali Mikrokontroler

ATMega8535 pada Alat Pembuat Kopi Otomatis. Jurnal Edukasi dan

Penelitian Informatika (JEPIN), Vol.1, No.2.

[12] Yuliandri, M. T. 2015. VIETNAMESE DRIP COFFEE – Majalah Otten

Coffee. (https://majalah.ottencoffee.co.id/vietnamese-drip-coffee, diakses 4

Februari, 2017)

https://majalah.ottencoffee.co.id/vietnamese-drip-coffee/

tugas akhir -...

Documents