Sistem Otomasi Pencampuran Cairan Berwarna Menggunakan PLC (Programmable Logic Controller).
ABSTRAK
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang cepat, menyebabkan makin banyaknya sistem otomasi yang digunakan dalam industri. Salah satu bentuk otomasi tersebut adalah penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) dalam mengontrol suatu proses kerja dari suatu sistem. Dalam sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini dikontrol dengan menggunakan PLC.
Sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini dikontrol dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller). Perangkat yang dirancang terdiri dari tiga tangki warna dasar dan satu tangki untuk pencampuran cairan yang di dalamnya terdapat mixer. Setiap tangki dilengkapi dengan selenoid valve yang dikontrol oleh PLC untuk mengatur komposisi dari tiga warna dasar. Tangki cairan akan mengalirkan warnanya berdasarkan komposisi yang sudah ditentukan secara bergantian ke tangki pencampur. Flow sensor memberikan masukan ke PLC berupa pembacaan aliran cairan dalam bentuk nilai counter, maka PLC mengatur selenoid valve berdasarkan nilai yang diberikan flow sensor ke PLC. Selenoid valve akan menutup jika komposisi masing-masing warna yang diinginkan telah tercapai. kemudian mixer akan bekerja selama waktu yang telah ditentukan. Setelah mixer berhenti hasilnya akan dikeluarkan sesuai dengan volume yang diinginkan.
Dari hasil percobaan didapat perbedaan antara volume perhitungan dengan volume percobaan sebesar ± 2%. Dalam Tugas Akhir ini proses pencampuran diuji untuk menghasilkan 16 warna. Agar proses pencampuran mendapatkan hasil yang teliti, sebaiknya setiap tangki dilengkapi dengan sensor.
(2)
vi
Daftar Isi
Abstrak
i
Abstract
ii
Kata Pengantar
iii
Daftar Isi
v
Daftar Gambar
vii
Daftar Tabel
viii
BAB I Pendahuluan
1I.1 Latar Belakang 1
I.2 Identifikasi Masalah 2
I.3 Tujuan 2
I.4 Pembatasan Masalah 2
I.5 Spesifikasi Alat 3
I.6 Sistematika Penulisan 3
Bab II Landasan Teori
4
II.1 Istilah-istilah Teknik sistem Kendali 4
II.1.1 Sistem Kendali Open Loop 4
II.1.2 Sistem Kendali Close Loop 5
II.2 PLC 5
II.2.1 Komposisi PLC 6
II.2.1.1 CPU PLC 7
II.2.1.2 Modul Input/Output (I/O)PLC 8
II.2.1.3 Memori PLC 9
II.2.2 Bahasa Pemograman Untuk PLC 9
II.2.3 Scan Time 10
II.2.4 PLC Twido 11
II.2.4.1 Alokasi Memory 12
II.2.4.2 Input/Output (I/O)Section 12
(3)
vii
Bab III Perancangan Alat dan Realisasi
15
III.1 Perancangan dan Cara Kerja Plant Simulasi Pencampuran 15
III.2 Flow Sensor 17
III.2.1 Bagian dari Flow Sensor 17
III.3 Pemograman PLC 18
III.3.1 Flowchart 20
III.4 Selenoid Valve 22
Bab IV Pengujian Alat dan Data Pengamatan
23
IV.1 Pengujian Pembacaan Sensor Flow pada masing-masing Tangki Warna 23
IV.2 Pengujian PLC 25
IV.2.1 Percobaan Berdasarkan Counter 26
IV.2.2 Percobaan Berdasarkan (ml) 28
Bab V Kesimpulan Dan Saran
30
V.1 Kesimpulan 30
V.2 Saran 30
Daftar Pustaka 31
Lampiran A Photo Alat
Lampiran B Data Sheet flow sensor
Lampiran C Program
(4)
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Blok diagram Sistem kendali Close loop 5
Gambar 2.2 Komposisi PLC 7
Gambar 2.3 Blok Diagram CPU PLC 8
Gambar 2.4 Scan Time PLC 10
Gambar 2.5 Bentuk Fisik PLC Twido Compact dan Modular 11 Gambar 3.1 Blok sistem Plant Simulasi Pencampuran 15
Gambar 3.2 Bentuk Fisik dari Flow Sensor 18
Gambar 3.3 Tampilan Memulai Program 19
Gambar 3.4 Tampilan Mengganti Tipe PLC 19
Gambar 3.5 Tampilan Tipe PLC yang dipilih 20
Gambar 3.6 Tampilan untuk memulai program 20
Gambar 3.7 Selenoid Valve 22
(5)
Daftar Tabel
Tabel 4.1 Percobaan pada tangki warna cyan 23
Tabel 4.2 Percobaan pada tangki warna magenta 24
Tabel 4.3 Percobaan pada tangki warna yellow 24
Tabel 4.4 komposisi warna 25
Tabel 4.5 Percobaan volume 1000ml terhadap nilai counter 26 Tabel 4.6 Percobaan volume 500ml terhadap nilai counter 27
Tabel 4.7 Percobaan volume 1000ml terhadap ml 28
(6)
(7)
Bab 1 Pendahuluan
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang dari pembuatan Tugas Akhir ini dilanjutkan dengan identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, identifikasi alat dan sistematika penulisan
1.1
Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang cepat, menyebabkan makin banyaknya sistem otomasi yang digunakan dalam industri. Salah satu bentuk otomasi tersebut adalah penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) dalam mengontrol suatu proses kerja dari suatu sistem. Dalam sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini dikontrol dengan menggunakan PLC. Dewasa ini PLC tidak hanya menggantikan pengendali relay yang ada sebelumnya, tetapi banyak mengambil alih fungsi kontrol tambahan seperti pencacahan, penghitungan, perbandingan dan pemrosesan dari sinyal analog.
Perangkat keras PLC dapat ditemui dalam berbagai ukuran dari skala kecil yang disebut mikro sampai skala besar yang dibuat modular. Seperti halnya komputer, PLC hanyalah perangkat keras yang tidak bisa berfungsi apa-apa dan tidak bisa mengerjakan suatu tugas otomasi yang kompleks dan rumit untuk suatu proses produksi tanpa adanya program. Program ini yang memberikan instruksi-instruksi dan urutannya kepada mikrokomputer untuk melakukan pembacaan informasi dari sensor dan menggerakan aktuator. Bagian I/O dari PLC terdiri dari modul input dan modul output. Sistem I/O membentuk interface dengan peranti medan yang dihubungkan pada pengontrol.
Prinsip dari sistem pencampuran cairan berwarna ini banyak dipakai dalam industri-industri besar terutama dalam industri yang menghaslkan produk cat. Ketepatan pencampuran warna, mulai dari komposisi dan volume warna yang diinginkan serta ketepatan dari warna yang dihasilkan harus
(8)
benar-Bab 1 Pendahuluan 2
benar diperhatikan. Seluruh sistem dari proses produksi dalam skala besar biasanya diatur oleh beberapa pengontrol, sehingga pengontrol merupakan otak dari jalannyaseluruh otomasi proses produksi.
1.2 Identifikasi Masalah
Dari latar belakang tersebut, maka masalah dalam Tugas Akhir ini yaitu bagaimana cara mencampur cairan berwarna pada tangki pencampur secara otomatis menggunakan PLC (Programmable Logic Controller)
1.3
Tujuan
Tugas Akhir ini bertujuan membuat suatu perangkat sistem pencampuran cairan berwarna secara otomatis dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller)
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam pembuatan perangkat sistem pencampuran cairan berwarna ini ada beberapa persoalan. Agar permasalahannya menjadi jelas perlu dilakukan pembatasan-pembatasan yang menyangkut fungsi masing-masing bagian maupun cara kerja sistem secara keseluruhan
1. Masing-masing tangki warna dasar dianggap penuh untuk kondisi awal 2. Volume yang dicapai 1 liter dan 500 ml
3. Warna yang yang diinginkan : Biru, Emas, Hijau, Merah, Merah Jambu, Orange, Violet, Lemon Cream, Mint Green, Sandy Brown, Wisteria, Amber, Aquamarine, Carrot, Dark Peach, Dark Pink.
(9)
Bab 1 Pendahuluan 3
1.5
Spesifikasi alat
Alat-alat yang dipergunakan dalam Tugas Akhir kali ini yaitu: 1. PLC tipe Twido
2. Seperangkat tangki yang terbuat dari bahan akrilik yang terdiri dari 3 tangki warna dasar dan 1 tangki pencampur yang masing-masing tangki berukuran 10cm X 10cm X 15cm.
3. 1 flow sensor – tipe Dual Range sebagai pendeteksi kecepatan aliran cairan.
4. 1 mixer yang dibuat dari motor dc. 5. 3 Pompa aquarium 220V
1.6
Sistematika Penulisan
: BAB I PENDAHULUANBerisi latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika penulisan.
BAB II TEORI PENUNJANG
Bab ini diawali dengan pembahasan mengenai jenis sistem kendali Programmable Logic Controller (PLC) serta spesifikasinya, karakteristik dari flow sensor, motor dc.
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Dalam bab ini akan diuraikan mengenai cara kerja alat, perancangan serta realisasi perangkat keras dan perangkat lunak secara keseluruhan dari sistem otomasi pencampuran cairan berwarna.
BAB IV DATA PENGAMATAN
Bab ini membahas mengenai pengambilan data pengamatan dan pengujian alat yang dirancang.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai penutup dari laporan Tugas Akhir ini, disajikan kesimpulan serta saran – saran untuk pengembangan lebih lanjut dari sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini.
(10)
Bab V Kesimpulan dan Saran
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang diamati dapat disimpulkan bahwa : 1. Hasil pencampuran warna yang diinginkan berhasil dicapai
2. Sistem pencampuran cairan berwarna menggunakan PLC baik, dengan kesalahaan volume 2 %
3. Sistem otomasi pencampuran warna bisa menggunakan PLC
5.2 Saran
Saran yang perlu diketengahkan sebagai bahan perbaikan dari sistem ini yaitu pemasangan sensor di setiap tabung akan menghasilkan ketelitian volume yang di inginkan.
(11)
Daftar Pustaka
1. Petruzella, D, Frank. “Indutrial Elektronik”,Glencoe, Maret, 1996.
2. Tohir, Toto.”Pemrograman PLC Basic Skill”,Vidia Automation, Bandung, April 2005.
3. Zemansky, Sears. “Physic University”. Dortmouth College, Addison-Wesley Company Inc, 1962.
4. http :// www. Kuleven.ac.be/-rijmen/ rijandel, juni2004. 5. Http :// www.ElektroIndonesia.com.Elektro/elek/html28 6. http :// www.emesystems.com/pdfs/parts/LM2907
7. http :// www.sensorsportal.com/HTML/SENSORS/FlowSens_Manuf.html 8. http :// www.plcs.net
(1)
(2)
Bab 1 Pendahuluan
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang dari pembuatan Tugas Akhir ini dilanjutkan dengan identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, identifikasi alat dan sistematika penulisan
1.1
Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang cepat, menyebabkan makin banyaknya sistem otomasi yang digunakan dalam industri. Salah satu bentuk otomasi tersebut adalah penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) dalam mengontrol suatu proses kerja dari suatu sistem. Dalam sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini dikontrol dengan menggunakan PLC. Dewasa ini PLC tidak hanya menggantikan pengendali relay yang ada sebelumnya, tetapi banyak mengambil alih fungsi kontrol tambahan seperti pencacahan, penghitungan, perbandingan dan pemrosesan dari sinyal analog.
Perangkat keras PLC dapat ditemui dalam berbagai ukuran dari skala kecil yang disebut mikro sampai skala besar yang dibuat modular. Seperti halnya komputer, PLC hanyalah perangkat keras yang tidak bisa berfungsi apa-apa dan tidak bisa mengerjakan suatu tugas otomasi yang kompleks dan rumit untuk suatu proses produksi tanpa adanya program. Program ini yang memberikan instruksi-instruksi dan urutannya kepada mikrokomputer untuk melakukan pembacaan informasi dari sensor dan menggerakan aktuator. Bagian I/O dari PLC terdiri dari modul input dan modul output. Sistem I/O membentuk interface dengan peranti medan yang dihubungkan pada pengontrol.
Prinsip dari sistem pencampuran cairan berwarna ini banyak dipakai dalam industri-industri besar terutama dalam industri yang menghaslkan produk cat. Ketepatan pencampuran warna, mulai dari komposisi dan volume warna yang diinginkan serta ketepatan dari warna yang dihasilkan harus
(3)
Bab 1 Pendahuluan 2
benar diperhatikan. Seluruh sistem dari proses produksi dalam skala besar biasanya diatur oleh beberapa pengontrol, sehingga pengontrol merupakan otak dari jalannyaseluruh otomasi proses produksi.
1.2 Identifikasi Masalah
Dari latar belakang tersebut, maka masalah dalam Tugas Akhir ini yaitu bagaimana cara mencampur cairan berwarna pada tangki pencampur secara otomatis menggunakan PLC (Programmable Logic Controller)
1.3
Tujuan
Tugas Akhir ini bertujuan membuat suatu perangkat sistem pencampuran cairan berwarna secara otomatis dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller)
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam pembuatan perangkat sistem pencampuran cairan berwarna ini ada beberapa persoalan. Agar permasalahannya menjadi jelas perlu dilakukan pembatasan-pembatasan yang menyangkut fungsi masing-masing bagian maupun cara kerja sistem secara keseluruhan
1. Masing-masing tangki warna dasar dianggap penuh untuk kondisi awal 2. Volume yang dicapai 1 liter dan 500 ml
3. Warna yang yang diinginkan : Biru, Emas, Hijau, Merah, Merah Jambu, Orange, Violet, Lemon Cream, Mint Green, Sandy Brown, Wisteria, Amber, Aquamarine, Carrot, Dark Peach, Dark Pink.
(4)
Bab 1 Pendahuluan 3
1.5
Spesifikasi alat
Alat-alat yang dipergunakan dalam Tugas Akhir kali ini yaitu: 1. PLC tipe Twido
2. Seperangkat tangki yang terbuat dari bahan akrilik yang terdiri dari 3 tangki warna dasar dan 1 tangki pencampur yang masing-masing tangki berukuran 10cm X 10cm X 15cm.
3. 1 flow sensor – tipe Dual Range sebagai pendeteksi kecepatan aliran cairan.
4. 1 mixer yang dibuat dari motor dc. 5. 3 Pompa aquarium 220V
1.6 Sistematika Penulisan : BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika penulisan.
BAB II TEORI PENUNJANG
Bab ini diawali dengan pembahasan mengenai jenis sistem kendali Programmable Logic Controller (PLC) serta spesifikasinya, karakteristik dari flow sensor, motor dc.
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Dalam bab ini akan diuraikan mengenai cara kerja alat, perancangan serta realisasi perangkat keras dan perangkat lunak secara keseluruhan dari sistem otomasi pencampuran cairan berwarna.
BAB IV DATA PENGAMATAN
Bab ini membahas mengenai pengambilan data pengamatan dan pengujian alat yang dirancang.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai penutup dari laporan Tugas Akhir ini, disajikan kesimpulan serta saran – saran untuk pengembangan lebih lanjut dari sistem otomasi pencampuran cairan berwarna ini.
(5)
Bab V Kesimpulan dan Saran
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang diamati dapat disimpulkan bahwa : 1. Hasil pencampuran warna yang diinginkan berhasil dicapai
2. Sistem pencampuran cairan berwarna menggunakan PLC baik, dengan kesalahaan volume 2 %
3. Sistem otomasi pencampuran warna bisa menggunakan PLC
5.2 Saran
Saran yang perlu diketengahkan sebagai bahan perbaikan dari sistem ini yaitu pemasangan sensor di setiap tabung akan menghasilkan ketelitian volume yang di inginkan.
(6)
Daftar Pustaka
1. Petruzella, D, Frank. “Indutrial Elektronik”,Glencoe, Maret, 1996.
2. Tohir, Toto.”Pemrograman PLC Basic Skill”,Vidia Automation, Bandung, April 2005.
3. Zemansky, Sears. “Physic University”. Dortmouth College, Addison-Wesley Company Inc, 1962.
4. http :// www. Kuleven.ac.be/-rijmen/ rijandel, juni2004. 5. Http :// www.ElektroIndonesia.com.Elektro/elek/html28 6. http :// www.emesystems.com/pdfs/parts/LM2907
7. http :// www.sensorsportal.com/HTML/SENSORS/FlowSens_Manuf.html 8. http :// www.plcs.net