DESAIN MODEL DAN SIMULASI SISTEM KONTROL SEBAGAI MODUL PEMBELAJARAN BERBASIS PLC SKALA Desain Model Dan Simulasi Sistem Kontrol Sebagai Modul Pembelajaran Berbasis PLC Skala Laboratorium.

(1)

DESAIN MODEL DAN SIMULASI SISTEM KONTROL SEBAGAI

MODUL PEMBELAJARAN BERBASIS PLC SKALA

LABORATORIUM

NASKAH PUBLIKASI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat

Guna Mencapai Gelar S-1

Jurusan Teknik Industri

Disusun Oleh:

GANCANG BAYU KUNCORO

D600 090 008

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

DESAIN MODEL DAN SIMULASI SISTEM KONTROL SEBAGAI MODUL PEMBELAJARAN BERBASIS PLC SKALA LABORATORIUM

1_{Gancang Bayu Kuncoro,}2_{Ratnanto Fitriadi, ST, MT,}3_{Ahmad Kholid Al Ghofari ST, MT}

Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura 57102 Telp 0271 717417 Email: gamcangbayu@gmail.com

Abstrak

Semakin canggih teknologi yang digunakan pada industri manufaktur di era globalisasi ini seperti sistem otomatisasi, komputerisasi guna membentuk efektifitas dan efisiensi yang tinggi dalam pengoprasian. Sistem kontrol otomatis sudah tidak dipungkiri keberadaannya, banyak industri manufaktur yang menggunakan sistem kontrol otomatis tersebut seperti yang dijelaskan diatas.. Kondisi di Laboratorium Jurusan Teknik Industri dilengkapi dengan software LG GMWIN 4.17 untuk membuat diagram Ladder dan untuk memperjelas presentasi untuk mahasiswa dan juga dilengkapi alat peraga seperti Water Level, Conveyor dan lain lain. Tujuan penelitian penelitian ini supaya fasilitas yang ada di laboratorium dapat digunakan secara maksimal dengan cara pembelajaran sistem kontrol sehingga kita dapat mempunyai gambaran dan memberikan perwakilan sistem kontrol yang diterapkan di industri manufaktur yang akan dikemas dalam bentuk modul pembelajaran sistem kontrol otomatis menggunakan PLC (Programmable Logic Controller), beserta software pendukungnya LG Glofa GMWIN 4.17 yang dilengkapi dengan pemodelan sistem. Hasil penelitian didapatkan 5 kategori yang mewakili sistem kontrol pada industri manufaktur yaitu: proses produksi, proses pengepakan, proses pengendalian kualitas, proses kontrol, dan proses transportasi. Berdasarkan hasil identifikasi tersebut dihasilkan rancangan modul pembelajaran antara lain: filling and capping process, pengepakan makanan kemasan plastik, quality control water level, pintu gudang otomatis, dan traffic lamp T-junction.

Kata Kunci: Sistem Kontrol PLC LG Glofa, Pemodelan Sistem

Pendahuluan

Di dunia industri pada era globalisasi ini sebagian besar menggunakan teknologi yang canggih seperti sistem otomatisasi, komputerisasi guna membentuk efektifitas dan efisiensi yang tinggi dalam pengoprasian.

Banyak industri manufaktur yang menggunakan sistem kontrol otomatis untuk meningkatkan produktifitas antara lain digunakan untuk sistem kontrol proses, sistem kontrol energy, sistem kontrol transportasi, hingga sistem kontrol non-teknis. Sistem kontrol otomatis sudah tidak dipungkiri keberadaannya, maka kita dituntut untuk menguasai sistem kontrol tersebut dimaksudkan agar dapat mengetahui apa itu sistem kontrol, bagaimana itu bisa dilakukan, dan lain lain, yang digunakan di industri manufaktur salah satunya dengan menggunakan PLC (Programable Logic Controller).

Kondisi Laboratorium Teknik Industri yang memadai dan telah dilengkapi KIT PLC LG Glofa beserta software GMWIN 17 dan alat peraga, tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah mengemas sistem kontrol yang berada pada industri manufaktur kedalam bentuk modul pembelajaran sistem kontrol PLC yang dilengkapi pemodelan sistem.

Landasan Teori

SISTEM KONTROL

Menurut Ardiansyah (2012) Sistem Kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel atau parameter) sehingga berada pada suatu harga atau range tertentu.

(4)

Hanif Said dalam bukunya mendefinisikan sistem kontrol pada umumnya terbagi menjadi 2 yaitu sistem konvensional atau lebih dikenal dengan Fixed Wired Control menggunakan relay elektromagnetik maupun Solid State Relay sebagai komponen kontrolnya dan sistem kontrol modern slah satunya menggunakan Programable Logic Controller (PLC)

PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

Sebuah PLC (kepanjangan dari Programable Logic Controller) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC Bekerja dengan cara mengolah inputan (Sensor, Tombol ) yang kemudian diproses sehingga mendapatkan keluaran seperti conveyor, Lampu, dll (logic, 0 atau 1, hidup atau mati). PLC menggunakan bahasa pemograman yang biasa disebut diagram Ladder software yang digunakan juga harus sesuai dengan KIT PLC. Oleh karena itu dinamakan PLC (Progromable Logic Controller) yaitu Pengontrolan dengan menggunakan bahasa Logika (Pemograman) yang dapat diprogram fleksibel. Menurut Raju (2011) perbandingan PLC dengan sistem kontrol yang lain adalah sebagai berikut:

a. PLC versus kontrol relay

Fungsi kontrol dapat secara mudah diubah dengan mengubah program menggunakan software, implementasi proyek cepat, pengkabelan relative sederhana dan rapi, monitoring proses terintergasi.

b. PLC dengan microcontroller

Microcontroller pada dasarnya adalah sebuah komputer yang dirancang untuk melakukan tugas tugas kontrol. Secara fungsional PLC dan mikrocontroller ini hampir sama, tetapi secara teknis pengontrolan mesin dengan microcontroller relative lebih sulit.

c. PLC dengan interpersonal PC

Dengan perangkat antarmuka tambahan sebuah PC dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan luar. Tetapi PC tidak dirancang untuk ditempatkan pada lokasi getaran ekstrim yang umum dijumpai dipabrik.

Pada perancangan dan pembuatan modul pembelajaran sistem kontrol berbasis PLC, PLC yang akan digunakan adalah PLC LG Glofa dengan spesifikasi dan karakteristik sebagai berikut:

a. Spesifikasi b. Karakteristik

Merek : LG Glofa 20 I/O Metode kontrol : Penyimpan Program

Model : GMWIN 4.17 Bahasa Pemograman : LD GMWIN

Tegangan suplai : 220 V AC Max I/O point : 32

Frekuensi : 50 – 60 Hz Output : 12

Daya : 30 VA Input : 8

Arus Input : 5 mA / 12 mA Model Operasi : run, stop, pause, reset Tegangan Output : 24 V DC, 220 V AC

Pada KIT dari PLC LG Glofa terdapat beberapa bagian yang ditunjukan dengan gambar 1 sebagai berikut:

(5)

Gambar 1 KIT PLC LG Glofa

a. Blok PLC Glofa

PLC Glofa adalah PLC keluaran LG, PLC yang digunakan adalah PLC ber seri G7M-DR20U dengan 20 I/O yaitu 12 Input dan 8 output. Alasan pemilihan PLC ini diantaranya adalah : bentuknya yang kompak dan tegangan 220 V dapat langsung masuk tanpa membutuhkan adaptor.

b. Blok Power Source

Merupakan bagian yang berhubungan dengan adanya sumber tegangan yang masuk pada PLC. Kit training ini memiliki pengaman berupa fuse yang dapat membatasi arus yang masuk pada PLC dan merupakan pengaman jika terjadi hubung singkat pada rangkaian. Terdapat pula Indikator yang akan menunjukan nilai tegangan sumber yang masuk pada PLC, hal ini dimaksudkan agar PLC tidak mendapatkan sumber tegangan yang tidak sesuai dengan yang diinginkan (terlalu besar / kecil / tidak stabil).

c. Blok Output Source

Blok Output source ini adalah bagian yang merupakan perpanjangan jalur power supply. Blok ini memberikan output tegangan 220VAC dan 24VDC yang nantinya akan berguna pada saat pemilihan input atau output PLC. Tegangan yang keluar dari output source dipasangkan pada port COM yang terdapat pada blok input atau output, atau dapat pula dipasangkan pada device luar yang diinginkan.

d. Blok Selektor

Blok selector adalah blok yang berfungsi memilih sumber input dan output yang akan masuk atau keluar dari PLC. Blok ini digunakan untuk memilih input yang dipakai apakah saklar (internal) atau peripheral luar (eksternal), dan juga untuk memilih apakah output yang dipakai adalah lampu indikator (internal) atau output untuk kontrol peralatan luar (eksternal)

e. Blok Input

Blok input adalah bagian yang menunjukan adanya input/masukan data pada PLC. Masing-masing input terhubung dengan port input yang ada pada PLC. Dengan menekan switch pada bagian input, maka PLC akan menerima data sebagaimana port yang kita tekan. Input PLC disediakan dari dua sumber yaitu internal dan eksternal, input internal dipilih jika kontrol PLC hanya merupakan input simulasi dan tidak perlu device tambahan. Input eksternal adalah input yang berasal dari device eksternal yang dapat berupa berbagai jenis tombol dan sensor industri

Blok PLC Glofa

Blok Power Source Blok Output Source Blok Selektor Blok Input Blok Output

(6)

f. Blok Output

Blok output adalah perpanjangan dari bagian port output PLC, setiap port pada blok output mewakili port output PLC. Ketika selector PLC dipilih pada sisi internal, maka lampu-lampu pada blok output akan aktif, jadi ketika port output PLC aktif (bertegangan) maka lampu pada blok input akan menyala. Jika selector dipilih pada sisi eksternal, maka jika port output PLC aktif (bertegangan) maka port pada blok output akan ikut aktif (bertegangan sesuai yang masuk pada Port COM).

SOFTWARE LG GLOFA GMWIN 4.17

Software ini digunakan untuk membuat diagram ladder yang nantinya akan ditransfer ke PLC melalui komputer. Pada awalnya diagram ladder digunakan untuk mempresentasikan rangkaian logika kontrol secara hardwired untuk mesin mesin atau peralatan. Intruksi dasar Alur pembuatan projek dari GMWIN 4.17 ditunjukan pada gambar 2 sebagai berikut:

A. How to Make a Project

B. How to Make a Program

D. How to do Programming

Project File name ModelProduksi (Tanpa spasi) PLC Type GM7U

Writer Gancang (Tidak Wajib Diisi) Project Comments Proses Filling dan Capping Location C:/GMWIN/Source/Produksi (browse)

Program File name Filling (Tanpa spasi)

Select Language LD (Ladder Diagram) Kind of Program Program Block Instance name INST0

(Pengidentifikasi program Memory)

C. How to Add a Program

Program Comment Pengisian botol (Tidak wajib diisi)

INST0 CTU

SAKLAR SISTEM_ON

CONVEYOR_ON SISTEM_ON FILLING PEM_TUTUP CAPPING SISTEM_ON SENSOR_1 TIMER_ON

TIMER_ON NILAI_1 R PV

CV CU Q

HITUNG_1

Row 1

Row 2

Row 3

Row 4

D. How to Compile/Make KlikCompile pada menu toolbar - Compile

E. How to Write Program KlikOnline - Connect+Write+Run+Monitor On

F. How to Operate Program Ubah Mode PLC ke sistem Run (R)

G. How to Monitor Program Cek status program dengan Monitoring program

Gambar 2 Alur pembuatan project GMWIN 4.17 KLASIFIKASI MODEL

Model ini sebenarnya merupakan prosedur yang dinyatakan dalam symbol simbolyang tepat. Istilah simulasi menunjuk pada cara dimana model yang digunakan untuk prediksi dengan pengertian setiap model adalah suatu simulasi dari kenyataan yang ada dalam lingkup kebutuhan persoalan-persoalan tersebut dan merupakan prosedur untuk menyatakan (execution) proses-proses tersebut.

Pengujian model ada 2 yaitu:

a. Validasi Model

Proses menentukan apakah rancangan model konseptual yang dibuat merefleksikan sistem nyata dengan tepat.

b. Verifikasi Model

Proses menentukan apakah model simulasi yang dirancang merefleksikan model konseptual dengan tepat.

Dalam merancang model alur proses dari model simulasi salah satunya menggunakan flowchart sistem, Flowchart Sistem merupakan bagan yang menunjukan alur kerja atau apa yang dikerjakan didalam sistem

(7)

secara keseluruhan dan menjelaskan urutan dari prosedur-prosedur yang ada didalam sistem. Dengan kata lain, flowchart ini merupakan deskripsi secara grafik dari prosedur-prosedur yang terkombinasi yang membentuk suatu sistem, simbol-simbol ditunjukan pada Tabel 1 berikut ini:

Tabel 1 Simbol Flowchart

Metodologi Penelitian

Dalam penelitian ini menghasilkan output modul pembelajaran sistem kontrol berbasis PLC yang mewakili penggunaan sistem kontrol pada industri manufaktur. Prosedur dari penelitian ini adalah:

1. Identifikasi Awal 2. Identifikasi Model

a. Observasi b. Tinjauan Pustaka 3. Pembuatan Model

a. Pemodelan sistem kontrol otomatis b. Uji Validasi dan Verifikasi Model c. Pembuatan dan Simulasi Program d. Analisa

4. Pembuatan Modul

Hasil dan Pembahasan

Identifikasi Model

Identifikasi Model adalah proses pengamatan mengenai objek yang akan diteliti yaitu sistem kontrol aplikasi PLC yang diterapkan di industri manufaktur yang diklasifikasikan sesuai dengan kategori sistem kontrol. Tahap ini sebagai dasar klasifikasi atau pengelompokan untuk pembuatan model dan simulasi sistem kontrol dengan pengumpulan data dan informasi lewat observasi secara tidak langsung pada obyek penelitian dan pengambilan referensi. Menghasilkan 5 kategori identifikasi model sebagai dasar untuk proses pembuatan model dan sistem control ditunjukan pada Tabel 2 sebagai berikut:

(8)

Tabel 2 Identifikasi Model

No Kategori Sistem Kontrol Model

Proses Produksi

(PP)

A1 Aplikasi PLC proses pengisian dan

penyegelan air minum kemasan Filling and capping process A2 Aplikasi Mesin Minuman Kaleng

Menggunakan PLC

2 Pengepakan (PC)

B1 Aplikasi PLC pada Sistem

Otomasi Pengemasan Cat Pengepakan makanan kemasan plastik B2 Proses pengepakan menggunakan

sistem PLC

B3 Aplikasi Proses Pengepakan Botol secara otomatis

Pengendalian kualitas

(QC)

C1 Pemisahan Produk Cacad Quality Control water

level C2 Sistem kontrol pemilihan produk

berbentuk kotak 4 Kontrol

(CL) D1

Aplikasi PLC pada sistem kontrol tangki

Pintu Gudang otomatis D2 Aplikasi PLC Pengendali

Ketinggian Minyak Pelumas D3 Aplikasi Control Pintu Gudang

5 Transportasi (TP)

E1 Pengendalian Gerak Lift menggunakan PLC

Traffic Lamp T-Junction E2 Sistem Trafic Light menggunakan

sistem kontrol PLC

E3 Eskalator Otomatis (Eskalator with Automatic Operation Function) Pemodelan Sistem Kontrol Otomatis

Dari identifikasi model dihasilkan 5 buah dari masing masing kategori model simulasi yang akan dirancang, antara lain : Production Process, Packaging, Quality Control Produksi, Control, Transportation. Ditunjukan pada Gambar 3sampai 7 sebagai berikut:

(9)

Mulai

Sistem ON

Koveyor hidup ya tidak

Counter 1 = 8 Stopper 1 ON Counter 2= 8 stopper 2 ON Counter 3 = 8 Stopper 3 ON

Hidupkan Proses Filling selama 10 detik

Hidupkan Proses Pemberian Tutup selama 8 detik

Hidupkan Proses Capping selama 5 detik

Sensor stopper 1 OFF

Sensor stopper 2 OFF

Sensor stopper 3 OFF ya

tidak tidak

ya ya

tidak

Hidupkan PENDORONG 1 selama 3 detik

Hidupkan PENDORONG 2 selama 3 detik

Hidupkan PENDORONG 3 selama 3 detik

Selesai Selesai Selesai

Conveyor mati Conveyor mati Conveyor mati

tidak tidak tidak

ya ya ya

Gambar 3 Flowchart Filling And Capping Process

Gambar 4 Flowchart Pengepakan makanan Gambar 5 Proses Quality Control Water Level Kemasan plastik

Mulai

Conveyor dan Mesin pengemas

ON Ya

Tidak

Sensor 1 ON Tidak

Proses Pengemasan Plastik selama 3 detik

Kemasan Masuk ke dalam Kardus

Isi Kardus Counter = 10 Tidak

Conveyor 2 ON selam 3 detik untuk menganti kardus baru

Selesai

Mulai

Sistem ON ??

Conveyor Berjalan Lampu Latar hidup

Botol Melewati sensor ??

Conveyor Berhenti selama waktu 8 detik

Botol Terisi Penuh ??

Sensor Aktifkan pemisah selama 5 detik ke jalur 1

Sensor Aktifkan pemisah selama 5 detik ke jalur 2

Selesai Ya

Tidak Ya

Tidak

(10)

Gambar 6 Flowchart Proses Pintu Gudang Gambar 7 Flowchart Proses Traffic

Otomatis Lamp T-Junction

Validasi dan Verifikasi model

Pemodelan sistem akan dilakukan tahap validasi dan verifikasi model untuk mengetahui apakah konsep dan model sesuai. Validasi adalah proses menentukan apakah model simulasi merefleksikan model konseptual dengan tepat, dan verifikasi adalah menentukan apakah konsep merefleksikan model dengan tepat. Pada tahap ini akan dilakukan validasi dan verifikasi model dengan cara komparasi (comparasion). Hasil ditunjukan pada tabel 3 sebagai berikut:

Tabel 3 Validasi dan Verifikasi Model Model

Validasi Model Verifikasi Model

Sistem nyata Konsep

Hasil Sistem nyata Konsep Hasil

I O P I O P I O P I O P

Produksi 3 4 14 3 4 14 Valid 3 4 14 3 4 14 Passed

Pengepakan 3 3 4 3 3 4 Valid 3 3 4 3 3 4 Passed

Pengendalian Kualitas 4 3 6 4 3 6 Valid 4 3 6 4 3 6 Passed

Kontrol 4 3 6 4 3 6 Valid 4 3 6 4 3 6 Passed

Transportasi 2 1 8 2 1 8 Valid 2 1 8 2 1 8 Passed

Hasil diatas menunjukan input (I), Output(O), dan proses (P) telah sesuai dan merefleksikan model masing masing sehingga telah melewati uji validasi dan verivikasi model.

Pembuatan dan simulasi program

Pembuatan program dan masing masing model yaitu proses produksi, proses pengepakan, proses pengendalian kualitas, proses kontrol, dan proses transportasi simulasi ditunjukan dengan diagram ladder pada gambar 8 sampai 12:

Mulai

Sistem ON ?

Sistem Hidup Kondisi Normal

Pintu Tertutup

Sensor Terlewati

Pintu Terbuka Selama 20 detik

Sensor Terlewati

Pintu Tertutup Setelah 5 detik

Tombol ON hidup Pintu Terbuka Tombol OFF hidup Pintu Tetutup Selesai Ya Ya Ya Ya Ya Tidak Tidak Tidak _Tidak Tidak Mulai Saklar ON

Sistem hidup kondisi awal Lampu Merah

Saklar 2 ON

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala

Lampu Kuning Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ?

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala

Lampu Kuning Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ?

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala Lampu Kuning

Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ? Selesai Ya Tidak Ya Ya Ya Ya Ya Ya

Tidak Tidak Tidak

(11)

Gambar 8 Diagram Ladder simulasi proses produksi INST0 CTU INST3 TOF N INST2 TOF INST1 CTU INST4 TOF N INST5 TOF INST6 CTU INST7 TOF N INST8 TOF SAKLAR SISTEM_ON CONVEYOR_ON SISTEM_ON FILLING PEM_TUTUP CAPPING

SISTEM_ON SISTEM_ON SISTEM_ON SENSOR_1 FILLING FILLING TIMER_ON TIMER_ON NILAI_1 R PV CV CU Q TIMER_ON BOTOL_OK1 BOTOL_OK1 STOPPER_1 PENDORONG_1 Q IN PT EI Q IN PT EI SENSOR_2 TIMER_ON2 HITUNG_1 TIME_1 LOAD_1 DETIK_1 PROSES_1 R PV CV R PV CV Q IN PT EI Q IN PT EI Q IN PT EI Q IN PT EI CU Q CU Q TIMER_ON2 BOTOL_OK2 BOTOL_OK2 STOPPER_2 PENDORONG_2 SENSOR_3 TIMER_ON3 PEM_TUTUP PEM_TUTUP TIMER_ON3 CAPPING CAPPING BOTOL_OK3 BOTOL_OK3 STOPPER_3 PENDORONG_3 TIMER_ON2 NILAI_2 HITUNG_2 TIME_2 LOAD_2 DETIK_2 PROSES_2 TIMER_ON3 NILAI_3 HITUNG_3 TIME_3 LOAD_3 DETIK_3 PROSES_3

(12)

Gambar 9 Diagram Ladder simulasi proses pengepakan

INST1 CTD

INST0 TOF

INST2 TOF

SAKLAR SISTEM_ON

CONVEYOR_1 SISTEM_ON

MESIN_PENGEMAS

SENSOR_1

PROSES WAKTU

JUMLAH

NILAI

PV CV CU Q

GANTI_KARDUS Q

PT EI

Q IN

PT EI

HITUNG

RESET TOTAL SISTEM_ON

CONVEYOR_1 MESIN_PENGEMAS

PROSES_PENGEMAS

SISTEM_ON SENSOR_2

GANTI_KARDUS CONVEYOR_2

GANTI_KARDUS RESET

Gambar 10 Diagram Ladder proses pengendalian kualitas

INST0 TOF

INST1 TOF

SAKLAR SISTEM_ON

LAMPU_ON SISTEM_ON

CONVEYOR_ON

SENSOR_1

JALUR_2 PROSES

NILAI

Q IN

PT EI

Q IN

PT EI JALUR_1 SISTEM_ON

PENGECEKAN

SENSOR_2 SISTEM_ON

PENGECEKAN

PENGECEKAN SISTEM_ON

(13)

Gambar 11 Diagram Ladder proses kontrol INST0 TON INST1 TON SAKLAR SISTEM_ON PINTU_TERTUTUP SISTEM_ON SENSOR_1 L_INDIKATOR PROSES LOAD NILAI BUKA Q IN PT EI Q IN PT EI HITUNG DELAY WAKTU OPEN_EM TOMBOL_EM TUTUP SISTEM_ON BUKA INST2 TOF Q IN PT EI TUTUP SENSOR_1 SENSOR_2 SISTEM_ON OPEN_EM SISTEM_ON BUKA TUTUP OPEN_EM

Gambar 12 Diagram Ladder proses transportasi

INST0 TON INST1 TOF SAKLAR KUNING_1 HITUNG_1 ANGKA_1 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_1

ON NILAI_1 HIJAU_3 INST2 TON INST3 TOF HITUNG_2 ANGKA_2 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_2 NILAI_2 KUNING_1 HIJAU_1 INST4 TON INST5 TOF KUNING_2 HITUNG_3 ANGKA_3 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_3 NILAI_3 HIJAU_1 INST6 TON INST7 TOF HITUNG_4 ANGKA_4 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_4 NILAI_4 KUNING_2 HIJAU_2 INST8 TON INST9 TOF KUNING_3 HITUNG_5 ANGKA_5 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_5 NILAI_5 HIJAU_2 INST10 TON INST11 TOF HITUNG_6 ANGKA_6 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_6 NILAI_6 KUNING_3 HIJAU_3 INST16 TON INST14 TOF HITUNG_7 ANGKA_7 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_8 NILAI_8

KUNING_3

(14)

Analisa

Pada tahap analisa menunjukan hasil dari sistem kontrol yang telah dirancang, dan di analisa rekapitulasi kebutuhan alat dari hasil input dan output dari model sistem kontrol. Ditunjukan pada tabel 4

Tabel 4 Analisa kebutuhan Model

Model Produksi

Kode Alat Kode Alat

1 Counter 1 8 Kontrol Pendorong 2

2 Counter 2 9 Kontrol Pendorong 3

3 Counter 3 10 Mesin Filling

4 Kontrol Stopper 1 11 Mesin Pemberi tutup 5 Kontrol Stopper 2 12 Mesin Capping 6 Kontrol Stopper 3 13 1 set Box 7 Kontrol Pendorong 1 14 1 set Conveyor

Model Pengepakan

Kode Alat Kode Alat

1 Sensor 5 Stand dropper

2 Counter 6 Conveyor 1

3 Box/ Kardus 7 Conveyor 2

4 1 set Mesin pengemas

Model Pengendalian kualitas

Kode Alat Kode Alat

1 Lampu Penerang 5 Botol

2 Sensor 1 6 Kontrol Pemisah

3 Sensor 2 7 Papan Background sensor

4 Plat Jalur Produk 8 1 set Conveyor Model Kontrol

Kode Alat Kode Alat

1 Sensor Ultrasonik 5 Buzzer

2 Sensor fotoelektrik 1 6 Push Button On/off 3 Sensor fotoelektrik 2 7 1 set Motor pintu

4 Lampu indikator

Model Transportasi

Kode Alat Kode Alat

1 1 set Traffic Lamp Jalur 1* 4 Papan

2 1 set Traffic Lamp Jalur 2* 5 1 set Kontrol Box 3 1 set Traffic Lamp Jalur 3* *) Lampu Merah, kuning, hijau Pembuatan Modul

Modul pembelajaran PLC yang dihasilkan berjumlah 5 modul yaitu:

a. Modul pembelajaran proses produksi “Filling And Capping Process”.

b. Modul pembelajaran proses pengepakan “Pengepakan makanan kemasan plastik”.

c. Modul pembelajaran proses pengendalian kualitas “Quality Control Water Level”.

d. Modul pembelajaran proses kontrol “Pintu Gudang Otomatis”.

e. Modul pembelajaran proses transportasi “Traffic Lamp T-Junction

Dari masing-masing modul pembelajaran sistem kontrol yang berisi tentang pengenalan PLC, pengoprasian software GMWIN 4.17 beserta dasar penggunaan, dan cara kerja dari masing-masing model sistem kontrol yang dirancang.

(15)

Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Terdapat 5 identifikasi kategori aplikasi PLC yang mewakili sistem kontrol pada industri manufaktur antara lain:

a. Sistem kontrol proses produksi b. Sistem kontrol proses pengepakan

c. Sistem kontrol proses pengendalian kualitas d. Sistem kontrol pengendalian

e. Sistem kontrol transportasi.

2. Pemodelan sistem kontrol otomatis terdapat rancangan model yang dihasilkan berdasarkan identifikasi model sistem kontrol industri manufaktur yaitu: Filling and Capping process (proses produksi), Pengepakan makanan kemasan plastik (proses pengepakan), Quality control water level (proses pengendalian kualitas), Pintu gudang otomatis (Proses pengendalian kontrol), dan “Traffic Lamp T-Junction” yang telah telah diuji validasi dan verifikasi model dengan cara komparisasi sistem kontrol nyata pada industri manufaktur.

3. Modul pembelajaran PLC yang dihasilkan berjumlah 5 modul pembelajaran dari masing-masing sistem kontrol yang berisi tentang pengenalan PLC, pengoprasian software GMWIN 4.17 beserta dasar penggunaan, dan cara kerja dari masing-masing model sistem kontrol yang dirancang.

Saran

Saran yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:

1. Diharapkan modul yang telah dirancang dapat direalisasikan dengan membuat prototype simulasi kontrol sehingga dapat mempermudah proses pembelajaran dan dapat menambah pengetahuan mengenai sistem kontrol.

2. Dapat dilakukan pembuatan modul-modul selanjutnya secara kontinyu sehingga dapat terus meng-update sistem kontrol pada industri manufaktur yang semakin canggih.

Ucapan Terima Kasih

Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ratnanto Fitriadi selaku Pembimbing I dan Bapak Ahmad Kholid Al Ghofari selaku Pembimbing II yang telah memberikan arahan, masukan, semangat kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini

Daftar Pustaka

Ardiansyah, Andi. 2012. Dasar Sistem Kontrol (Modul), Jakarta :Universitas Mercu Buana Eko Putra, Agfianto. 2007. PLC Konsep, Pemograman dan Aplikasi, Yogyakarta: Gavamedia

Firman Supriadi, Raju. 2011. Judul Skripsi : Perencanaan dan Pembuatan Modul Pembelajaran Sistem SCADA berbasis PLC untuk penyortiran produksi, Yogyakarta : UII

Said, Hanif. 2012. Aplikasi Programable Logic Controller (PLC) dan Sistem Pneumatik pada Manufaktur Industri, Yogyakarta: Andi Offset

Setiawan, Iwan. 2006. Programmable Logic Controller Dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol, Yogyakarta: Andi Offset.

(1)

Gambar 6 Flowchart Proses Pintu Gudang Gambar 7 Flowchart Proses Traffic

Otomatis Lamp T-Junction

Validasi dan Verifikasi model

Tabel 3 Validasi dan Verifikasi Model Model

Validasi Model Verifikasi Model

Sistem nyata Konsep

Hasil Sistem nyata Konsep Hasil

I O P I O P I O P I O P

Produksi 3 4 14 3 4 14 Valid 3 4 14 3 4 14 Passed

Pengepakan 3 3 4 3 3 4 Valid 3 3 4 3 3 4 Passed

Pengendalian Kualitas 4 3 6 4 3 6 Valid 4 3 6 4 3 6 Passed

Kontrol 4 3 6 4 3 6 Valid 4 3 6 4 3 6 Passed

Transportasi 2 1 8 2 1 8 Valid 2 1 8 2 1 8 Passed

Hasil diatas menunjukan input (I), Output(O), dan proses (P) telah sesuai dan merefleksikan model masing masing sehingga telah melewati uji validasi dan verivikasi model.

Pembuatan dan simulasi program

Mulai

Sistem ON ?

Sistem Hidup Kondisi Normal

Pintu Tertutup

Sensor Terlewati

Pintu Terbuka Selama 20 detik

Sensor Terlewati

Pintu Tertutup Setelah 5 detik

Tombol ON hidup

Pintu Terbuka

Tombol OFF hidup

Pintu Tetutup

Selesai

Ya Ya

Ya Tidak

Tidak

Tidak _Tidak

Tidak

Mulai

Saklar ON

Sistem hidup kondisi awal Lampu Merah

Saklar 2 ON

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala

Lampu Kuning Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ?

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala

Lampu Kuning Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ?

Lampu Hijau Menyala selama 4 Detik

Lampu Hijau Mati ?

Lampu Merah Menyala Lampu Kuning

Menyala selama 1 Detik

Lampu Kuning Mati ?

Selesai Ya

Tidak

Tidak Tidak Tidak

(2)

Gambar 8 Diagram Ladder simulasi proses produksi

INST0 CTU

INST3 TOF

INST2 TOF

INST1 CTU

INST4 TOF

INST5 TOF

INST6 CTU

INST7 TOF

INST8 TOF

SAKLAR SISTEM_ON

CONVEYOR_ON SISTEM_ON FILLING PEM_TUTUP CAPPING

SISTEM_ON

SENSOR_1

FILLING

TIMER_ON

NILAI_1 R

PV CV

CU Q

TIMER_ON

BOTOL_OK1

BOTOL_OK1 STOPPER_1

PENDORONG_1 Q

PT EI

Q IN

PT EI

SENSOR_2 TIMER_ON2

HITUNG_1

TIME_1 LOAD_1

DETIK_1 PROSES_1

PV CV

Q IN

PT EI

Q IN

PT EI

Q IN

PT EI

Q IN

PT EI

CU Q

TIMER_ON2

BOTOL_OK2

BOTOL_OK2 STOPPER_2

PENDORONG_2

SENSOR_3 TIMER_ON3

PEM_TUTUP

TIMER_ON3 CAPPING

CAPPING BOTOL_OK3

BOTOL_OK3 STOPPER_3

PENDORONG_3 TIMER_ON2

NILAI_2

HITUNG_2

TIME_2 LOAD_2

DETIK_2 PROSES_2

TIMER_ON3

NILAI_3

HITUNG_3

TIME_3 LOAD_3

(3)

Gambar 9 Diagram Ladder simulasi proses pengepakan

INST1 CTD

INST0 TOF

INST2 TOF

SAKLAR SISTEM_ON

CONVEYOR_1 SISTEM_ON

MESIN_PENGEMAS

SENSOR_1

PROSES WAKTU

JUMLAH

NILAI

PV CV

CU Q

GANTI_KARDUS Q

PT EI

Q IN

PT EI

HITUNG

RESET TOTAL

SISTEM_ON

CONVEYOR_1 MESIN_PENGEMAS

PROSES_PENGEMAS

SISTEM_ON SENSOR_2

GANTI_KARDUS CONVEYOR_2

GANTI_KARDUS RESET

Gambar 10 Diagram Ladder proses pengendalian kualitas

INST0 TOF

INST1 TOF

SAKLAR SISTEM_ON

LAMPU_ON SISTEM_ON

CONVEYOR_ON

SENSOR_1

JALUR_2 PROSES

NILAI

Q IN

PT EI

Q IN

PT EI

JALUR_1 SISTEM_ON

PENGECEKAN

SENSOR_2 SISTEM_ON

PENGECEKAN

PENGECEKAN SISTEM_ON

(4)

Gambar 12 Diagram Ladder proses transportasi

INST0 TON INST1 TOF SAKLAR KUNING_1 HITUNG_1 ANGKA_1 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_1

ON NILAI_1 HIJAU_3 INST2 TON INST3 TOF HITUNG_2 ANGKA_2 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_2 NILAI_2 KUNING_1 HIJAU_1 INST4 TON INST5 TOF KUNING_2 HITUNG_3 ANGKA_3 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_3 NILAI_3 HIJAU_1 INST6 TON INST7 TOF HITUNG_4 ANGKA_4 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_4 NILAI_4 KUNING_2 HIJAU_2 INST8 TON INST9 TOF KUNING_3 HITUNG_5 ANGKA_5 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_5 NILAI_5 HIJAU_2 INST10 TON INST11 TOF HITUNG_6 ANGKA_6 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_6 NILAI_6 KUNING_3 HIJAU_3 INST16 TON INST14 TOF HITUNG_7 ANGKA_7 Q IN PT EI Q IN

PT EI WAKTU_8 NILAI_8

KUNING_3

(5)

Analisa

Pada tahap analisa menunjukan hasil dari sistem kontrol yang telah dirancang, dan di analisa rekapitulasi kebutuhan alat dari hasil input dan output dari model sistem kontrol. Ditunjukan pada tabel 4

Tabel 4 Analisa kebutuhan Model Model Produksi

Kode Alat Kode Alat

1 Counter 1 8 Kontrol Pendorong 2

2 Counter 2 9 Kontrol Pendorong 3

3 Counter 3 10 Mesin Filling

4 Kontrol Stopper 1 11 Mesin Pemberi tutup 5 Kontrol Stopper 2 12 Mesin Capping 6 Kontrol Stopper 3 13 1 set Box 7 Kontrol Pendorong 1 14 1 set Conveyor

Model Pengepakan

Kode Alat Kode Alat

1 Sensor 5 Stand dropper

2 Counter 6 Conveyor 1

3 Box/ Kardus 7 Conveyor 2

4 1 set Mesin pengemas

Model Pengendalian kualitas

Kode Alat Kode Alat

1 Lampu Penerang 5 Botol

2 Sensor 1 6 Kontrol Pemisah

3 Sensor 2 7 Papan Background sensor

4 Plat Jalur Produk 8 1 set Conveyor Model Kontrol

Kode Alat Kode Alat

1 Sensor Ultrasonik 5 Buzzer

2 Sensor fotoelektrik 1 6 Push Button On/off 3 Sensor fotoelektrik 2 7 1 set Motor pintu

4 Lampu indikator

Model Transportasi

Kode Alat Kode Alat

1 1 set Traffic Lamp Jalur 1* 4 Papan

2 1 set Traffic Lamp Jalur 2* 5 1 set Kontrol Box 3 1 set Traffic Lamp Jalur 3* *) Lampu Merah, kuning, hijau Pembuatan Modul

Modul pembelajaran PLC yang dihasilkan berjumlah 5 modul yaitu:

a. Modul pembelajaran proses produksi “Filling And Capping Process”.

b. Modul pembelajaran proses pengepakan “Pengepakan makanan kemasan plastik”.

c. Modul pembelajaran proses pengendalian kualitas “Quality Control Water Level”.

d. Modul pembelajaran proses kontrol “Pintu Gudang Otomatis”.

e. Modul pembelajaran proses transportasi “Traffic Lamp T-Junction

(6)

Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Terdapat 5 identifikasi kategori aplikasi PLC yang mewakili sistem kontrol pada industri manufaktur antara lain:

a. Sistem kontrol proses produksi b. Sistem kontrol proses pengepakan

c. Sistem kontrol proses pengendalian kualitas d. Sistem kontrol pengendalian

e. Sistem kontrol transportasi.

Saran

Saran yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:

2. Dapat dilakukan pembuatan modul-modul selanjutnya secara kontinyu sehingga dapat terus meng-update sistem kontrol pada industri manufaktur yang semakin canggih.

Ucapan Terima Kasih

Daftar Pustaka

Ardiansyah, Andi. 2012. Dasar Sistem Kontrol (Modul), Jakarta :Universitas Mercu Buana Eko Putra, Agfianto. 2007. PLC Konsep, Pemograman dan Aplikasi, Yogyakarta: Gavamedia

Firman Supriadi, Raju. 2011. Judul Skripsi : Perencanaan dan Pembuatan Modul Pembelajaran Sistem SCADA berbasis PLC untuk penyortiran produksi, Yogyakarta : UII

Said, Hanif. 2012. Aplikasi Programable Logic Controller (PLC) dan Sistem Pneumatik pada Manufaktur Industri, Yogyakarta: Andi Offset

Setiawan, Iwan. 2006. Programmable Logic Controller Dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol, Yogyakarta: Andi Offset.

DESAIN MODEL DAN SIMULASI SISTEM KONTROL SEBAGAI MODUL PEMBELAJARAN BERBASIS PLC SKALA Desain Model Dan Simulasi Sistem Kontrol Sebagai Modul Pembelajaran Berbasis PLC Skala Laboratorium.