Prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenis bahan Perancangan HMI

BAB III RANCANGAN PENELITIAN Bab ini akan menjelaskan tentang pengembangan perancangan alat yang akan dibuat, yaitu prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenis bahan. Alat yang sudah ada memang sudah bekerja dengan semestinya tetapi masih banyak kekurangan terlebih dalam transfer benda menuju ke blok jenisnya dan dalam pembacaan sensornya. Kekurangan inilah yang akan dibenahi dan dirancang ulang. Selain dari kekurangan itu juga ada penambahan yaitu pemberian HMI sebagai pengembangan baru untuk mempermudah pengoperasian operator.

5.1. Prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenis bahan

Prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenis bahan sudah dibuat dengan menggunakan PLC sebagai kontrol. PLC yang digunakan adalah OMRON CP1E N20 dengan input berjumlah 12 dan output berjumlah 8. Power adaptor yang digunakan adalah 24V dan 12V. Power 24V berfungsi untuk menghidupkan PLC dan untuk menghidupkan sensor, sedangkan power 12V berfungsi untuk menjalankan solenoid yang berfungsi sebagai penghalang dan pendorong benda kerja dari magazine menuju ke conveyor. Sensor berfungsi untuk pendeteksi benda kerja dan memilah benda kerja. Sensor yang digunakan adalah sensor induktiv dan sensor optik yang berjumlah 2. Gambar 3.1 merupakan alat pemilah. Gambar 3.1. Mesin pemilah benda. 24 Cara pengoperasian alat pemilah benda pertama hidupkan MCB. Taruh benda pada magazine, maka sensor magazine akan mendeteksi. Lepaskan tombol emergency stop dan tekan tombol reset untuk mereset semua sistem. Sistem harus dinyalakan dengan menekan tombol start. Setelah menekan tombol start solenoid magazine akan mendorong benda untuk jatuh menuju conveyor melalui slider. Benda yang berada pada magazine akan dikirim menuju ke conveyor dengan dorongan solenoid magazine. Conveyor akan berjalan menuju pemilah benda. Sebelum sampai ke pemilah, benda akan di scan sensor untuk mengetahui jenis benda yang berjalan. Setelah terdeteksi jenis benda, maka stopper akan aktif. Conveyor yang bergerak akan berhenti dengan otomatis setelah sistem selesai bekerja. Benda kayu,logam, dan plastik akan masuk ke pemilah dengan batuan stopper sedangkan benda jenis kaca akan terus menuju ke tempat pemilah paling ujung karena sensor mendeteksi jenis kaca.

5.2. Diagram Blok

Gambar 3.2. adalah gambar diagram blok besar yang menggambarkan tentang alur kerja seluruh sistem yang akan dikerjakan. Diagram blok besar pada gambar 3.1. meliputi 2 komunikasi besar yaitu antara PC-PLC-HMI dan PLC-ARDUINO-ANDROID. Dua komunikasi besar inilah yang dikerjakan dengan berbeda. Blok yang diberi tanda kotak merah adalah fokus pengerjaan yaitu penggunaan dan komunikasi PC-PLC-HMI. PC HMI PLC ARDUINO ANDROID WIFI MODULE INTERFACE EEPROM Gambar 3.2. Diagram blok besar sistem. Alat ini menggunakan PLC sebagai kontrol sistem Fokus pengerjaan meliputi 3 alat yaitu pembuatan program PLC dan layout HMI menggunakan PC laptop, hardware PLC, dan hardware HMI. Pengerjaan program PLC menggunakan software OMRON CX- Programmer. Setelah selesai program yang masih berada di PC akan di download ke hardware PLC menggunakan kabel koneksi USB. Program yang sudah masuk ke PLC akan tetap berada di dalam dan tidak akan hilang sampai didownload program yang baru. PLC yang akan digunakan adalah PLC CP1E dengan 20 IO. Penggunaan PLC OMRON juga mempermudah karena apa bila program yang ada di PC hilang bisa mengambil program yang sudah ada di PLC. Selain PLC juga ada tambahan HMI, untuk pembuatan layout HMI mengguakan software NT-Series Support Tool. Pembuatan layout HMI ini juga dilakukan menggunakan PC atau laptop sebagai sarana bantu. PLC dan HMI akan terkoneksi secara dengan kabel terus - menerus menggunakan kabel RS-232C yang portnya khusus untuk transfer PLC OMRON CP1E dengan HMI OMRON NT-30C selain itu untuk penulisan alamat pada HMI dan PLC harus disamakan agar bisa terbaca. Memasukkan alamat PLC ke HMI dilakukan pada saat pembuatan layout menggunakan software. HMI juga akan dikomunikasikan dengan PLC, sedangakan untuk komunikasi HMI dengan PC juga mengunakan kabel serial USB. Kabel ini akan membantu mentransfer layout yang sudah dibuat menggunaan software NT-Designer ke PC. Pada saat dioperasikan kabel yang terkoneksi hanya ada 1 kabel yaitu kabel dari HMI ke PLC. Selain itu kabel transfer bisa dilepas karena berfungsi hanya untuk mentransfer layout atau program dari PC ke HMI atau PC ke PLC.

5.2.1. Diagram Alir

Alur kerja dari sistem ini akan dipaparkan pada gambar 3.3. Pada gambar diagram alur bisa dilihat cara kerja sistem dan apa saja yang bisa dilakukan oleh alat ini dengan pengontrolan PLC dan pengembangan pada HMI. Pada gambar 3.3. terdapat 3 alur kerja dengan kondisi yang berbeda – beda. Hal ini memang disamakan dengan memikirkan hal – hal yang merujuk ke keselamatan pemakaian alat karena merupakan salah satu pertimbangan pembuatan alat. MULAI TEKAN TOMBOL “START” APAKAH MGZ ADA BENDA? INPUTAN BENDA KAYU, LOGAM, PLASTIK, KACA APAKAH KAYU? APAKAH LOGAM? APAKAH PLASTIK? KONVEYOR BERJALAN SESUAI TIMER KONVEYOR BERJALAN SESUAI TIMER KONVEYOR BERJALAN SESUAI TIMER KONVEYOR BERJALAN SESUAI TIMER SILINDER KAYU PENGHALANG TURUN SELESAI SILINDER LOGAM PENGHALANG TURUN SILINDER PLASTIK PENGHALANG TURUN SILINDER TIDAK ADA YANG TURUN YA YA TIDAK TIDAK YA YA TIDAK TIDAK MULAI INSTALASI INPUT APAKAH TOMBOL STOP DITEKAN? MOTOR KONVEYOR MATI SELESAI YA TIDAK MULAI INSTALASI INPUT APAKAH TOMBOL ES DITEKAN? SISTEM MATI YA TIDAK APAKAH TOMBOL RESET DITEKAN? APAKAH TOMBOL RESET DITEKAN? SISTEM AKTIF SELESAI YA YA TIDAK TIDAK Gambar 3.3. Diagram alir. Pada gambar 3.3. a. diagram kerja sistem terlihat jelas bahwa ada 3 benda yang akan dipilah yaitu kayu, logam, plastik, dan kaca. Semua proses berawal dari tombol start ditekan lalu akan ada masukan berupa sampah yang akan didorong dari magazine menuju ke conveyor. Setelah sampai di conveyor akan ada pembacaan oleh 3 sensor yaitu induktif, optik 1, dan optik 2. Ketiga sensor ini akan mendeteksi apakah benda logam, plastik, kayu, ataukah kaca. Apabila sudah terseteksi benda yang ada apa maka silinder akan a. Diagram kerja sistem. b. Diagram kerja Tb. Stop. c. Diagram kerja Tb. ES. menghalangi benda ke tempatnya masing masing dengan bantuan timer sebagai pengganti sensor yang ada di depan benda tersebut. Benda yang akan lolos dan tidak terhalang adalah benda kaca dan benda selain kayu, plastik, dan logam. Proses akan berjalan terus sampai tombol stop ditekan atau emergency stop ditekan. Gambar 3.3 b. diagram kerja tombol stop merupakan alur jika tombol stop ditekan. Sistem akan berhenti semua jika tombol stop ditekan. Conveyor akan berhetni jika tombol stop sitekan. Untuk menjalankan sistem kemabali yang perlu dilakukan hanya menekan tombol start. Fungsi tombol stop sama dengan tombol pause, jadi semua akan berhenti sesaat hingga tombol start kembali detekan. Selain itu dengan menggunaan tombol stop ini bisa terelihat proses secara detail karena sistem bisa berhenti di setiap tempat dan setiap waktu. Selain itu pada gambar 3.3. juga terdapat diagram c. diagram kerja tombol ES. Tombol ES adalah tombol Emergency Stop yang berfungsi untuk mematikan semua sistem kerja dan sumber yang mengalir pada alat. Perbedaan dengan tombol stop adalah pada pengaktifannya. Untuk mengaktifkan sistem setelah tombol ES ditekan dengan mereset sistem barulah tombol start ditekan agar sistem bisa berjalan kembali. Fungsi dari tombol ES adalah mempermudah operator untuk mematikan semua sistem jika terjadi sesuatu yang tidak diinginkan pada alat ini. Selain itu juga bila terjadi kesalahan pada sistem dan kekeliruan alur kerja yang tidak diinginkan.

5.3. Perancangan HMI

HMIHuman Machine Interface akan mempermudah dalam pengoperasian alat dan akan membantu untuk pemasukan input jumlah sampah yang akan dipilah, dan inilah yang akan membuat sebuah mesin menjadi otomatis. Untuk membuat layout HMI dibutuhkan software NT-Series Support Tool. Cara membuat layout sebagai berikut : a. Install software NT-Series Support Tool jika pada PC belum ada. b. Setelah terisntal buka software NT-Series Support Tool dan akan terlihat halaman awal software seperti pada gambar 3.4. Gambar 3.4. Halaman awal software NT-Series Support Tool. c. Setelah itu klik File  New pada task bar maka akan muncul setting untuk pemilihan tipe HMI dan PLC yang digunakan. Masukan untuk HMI mengguakan NT-30C dan PLC akan otomatis terisi dengan OMRON seperti pada gambar 3.5. Kemudian tekan OK. Gambar 3.5. PT Configuration . d. Setelah tombol OK ditekan maka akan muncul halam seperti pada gambar 3.6. yaitu screen project untuk pembuatan layout HMI. Gambar 3.6. Standart Screen . e. Untuk membuat sebuah timbol dan sebuah lampu bisa ditunjukan pada gambar 3.7. Untuk membuat tombol klik object  Touch Switch pada task bar sedangkan untuk membuat tombol dengan klik object  Lamp  Standart. Gambar 3.7. Tombol 3D dan Bit Lamp. f. Setting untuk Tombol terdapat pada gambar 3.8. dengan mengisi PLC address sesuai dengan alamat di PLC dengan setting function “ Notify bit” dan action type “momentary”. Setelah itu tekan OK. Gambar 3.8. Setting touch Switch . g. Sedangkan untuk setting bit lamp terdapat pada gambar 3.9. dengan mengisikan address sesuai dengan alamat di PLC dengan lamp attribute on type “light”. Untuk mengisi label klik menu label dan masukan nama sesuai dengan kebutuhan lalu tekan OK jika sudah. Gambar 3.9. Setting standard lamp. h. Setelah selesai lalu download, tetapi sebelum download setting port COM dengan klik connect  Comms.Setting sesuai dengan comm yang ada pada PC seperti pada gambar 3.10. Gambar 3.10. COM setting. i. Setelah selesai lakukan download denga klik connect  download  application. Layout yang telah selesai dibuat dan telah di download akan tertampil pada HMI dan siap untuk digunakan dengan menyambung kabel penghubung antara HMI dengan PLC. Kabel ini akan selalu terpasang karena inilah kemunikasi satu – satunya yang digunakan. Selain untuk tombol HMI yang akan dibuat meliputi beberapa bagian sebagai bagannya akan ditampilkan pada tabel 3.1. Tabel 3.1. Bagian HMI. No. Screen Layout Isi 1. Screen 1 User Operator 2. Screen 2 Home 3. Screen 3 Monitor 4. Screen 4 Jumlah 5. Screen 5 Error 6. Screen 6 Pengambilan data Tampilan awal yang akan muncul apabila membuka HMI adalah pilihan antara user dengan operator. Untuk pemilihan antara user dan operator yang membedakan hanyalah masukan password. Selain mengoperasikan sistem, user juga bisa mengambil data sedangkan untuk operator hanya bisa menjalankan sistem dan mengoperasikan saja. Gambar 3.11. merupakan rancangan tampilan. Gambar 3.11. Tampilan user operator . Pada home akan terdapat 2 pilihan untuk masuk ke screen berikutnya yaitu monitor dan jumlah benda. Terdapat juga tombol start yang berfungsi untuk memulai sistem. Tombol stop yang befungsi untuk memberhentikan sistem. Tombol reset berfungsi untuk membuat sistem agar kembali ke keadaan semula. Tombol ini adalah pengganti tombol yang ada pada case. Gambar 3.12. menunjukkan rancangan tampilan untuk home pada HMI. Tombol monitoring berfungsi untuk melihat proses kerja berada di posisi mana dan untuk membantu mengetahui benda apa yang sedag berjalan. Apabila tombol monitoring ditekan akan muncul seperti gambar 3.13. Jumlah benda berfungsi untuk membantu mengetahui berapakah jumlah benda yang sudah terpilah dan jika tombol ditekan maka akan muncul tampilan seperti pada gambar 3.14. Gambar 3.12. Home HMI. Monitoring alat berfungsi untuk mengetahui proses kerja alat. Selain itu fungsi dari monitoring alat ini sebagai pendeteksi kerusakan pada alat, sehingga bisa terdeteksi dengan cepat kerusakan alat terjadi di mana. Untuk pembacaan sensor juga bisa terdeteksi misalnya jenis benda yang masuk. Jadi kebenaran pendeteksian sensor bisa terlihat. Gambar 3.13. Monitoring. Jumlah benda berfungsi sebagai pemberi informasi jumlah benda yang masuk ke dalam pemilah. Selain itu bisa dilihat juga jumlah keseluruhan benda yang masuk ke dalam pemilah dan sudah dikerjakan pada hari itu. Gambar 3.14. Jumlah benda. Pada sistem yang dibuat ada kalanya terjadi error sistem. Selain buzzer yang berbunyi pada HMI akan muncul tampilan seperti pada gambar 3.15. Gambar 3.15. Error Sistem. Fasilitas yang didapat apabila login menggunakan user adalah bisa mengambil dan menyimpan data jumlah benda yang telah dipilah. Rancangan tampilan seperti pada gambar 3.16. Terdapat sedikit perbedaan dengan operator yaitu tombol pengambilan data. Untuk mengambil data hanya perlu menekan tombol pengambilan data. Sedangkan untuk home digunakan untuk kembali ke tampilan home Gambar 3.16. Pengambilan data.

5.4. Perancangan Wiring pada PLC