TA : Rancang Bangun Protokol Komunikasi Antar PLC (Programmable Logic Controller) Menggunakan Metode Serial Asinkron.

TUGAS AKHIR

Nama : Nasrul Arifin

NIM : 08.41020.0037

Program : S1 (Strata Satu) Jurursan : Sistem Komputer

SEKOLAH TINGGI

MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER SURABAYA

vi

Sebuah alat kendali yang disebut PLC (Programmable Logic Controller) membutuhkan komunikasi dengan perangkat PLC lainnya.

Komunikasi yang disediakan adalah komunikasi paralel yang membutuhkan 8 pin input dan 8 pin output. Apabila dilihat pada komunikasi paralel PLC, maka ini

bisa dikatakan sebagai pemborosan karena banyak I/O yang digunakan untuk komunikasi.

Salah satu cara untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah dengan menggunakan metode serial karena serial hanya menggunakan 1 pin output dan

input untuk berkomunikasi. Komunikasi yang dibangun pada tugas akhir ini

dikemas dalam sebuah modul agar lebih mudah digunakan, sehingga tidak perlu mengetik ulang program komunikasi apabila akan digunakan lagi. Komunikasi ini bisa mengirimkan data maksimal 15 bit dengan kecepatan data minimal 20ms/bit dan maksimal 300ms/bit.

Setelah dilakukan berbagai percobaan saat proses perancangan sistem dengan komunikasi ini, ternyata terdapat hal-hal menarik untuk dibahas antara lain timer yang merupakan komponen utama dari komunikasi ini berjalan pada

CCU (Central Control Unit) sebuah PLC akan terganggu apabila CCU juga melakukan banyak proses selain menjalankan timer. Sehingga untuk

menggunakan komunikasi ini dituntut kepandaian programmer supaya saat

vii

proses yang berat saat dilakukan komunikasi menunjukkan bahwa modul komunikasi dapat berjalan dengan baik dan benar.

ix

Halaman

ABSTRAK ... vi

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xvi

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 4

1.3. Pembatasan Masalah ... 5

1.4. Tujuan ... 5

1.5. Kontribusi ... 6

1.6. Sistematika Penulisan ... 6

BAB II ... 8

LANDASAN TEORI ... 8

x

2.1.2 Fungsi PLC ... 13

2.1.3 Kontrol Konvensional ... 14

2.1.4 PLC FESTO ... 16

2.1.5 Bahasa Pemrograman ... 18

2.1.6 Timer ... 21

2.1.7 Counter ... 22

2.2. Modular Production System (MPS) ... 23

2.2.1 Fungsi MPS ... 24

2.2.2 Susunan MPS ... 25

2.2.3 PLC Pada MPS ... 27

2.2.4 Control Console ... 29

2.2.5 Macam MPS ... 31

2.2.6 Hubungan Antar MPS ... 43

2.2.7 Bit-bit Komunikasi MPS ... 43

2.3. Komunikasi Serial ... 47

2.3.1 Transmisi Half dan Full Duplex ... 48

xi

2.4.1 Penelitian Susanto (2001) ... 53

2.4.2 Penelitian Febriadi (2005) ... 54

2.4.3 Penelitian Dirgayusari (2007) ... 56

2.4.4 Penelitian Wiseso (2008) dan Kurnia (2008) ... 57

2.4.5 Penelitian Wijayapurwana (2004) ... 58

2.4.6 Penelitian Abdurrachman (2005) ... 60

BAB III ... 63

METODE PENELITIAN ... 63

3.1 Perangkat Keras ... 63

3.1.1 Perangkat Keras Komunikasi Pada Simple System ... 64

3.1.2 Perangkat Keras Komunikasi Pada MPS ... 67

3.1.3 Komunikasi Non-Pneumatic ... 69

3.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 71

3.2.1. Komunikasi Simple System ... 78

3.2.2. Komunikasi MPS ... 89

3.2.3. Komunikasi Antar PLC Pada Sistem Non-Pneumatic ... 99

xii

4.1 Kabel RS232C Pada Komputer Dan PLC ... 101

4.1.1 Prosedur Pengujian ... 101

4.1.2. Hasil Pengujian ... 102

4.1.3. Analisis ... 103

4.2. Komunikasi Simple System ... 103

4.2.1. Prosedur Pengujian ... 103

4.2.2. Hasil Pengujian ... 105

4.2.3. Analisis ... 107

4.3. Komunikasi MPS ... 108

4.3.1. Prosedur Pengujian ... 108

4.3.2. Hasil Pengujian ... 110

4.3.3. Analisis ... 111

4.4. Komunikasi Antar PLC Pada Sistem Non-Pneumatic ... 113

4.4.1. Prosedur Pengujian ... 113

4.4.2. Hasil Pengujian ... 114

4.4.3. Analisis ... 115

xiii

5.1 Kesimpulan ... 117

5.2 Saran ... 119

xiv

Halaman

Tabel 2.1 Spesifikasi FPC 101 EA ... 28

Tabel 2.2 Spesifikasi FPC 101 B ... 28

Tabel 2.3 Spesifikasi FPC 101 AF ... 28

Tabel 2.4 Fungsi Input Word dan Output Word ... 29

Tabel 2.5 Fungsi dari bagian-bagian control console ... 30

Tabel 2.6 Daftar bagian-bagian dari distributing station ... 33

Tabel 2.7 Daftar bagian-bagian dari Testing Station ... 36

Tabel 2.8 Daftar bagian-bagian dari Processing Station ... 39

Tabel 2.9 Daftar bagian-bagian dari Processing Station ... 42

Tabel 2.10 Status P_RDY ... 44

Tabel 2.11 Status D_REQ ... 45

Tabel 2.12 Status EN... 45

Tabel 2.13 Status S_RDY ... 45

Tabel 2.14 Bit Data D1 dan D2 ... 46

Tabel 2.15 Bit Data D3 ... 46

xv

Tabel 4.1 Pengujian Data Simple System ... 105

Tabel 4.2 Pengujian Waktu Proses MPS... 110

xvi

Halaman

Gambar 1.1 Komunikasi antar 2 PLC ... 2

Gambar 1.2 Komunikasi PLC pada MPS ... 2

Gambar 1.3 Penghematan input dan output PLC untuk komunikasi ... 4

Gambar 2.1 Sistem Komponen PLC ... 9

Gambar 2.2 Susunan MPS ... 25

Gambar 2.3 PLC Board ... 26

Gambar 2.4 Control Console... 30

Gambar 2.5 Diagram hubungan antara station mechanics, PLC board dan control console... 31

Gambar 2.6 Distribution Station Tampak Atas... 32

Gambar 2.7 Distirbution Station Tampak Samping ... 33

Gambar 2.8 Testing Station Tampak Atas ... 35

Gambar 2.9 Testing Station Tampak Samping ... 35

Gambar 2.10 Processing Station Tampak Atas ... 38

Gambar 2.11 Processing Station Tampak Samping ... 39

xvii

Gambar 2.14 Hubungan antar MPS ... 43

Gambar 2.15 Alur Bit I/O komunikasi MPS ... 47

Gambar 2.16 Gagasan Penelitian yang hendak dilakukan ... 52

Gambar 2.17 Metode Serial Yang Hendak Dibangun ... 52

Gambar 2.18 Fokus Penelitian Susanto (2001) ... 54

Gambar 2.19 Diagram Penelitian Febriadi (2005) ... 55

Gambar 2.20 Diagram Penelitian Dirgayusari (2007) ... 56

Gambar 2.21 Diagram Penelitian Wiseso (2008) dan Kurnia(2008) ... 57

Gambar 2.22 Diagram Penelitian Wijayapurwana (2004) ... 59

Gambar 2.23 Protokol Komunikasi antara PLC dan microcontroller ... 60

Gambar 2.24 Diagram Penelitian Abdurrachman (2005) ... 61

Gambar 2.25 Protokol Komunikasi Abdurrachman (2005) ... 62

Gambar 3.1 Komunikasi Pada Simple System... 65

Gambar 3.2 Diagram Rangkaian Listrik simple system ... 66

Gambar 3.3 Perancangan Perangkat Keras Pada MPS ... 67

Gambar 3.4 Komunikasi MPS ... 68

xviii

Gambar 3.7 Diagram Listrik Non-Pneumatic Paralel ... 71

Gambar 3.8 Desain Protokol Komunikasi ... 72

Gambar 3.9 Flowchart inisialisasi dan deinisialisasi TX dan RX ... 73

Gambar 3.10 Timing Diagram Komunikasi ... 75

Gambar 3.11 Flowchart Pengiriman Data ... 76

Gambar 3.12 Flowchart Penerimaan Data ... 77

Gambar 3.13 Flowchart Simple System TX ... 79

Gambar 3.14 Flowchart Symple System RX ... 79

Gambar 3.15 Flowchart Modul Komunikasi Modifikasi Jumlah Bit ... 81

Gambar 3.16 Timing Diagram 8 bit ... 82

Gambar 3.17 Timing Diagram 12 bit ... 82

Gambar 3.18 Flowchart Simple System PLC Transmitter ... 83

Gambar 3.19 Flowchart Simple System PLC Receiver ... 84

Gambar 3.20 Program No. ... 86

Gambar 3.21 Replace variable ... 87

Gambar 3.22 Sistem Kerja Distributing Station ... 89

xix

Gambar 3.25 Sistem Kerja Processing Station ... 95

Gambar 3.26 Pengiriman Benda dan Data Ke Handling Station ... 96

Gambar 3.27 Sistem Kerja Handling Station ... 98

Gambar 4.1 Koneksi Online PLC ... 102

Gambar 4.2 Pengujian Simpel System-7... 104

1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Programmable Logic Controller (PLC) merupakan suatu komputer digital yang

digunakan untuk otomasi dari proses-proses elektromagnetik. Seperti pengontrolan mesin pada sistem “assembly line”. PLC digunakan di berbagai industri dan mesin pengemasan dan semikonduktor. Banyak perusahaan membangun PLC untuk memenuhi kebutuhan permintaan dunia industri untuk membuat mesin-mesinnya bekerja secara otomatis, antara lain Festo, Omron, Schneider, Siemens, LG, Mitsubishi, dan Allen Bradley.

Pada tugas akhir ini digunakan PLC Festo dan Modular Production System (MPS)

sebagai objek. MPS merupakan suatu peralatan simulasi dari proses produksi yang terbagi menjadi 4 stasiun, yaitu penyediaan bahan baku (Distributing), pendeteksian jenis dan karakteristik bahan baku (Testing), pengolahan bahan baku (Processing), dan pemilahan hasil pengolahan (Handling). Dari satu stasiun ke stasiun lain membutuhkan berbagai informasi agar tidak terjadi kesalahan dalam proses produksi. Misalnya pada stasiun pengolahan bahan baku harus mempunyai informasi dari bahan baku yang akan diolah, dan informasi tersebut didapatkan dari stasiun pendeteksian jenis dan karakteristik bahan baku. Agar stasiun pengolahan bahan baku mempunyai informasi tersbut, maka stasiun pendeteksian jenis dan karakteristik bahan baku harus mengirimkan semua informasi yang dibutuhkan stasiun pengolahan bahan baku. Proses pengiriman informasi inilah yang disebut komunikasi MPS.

Komunikasi dilakukan dengan menggunakan input dan output, yaitu sebanyak 16 bit input dan 16 bit output. Desain komunikasi yang terjadi antar PLC dapat dilihat pada gambar 1.1.

Sebuah PLC menggunakan 8 bit input dan 8 bit output untuk berkomunikasi dengan PLC yang

lain. Gambar 1.2 menunjukkan diagram blok dari MPS, 4 PLC disusun dalam bentuk urutan lurus dan berurutan, sehingga sebuah PLC akan berkomunikasi dengan 2 PLC yang lain, yaitu PLC sebelumnya dan PLC sesudahnya. Jadi sebuah PLC akan menggunakan 8 bit input dan 8 bit output yang lain untuk berkomunikasi dengan PLC sesudahnya, sehingga jumlah keseluruhan

sebanyak 16 bit input dan 16 bit output.

PLC 1 PLC 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit

Gambar 1.1 Komunikasi antar 2 PLC

PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit

Gambar 1.2 Komunikasi PLC pada MPS

Jika dicermati lebih jauh,penggunaan 8 bit input dan 8 bit output untuk komunikasi

antar PLC merupakan pemborosan. Salah satu fitur PLC yang paling penting adalah jumlah input dan ouput yang dimiliki. Semakin banyak input dan output yang dimiliki oleh PLC maka akan

semakin bermanfaat, terutama jika digunakan untuk mengontrol sistem yang besar yang mempunyai banyak input dan output. Penggunaan 8 bit input dan 8 bit output untuk

berkomunikasi merupakan pemborosan fitur dan perlu dipikirkan sebuah solusi agar dapat mengurangi penggunaan input dan output tersebut.

Metode yang hendak digunakan adalah dengan mengkodekan fungsi dari tiap bit komunikasi, kemudian membungkus kode tersebut ke dalam sebuah frame dan mengirimkannya secara serial. Dengan menggunakan metode serial ini diharapkan dapat menghemat penggunaan input dan output. Hasil akhri yang hendak dicapai adalah terbentuk suatu sistem komunikasi

antar PLC yang digunakan pada MPS. Komunikasi dibangun dengan menggunakan 1 bit input

dan 1 bit output saja untuk PLC sebelumnya dan menggunakan 1 bit input dan output yang lain untuk PLC sesudahnya. Gambarannya dapat dilihat pada gambar 1.3 di bawah ini.

PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in in o u t o u t in

1 bit 1 bit 1 bit

1 bit 1 bit 1 bit

1.2. Perumusan Masalah

Pada latar belakang telah memaparkan hal-hal yang mendorong dibuatnya penelitian pada tugas akhir ini, yaitu untuk mengefisienkan input dan output dalam melakukan komunikasi antar PLC. Metode yang dipilih untuk implementasi komunikasi adalah metode serial asinkron karena metode ini tidak membutuhkan pin tambahan untuk membangkitkan sinyal clock seperti serial sinkron. Untuk mempertegas maksud dari tugas akhir ini maka dibuat sebuah rumusan masalah yang ingin dipecahkan.

Beberapa masalah spesifik yang menjadi perhatian utama dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana rancangan protokol komunikasi untuk penghematan input dan output PLC

dengan metode serial asinkron.

2. Bagaimana keberhasilan komunikasi antar PLC setelah dilakukan penghematan input dan output.

3. Bagaimana perbedaan waktu proses antara sebelum dan sesudah dilakukan penghematan input dan output.

1.3. Pembatasan Masalah

Permasalahan yang telah ditetapkan perlu dibatasi batasan-batasan agar pembahasan yang dilakukan menjadi fokus dan terarah. Batasan-batasan yang diberikan adalah :

1. PLC yang akan digunakan adalah PLC festo FPC100.

3. Jumlah PLC yang digunakan sebanyak 4 unit dan masing-masing terpasang pada Modular Production System (MPS).

1.4. Tujuan

Tujuan dari tugas akhir ini adalah :

1. Membuat rancangan protokol komunikasi untuk penghematan input dan output PLC

dengan metode serial yang dikemas dalam sebuah modul agar dengan mudah bisa digunakan lagi, menggunakan prosedur yang sudah ditentukan.

2. Mengamati keberhasilan komunikasi antar PLC setelah dilakukan penghematan input dan output.

3. Mengamati dan menganalisa perbedaan waktu proses antara sebelum dan sesudah dilakukan penghematan input dan output.

1.5. Kontribusi

Penelitian dalam tugas akhir ini diharapkan dapat membantu programmer PLC

menghemat jumlah input dan output yang digunakan untuk komunikasi antar PLC, sehingga

jumlah input dan output yang dapat digunakan untuk pengontrolan dan pengendalian menjadi

lebih besar.

Penelitian ini juga diharapkan dapat memberikan sebuah ilmu dan pembahasan baru yang menarik mengenai PLC. Sehingga pantas untuk dibahas, dipelajari dan diteliti lebih lanjut.

1.6. Sistematika Penulisan

Bab-I : Pendahuluan

Pada bab ini akan dijelaskan latar belakang permasalahan, penjelasan penggunaan metode serial asinkron, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan akhir dari komunikasi yang dibangun, kontribusi dan sistematika penulisan dari laporan tugas akhir ini.

Bab-II : Landasan Teori

Pada bab ini akan diuraikan tentang teori PLC yang didalamnya dijelaskan juga lebih detail tentang PLC Festo, teori MPS yang merupakan tempat implementasi dari komunikasi yang dibangun, teori tentang komunikasi serial dan sekilas tentang penelitian komunikasi PLC terdahulu.

Bab-III : Metode Penelitian

Pada bab ini akan dibahas tentang suatu metode untuk penelitian dari permasalahan yang dipecahkan. Yang nantinya project dibagi menjadi komunikasi pada simple system, komunikasi

pada MPS, dan komunikasi pada non-pneumatic system. Masing-masing mempunyai penjelasan tentang perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.

Bab-IV : Pengujian Sistem

Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian dari komunikasi yang dibangun. Yaitu komunikasi pada simple system ,komunikasi pada MPS, dan komunikasi pada non-pneumatic

Bab-V : Penutup

Dalam bab ini berisi kesimpulan dari pengujian komunikasi yang dibangun dan jawaban dari rumusan masalah yang ada, serta suatu saran yang dapat diberikan.

8

LANDASAN TEORI

2.1. Programmable Logic Controller (PLC)

PLC merupakan suatu piranti elektronik yang dirancang untuk beroperasi secara digital dengan menggunakan memori sebagai media

penyimpanan instruksi-instruksi internal untuk menjalankan fungsi-fungsi logika, seperti pencacah, fungsi urutan proses, fungsi pewaktu, fungsi aritmatika, dan fungsi lainnya dengan cara memprogramnya. Program-program dibuat kemudian dimasukkan dalam PLC melalui programmer/monitor. Pembuatan program dapat

dilakukan melalui komputer sehingga dapat mempercepat hasil pekerjaan. PLC dapat digunakan untuk memonitor jalannya proses pengendalian yang sedang berlangsung, sehingga dapat dengan mudah dikenali urutan kerja (work sequence) proses pengendalian yang terjadi pada saat itu (Budiyanto. M, 2003:1).

PLC pertama kali digunakan sekitar pada tahun 1960-an untuk menggantikan peralatan konvensional yang begitu banyak. Perkembangan PLC saat ini terus mengalami perkembangan sehingga bentuk dan ukurannya semakin kecil. Saat ini terdapat PLC yang dapat dimasukkan dalam saku karena bentuk dan ukurannya yang sangat kecil, dan dalam perkembangannya, di masa yang akan datang akan diperkenalkan PLC dalam bentuk dan ukuran sebesar kotak rokok.

Pada tahun 1980-an harga PLC masih terhitung mahal, namun saat ini dapat dengan mudah ditemukan dengan harga relatif murah. Beberapa perusahaan

komputer dan elektronik menjadikan PLC menjadi produk terbesar yang terjual saat itu. Pertumbuhan pemasaran PLC mencapai jumlah 80 juta dolar di tahun 1978 dan 1 milyar dolar pertahun hingga tahun 2000 dan angka ini terus berkembang, mengingat penggunaan yang semakin luas, terutama untuk proses pengontrolan di industri, pada alat-alat kedokteran, alat-alat rumah tangga.

Pabrik pembuat PLC mendesain sedemikian rupa sehingga pengguna dapat dengan mudah menguasai fungsi-fungsi dan logika-logika hanya dalam beberapa jam saja. Fungsi-fungsi dasar yang banyak digunakan antara lain : kontak-kontak logika, pewaktu (timer), pencacah (counter), dan sebagainya. Bagi yang mempunyai latar belakang logika-logika digital akan dengan mudah

menguasainya dalam beberapa jam saja, berlainan halnya dengan orang yang tidak memiliki latar belakang ini akan memakan waktu agak lama untuk menguasai fungsi dan logika-logika kendali PLC.

PLC atau biasa disebut Programmable Controller (PC) adalah suatu

perangkat yang dapat digunakan dengan mudah diprogram untuk mengontrol peralatan. PLC sederhana mempunyai komponen utama berupa Central Control

Unit (CCU), Unit I/O, Programing Console, Rack atau Mounting Assembly dan

catu daya, sistem komponen dari PLC adalah seperti gambar di bawah ini.

Central Control Unit (CCU)merupakan unit pusat pengolah data yang

digunakan untuk melakukan proses pengolahan data dalam PLC. CCU merupakan sebuah microprocessor, jenis processor yang dipergunakan tergantung pada

produsen pembuat PLC, untuk PLC FESTO DIDACTIC FPC 100 menggunakan microcontroller 8031.

Fungsi dari sebuah modul input adalah untuk mengubah sinyal input

dari sensor ke PLC untuk diproses dibagian Central Control Unit, sedangkan

modul output adalah kebalikannya, mengubah sinyal PLC ke dalam sinyal yang

sesuai untuk menggerakkan aktuator.

Fungsi terpenting dari sebuah modul input adalah sebagai berikut :

a. Mendeteksi sinyal masukan.

b. Mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika masukan yang diijinkan.

c. Melindungi peralatan elektronik yang sensitive terhadap tegangan luar.

d. Menampilkan sinyal masukan tersebut.

Fungsi terpenting dari sebuah modul output adalah sebagai berikut :

a. Mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika keluaran yang diijinkan.

b. Melindungi peralatan elektronik yang sensitive terhadap tegangan luar.

c. Memberikan penguatan sinyal output sebelum dikeluarkan sehingga cukup kuat untuk menggerakkan aktuator.

d. Memberikan perlindungan terhadap arus hubungan singkat (short-circuiti) dan pembebanan lebih (overload).

Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh PLC disbanding dengan kontrol relay konvensional, adalah :

1. Fleksibel

Sebelum ditemukannya PLC, setiap mesin mempunyai alat kontrol atau pengendali tersendiri, dimisalkan terdapat 15 buah mesin, maka alat pengendali yang diperlukan juga terdapat 15 buah. Lain halnya sekarang ini dengan adanya PLC maka untuk beberapa mesin hanya memerlukan 1 buah PLC saja.

2. Deteksi dan koreksi kesalhan lebih mudah

Setelah desain program kontrol telah selesai dibuat, kemudian dimasukkan dalam PLC dengan cara memprogramnya, maka program tersebut dapat dengan mudah diubah dengan menggunakan keyboard hanya dalam beberapa menit saja. Setelah itu program kembali dapat dijalankan, jika masih terdapat kesalahan maka dapat dikoreksi dengan menggunakan diagram tangga (ladder diagram) sehingga koreksinya dapat dengan segera dilaksanakan.

3. Harga relative murah

Perkembangan teknologi memungkinkan untuk meningkatkan beberapa fungsi dengan bentuk ukuran yang semakin kecil. Tentunya hal

ini juga akan menurunkan harga pembuatan yang mahal. Salah satu fungsi yang terus ditingkatkan adalah modul I/O (masukan/keluaran). Saat ini kita mendapatkan PLC dengan jumlah masukkan dan keluaran yang banyak dengan harga relatif murah.

4. Pengamatan visual (visual observation)

Operasi PLC saat menjalankan program yang telah dibuat dapat dilihat dengan teliti dengan menggunakan layer CRT (Cathode Ray Tube),

sehingga ini sangat memudahkan dalam proses pencarian, pengamatan, atau dalam pembenahan program. Dengan demikian proses pembanahan hanya membutuhkan waktu relatif singkat.

5. Kecepatan operasi (speed of operation)

Kecepatan operasi PLC sangatlah cepat. Kecepatan operasi ini adalah untuk mengaktifkan fungsi-fungsi logika hanya dalam waktu beberapa milidetik, dikarenakan menggunakan rangkaian elektronik sehingga operasinya sangatlah cepat, berlainan saat digunakan relay magnetic, yang mempunyai kecepatan operasinya lebih lambat.

6. Sederhana dan mudah

Lebih sederhana dan mudah dalam penggunaannya, memodifikasi lebih mudah tanpa tambahan biaya.

Beberapa kekurangan yang dimiliki oleh PLC disbanding dengan kontrol relay konvensional adalah sebagai berikut :

1. Dibutuhkan waktu untuk mengubah system konvensional yang telah ada.

2. Keadaan lingkungan. Untuk proses seperti pada lingkungan panas yang tinggi, vibrasi yang tinggi penggunaannya kurang cocok, karena dapat

merusak PLC.

2.1.1 Konsep PLC

Konsep dari PLC sesuai dengan namanya, adalah sebagai berikut :

a. Programmable

Menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah programnya sesuai program yang dibuat.

b. Logic

Menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik

yaitu membandingkan, menjumlah, membagi dan sebagainya.

c. Controller

Kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

2.1.2 Fungsi PLC

Fungsi dari PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut :

PLC memproses input sinyal biner menjadi sinyal output yang

digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik dan yang secara berurutan (sequence). PLC menjaga agar semua STEP dalam proses sequence

berlangsung dalam urutan yang tepat.

b. Monitoring Plant

PLC secara terus-menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai telah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.

Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah memberikan input ke

Computerized Numerical Control (CNC). Beberapa PLC dapat

memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut.

CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, digunakan pada unit press, moulding.

2.1.3 Kontrol Konvensional

Kontrol konvensional yang menggunakan relay atau kontraktor mempunyai keuntungan dan kerugian bila digunakan sebagai rangkaian kontrol bila dibandingkan kontrol dengan menggunakan PLC.

Relay sendiri merupakan kontrol elektronik, karena redapat koil atau kumparan yang akan menggerakkan kontak membuka atau menutup bila

kumparannya diberi arus listrik. Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian menggunakan relay :

Keuntungan :

a. Mudah diadaptasikan untuk tegangan yang berbeda.

b. Tidak banyak dipengaruhi oleh temperature sekitarnya. Relay terus beroperasi pada temperatus 353 K (80 derajat celcius) sampai 240 K (-33 derajat celcius).

c. Tahanan yang relatif tinggi antara kontak kerja pada saat terbuka.

d. Beberapa sirkuit terpisah dapat dihidupkan.

e. Sirkuit yang mengontrol relay dan sirkuit yang membawa arus yang terhubung.

f. Fisik terpisah saru sama lainnya.

Kerugian :

a. Kontak dibatasi pada keausan dari bunga api atau dari oksidasi (material kontak yang terbaik adalah platina, emas, perak). Menghabiskan banyak tempat dibandingkan dengan transistor.

b. Menimbulkan bunyi selama proses kontak.

c. Kecepatan kontak yang terbatas 3 ms sampai 17 ms.

2.1.4 PLC FESTO

Salah satu PLC yang dimiliki STIKOM dan digunakan untuk praktikum adalah PLC FESTO dari Jerman, seri FPC 101 B-LED dan FPC 101 AF. PLC ini mempunyai kelebihan dapat mengenal program dengan bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language), yaitu Statement List atau STL, selain menggunakan Ladder Diagram yang sudah umum dan menggunakan

pemrograman matriks MAT. Bahkan untuk seri tertentu dapat diprogram degan

menggunakan bahasa BASIC atau function chart FUC (Indrijono Dwi, 1991:1).

PLC FPC 101B-LED memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a. Indicator untuk status dan error.

b. Pemrograman yang mudah melalui PC dengan Ladder Diagram dan

Statement List.

c. Perlindungan output dari short-circuit.

d. Pengaman polaritas power suplay.

Data teknik PLC FPC 101B-LED :

a. 21 input.

b. 14 output.

c. 32 timer.

e. 64 register.

f. 256 flag.

g. 12 Kbytes user memory.

h. 7,5 W untuk tiap output.

Sensor-sensor yang digunakan di laboratorium PLC adalah :

a. Push button switch.

b. Switch toggle.

c. Sensor capasitive.

d. Sensor inductive.

e. Sensor optic.

f. Limit switch.

Aktuator yang digunakan pada laboratorium PLC adalah :

a. Single selenoid.

b. Double solenoid.

c. Indicator lamp.

2.1.5 Bahasa Pemrograman

Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri-sendiri tergantung dari sudut pandang kita sebagai user. Ladder Diagram adalah bahasa

yang dimiliki oleh setiap PLC.

A. Ladder Diagram (LDR)

Ladder diagram menggambarkan program dalam bentuk grafik.

Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur dan

menggambarkan aliran arus listrik. Dalam ladder diagram ini terdapat dua buah

garis vertical. Garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan negative catu daya pasif.

Di antara dua garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari swtich, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan

satu rung. Input menggunakain symbol “[ ]” (kontak, normally open) dan “[/]” (negasi kontak, normally closed). Output mempunyai symbol “( )” yang terletak paling kanan menempel garis vertical kanan. Selama pemrograman setiap symbol yang siberikan adalah PLC sesungguhnya atau merupakan alamat simbolik (misalnya S1, S2, S3, H1).

B. Statement List (STL)

Statement list adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi. Semua

hubungan logika dan kontrol sequence dapat diprogram dengan menggunakan

Perintah-printah yang digunakan adalah mirip dengan bahasa tingkat tinggi seperti pascal. Terdapat kontrol untuk perulangan, jump dan sebagainya.

Misalnya :

IF I1.0 “Jikainput 1.0 aktif

THEN SET T6 “maka aktifkan timer T6

Struktur dari statement list secara umum dapat dituliskan sebagai berikut :

PROGRAM STEP

STATEMENT

BAGIAN KONDISI

BAGIAN PELAKSANA

Statement merupakan pembentuk dasar dari organisasi program.

Masing-masing statement terdiri dari bagian kondisi dan bagian pelaksana. Bagian kondisi mengandung satu atau beberapa buah kondisi yang akan diuji (benar atau salah) pada saat program berjalan. Bagian kondisi selalu dimulai dengan kata

“IF”. Jika kondisi bernilai benar maka instruksi yang ditulis pada kata “THEN”.

Sperti terlihat pada contoh di bawah ini :

IF I6 “Jika input 6 memberikan sinyal THEN SET O1 “maka nyalakan ouput 1

IF I6 “Jika input 6memberikan sinyal AND 12 “dan input 2 memberikan sinyal

THEN RESET O5 “maka matikan ouput 5 SET 04 “nyalakan output 4

Program yang tidak menggunakan instruksi “STEP” dapat diproses

dengan cara parallel. Tetapi STL menyediakan instruksi “STEP” yang membagi

program menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Dalam sebuah program dapat berisi sampai 256 “STEP”. Setiap “STEP” dapat diberi label atau tidak, dan hanya dibutuhkan jika setiap “STEP” tersebut merupakan target dari instruksi “JUMP”.

Bentuk paling sederhana dari instruksi “STEP” paling sedikit

mengandung satu statement. Program akan menunggu pada “STEP” ini sampai kondisinya benar, yaitu bagian pelaksana akan dilaksanakan dulu baru setelah itu

program akan berlanjut ke “STEP” berikutnya, dalam sebuah “STEP” dapat berisi

beberapa statement.

Jika kondisi “IF” terakhir salah maka program tidak akan berlanjut ke “STEP” berikutnya dan akan kembali ke statement pertama dalam “STEP” tersebut. Dengan kata lain program akan menunggu sampai kondisi terakhir benar.

Aturan pelaksanaan “STEP” adalah sebagai berikut :

a. Jika kondisi dari sebuah statement terpenuhi maka bagian pelaksana akan dijalankan. Dan jika kondisi dari sebuah statement dalam suatu “STEP” tidak terpenuhi maka program akan berpindah ke statement berikutnya

b. Jika kondisi dari statement terakhir dalam suatu “STEP” terpenuhi maka

bagian pelaksana akan dijalankan dan program berlanjut ke “STEP”

berikutnya.

c. Jika kondisi dari statement terakhir dalam sebuah “STEP” tidak terpenuhi maka program akan kembali ke statement pertama dari “STEP” yang sekarang.

Dalam STL juga terdapat instruksi “NOP” dapat diletakkan pada

bagian kondisi atau bagian pelaksana dari sebuah statement. Bila digunakan dalam

bagian kondisi, instruksi “NOP” selalu bernilai benar. Dengan kata lain “NOP”

menyebabkan pelaksanaan tanpa suatu kondisi.

Jika digunakan dalam bagian pelaksana pengertian “NOP” adalah tidak

melakukan sesuatu. Hal ini sering digunakan pada saat program harus menunggu

untuk kondisi tertentu lalu pindah ke “STEP” berikutnya.

2.1.6 Timer

Banyak dari kontrol industri yang memerlukan pemrograman dengan waktu. Sebagai contoh, silinder 2 akan maju jika silinder 1 telah maju lebih dahulu tetapi hanya setelah lima detik. Hal seperti ini dikenal dengan switch-on

delay. Penundaan sinyal switch-on pada switching rangkaian power sangat

dibutuhkan demi alasan keamanan.

Timer dalam PLC direalisasikan dalam bentuk modul software yang

didasarkan pada pembangkitan timing secara digital dari generator pulsa

kontrol. Masing-masing timer dalam bahasa pemrograman STL terdiri dari

beberapa bagian :

a. Timer Bit Status, penulisannya “Tn” yang berfungsi menguji apakah timer sedang aktif atau tidak. Nilai bit berubah menjadi aktif pada saat timer

dimulai dengan instruksi “SET”. Pada saat periode waktu yang diprogram

selesai atau jika timer dihentikan dengan instruksi “RESET” status bit berubah menjadi tidak aktif.

b. Timer Preselect, penulisannya “TPn” yang berfungsi sebagai operand 16 bit yang berisi nilai awal untuk sebuah timer ke-n.

c. Timer Word, penulisannya “TWn” yang berfungsi sebagai operand 16 bit yang secara otomatis memiliki nilai yang sama dengan TP pada saat timer

dimulai dengan instruksi “SET”. Isinya akan secara otomatis dikurangi

oleh system pada interval yang teratur.

2.1.7 Counter

Banyak pula dari kontrol industri yang tidak lepas dari counter.

Counter biasanya digunakan untuk menentukan perulangan statement dilakukan

dalam jumlah tertentu. Misalnya silinder yang degerakkan maju mundur sebanyak 3 kali, untuk merealisasikannya maka digunakan sebuah counter yang dapat

menghitung gerakan maju mundur dari silinder tersebut.

Counter juga direalisasikan dalam PLC dalam bentuk modul software

yang didasarkan pada pembangkitan counting secara manual, dengan kata lain

program, hal ini kebalikannya timer yang dibangkitkan secara otomatis oleh pulsa microprocessor. Masing-masing counter dalam bahasa pemrograman STL terdiri

dari beberapa bagian, yaitu :

a. Counter Bit Status, penulisannya “Cn” yang berfungasi mengui apakah counter sedang aktif atau tidak. Nilai bit berubah menjadi aktif pada saat

counter dimulai dengan instruksi “SET”. Pada saat counter sudah mencapai batas yang ditentukan atau counter dimatikan dengan instruksi

“RESET” maka bit berubah menjadi tidak aktif.

b. Counter Preselect, penulisannya “CPn” yang berfungsi sebagai operand 16 bit yang berisi nilai akhir sebuah counter ke-n.

c. Counter Word, penulisannya “CWn” yang berfungsi sebagai operand 16 bit yang secara otomatis memiliki nilai nol pada saat counter dimulai.

Untuk merubah nilai “CWn” umumnya menggunakan instruksi “INC Cn”.

2.2. Modular Production System (MPS)

Modular Production System (MPS) adalah salah satu peralatan

pneumatic yang merupakan jenis dari PLC. MPS banyak dikenal dan digunakan

pada industri-industri sebagai pengontrol produksi atau sebagai bahan pembelajaran mahasiswa teknik. MPS merupakan suatu peralatan yang dikendalikan oleh PLC. MPS memiliki 4 stasiun yaitu Distribution Station,

Testing Station, Processing Station, Handling Station dimana setiap stasiun

Peralatan MPS termasuk peralatan pneumatic dan electro pneumatic

yang dikontrol oleh PLC. Dimana peralatan pneumatic adalah peralatan yang

bekerja dan digerakkan dengan menggunakan udara yang bertekanan. Sedangkan electro pneumatic adalah peralatan yang bekerja dan digerakkan oleh udara

bertekanan dimana untuk mengeluarkan udaranya digunakan katup yang bekerja menggunakan tegangan listrik, contohnya solenoid valve, electrical input buttons, proximity switches dan relay. Karena penggerak utama MPS adalah udara yang

bertekanan, shingga dibutuhkan pula sumber udara yang mampu menyediakan tekanan sesuai dengan yang dibutuhkan. Peralatan sumber udara tersebut berupa sebuah kompresor. Range tekanan yang dibutuhkan peralatan agar dapat bekerja yaitu berada pada range 2-10 bar.

Pada suatu sistem MPS memiliki input, process, output. Input yang

diterima oleh MPS berasal dari sensor, limit switch, push button dan selection

switch. Sedangkan proses yang dilakukan oleh button dan selector switch.

Sedangkan proses yang dilakukan oleh MPS adalah sesuai dengan program yang dimasukkan ke MPS tersebut. Output pada MPS berupa solenoid dan motor yang bekerja sesuai dengan program yang dimasukkan.

2.2.1 Fungsi MPS

Pada umumnya MPS mempunyai fungsi sebagai seperangkat peralatan yang mengontrol suatu produksi. Setiap bagian stasiun awal yaitu sebagai feed

station, kemudian benda yang dikirim diseleksi pada testing station, yaitu untuk

mengetahui jenis, ukuran serta warna barang yang tepat. Benda yang lolos seleksi diolah pada processing station. Pada processing station dilakukan pembentukan

benda yang nantinya akan diteruskan pada stasiun yang terakhir yaitu handling

station.

2.2.2 Susunan MPS

MPS terdiri dari beberapa bagian, dimana susunannya dapat dilihat pada gambar 2.2. (Festo Didactic, 1995.)

Gambar 2.2 Susunan MPS

Dari gambar 2.2 dapat dijelaskan sebagai berikut :

a. Station Mechanics

Station mechanics merupakan perlatan-peralatan electro pneumatic

yang dikontrol oleh PLC. Station Mechanics terdiri dari

peralatan-peralatan input dan output sensor, solenoid, silinder dan motor.

b. Profile Plate

Profile plate adalah suatu papan aluminium dimana tempat perlatan

c. Mobile base frame

Mobile base frame adalah suatu rak dua lapis yang dilengkapi dengan

roda, sehingga sangat mudah untuk dipindah-pindahkan. Lapis yang atas digunakan untuk profile plate, sedangkan lapis bawah digunakan untuk

PLC board.

d. PLC board

PLC board merupakan pusat kontrol dari keseluruhan MPS. PLC

board terdiri dari sebuah main central control unit (CCU), sebuah I/O

CCU, port XMA2, XMG2, XMF2, XMV2, PNOZ dan beberapa terminal I?O. secara lengkap tampak pada gambar 2.3.

Main CCU merupakan pengendali utama dari PLC board. Main CCU

dibantu I/O CCU yang berfungsi sebagai tambahan I?O. kedua CCU ini dihubungkan oleh sebuah bus agar I/O masing-masing CCU dapat saling

berkomunikasi.

Port XMA2 digunakan untuk mengubungkan I/O yang ada di PLC

board dengan terminal I/O yang terdapat di profile plat. Port XMG2 digunakan

untuk menghubungkan I/O yang ada pada PLC dengan control console.

Port XMV2 digunakan untuk berkomunikasi dengan previous station,

sedangkan port XMF2 digunakan untuk berkomunikasi dengan subsequent

station. PNOZ adalah peralatan yang digunakan untuk pengamanan. PNOZ biasa

digunakan untuk Emergency-Stop. Saat Emergency-Stop tidak diaktifkan maka

PNOZ akan melewatkan, maka PNOZ akan memutuskan jalannya arus tersebut. Secara umum, PNOZ berupa rangkaian elektronik yang dibentuk dari relay yang

digunakan khusus untuk proses emergency.

2.2.3 PLC Pada MPS

PLC merupakan pengendali utama dari MPS yaitu input yang diterima akan diproses dan dikeluarkan ke output. Proses pengolahan input didalam PLC

tergantung pada program yang dimasukkan ke dalam PLC tersebut.

PLC yang digunakan pada MPS adalah tipe FPC 101 B dimana spesifikasinya dapat dilihat pada tabel 2.2 dan tipe FPC 101 AF yang spesifikasinya dapat dilihat pada tabel 2.3. kedua jenis PLC tersebut berfungsi sebagai main CCU. PLC lain yang digunakan adalah tipe FPC 101EA. PLC ini

berfungsi sebagai tambahan I/O untuk main CCU. Untuk pembahasan tipe 101

EA berikutnya akan disebut sebagai I/O CCU. Spesifikasi tipe FPC 101 EA dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Spesifikasi FPC 101 EA

Operand Symbol Number Range

Input I 21 10.0 - 12.7

Input Words IW 3 10 - 12

Outputs O 14 10.0 - 11.7

Output Words OW 2 10 - 11

Tabel 2.2 Spesifikasi FPC 101 B

Operand Symbol Number Range

Inputs I 21 10.0 - 12.7

Input Words IW 3 10 – 12

Outputs O 14 10.0 - 11.7

Outputs Words OW 2 10 - 11

Flags F 256 0.0 - 15.15

Flag Words FW 16 0 - 15

Timers T 32 0 - 31

Timer Words TW 32 0 - 31

Counters C 16 0 - 15

Counter Words CW 16 0 - 15

Registers R 64 0 - 63

Tabel 2.3 Spesifikasi FPC 101 AF

Operand Symbol Number Range

Digital Input I 21 10.0 - 12.7

Digital Output IW 3 10 - 12

Analog input 0 to 20mA ± 10V

II IU

4 4

0 - 3 0 - 3

Analog Output ± 10V OU 2 O and 1

Flags F 256 0.0 - 15.15

Flags Words FW 16 0 - 15

Timers T 32 0 to 31

Counters C 16 0 to 15

Registers R 64 0 to 63

Karena tipe FPC 101 EA berupa I/O maka hanya mempunyai input word dan output word saja. Dengan demikian jumlah total input word dan output

word pada PLC adalah 6 input word (3 dari main CCU dan 3 dari I/O CCU) dan 4

output word (2 dari main CCU dan 2 dari I/O CCU).

Antara main CCU dan I/O CCU dihubungkan oleh sebuah bus

yang berfungsi untuk menggabungkan operand (input, output, flag, timer,

counter, register, dll) dari kedua CCU tersebut. Sehingga perubahan

operand-operand yang terjadi pad I/O CCU dapat dipantau oleh main CCU dan demikian

pula sebaliknya. Tiap-tiap input word dan output word yang dimiliki oleh main

CCU dan I/O CCU mempunyai fungsi berbeda seperti terlihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Fungsi Input Word dan Output Word

Operand Fungsi

IW0 dan OW0 Menyimpan status input dan output dari peralatan (solenoid, motor, sensor, limit switch)

IW1 dan OW1 Menyimpan status input dan output dari control console (status lamp, luminous push button, selector switch)

IW10 dan OW10 Untuk komunikasi dengan subsequence station, baik kontrol komunikasi maupun informasi tentang karakteristik benda yang akan dikirim IW11 dan OW11 Untuk komunikasi dengan previous station kontrol komunikasi maupun

informasi tentang karakter benda yang dikirim

2.2.4 Control Console

Control console adalah peralatan yang berfungsi untuk mengatur

kerja MPS. Pada dasar control console adalah alat input yang dijalankan secara

manual oleh operator. Melalui control console seorang operator dapat melakukan

proses, menghentikan proses, mengubah cara kerja MPS dari automatic menjadi

manual dan sebaliknya, mengembalikan keadaan peralatan ke keadaan mula-mula

(reset peralatan) dan memberikan keadaan emergency-stop pada MPS jika terjadi kecelakaan atau kesalahan yang fatal. Selain itu, melalui control console seorang

operator dapat memantau input apa saja yang saat itu diperlukan oleh MPS.

Control console dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Control Console

Control console terdiri dari beberapa push button, selector switch,

indikator lampu, emergency-stop dan controller ON. Fungsi dari bagian-bagian

control console dapat dilihat pada tabel 2.5.

Tabel 2.5 Fungsi dari bagian-bagian control console

Jenis Nama Fungsi

Lampu Network Menunjukkan hubungan dengan stasiun sebelumnya dan stasiun sesudahnya.

Push Button Reset Mengembalikan keadaan awal peralatan.

Push Button Start Memulai proses MPS.

Push Button Stop Menghentikan proses setelah mengerjakan

langkah terakhir. Dual Selector

Switch

Manual atau Automatic Mengubah langkah kerja MPS yaitu per-langkah atau terus menerus.

Push Button Emergency-stop Menghentikan semua peralatan karena terjadi

kecelakaan atau kesalahan yang fatal.

Push Button Controller ON Menyambungkan kembali arus yang terputus

akibat emergency.

Gambar 2.5 akan menjelaskan hubungan antara station mechanics,

Gambar 2.5 Diagram hubungan antara station mechanics, PLC board dan control console

2.2.5 Macam MPS

Laboratorium PLC STIKOM memiliki 4 stasiun MPS, yaitu distributing station, testing station, processing station dan handling station.

Masing-masing stasiun mempunyai alur kerja dan fungsi sendiri-sendiri.

a. Distribution Station

Distribution station adalah stasiun awal dari sebuah MPS yaitu sebagai

stasiun pemberi atau feed station. Statiun ini didefinisikan sebagai unit

yang bekerja dari fungsi magazine dan sebagai stasiun pemesanan dan

feeding unit. Feeding unit digunakan untuk pemesanan benda berdasarkan

karakter dan klasifikasinya (dimensi dan berat). Feeding unit biasa

digunakan yaitu sebagai contoh magazine dengan separating device,

vibratory bowl feeder, slope conveyor dan hopper dengan separating

devide. Distribution station bertujuan untuk memindahkan benda dari

station memiliki profile plate, PLC board dengan feed magazine modul

dan transfer modul.

Distribution station terdiri dari peralatan pneumatic dan elektrolik.

Peralatan-peralatan tersebut akan dijelaskan pada gambar 2.6 dan gambar 2.7.

Gambar 2.7 Distirbution Station Tampak Samping

Keterangan bagian-bagian distribution ststion yang terdapat pada

gambar 2.6. dan 2.7 akan dijelaskan pada tabel 2.6.

Tabel 2.6 Daftar bagian-bagian dari distributing station

Item Description

1 Profile plate, 700 mm X 700 mm

3 Service unit

4 I/O terminal

6a Valve block

7 Vacuum generator

8 Pneumatic/electronic swtich

13 Cable duct

15 Gravity feed magazine

16 Optoelectronic sencor

17 Swivel drive

Distribution station mempunyai beberapa peralatan yaitu antara lain :

 Feed Magazine Module

Feed Magazine Module yaitu memindahkan benda dari magazine.

Silinder double-acting menekan benda keluar dari feed magazine. Posisi

berfungsi sebagai monitoring dan benda selalu sedia apabila

sewaktu-waktu ada proses pengiriman ke magazine.

 Transfer Module

Transfer module adalah peralatan pneumatic handling. Benda diambil

oleh vacuum section cup dan bisa dipindahkan mulai dari 0° - 180° melalui swivel drive. Posisi terakhir proses akan menimbulkan efek bagi sensor

yang ada.

b. Testing Station

Testing station merupakan stasiun kedua dari keempat stasiun MPS.

Stasiun ini menerima barang dari distribution station, kemudian

mendeteksi barang tersebut untuk diketahui jenis serta ukurannya. Kemudian mengirimkan objek tersebut beserta data jenis dan ukurannya ke processing station.

Testing station terdiri dari peralatan pneumatic, elektrolik dan sensor.

Gambar 2.8 Testing Station Tampak Atas

Tabel 2.7 Daftar bagian-bagian dari Testing Station

Item Description

1 Profile plate, 700mm X 700mm

3 Service unit

4 I/O terminal

6b Valve block

11 Impedance converter

12 Flexible cable duct

13 Cable duct

14 Profile rail

18 Lifting module

19 Detection module, capacitive, inductive, optical

20 Measuring module, position sencor

28 Slide module

Keterangan gambar 2.8 dan gambar 2.9 dapat dijelaskan pada tabel 2.7. Testing station mempunyai dua fungsi, yaitu untuk mendapatkan data karakteristik dari suatu benda dengan mendeteksi jenis, warna dan tinggi benda. Sedangkan fungsi keduanya yaitu membuang benda yang dinyatakan tidak layak atau meneruskan benda ke processing station merupakan stasiun yang akan memberikan informasi tentang karakteristik dari benda yang diterimanya.

Testing station mempunyai beberapa peralatan yaitu antara lain :

 Detection Module

Peralatan ini digunakan untuk mengetahui karakteristik jenis dan warna digunakan tiga buah proximity sensor yang mengeluarkan

output digital. Ketiga sensor itu adalah inductive proximity sensor

(mendeteksi benda dari logam), capacitive proximity sensor

(mendeteksi semua jenis benda, optical proximity sensor (mendeteksi

 Lifting Module

Peralatan ini digunakan untuk mengangkat benda dari detection

module ke measuring module. Lifting cylinder dan ejecting cylinder

digunakan sebagai penggeraknya. Benda yang diangkat yaitu setelah dideteksi dengan magnetic atau iinductive proximity sensor.

 Measuring Module

Peralatan ini terdiri dari sendor analog yang digunakan untuk mengukut ketebalan benda. Benda diangkat dengan lifting module

untuk diukur ketebalannya pada modul ini.

 Slide Module

Peralatan ini digunakan untuk mengantarkan benda ke stasiun berikutnya. Benda yang telah diproses pada measuring module

kemudian didorong dan melewati slide module sebagai pengantarnya

ke stasiun berikutnya.

Hasil pembacaan input analog akan tersimpan ke register-register

yang telah ditentukan. Demikian pula jika hendak mengeluarkan suatu nilai ke output analog, nilai yang dikeluarkan adalah nilai yang

tersimpan pada register tersebut. Pada pengukuran yang dilakukan

pada modul ini, hasilnya tersimpan pada register 50 (R50) dimana

c. Processing Station

Processing station adalah stasiun ketiga dari empat satsiun MPS.

Processing station menerima benda dan data karakteristiknya dari testing

station dan mengolah benda tersebut untuk ditambahkan informasi baru,

untuk kemudian data baru tersebut dikirimkan ke handling station.

Processing station terdiri dari peralatan pneumatic, elektrolik dan sensor.

Peralatan-peralatan tersebut akan dijelaskan pada gambar 2.10 dan gambar 2.11.

Gambar 2.11 Processing Station Tampak Samping

Keterangan bagian-bagian processing station yang terdapat pada

gambar 2.10 dan gambar 2.11 akan dijelaskan pada tabel 2.8.

Tabel 2.8 Daftar bagian-bagian dari Processing Station

Item Description

1 Profile plate, 700mm X 700mm

3 Service unit

4 I/O terminal

6f Valve block

9 Relay

10 Fuse catridge

13 Cable duct

24 Processing module : drilling module, drilled hole, checking module, and indexing table module

Processing station mempunyai beberapa peralatan, antara lain :

 Rotary Index table module

Rotary index table module atau meja putar digerakkan oleh sebuah

motor. Posisi perputaran meja diatur oleh tonjolan-tonjolan logam yang terdapat pada posisi tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh inductive sensor (sensor logam). Meja putar ini mempunyai empat

buah wadah objek. Pada tiap-tiap wadah tersebut, terdapat lubang yang berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidaknya benda oleh sebuah optical sensor (sensor warna).

 Drilling module

Drilling module berfungsi untuk melubangi objek menggunakan

bor pada ukuran kedalaman tertentu. Sebelum pengeboran dilakukan, benda harus dijepit terlebih dahulu oleh sebuah silinder agar memiliki posisi yang stabil. Bor digerakkan oleh sebuah mototr dan digerakkan naik-turun. Kedalaman lubang hasil pengeboran ditentukan oleh inductive sensor.

 Drilling hole checking module

Drilling hole checking module atau modul pendeteksi lubang

berfungsi untuk mengecek lubang yang telah dilakukan pada modul sebelumnya. Jika ukuran kedalaman lubang pada benda memenuhi syarat maka benda dianggap valid dan jika tidak benda dianggap barang reject. (Auckland University, 2007).

d. Handling Station

Handling station adalah statsiun terakhir MPS. Statsiun ini berfungsi

untuk memindahkan benda dari processing station untuk kemudian

ditempatkan pada tempatnya masing-masing sesuai dengan jenis , warna dan tinggi benda tersebut. Peralatan ini dapatdilihat pada gambar 2.12 dan gambar 2.13 (Festo Didactic, 1995 : 12).

Gambar 2.12 Handling Station Tampak Atas

Keterangan bagian-bagian handling station yang terdapat pada gambar 2.12 dan gambar 2.13 akan dijelaskan pada tabel 2.9.

Tabel 2.9 Daftar bagian-bagian dari Processing Station

Item Description

1 Profile plate, 700mm X 700mm

3 Service unit

4 I/O Terminal

6c Valve block

9 Relay

13 Cable duct

30 Handling device

31 Magazine module

Handling station mempunyai beberapa peralatan, antara lain :

 3-Axis Gantry With Pneumatic Gripper

3-Axis gantry berupa sebuah lengan yang dapat bergerak. Peralatan ini memiliki 3 macam gerakan, yaitu maju dan mundur, naik dan turun serta kiri dan kanan. Pergerakan dari lengan tersebut digerakkan oleh 3 buah motor. Pneumatic gripper berfungsi untuk mengambil benda

yang telah diolah pada processing station dengan cara menjepit benda tersebut.

 Magazine module

Magazine module adalah tempat dimana untuk meletakkan objek

2.2.6 Hubungan Antar MPS

Agar dapat berkomunikasi maka tiap-tiap MPS harus saling berhubungan, seperti terlihat pada gambar 2.14 di bawah ini.

Gambar 2.14 Hubungan antar MPS

Dari gambar di atas dapat dijelaskan bahwa MPS hanya berhubungan dengan stasiun tetangganya. Untuk dapat berkomunikasi diperukan port

komunikasi pada masing-masing MPS.

2.2.7 Bit-bit Komunikasi MPS

Untuk dapat berkomunikasi, tiap MPS harus memberikan sinyal status berupa status siap (ready), busy, error, dan data yang terkirim atau dikirim. Sinyal status yang digunakan yaitu berupa bit-bit komunikasi yang sudah terstruktur pada MPS tersebut.

Bit-bit komunikasi terdapat pada suatu output word (OW) dan input

word (IW). Untuk dapat berkomunikasi dengan previous station digunakan OW11

dan IW11. Sedangkan untuk berkomunikasi dengan subsequent station digunakan OW10 dan IW10. Bit-bit yang digunakan adalah sebagai berikut :

 Transferring a part

Bit ini pada MPS diberi identitas yaitu P_RDY. P_RDY berfungsi sebagai pemberi tanda bahwa MPS tersebut sudah siap untuk menerima benda dari MPS sebelumnya (previous station). Bit P_RDY harus di-SET terlebih dahulu pada MPS berikutnya (subsequent station) dan MPS sebelumnya akan menerima tanda bahwa MPS

berikutnya sudah siap untuk menerima benda.

Tabel 2.10 Status P_RDY

Nilai Keterangan

0 (nol) Subsequent station belum siap menerima benda 1 (satu) Subsequent station siap menerima benda

 Requesting part-specific data

Bit ini pada MPS diberi identitas yaitu D_REQ. D_REQ berfungsi sebagai pengatur perpindahan data (informasi karakteristik benda) dari previous station ke subsequent station. Bit D_REQ harus di-SET

terlebih dahulu pada subsequent station dan previous station akan

menerima tanda bahwa subsequent station sudah menerima data.

Tabel 2.11 Status D_REQ

Nilai Keterangan

0 (nol) Subsequent station belum siap menerima data benda

1 (satu) Subsequent station siap menerima data benda  Transfering data

Bit ini pada MPS diberi identitas yaitu EN. EN berfungsi sebagai memberi sinyal kepada subsequent station untuk mengambil data dari

previous station. Informasi bit dari previous station dapat dibaca oleh

subsequent station jika bit ini sudah di-SET oleh previous station. Bit

ini digunakan setelah menerima sinyal bit D_REQ.

Tabel 2.12 Status EN

Nilai Keterangan

0 (nol) Data belum siap diambil 1 (satu) Data siap untuk diambil

 Readness of subsequent station

Bit ini pada MPS diberi identitas yaitu S_RDY. S_RDY di-SET oleh subsequent station yang dikirimkan kepada previous station yang memberikan tanda bahwa subsequent station sudah aktif. (Festo Didactic, 1995 : A10).

Tabel 2.13 Status S_RDY

Nilai Keterangan

0 (nol) Subsequent station tidak aktif atau error 1 (satu) Subsequent station telah aktif

 Part-specific data

MPS memiliki bit-bit data yang bisa digunakan yaitu bit D0-D5. Bit ini digunakan untuk memberikan informasi mengenai karakteristik benda yang dikirimkan ke subsequent station. Bit D0-D5 biasanya

akan dikirimkan jika bit EN sudah diaktifkan oleh previous stationi.

Bit D0-D5 dibagi menjadi beberapa bagian , yaitu :

a. Bit-bit dari testing station

Pada testing station digunakan 2 bit data, yaitu D1 dan D2. Bit D1 dan D2 adalah bit yang digunakan untuk warna dan jenis benda.

Tabel 2.14 Bit Data D1 dan D2

Nilai D1 Nilai D2 Keterangan benda

1 0 Merah

0 1 Hitam

1 1 Logam

b. Bit dari previous station

Pada processing station digunakan bit D3 yaitu untuk mendeteksi lubang dari hasil pengeboran.

Tabel 2.15 Bit Data D3

Nilai D3 Keterangan hole 0 (nol) Undrilled hole 1 (datu) Drilled hole OK

c. Bit D0, D4 dan D5 tidak digunakan.

Untuk memperjelas teori bit di atas, gambar 2.15 menunjukkan bit-bit komunikasi yang terdapat pada stasiun MPS. Pengalamatan bit-bit-bit-bit input /

output yang digunakan dapat dilihat pada gambar 2.15. (Festo Didactic, 1995 :

A13).

Gambar 2.15 Alur Bit I/O komunikasi MPS

2.3. Komunikasi Serial

Komunikasi data berarti pengiriman data antara dua komputer, antara sebuah komputer dengan terminal, atau antara terminal dengan terminal yang lain.

Komunikasi data dapat dilakukan dengan dua cara : paralel dan serial. Dalam transfer data paralel, sering 8 atau lebih jalur (konduktor kabel) digunakan untuk mentransfer data ke suatu device yang berjarak hanya beberapa kaki saja.

Meskipun dalam kasus-kasus sperti ini banyak data bisa ditransfer dalam waktu singkat dengan menggunakan banyak kabel yang disusun paralel, tetapi jaraknya

tidak bisa jauh dan biayanya relatif mahal. Untuk mengirim data ke suatu device

yang terletak sejauh beberapa meter, digunakan metode serial. Dalam komunikasi serial, data dikirim satu byte atau lebih. Kelebihan metode serial ini adalah selain dapat digunakan dalam jarak jauh, juga memerlukan biaya yang lebih murah jika dibandingkan dengan metode paralel.

Komunikasi data serial menggunakan dua metode, asinkron dan sinkron. Metode sinkron mengirim suatu blok data (karakter) pada suatu waktu sedangkan asinkron mengirim suatu byte tunggal pada suatu waktu. Ada

kemungkinan untuk membuat software untuk digunakan dengan metode di atas.

Tetapi programnya mungkin bisa menjadi panjang dan rumit.

2.3.1 Transmisi Half dan Full Duplex

Jika data bisa ditransmisikan dan diterima, itu disebut transmisi duplex. Beberapa dengan transmisi simplex seperti printer produksi dulu atau

jadul, yang mana komputer hanya mengirim data. Transmisi duplex bisa half atau full duplex, tergantung pada transfer datanya bisa sekaligus atau tidak. Jika data

dapat dikirimkan satu jalan pada suatu waktu, ini disebut half duplex. Dan bila

data bisa melewati dua jalan pada waktu yang sama, itulah full duplex. Tentu saja

full duplex membutuhkan dua kabel konduktor (selain ground), satu untuk

transmisi dan satu untuk penerimaan, agar bisa mengirim dan menerima data secara sekaligus.

2.3.2 Komunikasi serial asinkron dan data framing

Data yang masuk pada kahir penerimaan dari jalur data dalam transfer

data serial semuanya dalam program 0 dan 1, sangat sulit untuk memahami data kecuali pengirim dan penerima menyepakati seperangkat peraturan, sebuah protokol, tentang bagaimana data dipaketkan dan berapa banyak bit constitute

sebuah karakter, dan kapan data mualai dan berakhir.

Komunikasi data serial asinkron digunakan secara luas untuk transmisi berorientasi karakter, dan transfer data berorientasi blok yang menggunakan

metode sinkron. Dalam metode asinkron, setiap karakter diletakkan antara start

bit dan stop bit. Start bit selalu satu bit tetapi stop bit bisa satu atau dua bit. Start

bit selalu „0‟ (low) dan stop bit adalah „1‟ (high).

Dalam komunikasi serial asinkron, chip-chip peripheral dan modem

bisa diprogram untuk data selebar 5, 6, 7, atau 8 bit. Ini sebagai tambahan dari

jumlah stop bit, 1 atau 2. Sementara dalam system yang lebih lama

karakter-karakter ASCII adalah 7 bit tapi dengan adanya karakter ASCII extended,

dibutuhkan 8 bit untuk setiap karakter. Keyboard non-ASCII kecil menggunakan

karakter-karakter 5 dan 6 bit.

Dalam beberapa system lama, disebabkan kelambatan peralatan mekanik yang menerima. 2 stop bit digunakan untuk memberikan peralatan

tersebut cukup waktu untuk mengorganisasi dirinya sendiri sebelum transmisi dari byte berikutnya. Tetapi pada PC modern penggunaan 1 stop bit adalah umum.

Dengan asumsi bahwa kita mengirim dile text dari karakter ASCII menggunakan 2 stop bit sehingga total untuk tiap karakter 11 bit yaitu 8 bit untuk program

ASCII-nya, dan 1 dan 2 bit masing-masing untuk start bit dan stop bit. Oleh

karena itu, untuk setiap karakter 8 bit ada 3 bit ekstra, atau lebih dari 25%.

Dalam beberapa system untuk menangani intehritas data, bit parity

dari byte karakter dimasukkan dalam data frame. Ini berarti bahwa untuk setiap

karakter (7 bit atau 8 bit, tergantung pada sistem) kita punya bit parity tunggal

sebagai tambahan dari start bit dan stop bit. Bit parity adalah ganjil atau genap.

Dalam bit parity ganjil jumlah total bit data, termasuk bit parity adalah ganjil dari 1-an. Serupa dengan itu, dalam sebuah bit parity genap jumlah total bit data

termasuk bit parity adalah genap.

2.4. Penelitian Sebelumnya

Telah terdapat banyak penelitian yang menggunakan peralatan MPS, yaitu Susanto (2001), Febriadi (2005), Dirgayusari (2007), Wiseso (2008), dan Kurnia (2008). Salah satu fitur utama dari MPS adalah komunikasi yang terjalin antar MPS, dan secara teknis dilakukan oleh PLC pada tiap MPS. Komunikasi yang terjadi pada semua penelitian tersebut adalah menggunakan input dan output PLC sebanyak 16 bit input dan 16 bit output.

Salah satu fitur utama PLC adalah ketersediaan input dan output yang memadai. Jika untuk berkomunikasi dengan PLC lain membutuhkan demikian banyak input dan output, maka terjadi pemborosan fitur utama.

Penelitian ini dilakukan secara fokus untuk mengatasi pemborosan yang terjadi untuk melakukan komunikasi. Metode yang akan digunakan adalah metode serial yang merupakan penggabungan dari hasil penelitian Wijayapurwana

(2004) dan Abddurrachman (2005). Wijayapurwana (2004) melakukan transmisi data satu arah dari PLC menuju microcontroller, sedangkan Abdurracman (2005) melakukan transmisi data satu arah dari microcontroller menuju PLC.

Metode serial dipilih dengan pertimbangan metode ini hanya menggunakan 1 bit input untuk penerimaan data dan 1 bit output untuk pengiriman data. Metode serial ini diharapkan dapat menghemat penggunaan input dan output PLC, semula 8 bit input dan 8 bit output menjadi 1 bit input dan 1 bit output. Jadi penghematan yang dilakukan mencapai 8 kali lipat untuk komunikasi antara sebuah PLC dengan sebuah PLC lain.

Penggunaan metode serial menuntut dibangunnya suatu protokol komunikasi yang mempunyai kemampuan untuk :

a. Mengubah data yang ingin dikirim menjadi deretan data 1 bit.

b. Mengirimkan deretan data tersebut bit demi bit melalui 1 bit output PLC. c. Menerima bit demi bit data melalui 1 bit input PLC.

d. Mengubah deretan data tersebut menjadi data sesungguhnya.

Data yang digunakan untuk melakukan komunikasi direncanakan merupakan data dalam bentuk frame atau packet. Frame ini akan berisi header,

data dalam bentuk terkode, dan trailler. Untuk membangun frame ini perlu

dilakukan pengkodean terhadap sinyal-sinyak komuniksi yang digunakan pada MPS, kemudian menambahkan header di depan data dan trailler di belakang data. Seluruh gagasan penelitian untuk tugas akhir ini tertuang pada diagram pada Gambar 2.16 dan Gambar 2.17 berikut.

Susanto (1998) Komunikasi PLC Febriadi (2005) Komunikasi PLC Pemantauan Microcontroller (Switching) Dirgayu-sari (2007) Komunikasi PLC Pemantauan Microcontroller (Switching) Handphone (SMS) Wiseso (2008) Komunikasi PLC Webcam Komputer (Pengolahan Citra Digital) Kurnia (2008) Komunikasi PLC Webcam Komputer (Pengolahan Citra Digital) Wijaya-purwana (2004) Transmisi Serial PLC Microcontroller (DAC)

Motor 3 Fasa Inverter Abdur-rachman (2005) Transmisi Serial

PLC Microcontroller_(DAC)

Sensor Analog

Implementasi Komunikasi Data Pada Programmable Logic Controller (PLC)

Dengan Metode Serial Obyek

Penelitian

Metode Penelitian

Gambar 2.16 Gagasan Penelitian yang hendak dilakukan 0 7 6 5 4 3 2 1 7

0 1 2 3 4 5 6

0 7 6 5 4 3 2 1

Data PLC Data PLC

Data Berupa Frame Ditransmisikan Secara Serial

Bit Demi Bit

Penelitian yang hendak dilakukan ini dilatarbelakangi oleh

penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Penelitian-penelitian-penelitian tersebut adalah sebagai berikut.

2.4.1 Penelitian Susanto (2001)

Penelitian dilakukan dengan latar belakang bahwa terjadi ketidakstabilan komunikasi antara PLC yang terpasang pada MPS. Seringkali terjadi kesalahan komunikasi yang menyebabkan kemacetan kerja MPS.

MPS merupakan suatu peralatan simulasi tentang proses produksi yang terbagi menjadi 4 stasiun, yaitu Distributing, Testing, Processing, dan Handling.

Setiap MPS dikendalikan oleh sebuah PLC. Empat MPS tersebut bekerja secara berurutan seperti proses produksi, yaitu penyediaan bahan baku (Distributing), pendeteksian jenis dan karakteristik bahan baku (Testing), pengolahan bahan baku (Processing), dan pemilahan hasil pengolahan (Handing).

Bahan baku beserta datanya mengalir mulai dari Distributing menuju

Handling. Sinkronisasi gerakan sistem antar MPS juga perlu dilakukan agar tidak

terjadi benturan mekanik dan kecelakaan sistem. Untuk keperluan-keperluan ini diperlukan komunikasi antar MPS yang secara teknis dilakukan oleh PLC yang mengendalikan MPS tersebut.

Implementasi komunikasi yang telah ada sebelumnya sering tidak stabil, sehingga sering terjadi kegagalan komunikasi yang berakibat pada kemacetan kerja MPS. Berdasarkan masalah ini diteliti cara komunikasi yang dilakukan oleh PLC dan memberikan perbaikan-perbaikan sehingga tidak terjadi

lagi kegagalan komunikasi. Penelitian fokus hanya pada 2 MPS yang terletak di tengah, yaitu Testing dan Processing.

Komunikasi dilakukan dengan menggunakan input dan output PLC. Untuk berkomunikasi dengan sebuah PLC yang lain digunakan 8 bit input dan 8 bit output. Khusus untuk Testing dan Processing, karena berada di tengah, maka

akan berkomunikasi dengan 2 PLC sekaligus, yaitu PLC sebelumnya dan PLC sesudahnya, sehingga kebutuhan komunikasi menjadi dua kali lipat, yaitu 16 bit input dan 16 bit output. Gambar 2.18 menunjukkan fokus penelitian Susanto (2001). PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit Fokus Penelitian

Gambar 2.18 Fokus Penelitian Susanto (2001)

2.4.2 Penelitian Febriadi (2005)

Komputer dan PLC pengendali MPS dihubungkan dengan RS232C. terdapat keadaan bahwa untuk melakukan pemantauan sebuah MPS diperlukan sebuah komputer. Hal ini disebabkan PLC hanya mempunyai sebuah port serial dan aplikasi yang ada pada computer hanya mampu berhubungan dengan sebuah PLC saja dalam satu waktu.

Berdasarkan keadaan tersebut diagagasan untuk membuat sistem pemantauan semua MPS hanya satu komputer saja.

Penelitian ini menggunakan metode komunikasi antar PLC yang telah digunakan Susanto (2001) dan diterapkan untuk semua PLC pengendali MPS. Metode yang digunakan agar semua MPS dapat dipantau oleh satu komputer adalah dengan melakukan “switching” komunikasi serial RS232. Dalam satu saat komputer hanya akan

memantau satu MPS, dan pada saat berikutnya komputer memantau MPS yang lain, dan seterusnya secara bergantian. Hasil pemantauan divisualisasikan pada komputer dalam bentuk gambar bergerak. Gambar 2.19 menunjukkan penelitian yang dilakukan Febriadi (2005). PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit Switching RS232C Komputer RS232C

2.4.3 Penelitian Dirgayusari (2007)

Penelitian ini menggunakan semua MPS, memantau semua MPS

dengan satu komputer, dan menambahkan “warning system” melalui Short Message Service (SMS). Warning system dilakukan bila terdeteksi kerusakan pada

MPS, yang ditandai dengan kemacetan kerja MPS. Penerima SMS adalah orang yang mempunyai wewenang dan otoritas atas MPS.

Penelitian ini menggunakan metode komunikasi antar PLC yang sama dengan Febriadi (2005). Komunikasi dibangun dengan menggunakan 16 bit input PLC dan 16 bit output PLC. Gambar 2.20 menunjukkan penelitian yang dilakukan Dirgayusari (2007). PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit Switching RS232C Komputer RS232C Handphone Jaringan GSM/ CDMA Handphone

2.4.4 Penelitian Wiseso (2008) dan Kurnia (2008)

Penelitian dilakukan dengan fokus yang berbeda dengan Febriadi (2005) dan Dirgayusari (2007). Fokus penelitian terletak pada pengembangan sistem kerja dari MPS.

Wiseso (2008) mengamati benda kerja yang menjadi obyek dari MPS. Benda kerja yang ada berbentuk silinder dengan 3 ketinggian yang berbeda, yaitu pendek, sedang, dan tinggi. Benda kerja juga mempunyai perbedaan berdasarkan bahan dan warna, yaitu bahan bukan logam warna merah, bahan bukan logam warna hitam, dan bahan logam. Seluruh variasi benda kerja ini dapat dideteksi karakteristiknya oleh MPS (Testing) dengan mennggunakan sensor benda, sensor logam, sensor warna merah, dan sensor tinggi.

PLC MPS 1 PLC MPS 2 in o u t o u t in 8 bit 8 bit PLC MPS 3 PLC MPS 4 in o u t o u t in 8 bit 8 bit in o u t o u t in 8 bit 8 bit Komputer (Pengolahan Citra Digital) Webcam

RS232C

Gambar 2.21 Diagram Penelitian Wiseso (2008) dan Kurnia(2008)

Wiseso (2008) mempunyai gagasan untuk menambah variasi benda kerja dengan memperbanyak variasi warna, yaitu biru, kuning, dan putih. Tiga

tambahan warna ini tidak dapat dideteksi dengan sensor yang ada. Digunakan webcam untuk menangkap citra benda, output citra diolah oleh komputer untuk disimpulkan warna benda tersebut. Akhirnya komputer memberi informasi kepada PLC mengenai warna benda yang dideteksi.

Kurnia (2008) mempunyai gagasan yang sama seperti Wiseso (2008), tetapi variasi benda ditambah dengan bentuk yang berbeda-beda. Dilakukan pengolahan citra dari hasil webcam untuk menyimpulkan bentuk benda kerja, dan menginformasikannya kepada PLC. Gambar 2.21 menunjukkan penelitian Wiseso (2008) dan Kurnia (2008).

Metode komunikasi yang terjadi antar PLC pengendali MPS menggunakan metode yang sama dengan Febriadi (2005), yaitu menggunakan 16 bit input PLC dan 16 bit output PLC.

2.4.5 Penelitian Wijayapurwana (2004)

Penelitian ini melakukan pengaturan kecepatan motor tiga fasa menggunakan PLC. Motor tiga fasa digerakkan dengan menggunakan inverter. Kecepatan motor dapat diatur dengan memberikan tegangan antara 0 sampai 5 volt kepada inverter. Tegangan tersebut diatur oleh microcontroller melalui

PLC in

o u t

Microcontroller DAC Inverter Motor 3 Fasa

1 bit 0 7 6 5 4 3 2 1 0

7 6 5 4 3 2 1

0 7 6 5 4 3 2 1 Data PLC 8 Bit Data Microcontroller 8 Bit Data Ditransmisikan Secara Serial

Bit Demi Bit

Gambar 2.22 Diagram Penelitian Wijayapurwana (2004)

Microcontroller mendapat data digital dari PLC. Pengiriman data

digital sebesar 8 bit sekaligus akan memboroskan output PLC. Penelitian ini mengubah bentuk data 8-bit menjadi deretan data 1 bit. Deretan ini yang kemudian dikirimkan kepada microcontroller. Penelitian melibatkan pengubahan bentuk data dari paralel menjadi serial untuk keperluan transmisi data. Gambar 2.22 menunjukkan diagram penelitian ini.

Wijayapurwana (2004) mendesain protokol komunikasi pada PLC agar bisa berkomunikasi dengan microcontroller menggunakan mode asinkron.

Sehingga start bit dan stop bit. Desain protokol yang dibangun dapat dilihat pada

Gambar 2.23 Protokol Komunikasi antara PLC dan microcontroller

2.4.6 Penelitian Abdurrachman (2005)

Terdapat gagasan untuk menggunakan sensor analog pada PLC. PLC yang digunakan tidak memiliki fitur input analog dan output analog. Solusi yang dipilih adalah dengan menggunakan microcontroller. Microcontroller

menggunakan Analog To Digital Converter (ADC) sebagai pengubah tegangan

output sensor menjadi data digital. Hasil konversi yang sudah berupa data digital dapat langsung dikirimkan ke PLC.

PLC in

o u t

Microcontroller ADC Sensor Analog 1 bit 0 7 6 5 4 3 2 1 7

0 1 2 3 4 5 6

0 7 6 5 4 3 2 1 Data PLC 8 Bit Data Microcontroller 8 Bit Data Ditransmisikan Secara Serial

Bit Demi Bit

Gambar 2.24 Diagram Penelitian Abdurrachman (2005)

Metode termudah untuk pengiriman data ini adalah dengan menggunakan 8 bit output microcontroller yang dihubungkan dengan 8 bit input PLC. Penggunaan 8 bit input PLC untuk penerimaan data merupakan pemborosan, sehingga diperlukan metode pengiriman data yang lain. Dipilih metode yang digunakan oleh Wijayapurwana (2004), yaitu pengubahan bentuk data paralel (8 bit) menjadi serial untuk keperluan transmisi, kemudian di sisi penerima mengubahnya kembali menjadi bentuk paralel. Gambar 2.24 menunjukkan diagram penelitian ini.

Pada perancangan Abdurrachman (2005) protokol komunikasi antara microcontroller ke PLC diinginkan komunikasi yang dilakukan secara cepat,

sehingga timer yang digunakan untuk mengirim satu bit data digunakan 10 ms.

menerima data tiap bit 10 ms. Tetapi masalah terjadi karena timer PLC hanya bisa digunakan dengan kelipatan 10ms, sehingga untuk memakai 15 ms untuk start bit pada PLC tidak bisa digunakan. Maka untuk start bit PLC menggunakan 30 ms,

dan 20 ms untuk tiap bit yag diterima. Tetapi masalah muncul lagi dikarenakan data yang diterima tidak valid sehingga diputuskan untuk membuat 40 ms untuk start bit PLC dan 30 ms untuk steiap bit PLC, dan hasilnya data yang diterima

valid dan benar, seperti yang terlihat pada gambar 2.25.

63

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan pada perancangan dan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak yaitu dengan studi kepustakaan dan eksperimen. Dengan cara ini penulis berusaha untuk mendapatkan dan mengumpulkan data-data, informasi, konsep-konsep yang bersifat teoritis dengan membaca buku-buku serta literature dan bahan-bahan kuliah yang berkaitan dengan permasalahan tersebut.

Setelah dilakukan perancangan perangkat keras yang bisa dikatakan sebagai perancangan sederhana, maka dilakukan eksperimen mengenai perangkat lunak yang ingin dirancang. Dengan melakukan berbagai percobaan dan algoritma untuk mendapatkan perangkat lunak yang lebih baik.

3.1 Perangkat Keras

Pada perancangan perangkat keras dan pembuatan perangkat keras ini, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan tujuan dari pembuatan perangkat keras. Kemudian merancang blok diagram secara umum atau skematik rangkaian.

Tujuan dari pembuatan perangkat keras pada penelitian kali ini terbagi menjadi dua. Pertama, membuat sebuah rangkaian yang menghubungkan atau mengkoneksikan dua buah PLC agar bisa saling berkomunikasi pada

Apabila kita hitung, perbedaan waktu yang digunakan proses dari masing-masing karakter benda dan seluruh percobaan adalah :

a. Perbedaan waktu merah = 4570ms. b. Perbedaan waktu hitam = 4570ms. c. Perbedaan waktu logam = 4500ms.

d. Perbedaan waktu paralel dan serial = 4546,6663ms.

Apabila kita lihat dari hasil rata-rata setiap karkteristik benda tidak berbeda jauh antara benda merah, hitam dan logam. Hal ini menunjukkan bahwa waktu yang digunakan untuk proses sistem non-pneumatic adalah ±4 detik.

117

BAB V

PENUTUP

Berdasarkan beberapa percobaan sewaktu pembuatan dan pengujian yang telah dilakukan pada perangkat keras maupun perangkat lunak yang digunakan untuk merancang modul komunikasi serial untuk PLC FESTO, dan dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa keduanya telah berfungsi dan bekerja seperti yang diinginkan penulis.

5.1 Kesimpulan

a. Berdasarkan hasil percobaan dari simple system, protokol komunikasi serial mempunyai rancangan yang berhasil mengirimkan data maksimal 15 bit secara berurutan per bit nya dalam waktu yang ditentukan oleh modul. Waktu ditentukan dari jumlah bit yang digunakan. Apabila jumlah bit semakin kecil maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mengirim atau menerima data per bit nya. Sebaliknya, apabila semakin besar jumlah bit yang digunakan maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mengirim atau menerima data per bit nya. Protokol komunikasi serial ini juga mempunyai frame data, yaitu inisial dan deinisial pengiriman atau penerimaan data. Apabila kondisi dari inisial pengiriman atau penerimaan terpenuhi maka selanjutnya dilakukan pengiriman atau penerimaan data. Dan apabila kondisi deinisial pengiriman atau penerimaan data terpenuhi maka pengiriman atau

118

penerimaan data sudah dinyatakan selesai. Pengiriman atau penerimaan data sudah dinyatakan selesai apabila tanda selesainya pengiriman atau penerimaan data sudah bernilai 1 atau aktif. Protokol komunikasi serial ini dikemas ke dalam sebuah modul atau sub program agar bisa digunakan lagi oleh user dengan mengikuti prosedur yang ada.

b. Keberhasilan komunikasi antar PLC menggunakan komunikasi serial ini setelah dilakukan penghematan bisa dikatakan sukses karena bisa mengirim data maksimal sampai 15 bit dengan benar berdasarkan percobaan pada simple system.

c. Perbedaan waktu antara komunikasi paralel dan serial masih cukup besar pada MPS, hal ini dikarenakan masalah pada mesin pneumatic yang ada pada MPS. Tetapi perbedaan waktu komunikasi parallel dan serial pada sistem non-pneumatic pada percobaan 4.4 sebesar ±4 detik dengan jumlah bit data sebesar 15 bit, yang bisa dikatakan tidak besar. Sesuai percobaan non-pneumatic yang didalamnya mengirimkan data sebesar 15 bit membutuhkan waktu proses ≥ 4700ms dengan rincian untuk pengiriman data membutuhkan 4700ms dan waktu selebihnya digunakan untuk proses dari sistem non-pneumatic. Apabila dibandingkan dengan desain penulis, untuk mengirimkan 15 bit data membutuhkan waktu 4700ms seperti percobaan pada simple system. Sehingga sebenarnya modul komunikasi ini dapat berjalan dengan benar sesuai dengan harapan dan desain penulis.

5.2 Saran

Dalam perancangan dan pembuatan modul komunikasi ini, modul komunikasi bisa dikatakan sudah dapat bekerja cukup baik seperti yang diinginkan penulis. Tetapi masih ada beberapa kekurangan dari modul komunikasi ini yang mana penulis mengharapkan ada penelitian lebih lanjut mengenai modul komunikasi ini. Beberapa saran dari penulis apabila ingin melakukan penelitian lebih lanjut mengenai modul komunikasi serial ini adalah :

a. Waktu yang digunakan masih cukup besar, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengurangi waktu yang digunakan. Sehingga waktu pengiriman dan penerimaan data bisa dilakukan dengan waktu yang lebih cepat.

b. Jumlah bit yang digunakan maksimal hanya bisa 15 bit. Sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut agar bisa membuat jumlah bit yang dikirm dan diterima lebih besar dan memerlukan waktu yang cepat.

c. Modul komunikasi ini tidak dilengkapi pemberitahuan kepada user apabila komunikasi tidak berjalan lancar. Seperti request time out pada komunikasi Internet Protocol yang bisa memberitahukan user bahwa terjadi kegagalan komunikasi.

120

DAFTAR PUSTAKA

Abddurrachman, M. 2005. Rancang Bangun Modul Input Analog Untuk PLC Festo FPC101B-LED Dengan Menggunakan Microcontroller. Surabaya: STMIK Surabaya.

Dirgayusari, A.M. 2007. Sistem Pendeteksian Kerusakan Pada Modular Production System Dengan Short Message Service. Surabaya: STMIK Surabaya.

Febriadi, Yudho. 2005. Sistem Pengontrol Dan Pemantau 4 Stasiun Modular Production System (MPS) Menggunakan Komputer. Surabaya: STMIK Surabaya.

Festo Didactic. 1995. Modular Production System. Esslingen: Festo Didactic KG. Kurnia, Ongki. 2008. Simulasi Identifikasi Bentuk Benda Pada Modular

Production System. Surabaya: STMIK Surabaya.

Susanto, P. 2001. Rancang Bangun Program Komunikasi Antara Testing Station Dan Processing Station Pada Modular Production System (MPS) Festo Didactic Secara Multitasking. GEMATEK 3 (2): 69-80.

Wijayapurwana, W.S. 2004. Rancang Bangun Sistem Kontrol Loop Terbuka Motor Tiga Fasa Melalui PLC Festo Berbasis Mikrokontroller MCS-51. Surabaya: STMIK Surabaya.

Wiseso, Cahyo B. 2008. Perancangan Dan Pembuatan Aplikasi Untuk Membedakan Benda Berdasarkan Warna Pada Modular Production System. Surabaya: STMIK Surabaya.