5.2.6. Konsep Perencanaan Program Mesin Pengemas Semi Otomatis
Berbasis PLC Programmable Logic Controller
5.2.6.1.Merancang Sistem Kendali
Merancang sistem kendali adalah tahapan untuk menentukan sistem apa yang akan dikendalikan dan proses yang bagaimana yang akan ditempuh. Sistem
yang dikendalikan dapat berupa peralatan mesin ataupun proses yang terintegrasi yang secara umum disebut dengan controlled system. Tahapan merancang sistem
kendali tersebut dilakukan dengan terlebih dahulu merancang blok diagram sistem, setelah itu merancang blok online sistem. Selain itu, pada perancangan
sistem kendali ini, juga dijelaskan spesifikasi masing-masing komponen yang direncanakan akan digunakan. Keterangan tiap tahapan adalah sebagai berikut :
1. Perancangan Diagram Blok Untuk mempermudah pembuatan sistem, digunakan diagram blok sebagai
langkah awal perancangan sistem tersebut. Diagram blok menggambarkan secara umum elemenperalatan sistem, hubungan antar elemen satu dengan
elemen sistem yang lain dan menunjukkan cara kerja rangkaian secara keseluruhan. Blok diagram dapat dilihat pada Gambar 5.21.
Universitas Sumatera Utara
I N
P U
T O
U T
P U
T
PASSIVE INFRARED SOLENOID VALVE 1
LOAD CELL RELAY
SOLENOID VALVE 2 RELAY
MOTOR SPEED REDUCER RELAY
POWER SUPPLY
POWER SUPPLY
MOTOR SPEED REDUCER
PLC
PUSH BUTTON OFF
LIMIT SWITCH RELAY
PUSH BUTTON ON
Sumber : Hasil Pengolahan Data
Gambar 5.21. Blok Diagram Sistem Pengisian dan Penimbangan
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Gambar 5.21, fungsi dari elemen yang menyusun sistem mesin pengemas semi otomatis adalah sebagai berikut :
a. PLC Programmable Logic Controller PLC
berfungsi untuk memproses sinyal input menjadi output yang digunakan untuk keperluan proses dan mengatur setiap urutan proses agar
berjalan sesuai dengan urutan yang tepat. b. Push Button
Push button merupakan saklar tekan untuk menyambung dan memutuskan
arus kedalam PLC dan seluruh komponen mesin. c. Sensor Passive Infrared
Sensor passive infrared berfungsi memberi sinyal kepada PLC apabila mendeteksi gerakan, memberi perintah kepada relay untuk membuka
solenoid valve. d. Weight Indicator
Weight indicator berfungsi untuk menyeting massa produk yang
diinginkan. e. Load Cell
Load Cell berfungsi untuk mengukur massa produk yang sudah di setting
oleh weight indicator. f. Power Supply
Power supply berfungsi untuk penyuplai daya ke seluruh perangkat yang
membutuhkan daya listrik.
Universitas Sumatera Utara
g. Relay Relay
berfungsi sebagai saklar yang mengaktifkan peralatan output apabila relay
mendapat intruksi dari PLC. h. Solenoid Valve
Solenoid valve berfungsi untuk mengalirkan udara ke dalam actuator,
apabila diberi energi listrik. i. Actuator
Actuator berupa piston double acting cylinder yang berfungsi untuk
membuka dan menutup saluran. j. Belt Conveyor
Belt conveyor berfungsi untuk memindahkan material, digerakkan oleh
motor speed reducer .
k. Motor Speed Reducer Motor speed reducer listrik berfungsi untuk menggerakkan belt conveyor.
l. Limit Switch Limit switch
berfungsi untuk menghentikan gerakan belt conveyor apabila mendapat tekanansentuhan dari produk benih yang sudah dikemas.
m. Programming Console Programming Console
berfungsi untuk membuat program PLC, selain menggunakan komputer. Program yang dimasukkan berupa statement list
mnemonic code. Setelah program dibuat dapat dimasukkan ke dalam PLC
melalui koneksi USB.
Universitas Sumatera Utara
2. Perancangan Block On Line Sistem Mesin Block
on line merupakan penggambaran masing-masing hubungan antara peralatankomponen yang digunakan dalam perencanaan sistem pengemasan
semi otomatis, dapat dilihat pada Gambar 5.22, untuk skema pengawatan dapat dilihat pada Lampiran 6 a.
Sumber : Hasil Pengolahan Data
Gambar 5.22. Block On Line Sistem Pengemasan Semi Otomatis
3. Spesifikasi Elemen Sistem Agar diperoleh hasil yang baik, maka setiap perencanaan suatu sistem perlu
diketahui spesifikasi rangkaian sistem tersebut. Spesifikasi dari setiap elemen yang direncanakan akan digunakan antara lain :
a. PLC Programmable Logic Controller PLC yang digunakan adalah PLC merek OMRON CPM 1A-10CDR,
dengan jumlah input I 6 dan jumlah output O 4. PLC ini dipilih karena
Universitas Sumatera Utara
sesuai dengan pemakaian jumlah input dan output pada perancangan sistem ini.
b. Push Button Berfungsi sebagai tombol saklar START dan STOP sistem.
c. Power Supply Power supply
yang digunakan menggunakan tegangan AC 220 volt. d. Load Cell
Jenis : Load Cell Single Point L6 B
Kapasitas : 10 kg
Tegangan : 5-10 VDC 5- 10 VAC
e. Passive Infrared Jenis
: PIRKC7783R Jarak deteksi
: sampai 5 meter f. Relay
Jenis : NO Normally Open
Tegangan : 5 V DC
g. Motor Speed Reducer Ratio Speed Reducer
: 1 : 5 Kecepatan motor
: 1340 rpm Ampere
: 1,91,1 h. Actuator
Jenis : Double Acting Cylinder
Ø Piston : 50 mm
Universitas Sumatera Utara
Ø Torak : 20 mm
Panjang langkah : 100 mm
i. Solenoid Valve Jenis
: 32 dan 42 way valve j. Belt Conveyor
Panjang : 900 mm
Lebar : 340 mm
k. Limit Switch Jenis
: roller
5.2.6.2.Penentuan IO InputOutput
Setelah mengetahui komonen-komponen yang akan diginakan perencanaan program PLC untuk sistem pengisian dan penimbangan maka tahap
pengerjaan selanjutnya yaitu menentukan alamat addres IO. Untuk penentuan input
dan output dapat dilihat pada Tabel 5.31.
Tabel 5.31. Alamat Input dan Output
Jenis Komponen
Alamat Address
Fungsi Input
Push Button 1
000.00 Untuk mengaktifkan sistem
Push Button 2
000.01 Untuk menonaktifkan sistem
Passive infrared PIR 000.02
Untuk mendeteksi gerakan Load Cell LDCELL
000.03 Untuk mengukur beban benda
Limit switch LS 000.04
Untuk mengetahui kehadiran benda Output Relay
1 Solenoid Valve 1 010.00
Untuk membuka saluran hopper Relay
2 Solenoid Valve 2 010.01
Untuk menutup saluran hopper Relay
3 motor speed reducer 010.02 Untuk menggerakkan belt conveyor
Relay 4 motor speed reducer 010.03
Untuk menghentikan belt conveyor
Sumber : Hasil Pengolahan Data
Untuk pengalamatan power supply memberi arus energized adalah 010.04.
Universitas Sumatera Utara
5.2.6.3.Perancangan Program Ladder Diagram
Terdapat hubungan yang saling berkaitan antara semua komponen dalam masing-masing proses. Dan masing-masing proses tersebut memiliki program
tersendiri didalam PLC. Salah satu program tersebut adalah ladder diagram. Ladder diagram
menunjukkan bagaimana seharusnya program beroperasi menurut perencanaan. Tahap perancangan ladder diagram menggunakan Software
SYSWIN , dapat dilihat pada Lampiran 6 b. Ladder diagram dapat dilihat pada
Gambar 5.23.
000.00 010.04
000.02
END 010.04
010.00
L1 L2
Energized
Hopper outlet open 000.03
010.04 010.01
Hopper outlet close 010.01
010.02 Conveyor ON
Conveyor OFF
Finish 010.04
000.01 PB 1- START
PB 2- STOP EN
EN
PIR EN
RELAY 1
LDCELL EN
RELAY 2
RELAY 2 RELAY 3
GND - +
010.03 RELAY 4
010.04 EN
000.04 LS
010.03
Sumber : Hasil Pengolahan Data
Gambar 5.23. Ladder Diagram Sistem Pengemasan
Universitas Sumatera Utara
5.2.6.4.Program Mnemonic Code
Setelah ladder diagram selesai dibuat, maka program mnemonic dapat dikerjakan. Program mnemonic merupakan perubahan ladder diagram menjadi
bentuk kode. Hasil dari perubahan ladder diagram menjadi programkode mnemonic
dapat dilihat pada Tabel 5.32.
Tabel 5.32. Mnemonic Code
Address Instruksi
Data 000
LD 000.00
001 OR
010.04 002
ANDNOT 000.01
003 OUT
010.04 004
LD 000.02
005 AND
010.04 006
OUT 010.00
007 LD
000.03 008
AND 010.04
009 OUT
010.01 010
LD 010.01
011 OUT
010.02 012
LD 000.04
013 AND
010.04 014
OUT 010.03
015 END
01
Sumber : Hasil Pengolahan Data
5.2.6.5.Deskripsi Kerja Program
Untuk mempermudah pemahaman program yang ditulis pada ladder diagram
maupun kode mnemonic, maka program tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Untuk mengaktifkan dan menonaktifkan sistem digunakan push button 1 START
PB1 - normally open dan push button 2 STOP PB2 - normally close
.
Universitas Sumatera Utara
2. Rung 0 : PB 1 000.00 STARTaktif, maka sistem EN 010.04 energized.
3. Rung 1 : PB 1 000.00 START, juga mengaktifkan sensor PIR 000.02.
Ketika sensor PIR 000.02 mendeteksi adanya gerakan tangan atau perubahan suhu disekitar sensor, maka EN 010.04 energized dan mengaktifkan relay 1
010.00 sehingga actuator double acting cylinder membuka saluran hopper. 4. Rung 2
: PB 1 000.00 START, juga mengaktifkan sensor load cellLDCELL
000.03. Apabila sensor LDCELL 000.03 telah menerima tekanan sebesar 5 kg, maka EN 010.04 energized dan mengaktifkan relay 2
010.01 sehingga actuator double acting cylinder menutup saluran hopper. 5. Rung 3
: Sinyal keluaran dari relay 2 010.01 akan mengaktifkan relay 3 010.02 untuk menggerakkan motor speed reducer sehingga belt conveyor
bergerak. 6. Rung 4
: PB 1 000.00 START, juga mengaktifkan sensor limit switchLS 000.04. Apabila actuator pada LS 000.04 tertekan bendaproduk maka EN
010.04 energized dan mengaktifkan relay 4 010.03 untuk menghentikan motor speed reducer belt conveyor.
7. Rung 6 : Akhir proses program END 01.
5.2.7. Perhitungan Waktu Kerja Mesin Semi Otomatis Usulan