SIMULATOR SISTEM OTOMASI MESIN PENCAMPUR
SISTEM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI
(COFFEE VENDER MACHINE)
DISUSUN OLEH:
PUTRI CAHAYANI K.
131.0312.001
TRI DAMAYANTI.
131.0312.024
DJODI ERLANGGA.
131.0312.057
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
2015
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan atas kehadiran Allah SWT karena atas
berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Besar
“Otomasi: Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kop (Coffee Vanding Machine)”.
Adapun penulisan laporan ini untuk menyelesaikan tugas besar matakuliah Otomasi.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini tidak lepas dari dukungan
berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan
terimakasih kepada :
1. Allah SWT, yang atas berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat
menyelesaikan tugas ini.
2. Orang tua, yang telah memberikan kami doa dan dukungan secara moril agar
kami termotivasi untuk memperoleh hasil yang terbaik.
3. Bapak Doni Montreano ST, MT selaku Kepala Program Studi Teknik Industri
UPNVJ.
4. Bapak Muhammad Arifudin Lukmana ST, MT selaku pembimbing mata kuliah
otomasi yang telah memberikan arahan terhadap tugas kami sehingga dapat
terselesaikan dengan baik.
5. Teman-teman yang telah memberikan semangat dan masukan serta saling
berbagi pengetahuan.
Semoga laporan kami ini dapat di terima dan menjadi contoh bagi peneruspenerus mahasiswa/i Teknik Industri. Kami menyadari sepenuhnya bahwa di dalam
tugas ini masih terdapat kekurangan-kekurangan. Untuk itu kami mengharapkan
adanya kritik, saran dan usulan yang membangun demi perbaikan di masa mendatang,
mengingat tidak ada yang sempurna tanpa saran yang membangun. Akhir kata kami
mengucapkan terima kasih, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Jakarta, 11 Desember 2015
TIM PENYUSUN
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................
i
DAFTAR ISI ..............................................................................................
ii
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah ...............................................................
1
I.2 Tujuan Penelitian ..........................................................................
2
I.3 Manfaat Penelitian ........................................................................
2
I.4 Batasan Masalah ...........................................................................
3
I.5 Metode Pengambilan Data ...........................................................
3
I.6 Sistematika Penulisan ...................................................................
4
BAB II STUDI PUSTAKA
II.1 Pengenalan PLC..........................................................................
5
II.2 Definisi PLC ...............................................................................
5
II.3 Keuntungan Penggunaan PLC . ..................................................
6
II.4 Bagian-Bagian PLC ....................................................................
7
II.5 Pemrograman PLC......................................................................
9
II.6 Ladder Diagram/Diagram Ladder...............................................
9
ii
BAB III PMBAHASAN
III.1 Pengenalan Produk ....................................................................
20
III.2 Desain Rancangan .....................................................................
20
BAB IV PEMECAHAN MASALAH
IV.1 Rancangan Ladder Diagram ......................................................
25
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan .................................................................................
28
V.2.Saran ...........................................................................................
28
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
29
iii
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah
Dalam dunia industri modern saat ini kebutuhan dalam otomasi sistem kontrol
semakin meningkat dan terus berkembang. Sistem kontrol industri dimana peranan
manusia masih amat dominan misalnya dalam merespon besaran-besaran proses
yang diukur oleh sistem kontrol tersebut dengan serangkaian langkah berupa
pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan telah banyak digeser dan
digantikan oleh sistem kontrol otomatis. Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor
yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas industri itu sendiri, misalnya faktor
human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem kontrol tersebut. Salah
satu sistem kontrol yang sangat luas penggunaannya ialah PLC (Programable Logic
Controller) dan HMI (Human-Machine interface). Ada beberapa faktor yang
menjadi pertimbangan dunia industri mengunakan PLC dan HMI diantaranya
kemudahan dalam menganalisa gangguan pada proses produksi dan kemudahan
dalam pengoprasiannya PLC pada dasarnya adalah sebuah komputer yang khusus
dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin.
PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat diprogram, tetapi pada
kenyataannya, PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi logika
saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan perhitungan-perhitungan aritmatika
yang relatif kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya Pada
dasarnya PLC dibuat untuk menggantikan sistem kontrol yang terdiri dari
serangkaian relay-relay yang begitu kompleks, yang mempunyai banyak kelemahan.
Apabila menggunakan PLC hal ini dapat diatasi, karena sistem PLC
mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri menjadi suatu
sistem kendali terpadu dan dengan mudah mengubah tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
Contohnya dalam kehidupan sehari-hari kopi merupakan bagian yang tidak
terlepaskan dalam menemani aktifitas manusia di kala kesibukan berakerja maupun
sedang bersantai. kandungan kafein di dalam kopi mampu mengrilekskan pikiran
sehingga wajar menjadi sala satu minuman yang rutin di konsumsi masyarakat.
Berbagai macam jenis kopi instan berbentuk sachetan dengan berbagai rasa telah
1
tersedia dengan kemudahan proses pembuatannya. Namun karena kesehatan kopi
instan belakangan ini diragukan karena mengandung berbagai campuran kimia yang
berbahaya,ada sejumlah orang yang lebih memilih untuk meracik kopi buatan
sendiri. Melihat kondisi riil yang ada kebanyakan proses pencampuran kopi masih
dilakukan secara manual dimana campur tangan manusia masih dilibatkan secara
langsung. Bagi sebagian orang,kegiatan meracik kopi agar sesuai dengan rasa yang
diinginkan merupakan kegiatan yang mudah dan menyenangkan , namun bagi
sebagian orang lainnya, kegiatan seperti itu mungkin saja merupakan hal yang
merepotkan dan sulit dilakukan secara konsisten.
Oleh karena itu dengan memanfaatkan salah satu teknologi yang terus
berkembang dan dipergunakan secara luas di bidang pengontrolan dalam hal ini
PLC (Progammable Logic Controller), diharapkan mampu terciptanya sebuah alat
kontrol otomatis yang mampu mencampurkan campuran kopi yang dinginkan secara
konsisten.
Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah
banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan
dapat diterapkan dalam sistem pencampuran kopi. Pada sistem ini mesin akan
mencampurkan campuran jenis kopi yang telah di pilih dengan takaran yang sesuai
dan konsisten sehingga memiliki rasa yang sesuai dengan keinginan
I.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah ladder diagram dari trainer
simulator Programmable Logic Controller (PLC) berupa contoh sistem otomasi
mesin pencampur kopi (Coffee Vanding Machine) yang berlandaskan Human
Machine Interface (HMI). Simulator ini dirancang untuk mendeskripsikan sebuah
sistem kerja pencampur kopi otomatis yang digambarkan ke dalam ladder diagram
dengan fungsi sebagai media pembelajaran yang mudah dipahami.
I.3 Manfaat Penelitian
Dari pelaksanaan pembuatan “Simulator Sistem Otomasi Mesin Pencampur
Kopi” ini di harapkan dapat dirasakan dan dimanfaatkan oleh semua pihak, antara
lain :
2
1. Mahasiswa memperoleh ilmu pengetahuan baik teori maupun praktek
dalam bidang otomasi programmable Logic Controller (PLC) khususnya
dalam membaca dan membuat Ladder Diagram
2. Mahasiswa mampu membuat desian dan perancangan berbasis pengontrolan
logika yang mampu diterapkan di berbagai permasalah di sekitar kita
I.4 Batasan Masalah
Penulis menyadari ilmu pengetahuan yang dimiliki terbatas. Sehingga dalam
pembuatan tugas besar ini dibuat suatu batasan masalah. Masalah yang akan dikaji
dan dibahas meliputi:
1. Penelitian ini di fokuskan pada mengidentifikasi masalah yang diangkat
berupa deskripsi kerja yang akan dipecahkan
2. Hasil dari identifikasi masalah tersebut kemudian di ubah ke proses
pendesianan dan pemecahan masalah melalui ladder diagram
3. Sistem yang dirancang digunakan untuk mensimulasikan mekanisme
pencampuran kopi
I.5 Metode Pengambilan Data
Sebagai bahan dalam pembuatan laporan, diperlukan data-data penunjang
yang diperoleh dengan berbagai metode, yaitu:
1. Training
Merupakan metode yang dilakukan melalui bimbingan dosen yang
kompeten dalam bidang otomasi dengan pengenalan dan pelatihan ladder
diagram
2. Konsultasi dan Wawancara
Berupa kegiatan tanya jawab baik dengan dosen pembimbing maupun
narasumber lain yang memiliki kompetensi dalam bidang aplikasi system
otomasi.
3. Studi literature
Meliputi kegiatan membaca tentang otomasi dan aplikasinya serta
mengumpulkan sumber-sumber data dan gambar yang berhubungan
dengan tugas bear dari internet.
3
I.6 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab yang saling berhubungan satu
sama lain. Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas besar ini, tujuan dan manfaat yang
ingin dicapai, ruang lingkup pembahasan, metode pengumpulan data, dan
sistematika penulisannya.
BAB II LANDASAN TEORI
Berisi tentang dasar teori PLC dan ladder diagram yang akan diterapkan dalam
pembuatan mesin pencampur kopi.
BAB III PEMBAHASAN
Berisi tentang identifikasi masalah berupa pendeskripsian system kerja dan
rancangan desain produk
BAB IV PEMECAHAN MASALAH
Berisi tentang pembuatan ladder diagram untuk simulasi automation garage system
serta penjelasannya.
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan yang merupakan jawaban dari permasalahan yang dibahas dan
saran-saran.
4
BAB II
DASAR TEORI
II.1 Pengenalan PLC
Pada saat PLC belum ditemukan, manusia telah mengenal berbagaii macam
system kontrol,tetapi masih konvensional, artinya sistem yang dikenal tersebut
masih berdiri sendiri - sendiri, seperti relai elektromagnetik. Dari beberapa control
tersebut,seperti relai yang sudah berintegrasi menjadi sebuah panel. Adanya panel
kontrol ini yang mengilhami terciptanya Programmable Logic Controller (PLC),
karena pada prinsipnya PLC terdiri dari himpunan beberapa model control yang
bergabung dalam suatu alat. Seiring itu juga dikembangkan relai yang dapat
beroperasi pada kecepatan yang tinggi yang disebut relai transistor, karena itu PLC
memiliki output relaielektromagnetik dan output relai transistor. Relai transistor
berfungsi untuk kontrol kecepatan tinggi seperti high speed counter.
Selanjutnya pada decade 60-an atau tepatnya pada tahun 1969, sebuah
perusahaan perangkat elektronik, yaitu madicon (sekarang sebagian dari
GoldElektronics) mulai memperkenalkan PLC melalui salah satu divisi perusahaan
tersebut (Generals Motors HydramaticDivision). Kemudian beberapa perusahaan
seperti :Allen Bradly, General Elektric, GEC, Siemens, dan Westing house
memproduksinya dengan harga standar dan dengan kemampuan tinggi. Pemasaran
PLCdengan harga rendah didominasi oleh perusahaan-perusahaan dari jepang
seperti :Mitshubishi, Omron, Toshiba.
II.2 Definisi PLC
Menurut
definisi
yang
dikeluarkan
NEMA
(NationalElectrical
Manufacturer Assosiation) pada tahun 1978, PLCadalah peralatan elektronika yang
beroprasi secara digital dalam lingkungan industri, menggunakan memori yang
dapat diprogram untuk menyimpan intruksi-intruksi yang mewujudkan fungsi
khusus seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk
mengontrol berbagai macam mesin dengan proses melalui modul masukan dan
keluaran baik digital ataupun analog.
Tahun1997 OMRON PASIFIC PRESS juga menerbitkan buku yang
berjudul Operation Manual, menyebutkan bahwa PLC adalah sebuah peralatan
5
terprogram yang dapat menerima masukan dari peralatan luar untuk menggerakkan
peralatan keluaran melalui modul masukan dan keluaran sesuai dengan perintah
program yang disimpan dalam memori bahasa pemprograman (ladder diagram).
Pemahaman dari dua pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa
ProgramableLogicController(P LC )
adalah suatu
perangkat
kendali
yang
mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol
peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun
analog. PLC mempunyai rangkaian saluran masukan (input) dan saluran
keluaran(output) . Output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program
yang dimasukkan kedalamnya. Input dapat berupa kontak relai, push button,
maupun sensor. Inputtersebut dimasukkan kedalam program PLC kemudian
akanmenghasilkan outputyangberupakondisi high atau low. Didalam PLC terdapat
rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti kontak Normally Open
(NO) dan kontak NormallyClose (NC) relai.
Satu kontak relai dalam PLC (NO atau NC) dapat digunakan berkali-kali
untuk semua instruksi dasar selaian instruksi output. Jadi dengan kata lain, bahwa
dalam suatu pemrograman PLC tidak diizinkan menggunakan output dengan
nomor kontak yang sama.
II.3 Keuntungan Penggunaan PLC
Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan sistem pemrograman
PLC dibandingkan dengan menggunakan sistem konvensioal adalah sebagai
berikut:
1. Rangkaian pengawatannya relatif sedikit.
2. Perbaikan (maintenance) nya relatif mudah.
3. Pelacakan kesalahan pada sistem lebih mudah.
4. Konsumsi daya listrik relatif lebih rendah.
5. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat
Keuntungan lain yang dapat diperoleh dengan menggunakan sistem
pemrograman PLC antara lain:
1.
Lama pengerjaan untuk sistem baru atau desain ulang lebih singkat.
2.
Sistem dapat dimodifikasi tanpa perlu biaya tambahan.
3.
Perencanaan biaya untuk membuat sistem desain baru dapat diperkirakan
dengan tepat.
6
4.
Relatif mudah dipelajari untuk kalangan pemula.
II.4 Bagian-Bagian PLC
a. Central Processing Unit (CPU)
Central Prosessing Unit (CPU) merupakan otak dari sebuah kontroller
PLC.CPU itu sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroller (versi mini
komputer lengkap). CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti
eksternal, interkonektivitas antar bagian internal-internal PLC, eksekusi
program, manajeman memori, mengawasi atau mengamati masukan dan
memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau program yang
dijalankan). Controller PLC memiliki suatu rutin kompleks yang digunakan
untuk memeriksa memori agar dapat dipastikan memori PLC tidak rusak, hal ini
dilakukan karena alasan keamanan.Hal ini bisa dijumpai dengan adanya indikator
lampu pada badan PLC sebagai indikator terjadinya kesalahan atau kerusakan.
b. Memori
Memori
merupakan
komponen
dasar
kedua
terpenting
setelah
CPU.Fungsi utama memori adalah sebagai tempat menyimpan sejumlah data
untuk kalkulasi dan hasil perhitungan. Di dalam melaksanakan pengolahan data
atau program, pada prinsipnya mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:
1.
Baca program atau instruksi dari input unit.
2.
Baca data dari input unit.
3.
Manipulasi dan kalkulasi data.
4.
Simpan hasil pengolahan ke output device.
Dari langkah-langkah di atas, meskipun pelaksanaannya dilakukan oleh
Central Processing Unit (CPU) namun untuk memungkinkan pengolahan
tersebut perlu disediakan tempat yang biasa disebut Storage Memory Unit
sebagai tempat data dan program.
Storage Memory Unit inidibentuk dari Read Only Memory (ROM), yang
hanya dapat membaca program dan tidak dapat dihapus.ROM yang digunakan
sebagai memory sudah diprogram oleh vendor yang membuatnya. ROM dapat
dibagi menjadi dua macam, yaitu PROM (Programable ROM) dan EPROM
(Eraseble PROM) yang dalam pengembangannya akan melahirkan EEPROM
7
(Electrically Eraseble PROM) yaitu EPROM yang penulisan dan penghapusan
programnya dengan cara memberi tegangan listrik tertentu. PROM hanya dapat
diprogram sekali dan tidak dapat dihapus kembali, sedangkan EPROM dan juga
EEPROM adalah PROM yang program di dalamnya dapat dihapus dan ditulis
ulang dengan suatu alat pemograman khusus.
Selain dibentuk oleh ROM, Storage Memory Unit juga dibentuk dari
RAM (Random Access Memory) yaitu memory yang dapat dibaca secara acak.
Informasi di dalam RAM akan terhapus bila catu daya dimatikan. Agar informasi
di dalamnya tidak terhapus saat catu daya dimatikan, dipasanglah baterai sebagai
pengganti catu daya(buffer).
c. Input/Output
Modul-modul Input/Output (I/O) adalah bagian yang terhubung langsung
dengan instrumen di lapangan. Struktur I/O menyediakan antar-muka (interface)
antara controldevice (seperti tombol tekan, limit switch, kontak relai, sensor dan
sebagainya) dengan CPU. Di dalam CPU, pemrosesan data menggunakan level
sinyal 5 VDC, sedangkan instrumen-instrumen yang ada di lapangan lapangan
(control device) pada umumnya bekerja dengan level sinyal 24 VDC, 110 VAC
atau 220 VAC.
Sebuah input moduleakan mengkonversi tegangan atau arus dari control
device ke dalam level sinyal digital di mana CPU dapat mengerti dan
menggunakannya. Begitu pula sebaliknya konversi sinyal dari CPU ke control
device.
d. Power Supply
Unit powersupply digunakan untuk mengubah sumber teganganke
tegangan yang dibutuhkan oleh CPU dan struktur I/O. sumber teganganpada
umumnya adalah 110 VAC atau 220 VAC, yang dalam beberapa hal bisa berupa
tegangan searah 24 VDC.
e. Programming Device
Dalam sistem PLC tentunya diperlukan cara bagaimana untuk
menempatkan rangkaian program kontrol ke dalam sistem tersebut. Bagian untuk
merekayasa program kontrol tersebut dinamakan programming device.Setelah
PLC selesai diprogram dan kemudian dijalankan, maka programming device
8
tidak diperlukan lagi meski hubungannya ke PLC mungkin saja masih
berlangsung. namun hubungan antara programming device ke PLC hanya dipakai
untuk fasilitas monitoring operasi PLC saja atau membuat diagnostik saat terjadi
kegagalan sistem.
Programmer/Monitor
Modul
masukan
Modul
Keluaran
CPU
Catu
Daya
Gambar II.1 Sistem Konfigurasi PLC
Dalam operasionalnya, PLC bisa di jalankan secara sendirian (Stand
Alone) ataupun bekerja bersama-sama dengan PLC lainnya secara intergrasi di
dalam satu jaringan komunikasi digital.
II.5 Pemrograman PLC
Guna mencapai pekerjaan yang diinginkan, suatu PLC harus diprogram
terlebih
dahulu.Pemograman
PLC
dapat
dilakukan
dengan
membuat
ladderdiagram.Ladder diagram bisa dibuat melalui komputer yang ter-install
suatu software khusus untuk memprogram PLC.Contoh-contoh software tersebut
antara lain CX-Programer (PLC Omron), Tia Portal (Siemens), Twido (LG), serta
GX Developer (Mitsubishi).
Cara lain memprogram PLC adalah dengan menuliskan program tersebut
pada suatu alat khusus yang biasa disebut hand held atauconsole. Pada umumnya,
bahasa yang digunakan pada pemograman dengan console adalah bahasa
mnemonic.
II.6 Ladder Diagram/Diagram Ladder
Ladder diagram terdiri dari garis vertikal yang di sebut garis bar. Instruksi
yang dinyatakan dengan simbol digambarkan dan disusun sepanjang garis
horizontal dimulai dari kiri dan dari atas ke bawah. Ladder diagram digunakan
9
untuk menggambarkan rangkaian listrik dan dimaksudkan untuk menunjukkan
urutan kejadian, bukan hubungan kabel antar komponen. Pada ladder diagram
memungkinkan elemen-elemen elektrik dihubungkan sedemikian rupa sehingga
keluaran (output) tidak hanya terbatas pada ketergantungan terhadap masukan
(input) tetapi juga terhadap logika
Ladder languages merupakan bahasa pemrograman yang menuliskan
instruksi kontrol secara grafis. Untuk menggambarkan ladder language/diagram
ada beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan yaitu:
a. Daya mengalir dari kiri ke kanan.
b. Output ditulis pada bagian yang paling kanan.
c. Tidak ada kontak yang diletakkan di sebelah kanan output.
d. Setiap output disisipkan satu kali dalam setiap program.
Ladder diagram memuat beberapa blok yang dapat mempresentasikan aliran
program dan fungsi seperti:
1. Contact
Contact dapat berupa kontak input (sakelar, push button), kontak internal
variabel (relay otomatis) dan lain-lain, ada 4 macam tipe kontak yaitu :
i. Kontak NO (Normally Open) adalah kontak yang terdapat pada ladder
diagram dimana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak
dalam keadaan terbuka.
ii. Kontak NC (Normally Close) adalah kontak yang terdapat pada ladder
diagram di mana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak
dalam keadaan tertutup.
iii. Kontak rising edge adalah kontak yang terdapat pada ladder diagram di mana
pada saat pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari
logika “0” menjadi logika “1”.
iv. Kontak falling edge adalah kontak yang terdapat pada ladder diagram di
mana pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari
logika “1” menjadi logika “0”
2.
Coil
10
Coil secara umum menyatakan output, ada 4 macam tipe coil yaitu :
i. Coil.
ii. Negatif coil.
iii. SET coil.
iv. RESET coil.
Instruksi-instruksi Dasar PLC
a. LOAD danLOADNOT
Kondisi awal dari suatu ladder diagram selalu berhubungan dengan
instruksi LOAD (LD) danLOAD NOT (LD NOT), masing-masing instruksi ini
membutuhkan satu baris kode mnemonic. Contoh untuk instruksi ditunjukkan
oleh gambar II.2
Gambar II.2 Ladder Diagram Instruksi LD danLD NOT
Pada instruksi LD Kondisi eksekusi ON jika IR0000ON. Sebaliknya Pada
instruksi LD NOT Kondisi eksekusi ON jika IR0001 OFF. Kode mnemonic dari
ladder diagram pada gambar 2.2 dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel II.1 Kode Mnemonic Instruksi LD dan LD NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
Instruksi
0002
LD NOT
0003
Instruksi
000.01
b. AND dan AND NOT
11
Jika ada dua atau lebih kontak yang tersusun seri pada suatu garis instruksi,
maka instruksi pada kontak pertama adalah LD atau LD NOT dan kontak
berikutnya adalah AND atau AND NOT.
Gambar II.3 Ladder Diagram Instruksi AND dan AND NOT
Instruksi ON ketika IR00000ON, IR00001ON, IR danIR00002 OFF.
Instruksi AND akanON jika kondisi yang terhubungkan dengan instruksi ini
dalam kondisi ON semua, jika salah satu saja dalam kondisi OFF maka instruksi
AND akan selalu menghasilkan kondisi OFF juga. Sedangkan AND NOT
merupakan kebalikan dari instruksi AND, akan menghasilkan kondisi ON jika
instruksi OFF. Kode mnemonic dari ladder diagram pada gambar 2.3 dapat
dilihat pada tabel 2.2.
Tabel II.2 Kode Mnemonic Instruksi AND dan AND NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
AND
000.01
0002
AND NOT
000.02
0003
Instruksi
c. OR danOR NOT
Jika ada dua atau lebih kontak yang tersusun secara pararel pada suatu
garis instruksi, maka instruksi pada kontak pertama adalah LD atau LD NOT
dan pada kontak berikutnya adalah OR atau OR NOT.
12
Gambar II.4 Ladder Diagram InstruksiOR dan OR NOT
Instruksi akan ON jika salah satu dari operand dari LD atau OR dalam
kondisi ON, yaitu ketika IR 00000 ONatau IR00001 ONatau OR NOT dalam
kondisi OFF yaitu IR 00002 OFF. Kode mnemonic dari ladder pada gambar 2.4
dapat dilihat pada tabel 2.3.
Table II.3 Kode Mnemonic Instruksi ORdan ORNOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
OR
000.01
0002
OR NOT
0003
Instruksi
000.02
d. OUT dan OUT NOT
Hasil output dapat dikombinasisa cara langsung dengan kondisi yang
dieksekusi sebelumnya dengan instruksi OUT dan OUT NOT. Dengan instruksi
OUT, operand bit akanON selama kondisi eksekusi ON dan OFF selama kondisi
eksekusi OFF. PadaOUTNOT instruksi, operand bit akan ON selama kondisi
eksekusi OFF dan OFF selama kondisi eksekusi ON.
13
GambarII.5 Ladder Diagram Instruksi OUT dan OUT NOT
Output Pada IR 10000 akan ON selama IR 00000 ONdan OFF selama
IR 000.00 OFF. Sedangkan Output IR 10001 akan ON selama kondisi dari IR
000.01 OFF, dan OFF jika IR00001 ON. Kode mnemonic dari ladder diagram
pada gambar 2.5 dapat dilihat pada tabel 2.4.
Table II.4 Kode Mnemonic Instruksi OUT dan OUT NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
OUT
100.00
0002
LD
000.01
0003
OUT NOT
100.01
e. Instruksi END
Instruksi terakhir yangharus dituliskan dalam diagram tangga adalah
adalah instruksi END. CPU pada PLC akan mengerjakan semua instruksi
dalam program dari awal (baris pertama) hingga ditemui instruksi END yang
pertama, sebelum kembali lagi mengerjakan instruksi dalam program dari awal
lagi, artinya instruksi-instruksi yang ada dibawah atau setelah instruksi END
akan diabaikan. Angka yang dituliskan pada instruksi END merupakan kode
fungsinya. Instruksi END tidak memerlukan operand dan tidak boleh
diawalidengan suatu kondisi..Pada gambar 2.6 ditunjukkan contoh penulisan
instruksi END.
14
Gambar II.6 LadderDiagramInstruksi END
Jika suatu diagram tangga atau program PLC tidak dilengkapi instruksi
END, maka program tidak akan dijalankan sama sekali dan indicator ERROR
pada CPU PLC akan ON. Kode mnemonic dari ladder diagram pada gambar
2.6 dapat dilihat pada tebel 2.5.
Tabel II.5 Kode Mnemonic Instruksi END
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
AND
000.01
0002
AND NOT
000.02
0003
INSTRUKSI
0004
END (01)
f. timer
1. Fungsi timer di PLC:
a. Digunakan sebagai pengatur waktu proses.
b. Dapat digunakan sebagai komponen tundaan/delay (timer on delay).
c. Umumnya merupakan kotak fungsi yang dapat diatur memberikan suatu
keluaran kondisi on selama selang waktu tertentu (timer off delay). Simbol
blok timer ditunjukkan pada gambar 1.
15
Gambar II.7 Simbol Blok Timer di PLC Twido
d. Timer Setting
Untuk menggunakan timer pada PLC Twido, ada beberapa fitur timer
yang harus diset sesuai dengan fungsi yang dibutuhkan. Fitur-fitur
tersebut adalah:
-
Nomor timer
-
Current value
-
Jenis timer
-
Preset
-
Time base
-
Data Editor
Keterangan tentang fitur timer dan setting-nya ditunjukkan pada tabel 1
Tabel II.6 Setting Timer Pada PLC
.
Type timer di PLC Twido
a.
Timer on-delay
Output akan berlogika high apabila input diberi sinyal dengan logika high
yang lamanya melebihi setting tundaan waktunya. Output akan kembali berlogika
low saat sinyal input berlogika low. Isyarat input dan output mode ini ditunjukkan
pada gambar 2.
16
output
Input
Delay time
Gambar II.8 Isyarat input dan output timer ON-delay
b.
Timer off-delay
Output akan berlogika low apabila input diberi sinyal dengan logika low
yang lamanya melebihi setting tundaan waktu. Diasumsikan kondisi awal timer
mendapatkan sinyal input high kemudian sinyal input tersebut diubah menjadi low.
Saat diberi input diberi sinyal high maka ouput high, kemudian saat input diberi
sinyal low, maka output akan low jika lamanya sinyal input dengan logika low
tersebut melebihi setting tundaan waktunya. Isyarat input dan output mode ini
ditunjukkan pada gambar 3.
output
Input
Delay time
Gambar II.9 Isyarat input dan output timer Off-delay
c. Timer pulse
Output akan berlogika high selama setting tundaan waktu apabila input
diberi trigger berlogika high. Isyarat input dan output mode ini ditunjukkan pada
gambar 4.
output
input
Delay time
Gambar II.10 Isyarat input dan output timer pulse
17
g. Counter
1. Counter di PLC
a. Counter dalam PLC bekerja seperti halnya counter mekanik atau
elektronik yaitu membandingkan nilai yang terkumpul dengan nilai
setting, hasil perbandingan digunakan sebagai acuan keluran.
b. Dalam aplikasi-aplikasi yang menggunakan counter secara umum
bekerja sebagai berikut:
i. Menghitung hingga ke suatu nilai preset, setelah tercapai akan
menghasilkan suatu event.
ii. Membuat suatu event tetap terjadi, sampai counter mencapai nilai
reset baru berhenti.
c. Simbol counter pada ladder diagram ditunjukkan oleh gambar 7.
Gambar II.11 Simbol Blok Counter di PLC Twido
d. Parameter-parameter yang terdapat pada counter ditunjukkan oleh
tabel 2.
Tabel II.7 Paramater pada counter
18
19
BAB III
PEMBAHASAN
III.1 Pengenalan Produk
Secara umum alat pencampur kopi otomatis ini bekerja dengan cara
mencampurkan beberapa campuran dasar kopi yang tersedia sesuai keinginan
pengguna ke dalam sebuah tangki pengaduk sesuai dengan takaran yang telah di
atur. Agar alat ini bekerja secara otomatis maka seluruh sistem yang ada pada alat
pencampur diintegrasikan dengan perangkatar metode sistem kendali yaitu dengan
PLC dan HMI. Langkah pertama yang dilakukan dalam perancangan adalah
desain dan identifikasi system yang akan di jalankan.
Penelitian ini difokuskan pada proses desain, penggambaran ladder diagram
dan uji coba. Prosedur penelitian ini dapat dijelaskan sebagai berikut : tahap
pertama yaitu mentukan ide yang akan diangkat kemudian mengidentifikasi
masalah berupa deskripsi kerja yang akan dipecahkan menggunakan ladder
diagram. kemudian perancangan dilakukan dengan melakukan proses desain
trainer menggunakan secara manual dan kemudian di tuangkan ke dalam
perangkat lunak komputer microsoft visio. Tahap perancangan program ladder
diagram dilakukan secara manual dan di uji coba menggunakan perangkat lunak
CX Programmer.
III.2 Desain Rancangan
Mesin Pencampur kopi otomatis (Vanding Coffee Machine) terdiri atas 4
buah tombol pilihan (Black Coffee, black Coffe+Sugar, Coffee Creamer, dan
Coffee Milk) dimana apabila seorang user menekan salasatu tombol maka mesin
akan memerintahkan sejumlah keran tangki campuran kopi untuk terbuka dalam
jangka waktu tertentu yang kemudian diaduk didalam tabung pencampur hingga
menjadi campuran kopi yang sesuai dengan pilihan user dan kemudian
dikeluarkan melalui keran output menuju gelas yang telah diletakkan oleh user
sebelumnya.
20
Peralatan
Spesifikasi
Keterangan
nama Alat
Mesin Pencampur kopi (Coffe
Vanding Machine)
PLC
input
4
PushButton
waktu pengoperasian
28 detik
sensor
0
-
timer
6
Action Off Delay
motor
1
Pengaduk
Berikut adalah gambar design tanpilan depan sitem mesin pencampur kopi
(Vander Coffee Machine) :
Gambar III.1 Desain Tampilan depan (2D) Mesin Pencampur Kopi
21
Berikut adalah gambar design tanpilan depan sitem mesin pencampur kopi
(Vander Coffee Machine) :
Gambar III.2 : Desain Mesin Pencampur Kopi
Berikut deskripsi kerja plant simulator mesin pencampur kopi Coffee (vender machine)
Kondisi 1 : Ketika tombol “Black coffee” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
c. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
22
Kondisi 2 : ketika tombol “Black coffee+sugar” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
d. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
Kondisi 3 : ketika tombol “Coffee Creamer” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. Keran 3(K3) akan terbuka selama 4 derik(0.1 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan kreamer yang berada didalam tangki gula dan
akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
d. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
e. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
Kondisi 4 : ketika tombol “coffee Milk” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
23
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. Keran 4 (K4) akan terbuka selama 4 derik(0.1 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan susu yang berada didalam tangki gula dan
akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
d. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
e. setelah motor pengaduk berhenti keran pengeluaran tangki pengaduk
(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di letakkan
oleh operator
24
BAB IV
PEMECAHAN MASALAH
IV.1 Rancangan Ladder Diagram
LADDER DIAGRAM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI
(COFFEE VENDER MACHINE)
25
26
Tabel IV.1 Keterangan Simbol
No
Nama
Kode
Keterangan
1
Tombol “Coffee” (PushButton)
PB1
input
2
Tombol ” Coffee+Gula” (PushButton)
PB2
input
3
Tombol “Coffee Creamer” (PushButton)
PB3
input
4
Tombol “Coffee Milk” (PushButton)
PB4
Input
5
Timer relay keran kopi (off delay)
TR1
Controller
6
Timer relay keran gula cair (off delay)
TR2
Controller
7
Timer relay keran creamer (off delay)
TR3
Controller
8
Timer relay keran susu (off delay)
TR4
Controller
9
Timer relay motor pengaduk (off delay)
TR5
Controller
10
Timer relay keran output (off delay)
TR6
Controller
11
Keran tangki kopi
K1
Output
12
Keran tangki gula cair
K2
Output
13
Keran tangki kreamer
K3
Output
14
Keran tangki susu
K4
Output
15
Motor Pengaduk
M1
Output
Tabel IV.2 pengujian Kejadian
Kondisi
INPUT
PB2
PB3
0
0
1
PB1
1
PB4
0
TR1
TM 10#10s
TR2
0
2
1
1
0
0
TM 10#10s
TM
10#5s
TM
10#5s
TM
10#5s
3
1
1
1
0
TM 10#10s
4
1
1
0
1
TM 10#10s
CONTROLER
TR3
TR4
0
0
0
0
TM
10#4s
0
0
TM
10#4s
TR5
TM
10#15s
TM
10#15s
TM
10#15s
TM
10#15s
TR6
TM
10#13s
TM
10#13s
TM
10#13s
TM
10#13s
OUTPUT
K3 K4
0
0
K1
1
K2
0
M1
1
K5
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
Keterangan : TM 1-0 #10 = Timer berlogika 1 (hidup) ke 0 (Off) dengan rentan waktu 10 second
27
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
PLC “Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kopi” dapat berkomunikasi dengan baik
sesuai dengan deskripsi kerja alat yang telah direncanakan sebelumnya. Program ladder
diagram yang tersimpan dalam memori PLC menjadi kunci utama dalam mengendalikan
proses pencampuran kopi. Trainer simulator pencampur kopi ini tersusun dari beberapa
komponen yang mendeskripsikan dari proses pencampuran kopi. Dengan input/ output
yang sesuai dengan program ladder diagram yang tersimpan pada memori PLC ini maka
akan dapat bekerja dengan baik. Perancangan HMI disesuaikan dengan perancangan
display yang baik akan dengan mudah dipahami sehingga pengguna dengan sangat mudah
menggunakan alat tersebut
V.2 Saran
Dalam proses pembuatan ladder diagram kita harus memahami alur
perancangan alat dengan baik sehingga akan mudah dalam melakukan
penbuatan ladderdiagram
PLC “Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kopi” masih dalam pengembangan
lebih lanjut
28
DAFTAR PUSTAKA
Gumelar,Ramdan(September 2013). Jurnal:“Simulator Sistem Warna Otomatis
Berbasis PLC Terintegrasi Human Machine Interface”. Universitas Pendidikan
Indonesia
Google.com
29
(COFFEE VENDER MACHINE)
DISUSUN OLEH:
PUTRI CAHAYANI K.
131.0312.001
TRI DAMAYANTI.
131.0312.024
DJODI ERLANGGA.
131.0312.057
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
2015
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan atas kehadiran Allah SWT karena atas
berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Besar
“Otomasi: Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kop (Coffee Vanding Machine)”.
Adapun penulisan laporan ini untuk menyelesaikan tugas besar matakuliah Otomasi.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini tidak lepas dari dukungan
berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan
terimakasih kepada :
1. Allah SWT, yang atas berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat
menyelesaikan tugas ini.
2. Orang tua, yang telah memberikan kami doa dan dukungan secara moril agar
kami termotivasi untuk memperoleh hasil yang terbaik.
3. Bapak Doni Montreano ST, MT selaku Kepala Program Studi Teknik Industri
UPNVJ.
4. Bapak Muhammad Arifudin Lukmana ST, MT selaku pembimbing mata kuliah
otomasi yang telah memberikan arahan terhadap tugas kami sehingga dapat
terselesaikan dengan baik.
5. Teman-teman yang telah memberikan semangat dan masukan serta saling
berbagi pengetahuan.
Semoga laporan kami ini dapat di terima dan menjadi contoh bagi peneruspenerus mahasiswa/i Teknik Industri. Kami menyadari sepenuhnya bahwa di dalam
tugas ini masih terdapat kekurangan-kekurangan. Untuk itu kami mengharapkan
adanya kritik, saran dan usulan yang membangun demi perbaikan di masa mendatang,
mengingat tidak ada yang sempurna tanpa saran yang membangun. Akhir kata kami
mengucapkan terima kasih, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Jakarta, 11 Desember 2015
TIM PENYUSUN
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................
i
DAFTAR ISI ..............................................................................................
ii
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah ...............................................................
1
I.2 Tujuan Penelitian ..........................................................................
2
I.3 Manfaat Penelitian ........................................................................
2
I.4 Batasan Masalah ...........................................................................
3
I.5 Metode Pengambilan Data ...........................................................
3
I.6 Sistematika Penulisan ...................................................................
4
BAB II STUDI PUSTAKA
II.1 Pengenalan PLC..........................................................................
5
II.2 Definisi PLC ...............................................................................
5
II.3 Keuntungan Penggunaan PLC . ..................................................
6
II.4 Bagian-Bagian PLC ....................................................................
7
II.5 Pemrograman PLC......................................................................
9
II.6 Ladder Diagram/Diagram Ladder...............................................
9
ii
BAB III PMBAHASAN
III.1 Pengenalan Produk ....................................................................
20
III.2 Desain Rancangan .....................................................................
20
BAB IV PEMECAHAN MASALAH
IV.1 Rancangan Ladder Diagram ......................................................
25
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan .................................................................................
28
V.2.Saran ...........................................................................................
28
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
29
iii
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah
Dalam dunia industri modern saat ini kebutuhan dalam otomasi sistem kontrol
semakin meningkat dan terus berkembang. Sistem kontrol industri dimana peranan
manusia masih amat dominan misalnya dalam merespon besaran-besaran proses
yang diukur oleh sistem kontrol tersebut dengan serangkaian langkah berupa
pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan telah banyak digeser dan
digantikan oleh sistem kontrol otomatis. Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor
yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas industri itu sendiri, misalnya faktor
human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem kontrol tersebut. Salah
satu sistem kontrol yang sangat luas penggunaannya ialah PLC (Programable Logic
Controller) dan HMI (Human-Machine interface). Ada beberapa faktor yang
menjadi pertimbangan dunia industri mengunakan PLC dan HMI diantaranya
kemudahan dalam menganalisa gangguan pada proses produksi dan kemudahan
dalam pengoprasiannya PLC pada dasarnya adalah sebuah komputer yang khusus
dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin.
PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat diprogram, tetapi pada
kenyataannya, PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi logika
saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan perhitungan-perhitungan aritmatika
yang relatif kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya Pada
dasarnya PLC dibuat untuk menggantikan sistem kontrol yang terdiri dari
serangkaian relay-relay yang begitu kompleks, yang mempunyai banyak kelemahan.
Apabila menggunakan PLC hal ini dapat diatasi, karena sistem PLC
mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri menjadi suatu
sistem kendali terpadu dan dengan mudah mengubah tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
Contohnya dalam kehidupan sehari-hari kopi merupakan bagian yang tidak
terlepaskan dalam menemani aktifitas manusia di kala kesibukan berakerja maupun
sedang bersantai. kandungan kafein di dalam kopi mampu mengrilekskan pikiran
sehingga wajar menjadi sala satu minuman yang rutin di konsumsi masyarakat.
Berbagai macam jenis kopi instan berbentuk sachetan dengan berbagai rasa telah
1
tersedia dengan kemudahan proses pembuatannya. Namun karena kesehatan kopi
instan belakangan ini diragukan karena mengandung berbagai campuran kimia yang
berbahaya,ada sejumlah orang yang lebih memilih untuk meracik kopi buatan
sendiri. Melihat kondisi riil yang ada kebanyakan proses pencampuran kopi masih
dilakukan secara manual dimana campur tangan manusia masih dilibatkan secara
langsung. Bagi sebagian orang,kegiatan meracik kopi agar sesuai dengan rasa yang
diinginkan merupakan kegiatan yang mudah dan menyenangkan , namun bagi
sebagian orang lainnya, kegiatan seperti itu mungkin saja merupakan hal yang
merepotkan dan sulit dilakukan secara konsisten.
Oleh karena itu dengan memanfaatkan salah satu teknologi yang terus
berkembang dan dipergunakan secara luas di bidang pengontrolan dalam hal ini
PLC (Progammable Logic Controller), diharapkan mampu terciptanya sebuah alat
kontrol otomatis yang mampu mencampurkan campuran kopi yang dinginkan secara
konsisten.
Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah
banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan
dapat diterapkan dalam sistem pencampuran kopi. Pada sistem ini mesin akan
mencampurkan campuran jenis kopi yang telah di pilih dengan takaran yang sesuai
dan konsisten sehingga memiliki rasa yang sesuai dengan keinginan
I.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah ladder diagram dari trainer
simulator Programmable Logic Controller (PLC) berupa contoh sistem otomasi
mesin pencampur kopi (Coffee Vanding Machine) yang berlandaskan Human
Machine Interface (HMI). Simulator ini dirancang untuk mendeskripsikan sebuah
sistem kerja pencampur kopi otomatis yang digambarkan ke dalam ladder diagram
dengan fungsi sebagai media pembelajaran yang mudah dipahami.
I.3 Manfaat Penelitian
Dari pelaksanaan pembuatan “Simulator Sistem Otomasi Mesin Pencampur
Kopi” ini di harapkan dapat dirasakan dan dimanfaatkan oleh semua pihak, antara
lain :
2
1. Mahasiswa memperoleh ilmu pengetahuan baik teori maupun praktek
dalam bidang otomasi programmable Logic Controller (PLC) khususnya
dalam membaca dan membuat Ladder Diagram
2. Mahasiswa mampu membuat desian dan perancangan berbasis pengontrolan
logika yang mampu diterapkan di berbagai permasalah di sekitar kita
I.4 Batasan Masalah
Penulis menyadari ilmu pengetahuan yang dimiliki terbatas. Sehingga dalam
pembuatan tugas besar ini dibuat suatu batasan masalah. Masalah yang akan dikaji
dan dibahas meliputi:
1. Penelitian ini di fokuskan pada mengidentifikasi masalah yang diangkat
berupa deskripsi kerja yang akan dipecahkan
2. Hasil dari identifikasi masalah tersebut kemudian di ubah ke proses
pendesianan dan pemecahan masalah melalui ladder diagram
3. Sistem yang dirancang digunakan untuk mensimulasikan mekanisme
pencampuran kopi
I.5 Metode Pengambilan Data
Sebagai bahan dalam pembuatan laporan, diperlukan data-data penunjang
yang diperoleh dengan berbagai metode, yaitu:
1. Training
Merupakan metode yang dilakukan melalui bimbingan dosen yang
kompeten dalam bidang otomasi dengan pengenalan dan pelatihan ladder
diagram
2. Konsultasi dan Wawancara
Berupa kegiatan tanya jawab baik dengan dosen pembimbing maupun
narasumber lain yang memiliki kompetensi dalam bidang aplikasi system
otomasi.
3. Studi literature
Meliputi kegiatan membaca tentang otomasi dan aplikasinya serta
mengumpulkan sumber-sumber data dan gambar yang berhubungan
dengan tugas bear dari internet.
3
I.6 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab yang saling berhubungan satu
sama lain. Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas besar ini, tujuan dan manfaat yang
ingin dicapai, ruang lingkup pembahasan, metode pengumpulan data, dan
sistematika penulisannya.
BAB II LANDASAN TEORI
Berisi tentang dasar teori PLC dan ladder diagram yang akan diterapkan dalam
pembuatan mesin pencampur kopi.
BAB III PEMBAHASAN
Berisi tentang identifikasi masalah berupa pendeskripsian system kerja dan
rancangan desain produk
BAB IV PEMECAHAN MASALAH
Berisi tentang pembuatan ladder diagram untuk simulasi automation garage system
serta penjelasannya.
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan yang merupakan jawaban dari permasalahan yang dibahas dan
saran-saran.
4
BAB II
DASAR TEORI
II.1 Pengenalan PLC
Pada saat PLC belum ditemukan, manusia telah mengenal berbagaii macam
system kontrol,tetapi masih konvensional, artinya sistem yang dikenal tersebut
masih berdiri sendiri - sendiri, seperti relai elektromagnetik. Dari beberapa control
tersebut,seperti relai yang sudah berintegrasi menjadi sebuah panel. Adanya panel
kontrol ini yang mengilhami terciptanya Programmable Logic Controller (PLC),
karena pada prinsipnya PLC terdiri dari himpunan beberapa model control yang
bergabung dalam suatu alat. Seiring itu juga dikembangkan relai yang dapat
beroperasi pada kecepatan yang tinggi yang disebut relai transistor, karena itu PLC
memiliki output relaielektromagnetik dan output relai transistor. Relai transistor
berfungsi untuk kontrol kecepatan tinggi seperti high speed counter.
Selanjutnya pada decade 60-an atau tepatnya pada tahun 1969, sebuah
perusahaan perangkat elektronik, yaitu madicon (sekarang sebagian dari
GoldElektronics) mulai memperkenalkan PLC melalui salah satu divisi perusahaan
tersebut (Generals Motors HydramaticDivision). Kemudian beberapa perusahaan
seperti :Allen Bradly, General Elektric, GEC, Siemens, dan Westing house
memproduksinya dengan harga standar dan dengan kemampuan tinggi. Pemasaran
PLCdengan harga rendah didominasi oleh perusahaan-perusahaan dari jepang
seperti :Mitshubishi, Omron, Toshiba.
II.2 Definisi PLC
Menurut
definisi
yang
dikeluarkan
NEMA
(NationalElectrical
Manufacturer Assosiation) pada tahun 1978, PLCadalah peralatan elektronika yang
beroprasi secara digital dalam lingkungan industri, menggunakan memori yang
dapat diprogram untuk menyimpan intruksi-intruksi yang mewujudkan fungsi
khusus seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk
mengontrol berbagai macam mesin dengan proses melalui modul masukan dan
keluaran baik digital ataupun analog.
Tahun1997 OMRON PASIFIC PRESS juga menerbitkan buku yang
berjudul Operation Manual, menyebutkan bahwa PLC adalah sebuah peralatan
5
terprogram yang dapat menerima masukan dari peralatan luar untuk menggerakkan
peralatan keluaran melalui modul masukan dan keluaran sesuai dengan perintah
program yang disimpan dalam memori bahasa pemprograman (ladder diagram).
Pemahaman dari dua pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa
ProgramableLogicController(P LC )
adalah suatu
perangkat
kendali
yang
mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol
peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun
analog. PLC mempunyai rangkaian saluran masukan (input) dan saluran
keluaran(output) . Output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program
yang dimasukkan kedalamnya. Input dapat berupa kontak relai, push button,
maupun sensor. Inputtersebut dimasukkan kedalam program PLC kemudian
akanmenghasilkan outputyangberupakondisi high atau low. Didalam PLC terdapat
rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti kontak Normally Open
(NO) dan kontak NormallyClose (NC) relai.
Satu kontak relai dalam PLC (NO atau NC) dapat digunakan berkali-kali
untuk semua instruksi dasar selaian instruksi output. Jadi dengan kata lain, bahwa
dalam suatu pemrograman PLC tidak diizinkan menggunakan output dengan
nomor kontak yang sama.
II.3 Keuntungan Penggunaan PLC
Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan sistem pemrograman
PLC dibandingkan dengan menggunakan sistem konvensioal adalah sebagai
berikut:
1. Rangkaian pengawatannya relatif sedikit.
2. Perbaikan (maintenance) nya relatif mudah.
3. Pelacakan kesalahan pada sistem lebih mudah.
4. Konsumsi daya listrik relatif lebih rendah.
5. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat
Keuntungan lain yang dapat diperoleh dengan menggunakan sistem
pemrograman PLC antara lain:
1.
Lama pengerjaan untuk sistem baru atau desain ulang lebih singkat.
2.
Sistem dapat dimodifikasi tanpa perlu biaya tambahan.
3.
Perencanaan biaya untuk membuat sistem desain baru dapat diperkirakan
dengan tepat.
6
4.
Relatif mudah dipelajari untuk kalangan pemula.
II.4 Bagian-Bagian PLC
a. Central Processing Unit (CPU)
Central Prosessing Unit (CPU) merupakan otak dari sebuah kontroller
PLC.CPU itu sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroller (versi mini
komputer lengkap). CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti
eksternal, interkonektivitas antar bagian internal-internal PLC, eksekusi
program, manajeman memori, mengawasi atau mengamati masukan dan
memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau program yang
dijalankan). Controller PLC memiliki suatu rutin kompleks yang digunakan
untuk memeriksa memori agar dapat dipastikan memori PLC tidak rusak, hal ini
dilakukan karena alasan keamanan.Hal ini bisa dijumpai dengan adanya indikator
lampu pada badan PLC sebagai indikator terjadinya kesalahan atau kerusakan.
b. Memori
Memori
merupakan
komponen
dasar
kedua
terpenting
setelah
CPU.Fungsi utama memori adalah sebagai tempat menyimpan sejumlah data
untuk kalkulasi dan hasil perhitungan. Di dalam melaksanakan pengolahan data
atau program, pada prinsipnya mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:
1.
Baca program atau instruksi dari input unit.
2.
Baca data dari input unit.
3.
Manipulasi dan kalkulasi data.
4.
Simpan hasil pengolahan ke output device.
Dari langkah-langkah di atas, meskipun pelaksanaannya dilakukan oleh
Central Processing Unit (CPU) namun untuk memungkinkan pengolahan
tersebut perlu disediakan tempat yang biasa disebut Storage Memory Unit
sebagai tempat data dan program.
Storage Memory Unit inidibentuk dari Read Only Memory (ROM), yang
hanya dapat membaca program dan tidak dapat dihapus.ROM yang digunakan
sebagai memory sudah diprogram oleh vendor yang membuatnya. ROM dapat
dibagi menjadi dua macam, yaitu PROM (Programable ROM) dan EPROM
(Eraseble PROM) yang dalam pengembangannya akan melahirkan EEPROM
7
(Electrically Eraseble PROM) yaitu EPROM yang penulisan dan penghapusan
programnya dengan cara memberi tegangan listrik tertentu. PROM hanya dapat
diprogram sekali dan tidak dapat dihapus kembali, sedangkan EPROM dan juga
EEPROM adalah PROM yang program di dalamnya dapat dihapus dan ditulis
ulang dengan suatu alat pemograman khusus.
Selain dibentuk oleh ROM, Storage Memory Unit juga dibentuk dari
RAM (Random Access Memory) yaitu memory yang dapat dibaca secara acak.
Informasi di dalam RAM akan terhapus bila catu daya dimatikan. Agar informasi
di dalamnya tidak terhapus saat catu daya dimatikan, dipasanglah baterai sebagai
pengganti catu daya(buffer).
c. Input/Output
Modul-modul Input/Output (I/O) adalah bagian yang terhubung langsung
dengan instrumen di lapangan. Struktur I/O menyediakan antar-muka (interface)
antara controldevice (seperti tombol tekan, limit switch, kontak relai, sensor dan
sebagainya) dengan CPU. Di dalam CPU, pemrosesan data menggunakan level
sinyal 5 VDC, sedangkan instrumen-instrumen yang ada di lapangan lapangan
(control device) pada umumnya bekerja dengan level sinyal 24 VDC, 110 VAC
atau 220 VAC.
Sebuah input moduleakan mengkonversi tegangan atau arus dari control
device ke dalam level sinyal digital di mana CPU dapat mengerti dan
menggunakannya. Begitu pula sebaliknya konversi sinyal dari CPU ke control
device.
d. Power Supply
Unit powersupply digunakan untuk mengubah sumber teganganke
tegangan yang dibutuhkan oleh CPU dan struktur I/O. sumber teganganpada
umumnya adalah 110 VAC atau 220 VAC, yang dalam beberapa hal bisa berupa
tegangan searah 24 VDC.
e. Programming Device
Dalam sistem PLC tentunya diperlukan cara bagaimana untuk
menempatkan rangkaian program kontrol ke dalam sistem tersebut. Bagian untuk
merekayasa program kontrol tersebut dinamakan programming device.Setelah
PLC selesai diprogram dan kemudian dijalankan, maka programming device
8
tidak diperlukan lagi meski hubungannya ke PLC mungkin saja masih
berlangsung. namun hubungan antara programming device ke PLC hanya dipakai
untuk fasilitas monitoring operasi PLC saja atau membuat diagnostik saat terjadi
kegagalan sistem.
Programmer/Monitor
Modul
masukan
Modul
Keluaran
CPU
Catu
Daya
Gambar II.1 Sistem Konfigurasi PLC
Dalam operasionalnya, PLC bisa di jalankan secara sendirian (Stand
Alone) ataupun bekerja bersama-sama dengan PLC lainnya secara intergrasi di
dalam satu jaringan komunikasi digital.
II.5 Pemrograman PLC
Guna mencapai pekerjaan yang diinginkan, suatu PLC harus diprogram
terlebih
dahulu.Pemograman
PLC
dapat
dilakukan
dengan
membuat
ladderdiagram.Ladder diagram bisa dibuat melalui komputer yang ter-install
suatu software khusus untuk memprogram PLC.Contoh-contoh software tersebut
antara lain CX-Programer (PLC Omron), Tia Portal (Siemens), Twido (LG), serta
GX Developer (Mitsubishi).
Cara lain memprogram PLC adalah dengan menuliskan program tersebut
pada suatu alat khusus yang biasa disebut hand held atauconsole. Pada umumnya,
bahasa yang digunakan pada pemograman dengan console adalah bahasa
mnemonic.
II.6 Ladder Diagram/Diagram Ladder
Ladder diagram terdiri dari garis vertikal yang di sebut garis bar. Instruksi
yang dinyatakan dengan simbol digambarkan dan disusun sepanjang garis
horizontal dimulai dari kiri dan dari atas ke bawah. Ladder diagram digunakan
9
untuk menggambarkan rangkaian listrik dan dimaksudkan untuk menunjukkan
urutan kejadian, bukan hubungan kabel antar komponen. Pada ladder diagram
memungkinkan elemen-elemen elektrik dihubungkan sedemikian rupa sehingga
keluaran (output) tidak hanya terbatas pada ketergantungan terhadap masukan
(input) tetapi juga terhadap logika
Ladder languages merupakan bahasa pemrograman yang menuliskan
instruksi kontrol secara grafis. Untuk menggambarkan ladder language/diagram
ada beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan yaitu:
a. Daya mengalir dari kiri ke kanan.
b. Output ditulis pada bagian yang paling kanan.
c. Tidak ada kontak yang diletakkan di sebelah kanan output.
d. Setiap output disisipkan satu kali dalam setiap program.
Ladder diagram memuat beberapa blok yang dapat mempresentasikan aliran
program dan fungsi seperti:
1. Contact
Contact dapat berupa kontak input (sakelar, push button), kontak internal
variabel (relay otomatis) dan lain-lain, ada 4 macam tipe kontak yaitu :
i. Kontak NO (Normally Open) adalah kontak yang terdapat pada ladder
diagram dimana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak
dalam keadaan terbuka.
ii. Kontak NC (Normally Close) adalah kontak yang terdapat pada ladder
diagram di mana pada saat keadaan sistem belum bekerja kondisi kontak
dalam keadaan tertutup.
iii. Kontak rising edge adalah kontak yang terdapat pada ladder diagram di mana
pada saat pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari
logika “0” menjadi logika “1”.
iv. Kontak falling edge adalah kontak yang terdapat pada ladder diagram di
mana pada saat keadaan sistem mulai bekerja kondisi kontak berubah dari
logika “1” menjadi logika “0”
2.
Coil
10
Coil secara umum menyatakan output, ada 4 macam tipe coil yaitu :
i. Coil.
ii. Negatif coil.
iii. SET coil.
iv. RESET coil.
Instruksi-instruksi Dasar PLC
a. LOAD danLOADNOT
Kondisi awal dari suatu ladder diagram selalu berhubungan dengan
instruksi LOAD (LD) danLOAD NOT (LD NOT), masing-masing instruksi ini
membutuhkan satu baris kode mnemonic. Contoh untuk instruksi ditunjukkan
oleh gambar II.2
Gambar II.2 Ladder Diagram Instruksi LD danLD NOT
Pada instruksi LD Kondisi eksekusi ON jika IR0000ON. Sebaliknya Pada
instruksi LD NOT Kondisi eksekusi ON jika IR0001 OFF. Kode mnemonic dari
ladder diagram pada gambar 2.2 dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel II.1 Kode Mnemonic Instruksi LD dan LD NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
Instruksi
0002
LD NOT
0003
Instruksi
000.01
b. AND dan AND NOT
11
Jika ada dua atau lebih kontak yang tersusun seri pada suatu garis instruksi,
maka instruksi pada kontak pertama adalah LD atau LD NOT dan kontak
berikutnya adalah AND atau AND NOT.
Gambar II.3 Ladder Diagram Instruksi AND dan AND NOT
Instruksi ON ketika IR00000ON, IR00001ON, IR danIR00002 OFF.
Instruksi AND akanON jika kondisi yang terhubungkan dengan instruksi ini
dalam kondisi ON semua, jika salah satu saja dalam kondisi OFF maka instruksi
AND akan selalu menghasilkan kondisi OFF juga. Sedangkan AND NOT
merupakan kebalikan dari instruksi AND, akan menghasilkan kondisi ON jika
instruksi OFF. Kode mnemonic dari ladder diagram pada gambar 2.3 dapat
dilihat pada tabel 2.2.
Tabel II.2 Kode Mnemonic Instruksi AND dan AND NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
AND
000.01
0002
AND NOT
000.02
0003
Instruksi
c. OR danOR NOT
Jika ada dua atau lebih kontak yang tersusun secara pararel pada suatu
garis instruksi, maka instruksi pada kontak pertama adalah LD atau LD NOT
dan pada kontak berikutnya adalah OR atau OR NOT.
12
Gambar II.4 Ladder Diagram InstruksiOR dan OR NOT
Instruksi akan ON jika salah satu dari operand dari LD atau OR dalam
kondisi ON, yaitu ketika IR 00000 ONatau IR00001 ONatau OR NOT dalam
kondisi OFF yaitu IR 00002 OFF. Kode mnemonic dari ladder pada gambar 2.4
dapat dilihat pada tabel 2.3.
Table II.3 Kode Mnemonic Instruksi ORdan ORNOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
OR
000.01
0002
OR NOT
0003
Instruksi
000.02
d. OUT dan OUT NOT
Hasil output dapat dikombinasisa cara langsung dengan kondisi yang
dieksekusi sebelumnya dengan instruksi OUT dan OUT NOT. Dengan instruksi
OUT, operand bit akanON selama kondisi eksekusi ON dan OFF selama kondisi
eksekusi OFF. PadaOUTNOT instruksi, operand bit akan ON selama kondisi
eksekusi OFF dan OFF selama kondisi eksekusi ON.
13
GambarII.5 Ladder Diagram Instruksi OUT dan OUT NOT
Output Pada IR 10000 akan ON selama IR 00000 ONdan OFF selama
IR 000.00 OFF. Sedangkan Output IR 10001 akan ON selama kondisi dari IR
000.01 OFF, dan OFF jika IR00001 ON. Kode mnemonic dari ladder diagram
pada gambar 2.5 dapat dilihat pada tabel 2.4.
Table II.4 Kode Mnemonic Instruksi OUT dan OUT NOT
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
OUT
100.00
0002
LD
000.01
0003
OUT NOT
100.01
e. Instruksi END
Instruksi terakhir yangharus dituliskan dalam diagram tangga adalah
adalah instruksi END. CPU pada PLC akan mengerjakan semua instruksi
dalam program dari awal (baris pertama) hingga ditemui instruksi END yang
pertama, sebelum kembali lagi mengerjakan instruksi dalam program dari awal
lagi, artinya instruksi-instruksi yang ada dibawah atau setelah instruksi END
akan diabaikan. Angka yang dituliskan pada instruksi END merupakan kode
fungsinya. Instruksi END tidak memerlukan operand dan tidak boleh
diawalidengan suatu kondisi..Pada gambar 2.6 ditunjukkan contoh penulisan
instruksi END.
14
Gambar II.6 LadderDiagramInstruksi END
Jika suatu diagram tangga atau program PLC tidak dilengkapi instruksi
END, maka program tidak akan dijalankan sama sekali dan indicator ERROR
pada CPU PLC akan ON. Kode mnemonic dari ladder diagram pada gambar
2.6 dapat dilihat pada tebel 2.5.
Tabel II.5 Kode Mnemonic Instruksi END
Alamat
Instruksi
Operand
0000
LD
000.00
0001
AND
000.01
0002
AND NOT
000.02
0003
INSTRUKSI
0004
END (01)
f. timer
1. Fungsi timer di PLC:
a. Digunakan sebagai pengatur waktu proses.
b. Dapat digunakan sebagai komponen tundaan/delay (timer on delay).
c. Umumnya merupakan kotak fungsi yang dapat diatur memberikan suatu
keluaran kondisi on selama selang waktu tertentu (timer off delay). Simbol
blok timer ditunjukkan pada gambar 1.
15
Gambar II.7 Simbol Blok Timer di PLC Twido
d. Timer Setting
Untuk menggunakan timer pada PLC Twido, ada beberapa fitur timer
yang harus diset sesuai dengan fungsi yang dibutuhkan. Fitur-fitur
tersebut adalah:
-
Nomor timer
-
Current value
-
Jenis timer
-
Preset
-
Time base
-
Data Editor
Keterangan tentang fitur timer dan setting-nya ditunjukkan pada tabel 1
Tabel II.6 Setting Timer Pada PLC
.
Type timer di PLC Twido
a.
Timer on-delay
Output akan berlogika high apabila input diberi sinyal dengan logika high
yang lamanya melebihi setting tundaan waktunya. Output akan kembali berlogika
low saat sinyal input berlogika low. Isyarat input dan output mode ini ditunjukkan
pada gambar 2.
16
output
Input
Delay time
Gambar II.8 Isyarat input dan output timer ON-delay
b.
Timer off-delay
Output akan berlogika low apabila input diberi sinyal dengan logika low
yang lamanya melebihi setting tundaan waktu. Diasumsikan kondisi awal timer
mendapatkan sinyal input high kemudian sinyal input tersebut diubah menjadi low.
Saat diberi input diberi sinyal high maka ouput high, kemudian saat input diberi
sinyal low, maka output akan low jika lamanya sinyal input dengan logika low
tersebut melebihi setting tundaan waktunya. Isyarat input dan output mode ini
ditunjukkan pada gambar 3.
output
Input
Delay time
Gambar II.9 Isyarat input dan output timer Off-delay
c. Timer pulse
Output akan berlogika high selama setting tundaan waktu apabila input
diberi trigger berlogika high. Isyarat input dan output mode ini ditunjukkan pada
gambar 4.
output
input
Delay time
Gambar II.10 Isyarat input dan output timer pulse
17
g. Counter
1. Counter di PLC
a. Counter dalam PLC bekerja seperti halnya counter mekanik atau
elektronik yaitu membandingkan nilai yang terkumpul dengan nilai
setting, hasil perbandingan digunakan sebagai acuan keluran.
b. Dalam aplikasi-aplikasi yang menggunakan counter secara umum
bekerja sebagai berikut:
i. Menghitung hingga ke suatu nilai preset, setelah tercapai akan
menghasilkan suatu event.
ii. Membuat suatu event tetap terjadi, sampai counter mencapai nilai
reset baru berhenti.
c. Simbol counter pada ladder diagram ditunjukkan oleh gambar 7.
Gambar II.11 Simbol Blok Counter di PLC Twido
d. Parameter-parameter yang terdapat pada counter ditunjukkan oleh
tabel 2.
Tabel II.7 Paramater pada counter
18
19
BAB III
PEMBAHASAN
III.1 Pengenalan Produk
Secara umum alat pencampur kopi otomatis ini bekerja dengan cara
mencampurkan beberapa campuran dasar kopi yang tersedia sesuai keinginan
pengguna ke dalam sebuah tangki pengaduk sesuai dengan takaran yang telah di
atur. Agar alat ini bekerja secara otomatis maka seluruh sistem yang ada pada alat
pencampur diintegrasikan dengan perangkatar metode sistem kendali yaitu dengan
PLC dan HMI. Langkah pertama yang dilakukan dalam perancangan adalah
desain dan identifikasi system yang akan di jalankan.
Penelitian ini difokuskan pada proses desain, penggambaran ladder diagram
dan uji coba. Prosedur penelitian ini dapat dijelaskan sebagai berikut : tahap
pertama yaitu mentukan ide yang akan diangkat kemudian mengidentifikasi
masalah berupa deskripsi kerja yang akan dipecahkan menggunakan ladder
diagram. kemudian perancangan dilakukan dengan melakukan proses desain
trainer menggunakan secara manual dan kemudian di tuangkan ke dalam
perangkat lunak komputer microsoft visio. Tahap perancangan program ladder
diagram dilakukan secara manual dan di uji coba menggunakan perangkat lunak
CX Programmer.
III.2 Desain Rancangan
Mesin Pencampur kopi otomatis (Vanding Coffee Machine) terdiri atas 4
buah tombol pilihan (Black Coffee, black Coffe+Sugar, Coffee Creamer, dan
Coffee Milk) dimana apabila seorang user menekan salasatu tombol maka mesin
akan memerintahkan sejumlah keran tangki campuran kopi untuk terbuka dalam
jangka waktu tertentu yang kemudian diaduk didalam tabung pencampur hingga
menjadi campuran kopi yang sesuai dengan pilihan user dan kemudian
dikeluarkan melalui keran output menuju gelas yang telah diletakkan oleh user
sebelumnya.
20
Peralatan
Spesifikasi
Keterangan
nama Alat
Mesin Pencampur kopi (Coffe
Vanding Machine)
PLC
input
4
PushButton
waktu pengoperasian
28 detik
sensor
0
-
timer
6
Action Off Delay
motor
1
Pengaduk
Berikut adalah gambar design tanpilan depan sitem mesin pencampur kopi
(Vander Coffee Machine) :
Gambar III.1 Desain Tampilan depan (2D) Mesin Pencampur Kopi
21
Berikut adalah gambar design tanpilan depan sitem mesin pencampur kopi
(Vander Coffee Machine) :
Gambar III.2 : Desain Mesin Pencampur Kopi
Berikut deskripsi kerja plant simulator mesin pencampur kopi Coffee (vender machine)
Kondisi 1 : Ketika tombol “Black coffee” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
c. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
22
Kondisi 2 : ketika tombol “Black coffee+sugar” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
d. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
Kondisi 3 : ketika tombol “Coffee Creamer” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. Keran 3(K3) akan terbuka selama 4 derik(0.1 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan kreamer yang berada didalam tangki gula dan
akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
d. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
e. setelah
motor
pengaduk
berhenti
keran
pengeluaran
tangki
pengaduk(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di
letakkan oleh operator
Kondisi 4 : ketika tombol “coffee Milk” di tekan,
a. maka secara otomatis keran 1 (K1) akan terbuka selama 10 detik (0.7
dari ukuran gelas yang di sediakan) mengeluarkan kopi hitam yang
23
berada di dalam tangki kopi dan akan di tampung ke dalam tangki
pengaduk
b. Keran 2 (K2) akan terbuka selama 5 detik (0.2 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan gula cair yang berada didalam tangki gula
dan akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
c. Keran 4 (K4) akan terbuka selama 4 derik(0.1 dari ukuran gelas yang
disediakan) mengeluarkan susu yang berada didalam tangki gula dan
akan di tampung ke dalam tangki pengaduk
d. motor pengaduk yang berada didalam tangki pengaduk akan otomatis
berputar selama 15 detik,
e. setelah motor pengaduk berhenti keran pengeluaran tangki pengaduk
(k4) akan terbuka selama 13 detik dan mengisi gelas yang di letakkan
oleh operator
24
BAB IV
PEMECAHAN MASALAH
IV.1 Rancangan Ladder Diagram
LADDER DIAGRAM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI
(COFFEE VENDER MACHINE)
25
26
Tabel IV.1 Keterangan Simbol
No
Nama
Kode
Keterangan
1
Tombol “Coffee” (PushButton)
PB1
input
2
Tombol ” Coffee+Gula” (PushButton)
PB2
input
3
Tombol “Coffee Creamer” (PushButton)
PB3
input
4
Tombol “Coffee Milk” (PushButton)
PB4
Input
5
Timer relay keran kopi (off delay)
TR1
Controller
6
Timer relay keran gula cair (off delay)
TR2
Controller
7
Timer relay keran creamer (off delay)
TR3
Controller
8
Timer relay keran susu (off delay)
TR4
Controller
9
Timer relay motor pengaduk (off delay)
TR5
Controller
10
Timer relay keran output (off delay)
TR6
Controller
11
Keran tangki kopi
K1
Output
12
Keran tangki gula cair
K2
Output
13
Keran tangki kreamer
K3
Output
14
Keran tangki susu
K4
Output
15
Motor Pengaduk
M1
Output
Tabel IV.2 pengujian Kejadian
Kondisi
INPUT
PB2
PB3
0
0
1
PB1
1
PB4
0
TR1
TM 10#10s
TR2
0
2
1
1
0
0
TM 10#10s
TM
10#5s
TM
10#5s
TM
10#5s
3
1
1
1
0
TM 10#10s
4
1
1
0
1
TM 10#10s
CONTROLER
TR3
TR4
0
0
0
0
TM
10#4s
0
0
TM
10#4s
TR5
TM
10#15s
TM
10#15s
TM
10#15s
TM
10#15s
TR6
TM
10#13s
TM
10#13s
TM
10#13s
TM
10#13s
OUTPUT
K3 K4
0
0
K1
1
K2
0
M1
1
K5
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
Keterangan : TM 1-0 #10 = Timer berlogika 1 (hidup) ke 0 (Off) dengan rentan waktu 10 second
27
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
PLC “Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kopi” dapat berkomunikasi dengan baik
sesuai dengan deskripsi kerja alat yang telah direncanakan sebelumnya. Program ladder
diagram yang tersimpan dalam memori PLC menjadi kunci utama dalam mengendalikan
proses pencampuran kopi. Trainer simulator pencampur kopi ini tersusun dari beberapa
komponen yang mendeskripsikan dari proses pencampuran kopi. Dengan input/ output
yang sesuai dengan program ladder diagram yang tersimpan pada memori PLC ini maka
akan dapat bekerja dengan baik. Perancangan HMI disesuaikan dengan perancangan
display yang baik akan dengan mudah dipahami sehingga pengguna dengan sangat mudah
menggunakan alat tersebut
V.2 Saran
Dalam proses pembuatan ladder diagram kita harus memahami alur
perancangan alat dengan baik sehingga akan mudah dalam melakukan
penbuatan ladderdiagram
PLC “Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kopi” masih dalam pengembangan
lebih lanjut
28
DAFTAR PUSTAKA
Gumelar,Ramdan(September 2013). Jurnal:“Simulator Sistem Warna Otomatis
Berbasis PLC Terintegrasi Human Machine Interface”. Universitas Pendidikan
Indonesia
Google.com
29