74
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Diagram Blok
MESIN INFEED
MESIN FINGER SHAPE JOINT 1
MESIN FINGER SHAPE JOINT 2
MESIN INFEED 2
MESIN INFEED 3
MESIN FINGER JOINT
Universitas Sumatera Utara
75
4.2 Wiring Diagram
Universitas Sumatera Utara
76
Universitas Sumatera Utara
77
Universitas Sumatera Utara
78
Universitas Sumatera Utara
79
Universitas Sumatera Utara
80
Universitas Sumatera Utara
81
Universitas Sumatera Utara
82
Universitas Sumatera Utara
83
Universitas Sumatera Utara
84
Universitas Sumatera Utara
85
Universitas Sumatera Utara
86
Universitas Sumatera Utara
87
Universitas Sumatera Utara
88
Universitas Sumatera Utara
89
Universitas Sumatera Utara
90
Universitas Sumatera Utara
91
Universitas Sumatera Utara
92
Universitas Sumatera Utara
93
Universitas Sumatera Utara
94
Universitas Sumatera Utara
95
Universitas Sumatera Utara
96
Universitas Sumatera Utara
97
Universitas Sumatera Utara
98
Universitas Sumatera Utara
99
Universitas Sumatera Utara
100
Universitas Sumatera Utara
101
4.3 Pemrograman Pada Software PLC Type Siemens Simatic S7 5.3.1 Pemrograman Pada File FC1
Universitas Sumatera Utara
102
Universitas Sumatera Utara
103
Universitas Sumatera Utara
104
Universitas Sumatera Utara
105
Universitas Sumatera Utara
106
Universitas Sumatera Utara
107
Universitas Sumatera Utara
108
Universitas Sumatera Utara
109
Universitas Sumatera Utara
110
Universitas Sumatera Utara
111
Universitas Sumatera Utara
112
Universitas Sumatera Utara
113
Universitas Sumatera Utara
114
Universitas Sumatera Utara
115
Universitas Sumatera Utara
116
Universitas Sumatera Utara
117
Universitas Sumatera Utara
118 Gambar 4. 1 Pemrograman Pada File FC1
Universitas Sumatera Utara
119
5.3.2 Pemrograman Pada File OB1
Gambar 4. 2 Pemrograman Pada File OB1
Universitas Sumatera Utara
120
4.3 Screen
Berikut adalah tampilan screen pada simulasi mesin finger joint
Gambar 4. 3 Tampilan Screen Pada Simulasi Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
121 Gambar 4. 4 Tampilan Screen Proses Kerja 1 Mesin Infeed 1 - Mesin Finger
Shape Joint 1Pada Simulasi Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
122 Gambar 4. 5Tampilan Screen Proses Kerja 2 Mesin Infeed 2 – Mesin
Finger Shape Joint 2 – Mesin Infeed 3 Pada Simulasi Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
123 Gambar 4. 6 Tampilan Screen Proses Kerja 3 Mesin Infeed 3 – Mesin Finger
Joint Pada Simulasi Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
124
4.4 Tabel Simbol
Tabel 4. 1 Pengalamatan Input Dan Output Pada Program PLC
Universitas Sumatera Utara
125
Universitas Sumatera Utara
126
Universitas Sumatera Utara
127
Universitas Sumatera Utara
128
4.5 Analisa Simulasi Pemrograman PLC
Setelah melakukan perencanaan dan perancangan pemrograman PLC, selanjutnya dilakukan pengujian terhadap program tersebut. Hal ini berguna untuk
mengetahui apakah program yang telah di rancang telah “running” atau tidak. Adapun pengujian yang dilakukan adalah:
1. Analisa simulasi program PLC pada mesin finger joint dengan mode
“auto”. 2.
Analisa simulasi program PLC pada mesin finger joint dengan mode “manual”.
4.5.1 Analisa Simulasi Program PLC Pada Mesin Finger Joint Dengan Mode “Auto”
Berikut adalah menganalisa simulasi program PLC pada mesin finger joint dengan mode “auto”:
• Switch S_ON M3.1 ditekan, sistem On Q13.4
• Kemudian switch Auto M0.0 di aktifkan, maka sistem dalam
keadaan stand by untuk beroperasi secara otomatis. •
Pada kondisi “stand by”, maka equipment yang langsung pada status On adalah :
- Mesin Infeed : Konveyor 2 Q0.2, Limiter 1 Q0.7, Limiter 2
Q1.2. -
Mesin Finger Shape Joint 1 : Cutter 1 Q0.3, Shaper 1 Q0.4, Silinder Pneumatic Side Q1.5, Silinder Pneumatic Top Q1.6,
Limiter Side 1 Q2.6, Limit Switch 1 M0.5 aktif, -
Mesin Infeed 2: Konveyor 4 Q2.7, Limiter 3 Q3.5, Limiter 4 Q4.0.
- Mesin Finger Shape Joint 2: Cutter 2 Q3.0, Shaper 2 Q3.1,
Silinder Pneumatic Side Q4.3, Silinder Pneumatic Top Q4.4, Limiter Side 2 Q5.4, Limit Switch 3 M1.2 aktif
- Mesin Infeed 3 : Konveyor 6 Q6.0, Konveyor 13 Q6.1, Limiter
5 Q7.0, In Jointing Feeding Q7.6,
Universitas Sumatera Utara
129 -
Mesin Finger Joint : 3 Silinder Pneumatic Top Q9.5, Cutter 3 Q9.1
• Kayu – kayu pada posisi siap di konveyor 1 Q0.1, lalu tekan switch
PB M0.1, maka konveyor 1 Q0.1 On. Kemudian kayu – kayu bergerak sampai ke ujung konveyor 2, tertahan oleh Limiter 1
Pembatas 1. Disaat yang sama, kayu – kayu memotong sensor 1 M0.2, sehingga sensor 1 aktif. Aktifnya sensor 1 meng-On delay-kan
Timer T1 dan meng-Off-kan konveyor 1. Saat T1 On, Limiter 1 off dan meng-On delay-kan T2. T2 berfungsi interlock terhadap Limiter 1
dan T1. Saat T2 On, Limiter 1 kembali On dan T1 Off. Otomatis, T2 pun kembali Off. Artinya, kontrol pada network 3 ini kembali ke
kondisi semula, yakni stand by auto. Pada kondisi Limiter 1 off, kayu – kayu lanjut bergerak sampai tertahan Limiter 2. Tundaan waktu T2
berguna untuk memberikan waktu pada kayu – kayu bergerak sampai di Limiter 2.
• Selanjutnya, kayu – kayu memotong sensor 2 M0.3. Sensor 2 aktif,
langsung meng-On-kan Konveyor 3 Q1.1 forward dan mengaktifkan tundaan waktu T3. Ketika T3 On, Limiter 2 Off, sehingga kayu – kayu
bergerak masuk sampai ke ujung konveyor 3 dan ditahan Limiter Side 1 Area Cutting Feeding. Setelah sampai di pembatas Limiter Side 1,
kayu – kayu memotong sensor 4 photo electric switch, dan sensor 4 pun aktif dan mengoperasikan Limiter 2 kembali On dan T4 On
delay. Saat T4 On, T4 mengoperasikan Silinder Pneumatic Side SP1 Q1.5 On, T6 On delay, dan konveyor 3 Off. Kemudian T6 On, maka
Silinder Pneumatic Top SP2 On dan T7 On delay. On T7, maka mengoperasikan : T5 On delay, T4 Off, yang otomatis meng-Offkan
SP1, SP2, dan T6 dan meng-On-kan kembali konveyor 3. Saat T5 On, kembali meng-On-kan SP1, konveyor 3 Off dan T6 On delay. Sesaat
kemudian, T6 On dan SP2 pun On. SP1 dan SP2 berfungsi untuk meng-press kayu untuk “ready” ke tahap slanjutnya. SP1 dan SP2
Universitas Sumatera Utara
130 bekerja berulang 1 kali dengan kombinasi 4 Timer T4, T5, T6, dan
T7. •
Pada kondisi kayu – kayu di press oleh SP1 dan SP2, Cutting Feeding 1 Forward Q2.0 On sehingga CF1 F ini bergeser kekanan menuju
dan melewati cutter 1 terlebih dahulu, kemudian shaper 1. Cutter 1 nantinya akan memotong kayu dan shaper 1 membentuk finger pada
salah satu sisi ujung kayu. •
Kemudian saat CF1 F sampai di ujung sebelah kanan dan menyentuh Limit switch 2, maka CF1 F stop Off, SP1 dan SP2 Off, lalu ada
delay On pada T8. Sesaat T8 On, Pusher Side 1 mendorong kayu keluar dan On delay T10. Sesaat kemudian T10 On, Conveyor 3
Reverse membantu kayu terdorong keluar menuju konveyor 4 Mesin Infeed 2. Hingga kayu memotong sensor 5 M1.0, T9 On delay untuk
Cutting feeding 1 reverse, kembali ke semula. Fungsi T9 disini adalah juga memberikan waktu pada kayu – kayu keluar sampai tertahan di
Limiter 3. •
Setelah itu, kayu – kayu memotong sensor 5 M1.0, sehingga sensor 5 aktif. Aktifnya sensor 5 meng-On delay-kan Timer T11. Saat T11
On, Limiter 3 off dan meng-On delay-kan T12. T12 berfungsi interlock terhadap Limiter 3 dan T11. Saat T12 On, Limiter 3 kembali On dan
T11 Off. Otomatis, T12 pun kembali Off. Artinya, kontrol pada network 5 ini kembali ke kondisi semula, yakni stand by auto. Pada
kondisi Limiter 3 off, kayu – kayu lanjut bergerak sampai tertahan Limiter 4. Tundaan waktu T12 berguna untuk memberikan waktu pada
kayu – kayu bergerak sampai di Limiter 4. •
Selanjutnya, kayu – kayu memotong sensor 6 M1.1. Sensor 6 aktif, langsung meng-On-kan konveyor 5 Q3.7 forward dan mengaktifkan
tundaan waktu T13. Ketika T13 On, Limiter 4 Off, sehingga kayu – kayu bergerak masuk sampai ke ujung konveyor 5 dan ditahan Limiter
Side 2 Area Cutting Feeding 2. Setelah sampai di pembatas Limiter Side 2, kayu – kayu memotong sensor 8 photo electric switch, dan
Universitas Sumatera Utara
131 sensor 8 pun aktif dan mengoperasikan Limiter 4 kembali On dan
T14 On delay. Saat T14 On, T14 mengoperasikan Silinder Pneumatic Side SP5 Q4.3 On, T16 On delay, dan konveyor 5 Off. Kemudian
T16 On, maka Silinder Pneumatic Top SP6 Q4.4 On dan T17 On delay. On T17, maka mengoperasikan : T15 On delay, T14 Off, yang
otomatis meng-Offkan SP5, SP6, dan T16 dan meng-On-kan kembali konveyor 5. Saat T15 On, kembali meng-On-kan SP5, konveyor 5 Off
dan T16 On delay. Sesaat kemudian, T16 On dan SP6 pun On. SP5 dan SP6 berfungsi untuk meng-press kayu untuk “ready” ke tahap
slanjutnya. SP5 dan SP6 bekerja berulang 1 kali dengan kombinasi interlock berurutan 4 Timer T14, T15, T16, dan T17.
• Pada kondisi kayu – kayu di press oleh SP5 dan SP6, Cutting Feeding
2 Forward Q4.6 On sehingga CF2 F ini bergeser kekanan menuju dan melewati cutter 2 terlebih dahulu, kemudian shaper 2. Cutter 2
nantinya akan memotong kayu dan shaper 2 membentuk finger pada salah satu sisi ujung kayu lainnya. Pada saat tadi CF2 F On, Lem
Q5.5 pun On, hingga saatnya ujung dari kayu – kayu nantinya mengenai Lem. Letak lem telah di desain dan di posisikan sedemikian
rupa agar sela – sela pada ujung kayu mendapatkan lem yang maksimal.
• Kemudian saat CF2 F sampai di ujung sebelah kanan dan menyentuh
Limit switch 4 M1.5, maka CF2 F stop Off, SP5 dan SP6 Off, lalu ada delay On pada T18. Sesaat T18 On, Pusher Side 2 mendorong
kayu keluar dan On delay T20. Sesaat kemudian T10 On, konveyor 5 reverse Q5.1 membantu kayu terdorong keluar menuju konveyor 6
Q6.0 Mesin Infeed 3. Hingga kayu memotong sensor 9 M1.7, T19 On delay untuk cutting feeding 2 reverse, kembali ke semula. Fungsi
T19 disini adalah juga memberikan waktu pada kayu – kayu keluar sampai tertahan di Limiter 5.
• Selanjutnya, kayu – kayu memotong sensor 9. Sensor 9 aktif, langsung
meng-On-kan konveyor 7 Q6.7 forward dan mengaktifkan tundaan
Universitas Sumatera Utara
132 waktu T23. Ketika T23 On, Limiter 5 Off, sehingga kayu – kayu
bergerak masuk sampai ke ujung konveyor 7. Setelah itu, kayu – kayu memotong sensor 11 photo electric switch, dan sensor 11 pun aktif
dan mengoperasikan Limiter 5 kembali On, konveyor 7 Off, dan T24 On delay. Saat T24 On, T24 mengoperasikan Motor Side Forward 1
On, Motor Side Forward 2 On lalu motor ini bekerja perlahan mendorong kayu ke kanan. Di saat bersamaan, fan Q7.5 yang ada di
area sebelah kanan bekerja. Fan ini berfungsi untuk mengipas debu – debu atau partikel – partikel kecil yang masih menempel pada kayu
agar tidak mengganggu proses dari penyatuan kayu selanjutnya dan juga untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Di ujung area kanan,
Motor Side Forward 2 Off karena menyentuh Limit Switch 7. Di sana terdapat juga sensor 12 M2.3 yang mendeteksi kayu jatuh satu
persatu, sehingga membuat kerja motor side forward 1 interlock on off terhadap kayu yang jatuh bertahap di konveyor 13 Q6.1 berikutnya.
Tujuannya adalah untuk memberikan kerja motor side forward 1 off saat kayu jatuh ke konveyor berikutnya, kemudian saat kayu terdorong
ke proses berikutnya, sampai sensor 12 tidak mendeteksi kayu pada konveyor 13 tersebut, motor kembali on, dan demikian seterusnya
sampai tidak ada lagi kayu pada area tersebut, maka motor side reverse 1 Q7.4 bekrja dan kembali ke semula. Setelah kembali ke semula,
motor side reverse 2 kemudian di picu untuk kembali ke semula Lalu selanjutnya kayu – kayu bergerak menuju In Feeding Joint Q7.6;
Q7.7. In Feeding Joint berfungsi sebagai feeding untuk mendorong kayu – kayu ke proses selanjutnya Power Feeding Roller
• Kemudian kayu – kayu memotong sensor 14 M2.4 dan 15 M2.5.
Sensor 14 di pasang pada awal sisi Power Feeding Roller dan sensor 15 di sisi ujungnya.Saat sensor 14 aktif, Silinder Pneumatic Top Push
PFR Q13.6 On. Dengan On-nya Silinder Pneumatic Top Push PFR, maka Power Feeding Roller Q8.0 beroperasi On. Sensor 15
berfungsi untuk mendeteksi bahwa kayu masih di area Power Feeding
Universitas Sumatera Utara
133 Roller. Kombinasi kerja SP dan PFR ini juga beroperasi mendorong
kayu – kayu perlahan masuk menuju jointing feeding sekaligus merapatkan finger kayu yang satu dengan finger kayu yang lainnya.
Sampai kayu menyentuh Limit Switch 6 M2.6 yang ada pada ujung Jointing Feeding, Power Feeding Roller akan berhenti beroperasi
sesaat Off. Saat itu, mesin press dari Silinder Pneumatic Top C Q9.0 menekan kayu yang berada dekat Power Feeding Roller,
kemudian proses selanjutnya adalah Cutter 3 Q9.1 •
Cutter 3 sudah pada kondisi stand by, kemudian Silinder Pneumatic Bottom C Q9.2 bekerja On mendorong cutter 3 ke atas. Cutter 3
memotong batas panjang kayu terakhir karena telah terukur panjang kayu – kayu yang mau disatukan. Setelah di potong, Silinder
Pneumatic Bottom C Off kembali ke semula, dan di saat yang sama, Silinder pneumatic top Q9.5 Off, Silinder pneumatic bottom hold 2
Q11.2 On. Setelah itu, Silinder Pneumatic Top C membuka kembali Off. Kemudian kayu – kayu yang mau disatukan tadi di dorong ke
samping oleh silinder pneumatic side push On Q10.1 untuk proses selanjutnya, yaitu finger jointing.
• Kemudian sensor 16 bekerja saat silinder pnumatic side push On
maksimum, sensor 16 aktif mengaktifkan On delay T27. Sesaat T27 On, Silinder Pneumatic Bottom Hold 1 SP28 Q11.4 On. SP28 ini
brfungsi untuk merapatkan dan meluruskan posisi kayu untuk siap di “jointing”. Pada saat SP28 On, maka T30 On delay.
• Ketika T30 On, maka Silinder Pneumatic Top Press Q10.5 On.
Dengan On-nya SP ini, Timer T33 On delay terhadap Sylinder Hydraulic Side Press HP Q12.0. On-nya T33 meng-On-kan HP1 dan
HP2 dan T34 Off delay terhadap HP. Dan T35 kembali On kan HP. T35 juga mengaktifkan On delay T36. Saat T36 On, maka meng-On
delay-kan T28 dan meng-Off-kan HP. Saat T28 On, Silinder Pneumatic Top Press Off dan Silinder pneumatic push side 2 juga Off.
Universitas Sumatera Utara
134 •
Dan akhirnya, tahap yang terakhir saat T28 On, maka T31 On delay. Saat T31 On, Silinder pneumatic push side 2 On. SP ini berfungsi
untuk mendorong kayu keluar untuk siap di packing setelah selesai proses jointing tersebut.
4.5.2 Analisa Simulasi Program PLC Pada Mesin Finger Joint Dengan Mode “Manual”
Berikut adalah menganalisa simulasi program PLC pada mesin finger joint dengan mode “manual”:
• Sistem masih dalam status On
• Switch Auto M0.0 di nonaktifkan Off.
• Switch Manual M3.3 diaktifkan On, maka sistem beroperasi secara
manual •
Switch S_K1 M3.4 mengoperasikan konveyor 1 Q0.1. •
Switch S_K2 M3.5 mengoperasikan konveyor 2 Q0.2. •
Switch S_C1 M3.6 mengoperasikan Cutter 1 Q0.3. •
Switch S_S1 M3.7 mengoperasikan Shaper 1 Q0.4. •
Switch S_LSd1 M4.1 mengoperasikan Limiter Side 1 Q2.6. •
Switch S_L1 M6.0 mengoperasikan Limter 1 Q0.7. •
Switch S_K3F M6.1 mengoperasikan konveyor 3 forward Q1.1. •
Switch S_L2 M6.2 mengoperasikan Limter 2 Q1.2. •
Switch S_SP1SP2 M6.3 mengoperasikan Silinder Pneumatic Side SP1 dan Silinder Pneumatic Top SP2 Q1.5; Q1.6.
• Switch S_CF1 F M6.4 mengoperasikan Cutting Feeding 1 Forward
Q2.0. •
Switch S_PS1 M6.5 mengoperasikan Pusher Side 1 Q2.2 •
Switch S_K3R M10.1 mengoperasikan dan konveyor 3 reverse Q2.3
• Switch S_CF1 R M6.6 mengoperasikan Cutting Feeding 1 Reverse
Q2.5. •
Switch S_K4 M4.2 mengoperasikan konveyor 4 Q2.7.
Universitas Sumatera Utara
135 •
Switch S_C2 M4.3 mengoperasikan Cutter 2 Q3.0. •
Switch S_LSd2 M4.7 mengoperasikan Limiter Side 2 Q5.4. •
Switch S_L3 M6.7 mengoperasikan Limter 3 Q3.5. •
Switch S_K5F M7.0 mengoperasikan konveyor 5 forward Q3.7. •
Switch S_L4 M7.1 mengoperasikan Limter 4 Q4.0. •
Switch S_SP5SP6 M7.2 mengoperasikan Silinder Pneumatic Side SP5 dan Silinder Pneumatic Top SP6 Q4.3; Q4.4.
• Switch S_CF2 F M7.3 mengoperasikan Cutting Feeding 2 Forward
Q4.6. •
Switch S_SP9 M5.0 mengoperasikan Lem Q5.5. •
Switch S_PS2 M7.4 mengoperasikan Pusher Side 2 Q5.0 dan konveyor 5 reverse Q5.1.
• Switch S_K5R M7.4 mengoperasikan dan konveyor 5 reverse
Q5.1. •
Switch S_CF2 R M7.5 mengoperasikan Cutting Feeding 2 Reverse Q5.3.
• Switch S_K6 M5.1 mengoperasikan konveyor 6 Q6.0.
• Switch S_K8 M5.4 mengoperasikan konveyor 8 Q6.1.
• Switch S_K7 M7.7 mengoperasikan konveyor 7 Q6.7.
• Switch S_L5 M8.0 mengoperasikan Limiter 5 Q6.1.
• Switch S_MSF1 M9.3 mengoperasikan dan Motor Side Forward
1Q7.3. •
Switch S_MSF2 M8.1 mengoperasikan dan Motor Side Forward 2Q7.3.
• Switch S_FAN M5.2 mengoperasikan Fan Q7.5.
• Switch S_MSR1 M8.2 mengoperasikan Motor Side Reverse 1
Q7.4. •
Switch S_MSR2 M8.2 mengoperasikan Motor Side Reverse 2 Q10.5.
• Switch S_IFJ M5.5 mengoperasikan In Feeding Joint Q7.6.
Universitas Sumatera Utara
136 •
Switch S_SPTPPFR M5.6 mengoperasikan SP Top Push PFR Q13.6 dan Power Feeding Roller Q8.0
• Switch S_C3 M5.7 mengoperasikan Cutter 3 Q9.1.
• Switch S_SP Top C M8.3 mengoperasikan Silinder Pneumatic Top C
SP15 Q9.0. •
Switch S_SP Bottom C M8.4 mengoperasikan Silinder Pneumatic Bottom C SP16 Q9.2.
• Switch S_SP Top M8.5 mengoperasikan Silinder Pneumatic Top
SP17 Q9.5 •
Switch S_SPB Hold 2 M8.6 mengoperasikan Silinder Pneumatic Bottom Hold 2 SP26 Q11.2
• Switch S_SP Side Push M8.7 mengoperasikan Silinder Pneumatic
Side Push SP20 Q10.1. •
Switch S_SPH1 PS Step 1 M9.1 mengoperasikan Silinder Pneumatic Bottom Hold 1 SP28 Q11.4.
• Switch S_SP Top Press M9.2 mengoperasikan Silinder Pneumatic
Top Press SP22 Q10.5 •
Switch S_HP Press M9.4 mengoperasikan Hydraulic Pump Side Press HP Q12.0
• Switch S_SPH1 PS Step 2 M9.1 mengoperasikan Silinder Pneumatic
Push Side 2 SP29Q11.6
Universitas Sumatera Utara
137
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pemrograman dan analisa program PLC pada mesin finger joint ini yang telah dilakukan pada tugas akhir ini, dapat
diambil kesimpulan bahwa: 1.
Pengoperasian program PLC pada mesin finger joint telah berjalan sesuai dengan perencanaan dan perancangan program yang telah dibuat.
2. Semua sistem beroperasi sesuai dengan instruksi yang disimpan pada
PLC, baik pada mode “auto” maupun pada mode “manual”. 3.
Pada mode “auto”, program PLC bekerja secara otomatis dan pada mode “manual”, program bekerja secara manual.
4. Untuk mode “manual”, selain berfungsi secara manual, mode ini bisa
dimanfaatkan untuk perawatan dan pemeliharaan mesin finger joint.
Universitas Sumatera Utara
138 5.2
Saran
Dalam pengerjaan tugas akhir ini tentunya tidak terlepas dari berbagai macam kekurangan dan kelemahan. Untuk itu, demi kesempurnaan tugas
akhir ini, penulis memberikan beberapa saran: 1.
Untuk perancangan sistem kontrol yang lebih maksimal, harus memperhatikan peralatan apa saja yang menjadi pengalamatan input dan
output yang ada pada mesin tersebut 2.
Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar benar terisolasi dari rangkaian interface luar, karena dapat mengganggu
system kerja PLC. 3.
Penulis mengharapkan Laporan Tugas Akhir ini dapat dikembangkan lagi bagi pembaca, khususnya mahasiswa teknik elektro USU, untuk
pengembangan wawasan dan ilmu pengetahuan, ataupun kebutuhan pada saat tugas akhir nantinya.
Universitas Sumatera Utara
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Programmable Logic Controller PLC NEMA The National Electrical Manufacturers Association
mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan
instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmetika, untuk mengendalikan
berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul IO digital dan atau analog. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada pabrik
minuman, pabrik kertas, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi memerlukan kontrol listrik atau elektronik lainnya Putra, 2004: 3.
2.1.1 Pengenalan PLC
PLC mempunyai karakter kontrol yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan sequence untuk mendapatkan kondisi akhir yang diinginkan. Controller
ini menerima input dan menghasilkan output sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem.
Konsep dari PLC adalah sebagai berikut: 1
Programmable: kemampuannya dalam membuat program yang ingin dirancang dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.
2 Logic: kemampuannya dalam memproses input secara aritmetik ALU,
yaitu melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi.
3 Controller: kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses
sehingga menghasilkan output yang diinginkan. forum belajar bersama,
http:instrumentasidanfisika.blogspot.com201009plc- kenali-dulu-dasarnya.html
, akses 15 Agustus 2013
Universitas Sumatera Utara
5 Ada berbagai macam jenis dan spesifikasi PLC, tergantung kebutuhan
sipemakai. Salah satu contoh bentuk fisik dari PLC ini ditunjukkan seperti Gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2. 1 PLC Type Siemens Simatic S7
2.1.2 Bagian-Bagian PLC
Ada terdapat bagian – bagian dari PLC, yaitu : CPU, Terminal Supply, Terminal Pentanahan Fungsional, Terminal Keluaran, Terminal Masukan,
Indikator PC, Terminal pentanahan pengaman, Indikator masukan Indikator, Indikator keluaran, Memori PLC, Peripheral Port, Exspanssion I O Frans,
Skripsi, 2009: 8-11.
2.2.3.1 CPU
CPU adalah otak dalam PLC, merupakan tempat mengolah program sehingga sistem kontrol yang telah didesain akan bekerja seperti yang telah
diprogramkan. CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkoneksi antar bagian-bagian internal PLC, eksekusi program, dan lain – lain.
CPU terdiri dari bermacam-macam rangkaian memori untuk menyimpan program, menyimpan macam-macam tabel yang diperlukan untuk status bit dan
data manipulasi, menyimpan instruksi-instruksi program yang berfungsi untuk
Universitas Sumatera Utara
6 memberikan petunjuk-petunjuk pada orang yang melaksanakan program.
Perangkat CPU dipasang pada rak-rak atau panel-panel standard dengan spesifikasi sebagai berikut :
Perangkat CPU tersebut terdiri dari : a.
Modul Catu Daya b.
Modul Kontrol Logik c.
Modul Kontrol Aritmatik d.
Modul Kontrol IO e.
Modul Memori f.
Modul Input dan Output Pembantu
2.2.3.2 Terminal Supply
Adalah terminal untuk memberi tegangan supply ke PLC
2.2.3.3 Terminal Masukan
Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian input PLC.
2.2.3.4 Terminal Keluaran
Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian output PLC.
2.2.3.5 Terminal Pentanahan Fungsional
Adalah terminal pertanahan yang harus diketanahkan jika menggunakan tegangan sumber AC.
2.2.3.6 Indikator PC
Indikator yang memperlihatkan atau menampilkan status operasi atau mode dari PC.
2.2.3.7 Terminal pentanahan pengaman
Adalah terminal pengaman pentanahan untuk mengurangi resiko kejutan listrik.
2.2.3.8 Indikator masukan
Indikator masukan atau indikator input menyala saat terminal masukan ON.
Universitas Sumatera Utara
7
2.2.3.9 Indikator keluaran
Indikator keluaran atau indikator output menyala saat terminal keluaran ON.
2.2.3.10 Memori PLC
a. IR Internal Relay
IR berfungsi untuk menyimpan status keluaran dan masukan PLC. Daerah IR terbagi atas tiga macam area, yaitu area masukan, area
keluaran dan area kerja. b.
SR Special Relay SR memiliki fungsi-fungsi khusus seperti untuk pencacah, interupsi
dan status flags. c.
AR Auxilary Relay AR terdiri dari flags dan bit untuk tujuan-tujuan khusus. Dapat
menunjukkan kondisi PLC yang disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi spesial IO, kondisi input atau output unit, kondisi CPU
PLC, kondisi memori PLC. d.
LR Link Relay Berfungsi untuk data link pada PLC link system. Tukar-menukar
informasi antara dua PLC atau lebih dalam suatu sistem kontrol yang saling berhubungan satu dengan yang lain dan artinya untuk
menggunakan banyak PLC. e.
HR Holding Relay Holding Relay berfungsi untuk mempertahankan kondisi kerja
rangkaian PLC yang sedang dioperasikan apabila terjadi gangguan pada sumber tegangan dan akan menyimpan kondisi kerja PLC walaupun sudah
dimatikan. f.
TR Temporary Relay Berfungsi untuk penyimpanan sementara kondisi logika program
pada ladder diagram yang mempunyai titik percabangan khusus. g.
DM Data Memory Berfungsi untuk penyimpanan data-data program karena isi DM
tidak akan hilang reset walaupun sumber tegangan PLC mati.
Universitas Sumatera Utara
8
2.2.3.11 Peripheral Port
Penghubung antara CPU dengan PC atau peralatan peripheral lainnya,
2.2.3.12 Exspanssion I O
Penghubung CPU ke exspanssion IO unit.
2.1.3 Bahasa Pemograman
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari
sudut pandang kita sebagai userpemogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemograman sederhana dari PLC, yaitu pemograman diagram ladder dan
bahasa instruction list. mnemonic code. Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC Frans, Skripsi, 2009: 18.
2.1.4 Diagram Ladder
Instruksi tangga atau ladder instruction adalah instruksi-instruksi yang terkait dengan kondisi-kondisi di dalam diagram tangga. Instruksi-instruksi
tangga, baik yang independen maupun kombinasi atau gabungan dengan blok instruksi berikut atau sebelumnya, akan membentuk kondisi eksekusi.
Diagram ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay
yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah
garis vertikal dimana garis vertikal sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber
tegangan negatip catu daya. Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang
secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed
contact, timer, counter, sequencer dan lain – lain ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial.
Di bawah kondisi yang tepat, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke beban menuju jalur rel di sebelah kiri yang dioperasikan oleh saklar. Contoh
Universitas Sumatera Utara
9 hal tersebut dapat digambarkan pada diagram ladder gambar 2.2. Peraturan
secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah :
Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan
Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.
Tidak ada kontak yang diletakkan di sebelah kanan output coil
Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line Frans, Skripsi,
2009: 19. Dengan diagram ladder, kondisi di atas direpresentasikan menjadi Gambar
2. 2 di bawah ini.
Gambar 2. 2Diagram Ladder Di antara dua garis vertikal ini, dipasang kontak-kontak yang
menggambarkan kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung. Input menggunakan symbol
kontak normally open dan
kontak normally close. Output mempunyai simbol yang terletak paling kanan.
2.2.3.13 Instruksi-instruksi diagram ladder
a LOAD LD dan LOAD NOT LD NOT Masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode
mnemonik dan kondisi eksekusinya, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
10 Gambar 2. 3 Contoh Instruksi LD dan LD Not
b AND dan AND NOT Bila terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri
pada garis instruksi yang sama, maka instruksi pertama LD atau LD NOT dan kemudian sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT.
Diagram ladder untuk instruksi di atas ditunjukkan pada Gambar 2.4 di bawah ini.
Gambar 2. 4 Contoh instruksi AND dan AND NOT c OR dan OR NOT
Bila dua atau lebih kondisi dihubungkan secara pararel, artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi dalam satu
Universitas Sumatera Utara
11 garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama terkait dengan instruksi
LD atau LD NOT dan kemudian sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT.
Gambar diagram ladder untuk kondisi paralel ditunjukkan seperti pada Gambar 2.5 berikut ini.
Gambar 2. 5 Contoh Instruksi OR dan OR NOT d OUT
Cara yang paling mudah untuk mengeluarkan hasil kombinasi kondisi eksekusi adalah dengan menyambung langsung dengan keluaran
melalui instruksi OUTPUT OUT. Instruksi ini digunakan untuk mengontrol bit operan yang bersangkutan berkaitan dengan kondisi
eksekusi apakah ON atau Off. Diagram ladder untuk instruksi OUT ditunjukkan seperti pada
Gambar 2.6 di bawah ini.
Gambar 2. 6 Contoh Instruksi OUT
Universitas Sumatera Utara
12 e END
Instruksi terakhir yang harus dituliskan atau digambarkan dalam diagram tangga adalah instruksi END. Jika suatu diagram tangga atau program PLC
tidak dilengkapi instruksi END, maka program tidak dapat dijalankan. Bentuk digram ladder untuk instruksi END ditunjukkan seperti Gambar 2.7 di bawah
ini Frans, Skripsi, 2009: 20-22.
Gambar 2. 7 Contoh intruksi END
2.2.3.14 Prinsip – Prinsip Diagram Ladder PLC
Dengan menunjukkan hubungan antara satu rangkaian kontrol dengan ladder diagram untuk lebih mudah mempresentasikannya. Pada
kedua gambar di bawah ini menunjukkan cara kerja yang sama walaupun dalam bentuk penggambaran yang berbeda. Yang mana 2.8a merupakan
penggambaran start-stop motor secara diagram kontrol dan 2.8b menunjukkan penggambaran start-stop motor secara diagram ladder
Frans, Skripsi, 2009: 23.
start stop
safety Thermal Over
Load Motor
a.
Universitas Sumatera Utara
13
start stop
safety Thermal Over
Load Motor
b Gambar 2. 8 a Rangkaian Kontrol Start–Stop Motor
b Diagram Ladder Start- Stop Motor
2.1.5 Eksekusi Program
Saat eksekusi program dijalankan, unit CPU didalam PLC akan men- scan program dari atas ke bawah, memeriksa semua kondisi dan mengerjakan
semua instruksi terkait ke arah bawah. Dengan demikian penting untuk menempatkan instruksi-instruksi sesuai
urutan yang seharusnya, sehingga program bisa bekerja atau berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dan CPU selalu mengerjakan instruksi dari kiri ke
kanan sebelum kembali lagi ke titik cabang kemudian mengerjakan pada garis instruksi berikutnya dan seterusnya Frans, Skripsi, 2009: 25.
2.1.6 Personal Computer
Ada 2 cara memasukkan program ke PLC, yaitu : a.
Dengan Programming Console Karena tidak menggunakan Programming Console pada Tugas Akhir
ini untuk memasukkan program ke PLC, maka penjelasan cara memasukkan program ke PLC yang dijelaskan adalah menggunakan Personal Computer
b. Dengan Personal Computer
Personal Computer berfungsi untuk memasukkan perintah atau program secara berurutan, yaitu dengan menggambarkan diagram ladder pada
computer. Diagram ladder di gambar pada file FC1, dan ladder fungsi END di gambar pada file OB1. Untuk koneksi ke PLC, komputer harus menggunakan
peripheral port untuk mengkoneksi ke PLC. Namun, karena di dalam tugas akhir program hanya di simulasikan di komputer saja, jadi tidak perlu
Universitas Sumatera Utara
14 mengkoneksi ke PLC. Berikut ini adalah Gambar 2.10 yang menunjukkan
skema cara mengkoneksi komputer ke PLC.
Gambar 2. 9 Skema cara mengkoneksi komputer ke PLC Kemudian, langkah berikutnya adalah ON kan komputer, lalu pilih
program software PLC SIEMENS. Setelah program terbuka, klik toolbar “Simulation OnOff” seperti terlihat pada Gambar 2.11 dibawah ini.
Gambar 2. 10 Tampilan software PLC Siemens pada PC Setelah itu, maka pada PC akan ditampilkan seperti Gambar 2.12
berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
15 Gambar 2. 11 Tampilan proses simulation onoff
Setelah itu, klik RUN-P, lalu pada tab sebelumnya Gambar 2.5 , klik download untuk mengkoneksi tanggapan dari RUN-P. Maka, setelah proses
berhasil, maka disinilah PLC dapat diprogram dengan menggambarkan diagram ladder pada lembar file FC1 dan OB1 untuk fungsi END. Contoh
pemograman diagram ladder dapat ditunjukkan pada Gambar 2.13 dan Gambar 2.14 dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
16 Gambar 2. 12 Pemograman diagram Ladder pada file FC1
Universitas Sumatera Utara
17 Gambar 2. 13 Pemrograman Diagram Ladder pada file OB1
Kemudian langkah berikutnya adalah mengklik toolbar download pada file FC1 dan OB1 seperti yang ditampilkan pada Gambar 2.15 dan Gambar 2.16
di bawah ini. Tujuannya adalah untuk mengkoneksi file ini ke program simulation OnOff
Gambar 2. 14 Proses klik toolbar download pada file FC1
Universitas Sumatera Utara
18 Gambar 2. 15 Proses klik toolbar download pada file OB1
Selanjutnya program dapat di RUN, dengan mengklik toolbar monitor OnOff pada file FC1 dan OB1. Berikut ini adalah Gambar 2.17 dan Gambar 2.18
yang menunjukkan tampilan RUN.
Gambar 2. 16 Tampilan program RUN monitor On pada file FC1.
Universitas Sumatera Utara
19 Gambar 2. 17 Tampilan program RUN monitor On pada file OB1.
Selanjutnya PLC dapat dioperasikan sesuai dengan program diagram ladder yang telah diberikan. Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan
hampir tidak terbatas. Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus. Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut :
a. Kontrol Random
Dalam hal ini, PLC difungsikan hanya untuk keperluan beban random. Artinya, pengoperasian pada masing–masing beban tidak berpengaruh satu sama
lain. b.
Kontrol Sekuensial
PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan sekuensial, di sini PLC menjaga
agar semua steplangkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
c. Kontrol Interlock
PLC juga dapat digunakan untuk pemrosesan teknik secara interlock. Artinya, di sini PLC berperan agar dalam setiap step pada proses interlock
berlangsung dalam urutan yang tepat. d.
Monitoring Plant
Universitas Sumatera Utara
20 PLC secara terus menerus memonitor suatu sistem misalnya temperatur,
tekanan, tingkat ketinggian dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol misalnya nilai sudah melebihi batas
atau menampilkan pesan tersebut ke operator.
2.1.7 Masukan - Masukan PLC
Kecerdasan sebuah sistem tergantung pada kemampuan sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis sensor dan piranti-piranti
masukan lainnya. Untuk bisa melakukan perubahan pada memori status masukan tersebut, dibutuhkan sumber tegangan untuk memicu masukan.
Pada Gambar 2.19 berikut menunjukkan hubungan rangkaian internal dari sensor jenis keluaran sinking dengan masukan PLC yang bersifat sourcing
memberikan arus. Keluaran sensor ini adalah transistor jenis NPN. Dalam keadaan normal, tegangan yang mencatu basis transistor output ini bernilai nol
volt sehingga transistor berada dalam keadaan off. Jika terjadi perubahan pada besaran yang dideteksinya, maka akan timbul tegangan basis yang besarnya
sama dengan tegangan pada input PLC yang menyebabkan transistor menjadi ON. Dengan demikian, arus diijinkan mengalir dari output sensor sinking
kolektor transistor ke kaki emitornya sehingga sensor ini dikenal dengan nama sinking sensorpenyerap arus. Pada kondisi ini, PLC akan bekerja,
kemudian arus akan mengalir ke PLC Frans, Skripsi, 2009: 25.
Tr NPN
basis V -
V + Sensor
detektor Fenomena
fisik
Gambar 2. 18 Contoh Menghubungkan Sensor Masukan
Universitas Sumatera Utara
21
2.1.8 Keluaran PLC
Sistem tidaklah akan lengkap jika tidak ada fasilitas keluaran, beberapa alat atau piranti yang banyak digunakan adalah motor, solenoida, relai, lampu
indikator dan sebagainya. PLC menggunakan keluaran berupa relai, dengan adanya relai ini, menghubungkan dengan piranti eksternal menjadi lebih mudah.
Pada Gambar 2.20 ditunjukkan gambar rangkaian internal rangkaian relai sebagai keluaran dari PLC Frans, Skripsi, 2009: 26.
Gambar 2. 19 Relai Sebagai Keluaran Pada PLC
2.2 Finger Joint 2.2.1 Umum
Sambungan antara balok kayu yang satu dengan yang lainnya pada umumnya menggunakan pen lubang. Pada kayu dengan ukuran kecil,
konstruksi ini kurang optimal. Oleh sebab itu, finger joint memiliki prinsip dasar yang sama dengan sambungan gerigi.
Finger joint adalah mesin yang berproses membentuk finger – finger di ujung – ujung dari kayu – kayu yang masuk ke dalam mesin tersebut dan
selanjutnya finger kayu yang satu dengan finger kayu yang lainnya di satukan melalui proses jointing menjadi satu kesatuan yang utuh dan bernilai ekonomis.
Pada dasarnya, kayu – kayu ini adalah sisa – sisa kayu yang didaur ulang kembali. Mesin ini sangat populer dan berteknologi tinggi di industri perkayuan
Universitas Sumatera Utara
22 saat ini. Sambungan finger joint seperti pertemuan jari jemari kita. Banyaknya
jari dan garis sambungan memberikan permukaan bidang lem yang lebih luas sehingga konstruksi lebih kuat. Proses kontruksinya cepat dan mudah, panjang
pen tidak perlu terlalu panjang sehingga tidak banyak membuang kayu. Ini sebuah kelebihan paling besar pada finger joint. Konstruksi ini begitu disukai
oleh para produsen furniture dengan skala kapasitas produksi menengah ke atas. Pada finger joint, terdapat juga kelemahan pada konstruksi ini.
Kelemahannya adalah bila proses pembuatan konstruksi tidak presisi dan terdapat banyak pecah pada ujungnya sehingga pada saat sambungan direkatkan
akan terlihat celah di antara ujung sambungan. Pada proses yang baik celah tersebut akan terisi dengan lem. Selain itu, adanya garis pada sambungan arah
memanjang. Garis ini akan nampak apabila tekanan yang diberikan pada saat perakitan tidak cukup kuat untuk menahan kedua bidang finger joint.
2.2.2 Peralatan Pada Mesin Finger Joint
Peralatan yang ada pada mesin finger joint adalah sebagai berikut:
1. Motor AC 3 Fasa
Motor AC 3 phase bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa sumber untuk menimbulkan gaya putar pada rotornya. Motor induksi tiga fasa memiliki
dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit air gap. Tipe dari motor induksi tiga
fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan wound rotor adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan
yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai Squirrel-cage rotor yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa
batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat
batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.
Universitas Sumatera Utara
23 Gambar 2. 20 Konstruksi Motor Listrik 3 Fasa
Prinsip Kerja Motor Listrik 3 Fasa
Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar dengan kecepatan seperti rumus berikut :
Ns = 120 fP
dimana: Ns = Kecepatan Putar
f = Frekuensi Sumber P = Kutub motor
Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena
batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus I. Adanya arus I di d alam medan magnet akan
menimbulkan gaya F pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah
dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang konduktor rotor oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut
timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator ns dengan kecepatan berputar rotor nr.
Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip s, dinyatakan dengan
Universitas Sumatera Utara
24 S= ns- nr ns
Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari
cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.
Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi torque
Gambar di bawah ini menunjukkan grafik hubungan antara torque - kecepatan dengan arus pada motor induksi 3 phase:
- Motor mulai menyala ternyata terdapat arus start yang tinggi akan tetapi
torque-nya rendah. -
Saat motor mencapai 80 dari kecepatan penuh, torque-nya mencapai titik tertinggi dan arusnya mulai menurun.
- Pada saat motor sudah mencapai kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron,
arus torque dan stator turun ke nol.
Gambar 2. 21 Grafik Torque – Kecepatan Motor Induksi AC 3 Fasa
Universitas Sumatera Utara
25
2. Pneumatik
Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat
keseimbangan. Perkataan pneumatik berasal bahasa Yunani “ pneuma “ yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti terisi udara atau digerakkan
oleh udara mampat.
Silinder Pneumatik
Silinder pneumatik adalah katup yang digunakan untuk menggerakkan beban berat. Memiliki 2 type, single action dan double action. Single action
dimana pergerakan batang silinder pneumatik setengahnya dilakukan oleh pegas, sedangkan double action dua pergerakan keluar dan kedalam sama2 dilakukan
oleh pneumatic.
Gambar 2. 22 Silinder Pneumatik Sistem single action, input di bagian belakang pneumatic akan mendorong
batang keluar. Jika udara pneumatic off maka batang kembali kebelakang dengan pegas
Gambar 2. 23 Pneumatik Sistem Single Action Sistem double action, dua input pneumatic digunakan untuk mendorong
batang keluar dan kedalam
Gambar 2. 24 Pneumatik Sistem Double Action
Universitas Sumatera Utara
26 Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam
praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis. Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media
pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut : a. Pencekraman benda kerja
b. Penggeseran benda kerja
c. Pengaturan posisi benda kerja
d. Pengaturan arah benda kerja
Penerapan pneumatik secara umum : a. Pengemasan packaging
b. Pemakanan feeding c. Pengukuran metering
d. Pengaturan buka dan tutup door or chute control e. Pemindahan material transfer of materials
f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja turning and inverting of parts g. Pemilahan bahan sorting of parts
h. Penyusunan benda kerja stacking of components i. Pencetakan benda kerja stamping and embosing of components
Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut : a. Catu daya energi supply
b. Elemen masukan sensors c. Elemen pengolah processors
d. Elemen kerja actuators Persaingan antara peralatan pneumatik dengan peralatan mekanik, hidrolik
atau elektrik makin menjadi besar. Dalam penggunaannya sistem pneumatik diutamakan karena beberapa hal yaitu :
a. paling banyak dipertimbangkan untuk beberapa mekanisasi,
b. dapat bertahan lebih baik terhadap keadaan-keadaan tertentu
Udara bertekanan memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi dengan sendirinya juga terdapat segi-segi yang merugikan atau lebih baik pembatasan-
pembatasan pada penggunaannya. Hal-hal yang menguntungkan dari pneumatik
Universitas Sumatera Utara
27 pada mekanisasi yang sesuai dengan tujuan sudah diakui oleh cabang-cabang
industri yang lebih banyak lagi. Pneumatik mulai digunakan untuk pengendalian maupun penggerakan mesin-mesin dan alat-alat.
3. Solenoid Valve
Solenoid valve pneumatic adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan
plunger yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC. Solenoid valve pneumatic atau katup valve solenoida mempunyai lubang keluaran, lubang
masukan, lubang jebakan udara exhaust dan lubang Inlet Main. Lubang Inlet Main, berfungsi sebagai terminal tempat udara bertekanan masuk atau supply
service unit, lalu lubang keluaran Outlet Port dan lubang masukan Outlet Port, berfungsi sebagai terminal atau tempat tekanan angin keluar yang
dihubungkan ke pneumatic, sedangkan lubang jebakan udara exhaust, berfungsi untuk mengeluarkan udara bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau
pindah posisi ketika solenoid valve pneumatic bekerja.
Gambar 2. 25 Gambar Solenoid Valve `
Prinsip kerja dari solenoid valvekatup valve solenoida yaitu katup listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply
tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan plunger pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi
maka pada lubang keluaran dari solenoid valve pneumatic akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supply service unit, pada umumnya solenoid valve
Universitas Sumatera Utara
28 pneumatic ini mempunyai tegangan kerja 100200 VAC namun ada juga yang
mempunyai tegangan kerja DC.
Gambar 2. 26 Gambar Konstruksi Solenoid Valve Berikut keterangan gambar Solenoid Valve Pneumatic:
1. Valve Body
2. Terminal masukan Inlet Port
3. Terminal keluaran Outlet Port
4. Manual Plunger
5. Terminal slot power suplai tegangan
6. Kumparan gulungan koil
7. Spring
8. Plunger
9. Lubang jebakan udara exhaust from Outlet Port
10. Lubang Inlet Main
11. Lubang jebakan udara exhaust from inlet Port
12. Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port
13. Lubang plunger untuk Inlet Main
14. Lubang plunger untuk exhaust inlet Port
Universitas Sumatera Utara
29 Dibawah ini dapat dilihat cara kerja plunger selenoid valve pneumatic
dalam menyalurkan udara bertekanan kedalam tabung pneumatik silinder pneumatik kerja tunggal
Gambar 2. 27 Proses Kerja Solenoid Valve
4. Cara Kerja Sistem Pneumatic
Gambar 2. 28 Aplikasi Kerja Sistem Pneumatik
Universitas Sumatera Utara
30 Kompressor diaktifkan dengan cara menghidupkan penggerak mula
umumnya motor listrik. Udara akan disedot oleh kompresor kemudian ditekan ke dalam tangki udara hingga mencapai tekanan beberapa bar. Untuk menyalurkan
udara bertekanan ke seluruh sistem sirkuit pneumatik diperlukan unit pelayanan atau service unit yang terdiri dari penyaring filter, katup kran shut off valve
dan pengatur tekanan regulator. Service unit ini diperlukan karena udara bertekanan yang diperlukan di
dalam sirkuit pneumatik harus benar-benar bersih, tekanan operasional pada umumnya hanyalah sekitar 6 bar. Selanjutnya udara bertekanan disalurkan dengan
bekerjanya solenoid valve pneumatic ketika mendapat tegangan input pada kumparan dan menarik plunger sehingga udara bertekanan keluar dari outlet port
melalui selang elastis menuju katup pneumatik katup pengarahinlet port pneumatic. Udara bertekanan yang masuk akan mengisi tabung pneumatik
silinder pneumatik kerja tunggal dan membuat piston bergerak maju dan udara bertekanan tersebut terus mendorong piston dan akan berhenti di lubang outlet
port pneumatic atau batas dorong piston.
5. Limit Switch
Limit switch atau dalam bahasa Indonesianya bisa juga disebut saklar pembatas, dalam artian mendeteksi gerakan dari suatu mesin sehingga bisa
mengontrolnya atau memberhentikan gerakan dari mesin tersebut sehingga dapat membatasi gerakan mesin dan tidak sampai kebablasan,
pemakaiannyapun sangat umum dan banyak, juga mempunyai prinsip kerja yang sederhana. Ada berbagai jenis dan model Limit switch yang ada, tergantung dari
tipenya, gambar diatas adalah salah satu diantaranya yang akan diuraikan disini.
Universitas Sumatera Utara
31 Gambar 2. 29 Limit Switch
Limit switch adalah salah satu sensor yang akan bekerja jika pada bagian actuator nya tertekan suatu benda, baik dari samping kiri ataupun kanan,
mempunyai micro switch dibagian dalamnya yang berfungsi untuk mengontakkan atau sebagai pengontak, gambar batang yang mempunyai roda itu namanya
actuator lalu diikat dengan sebuah baud, berfungsi untuk menerima tekanan dari luar, roda berfungsi agar pada saat limit switch menerima tekanan , bisa bergerak
bebas, kemudian mempunyai tiga lubang pada body nya berfungsi untuk tempat dudukan baud pada saat pemasangan di mesin.
Ketika actuator dari Limit switch tertekan suatu benda baik dari samping kiri ataupun kanan sebanyak 45 derajat atau 90 derajat tergantung dari jenis dan
type limit switch maka, actuator akan bergerak dan diteruskan ke bagian dalam dari limit switch, sehingga mengenai micro switch dan menghubungkan kontak-
kontaknya, pada micro switch terdapat kontak jenis NO dan NC seperti juga sensor lainnya, kemudian kontaknya mempunyai beban kerja sekitar 5 A, untuk
dihubungkan ke perangkat listrik lainnya, dan begitulah seterusnya, selain itu limit switch juga mempunyai head atau kepala tempat dudukan actuator pada bagian
atas dari limit switch dan posisinya bisa dirubah-rubah sesuai dengan kebutuhan. Contoh-contoh penggunaan limit switch adalah sebagai berikut :
•
Digunakan untuk sensor door openclose.
•
Digunakan untuk sensor cylinder updown.
•
Digunakan untuk sensor Safety cover emergency stop.
•
Digunakan untuk sensor mesin home posisi.
Universitas Sumatera Utara
32
6. Sensor Photo Electric Switch
Penginderaan fotoelektrik menggunakan sinar cahaya untuk mendeteksi ada atau tidaknya obyek. Teknologi ini merupakan alternatif yang ideal untuk
sensor jarak induktif ketika penginderaan jarak yang dibutuhkan lebih panjang atau ketika item yang akan dirasakan adalah non logam. AUTONICS 4 jenis
tujuan secara umum produk sensor fotoelektrik baris dirancang dengan teknologi canggih yang dikombinasikan dengan teknologi optik dan listrik, secara garis
besar dipilih dalam berbagai bidang industri untuk fungsi optimal, kualitas, fleksibilitas aplikasi dan kehandalan serta harganya kompetitif dengan perusahaan
industri. Prinsip kerja sensor Photoelectric
Sensor ini menggunakan elemen peka cahaya untuk mendeteksi objek dan terdiri dari emitor sumber cahaya dan penerima.
Gambar 2. 30 Proses Kerja Photo Electric Switch
Gambar 2. 31 Bentuk Fisik Photo Electric Switch dan Rangkaian Sensor Photo Electric Switch
Universitas Sumatera Utara
33 Sensor photo electric switch bekerja dengan prinsip seperti transistor
sebagai saklar. Energi cahaya akan diubah menjadi suatu sinyal listrik. Adanya suatu reflector yang berfungsi untuk memantulkan cahaya yang dipancarkan
oleh Photoelectric. Karakteristik yang dimiliki adalah sebagai berikut :
a. Beroperasi pada catu tegangan : 12 Volt – 24 Volt DC. b. Arus yang dikonsumsi maksimal 20 miliampere
c. Sumber cahaya yang digunakan adalah LED merah d. Memiliki penguat sendiri diatur dengan potensiometer
f. Waktu respon yang dimiliki 1 milidetik On dan 1 milidetik Off Keluaran sensor yaitu kaki 2 dapat langsung dihubungkan dengan
terminal masukan PLC . LED didalam rangkaian ini berfungsi sebagai indikator apakah sensor dalam
keadaan aktif atau tidak.Rangkaian sensor ini dicatu dengan 15 Volt. Sensor ini akan memberikan logika ‘1’ tegangan 0 Volt Vdc saat aktif dan memberikan
logika ‘0’ tegangan 15 Vdc saat tidak aktif. Sinyal ini yang akan diproses oleh PLC.
Gambar 2. 32 Rangkaian Sensor Photo Electric Switch Yang Di Hubungkan ke
Terminal Masukan PLC Sistem kerja photoelectric di bagi menjadi lima, yaitu Thru-beam, Reflex,
Polarized Reflex, Diffuse dan Diffuse with Background suppesion.
Universitas Sumatera Utara
34 - Thru-beam :
Pada type ini transmitter dan Receiver terpisah dalam 2 unit, bila obyek menghalangi cahaya dari transmitter ke receiver maka keluaran dari sensor ini
akan berubah sesuai dengan switching dari sensor tersebut. - Reflex :
Pada tipe ini transmitter dan receiver berada dalam 1 unit, dan di butuhkan sebuah reflector untuk memantulkan cahaya dari transmitter ke receivernya. Bila obyek
menghalangi cahaya yg diterima receiver, maka keluaran dari sensor akan berubah sesuai dengan switchingnya. Tipe ini tidak bisa digunakan untuk
mendeteksi obyek yg mengkilap, karena pantulan cahaya dari transmitter oleh
obyek yg mengkilap dapat mengacaukan kerja sensor tersebut.
- Polarized Reflex: Merupakan pengembangan dari tipe reflex, sehingga tipe ini bisa digunakan untuk
mendeteksi obyek yg mengkilap. - Diffuse:
Pada tipe ini transmitter dan receiver berada dalam 1 unit. Apabila receiver menerima cahaya dari transmitter yg di pantulkan oleh obyek , maka keluaran dari
sensor akan berubah sesuai dengan jenis switchingnya. - Diffuse with background suppression :
Tipe ini merupakan pengembangan dari tipe diffuse, sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi obyek dengan latar belakang. Jarak deteksi pada system ini
dapat diatur sehingga hanya pantulan dari obyeknya yang mengubah keluaran dari sensor.
7. Magnetic Sylinder Sensor
Magnetic Sylinder Sensor digunakan untuk mendeteksi posisi piston di dalam silinder pneumatik. Sensor ini terpasang langsung ke body silinder dan
beroperasi sesuai dengan prinsip yang sama seperti sensor proximity. Sensor tersebut mendeteksi magnet cincin piston melalui dinding rumah yang terbuat dari
nonmagnetizable bahan aluminium, kuningan, stainless steel.
Universitas Sumatera Utara
35 Gambar 2. 33 Peletakan Sensor Magnetic Sylinder
Gambar 2. 34 Bentuk Fisik Sensor Magnetic Sylinder
Gambar 2. 35 Connection Diagram Pada Sensor Magnetic Sylinder
Universitas Sumatera Utara
36
8. Sensor Proximity
Di sensor Proximity ini di bagi lagi menjadi dua type yaitu inductive Proximity dan Capacitive Proximity.
- Inductive Proximity Bekerja berdasarkan perubahan induktansi apabila ada obyek metal yg
berada dalam daerah kerjanya. Hanya dapat mendetkesi benda yg terbuat dari metal. Dengan jarak deteksi maksimum 6 cm. Jarak deteksi di pengaruhi dari jenis
metal obyeknya .misal jarak deteksi untuk besi berbeda dengan untuk tembaga.
Gambar 2. 36 Sensor Induktif Proximity - Capacitive Proximity
Bekerja berdasarkan perubahan kapasitas apabila ada obyek yg berada dalam daerah deteksinya. Dapat mendeteksi semua jenis benda dalam jarak
deteksi maksimum 2 cm.
Universitas Sumatera Utara
37 Gambar 2. 37 Sensor Kapasitif Proximity
Gambar 2. 38 Connection Diagram Sensor Proximity
2.2.3 Peralatan Dan Proses Kerja Masing – Masing Peralatan Pada Mesin Finger Joint
Berbagai macam gabungan dan kombinasi peralatan yang saling berhubungan satu sama lain bekerja menjadi satu kesatuan pada finger joint
machine akan dijelaskan secara berurutan. Gambar di bawah ini menunjukkan finger joint tampak keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
38 Gambar 2. 39 Finger Joint Tampak Keseluruhan
Berikut adalah mesin – mesin yang ada pada Finger Joint : 1.
Mesin Infeed Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin
Mesin Infeed 1: a.
Konveyor b.
Solenoid Valve c.
Silinder Pneumatic d.
Photo Electric Switch 2.
Mesin Finger Shape Joint 1 Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin
Finger Shape Joint 1 : a.
Infeeding b.
Solenoid Valve c.
Silinder Pneumatic d.
Photo Electric Switch e.
Cutting Feeding f.
Cutter g.
Shaper
Universitas Sumatera Utara
39 3.
Mesin Infeed 2 Transfer wood from Finger Shape Joint 1 to Finger Shape Joint 2
4. Mesin Finger Shape Joint 2
Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin Finger Shape Joint 2 :
a. Infeeding 2
b. Solenoid Valve
c. Silinder Pneumatic 2
d. Photo Electric Switch
e. Cutting Feeding 2
f. Cutter 2
g. Shaper 2
h. Lem
5. Mesin Infeed 3
Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin Infeed 3 adalah :
a. Infeeding 3
b. Solenoid Valve
c. Silinder Pneumatic
d. Photo Electric Switch
e. Infeeding Joint
f. Power Feeding Roller
6. Mesin Finger Joint
Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin Finger Joint adalah :
a. Silinder Pneumatic 3
• Silinder Pneumatic Top : pada area Cutter 3
• Silinder Pneumatic Bottom : pada area Cutter 3
• Silinder Pneumatic Top
• Silinder Pneumatic Push Side
• Silinder Pneumatic
Universitas Sumatera Utara
40 •
Silinder Pneumatic Top Press Jointing b.
Cutter 3 c.
Hydraulic Pump
2.2.3.1 Mesin Infeed
Mesin Infeed adalah conveyor yang berfungsi sebagai input pada kayu yang akan di kirim ke mesin finger shape joint 1.
Gambar 2. 40 Mesin Infeed
2.2.3.2 Mesin Finger Shape Joint 1
Mesin Finger Shape Joint 1 adalah mesin yang berfungsi membentuk finger di satu sisi ujung kayu. Peralatan – peralatan yang memiliki peranan
penting yang ada pada mesin Finger Shape Joint 1 : a.
Infeeding Infeeding pada mesin ini adalah konveyor yang satu area dengan
silinder pneumatic side dan silinder pneumatic top
Universitas Sumatera Utara
41 Gambar 2. 41 Infeeding
b. Silinder Pneumatic
Terdapat 4 buah silinder pneumatic pada mesin Finger Shape Joint 1, yaitu:
9. silinder pneumatic top.
2. silinder pneumatic side.
3. silinder pneumatic pembatas.
4. silinder pneumatic pendorong.
Silinder pneumatic top dan side bekerja untuk menge-press kayu – kayu yang sudah berada pada posisinya untuk di press. Untuk mengkondisikan
kayu pada posisi yang tepat untuk siap di press, di sinilah peranan sensor photo electric switch. Silinder pneumatic pembatas bekerja sebagai pembatas
kayu – kayu yang akan di press. Kombinasi kerja antara silinder pneumatic pembatas dan sensor photo electric switch yang akan membuat kayu berada
pada posisinya untuk di press.
Universitas Sumatera Utara
42 Gambar 2. 42 Silinder Pneumatic
c. Cutting Feeding
Cutting Feeding pada mesin ini berfungsi menggerakkan Infeeding dan silinder pneumatic side dan top bergeser menuju dan melewati cutter. Cutting
feeding bekerja putar balik, bergerak ke kanan dan ke kiri.
Gambar 2. 43 Cutting Feeding d.
Cutter Cutter adalah mesin yang bekerja meratakan ujung kayu – kayu dengan
memotong sisi ujung kayu sebelum dibentuk finger.
Universitas Sumatera Utara
43 Gambar 2. 44 Cutter
e. Shaper
Shaper adalah mesin yang berfungsi membentuk finger pada ujung kayu.
Gambar 2. 45 Shaper
Universitas Sumatera Utara
44 Pada proses awal proses I pada situasi gambar di bawah ini, mesin
infeed mendorong kayu menuju infeeding. Sampai di infeeeding, kayu di dorong sampai mengenai silinder pneumatic pembatas dan tepat di bawah silinder
pneumatic top. Di saat itu, photo electric switch menyensor kayu – kayu tersebut. Tujuannya adalah untuk memastikan posisi ujung dari kayu – kayu
tersebut sudah sejajar dan tepat di bawah silinder pneumatic top. Setelah sensor tersebut memastikan posisi kayu sudah tepat, maka sensor memberi sinyal untuk
meng-Off-kan infeeding dan meng-On-kan silinder pneumatic side dan top. Kemudian silinder pneumatic side dan top bekerja menge-press kayu - kayu
tersebut. Pada kondisi ini, kayu – kayu telah siap untuk di finger. Di saat sebelumnya, pada kondisi stand by, Cutter dan Shaper dalam kondisi ON
beroperasi .
Gambar 2. 46 Mesin Finger Shape Joint 1 Proses I Pada kondisi menge-press kayu, cutting feeding bergerak ke kanan
melewati cutter cutter memotong ujung kayu dan shaper shaper membentuk finger pada ujung kayu sampai menyentuh limit switch 2 dan infeeding sejajar
dengan mesin infeed 2 proses II
Universitas Sumatera Utara
45 Gambar 2. 47 Mesin Finger Shape Joint 1 Proses II
Setelah itu, silinder pneumatic side dan top membuka press pada kayu, silinder pneumtic pendorong beroperasi mendorong kayu keluar disertai dengan
infeeding bekerja reverse hingga kayu menuju konveyor perantara proses III. Setelah kayu sampai di mesin outfeed, cutting feeding putar balik menuju posisi
tempat semula sampai menyentuh limit switch 1 dan sejajar dengan mesin infeed.
Universitas Sumatera Utara
46 Gambar 2. 48 Mesin Finger Shape Joint 1 Proses III
Gambar 2. 49 Mesin Finger Shape Joint 1 Tampak Samping Hasil finger kayu pada mesin Finger Shape Joint 1 adalah seperti gambar
di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
47 Gambar 2. 50 Hasil Finger Kayu Pada Mesin Finger Shape Joint 1
2.2.3.3 Mesin Infeed 2 Transfer wood from Finger Shape Joint 1 to Finger Shape Joint 2
Mesin Infeed 2 adalah Belt Conveyor yang berfungsi sebagai perantara untuk mentransfer kayu dari Finger Shape Joint 1 ke Finger
Shape Joint 2.
Gambar 2. 51 Belt Conveyor Perantara Mesin Infeed 2 Untuk Mentransfer Kayu dari Finger Shape Joint 1 ke Finger Shape Joint 2
2.2.3.4 Mesin Finger Shape Joint 2
Mesin Finger Shape Joint 2 adalah mesin yang berfungsi membentuk pasangan finger pada sisi ujung kayu lainnya untuk lanjutan yang telah dibuat
oleh mesin Finger Shape Joint 1. Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin
Finger Shape Joint 2 : a.
Infeeding 2 Infeeding 2 pada mesin ini adalah konveyor yang satu area dengan silinder
pneumatic side dan top 2.
Universitas Sumatera Utara
48 Gambar 2. 52 Infeeding 2
b. Silinder Pneumatic 2
Terdapat 4 buah silinder pneumatic 2 pada mesin Finger Shape Joint 1, yaitu:
1. silinder pneumatic top 2.
2. silinder pneumatic side 2.
3. silinder pneumatic pembatas 2.
4. silinder pneumatic pendorong 2.
Silinder pneumatic top dan side bekerja untuk menge-press kayu – kayu yang sudah berada pada posisinya untuk di press. Untuk mengkondisikan
kayu pada posisi yang tepat untuk siap di press, di sinilah peranan sensor photo electric switch. Silinder pneumatic pembatas bekerja sebagai pembatas
kayu – kayu yang akan di press. Kombinasi kerja antara silinder pneumatic pembatas dan sensor photo electric switch yang akan membuat kayu berada
pada posisinya untuk di press.
Universitas Sumatera Utara
49 Gambar 2. 53 Silinder Pneumatic 2
c. Cutting Feeding 2
Cutting Feeding 2 berfungsi menggerakkan infeeding dan silinder pneumatic 2 bergeser menuju dan melewati cutter dan shaper. Cutting
Feeding dapat beroperasi putar balik, seperti bergerak ke kiri dan ke kanan untuk kebutuhan prosesnya.
Gambar 2. 54 Cutting Feeding
Universitas Sumatera Utara
50 d.
Cutter 2 Cutter 2 adalah mesin yang bekerja meratakan ujung kayu – kayu
dengan memotong sisi ujung kayu sebelum dibentuk finger.
Gambar 2. 55 Cutter 2
e. Shaper 2
Shaper 2 adalah mesin yang berfungsi membentuk pasangan finger pada kayu sebagai lanjutan dari proses cutter pada mesin finger shape joint 1.
Universitas Sumatera Utara
51 Gambar 2. 56 Shaper 2
f. Lem
Lem berfungsi untuk merekatkan dan melengkatkan finger kayu yang satu dengan finger kayu yang lainnya. Pemberian Lem pada finger – finger dari kayu –
kayu terletak setelah shaper 2.
Gambar 2. 57 Lem Proses operasi pada mesin Finger Shape Joint 2 sama dengan proses
operasi pada mesin Finger Shape Joint 1. Pada proses awal proses I pada situasi gambar di bawah ini, mesin infeed 2 mendorong kayu menuju infeeding 2.
Universitas Sumatera Utara
52 Sampai di infeeeding 2, kayu di dorong sampai mengenai silinder pneumatic
pembatas 2 dan tepat di bawah silinder pneumatic top 2. Di saat itu, photo electric switch 2 menyensor kayu – kayu tersebut. Tujuannya adalah untuk
memastikan posisi ujung dari kayu – kayu tersebut sudah sejajar dan tepat di bawah silinder pneumatic top. Setelah sensor tersebut memastikan posisi kayu
sudah tepat, maka sensor memberi sinyal untuk meng-Off-kan infeeding dan meng-On-kan silinder pneumatic side dan top. Kemudian silinder pneumatic side
dan top bekerja menge-press kayu - kayu tersebut. Pada kondisi ini, kayu – kayu telah siap untuk di finger. Di saat sebelumnya, pada kondisi stand by, Cutter dan
Shaper dalam kondisi ON beroperasi .
Gambar 2. 58 Mesin Finger Shape Joint 2 Proses I Pada posisi menge-press kayu, cutting feeding menggerakkan infeeding
bergerak ke kiri melewati Cutter 2 cutter 2 memotong ujung kayu sisi lainnya dan shaper 2 shaper 2 membentuk pasangan finger dari lanjutan mesin Finger
Shape Joint 1 sampai menyentuh limit switch untuk menghentikan operasi motor sekaligus posisi infeeding sejajar dengan konveyor mesin outfeed 2.
Universitas Sumatera Utara
53 Gambar 2. 59 Mesin Finger Shape Joint 2 Proses II
Setelah itu, silinder pneumatic side 2 dan top 2 membuka press pada kayu, silinder pneumtic pendorong 2 beroperasi mendorong kayu keluar disertai
dengan infeeding 2 bekerja reverse hingga kayu menuju konveyor perantara proses III. Setelah kayu sampai di mesin outfeed 2 mesin infeed 3, cutting
feeding putar balik menuju posisi tempat semula sampai menyentuh limit switch 1 dan sejajar dengan mesin infeed 2
Gambar 2. 60 Mesin Finger Shape Joint 2
Universitas Sumatera Utara
54 Hasil pasangan finger kayu pada mesin finger shape joint 2 terlihat pada
gambar di bawah ini.
Gambar 2. 61 Hasil Pasangan Finger Kayu Pada Mesin Finger Shape Joint 2
2.2.3.5 Mesin Infeed 3
Mesin Infeeed 3 adalah belt conveyor yang berfungsi untuk menerima output kayu dari Mesin Finger Shape Joint 2 yang kemudian di kirim ke Mesin
Jointing Feeding.
Gambar 2. 62 Mesin Infeed 3
Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin Finger Joint adalah :
a. Infeeding 3
Infeeding 3 adalah proses awal kayu – kayu dari mesin outfeed untuk mendorong masuk ke proses berikutnya. Ketika sampai di ujung infeeding 3,
maka kayu – kayu akan memotong sensor photo electric switch yang terdapat pada ujung infeeding 3. Kemudian konveyor pada area tersebut off, lalu motor
Universitas Sumatera Utara
55 yang ada di sebelah kiri area konveyor bekerja perlahan mendorong kayu ke
kanan. Di saat bersamaan, fan yang ada di area sebelah kanan bekerja. Fan ini berfungsi untuk mengipas debu – debu atau partikel – partikel kecil yang
masih menempel pada kayu agar tidak mengganggu proses dari penyatuan kayu selanjutnya dan juga untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Di ujung
area kanan, terdapat juga sensor yang mendeteksi kayu jatuh satu persatu, sehingga membuat kerja motor interlock on off terhadap kayu yang jatuh di
konveyor berikutnya. Tujuannya adalah untuk memberikan kerja motor off saat kayu jatuh ke konveyor berikutnya, kemudian saat kayu terdorong ke
proses berikutnya, sampai sensor tidak mendeteksi kayu pada konveyor tersebut, motor kembali on, dan demikian seterusnya sampai tidak ada lagi
kayu pada area tersebut, maka motor bekerja reverse dan kembali ke semula. Lalu dari infeeding 3, kayu menuju ke infeeding 4 In Feeding Joint.
Gambar 2. 63 Infeeding 3
Universitas Sumatera Utara
56 Gambar 2. 64 Infeeding 4 In Feeding Joint
b. Power Feeding Roller
Mesin ini beroperasi mendorong kayu – kayu yang datang dari mesin infeeding 4 perlahan masuk menuju jointing feeding sekaligus merapatkan
finger kayu yang satu dengan finger kayu yang lainnya.
Universitas Sumatera Utara
57 Gambar 2. 65 Power Feeding Roller Tampak Samping
Gambar 2. 66 Power Feeding Roller Tampak Depan
2.2.3.6 Mesin Finger Joint
Mesin Finger Joint adalah mesin yang berproses menyambungkan kayu finger yang satu dengan yang lainnya menjadi suatu kayu yang utuh dengan
ukuran panjang yang telah di setting. Peralatan khusus pada mesin ini adalah fungsi press. mesin tersebut bisa diatur akar penekanan pada benda kerja cukup
sehingga hasil sambungan menjadi baik. Peralatan – peralatan yang memiliki peranan penting yang ada pada mesin Finger Joint adalah :
a. Silinder Pneumatic 3 Top
Silinder Pneumatic ini paling dekat dengan Power Feeding Roller. Ketika menyentuh limit switch yang ada pada ujung Jointing Feeding, Power
Feeding Roller akan berhenti beroperasi sesaat. Saat itu, mesin press dari Silinder Pneumatic 3 Top menekan kayu yang berada dekat Power Feeding
Roller, kemudian proses selanjutnya adalah Cutter.
Universitas Sumatera Utara
58 Gambar 2. 67 Silinder Pneumatic 3 Top sebelum beroperasi menge-press
Gambar 2. 68 Silinder Pneumatic 3 Top setelah beroperasi menge-press
Universitas Sumatera Utara
59 b.
Cutter 3 dan Silinder Pneumatic 3 Bottom Cutter 3 pada kondisi stand by, kemudian Silinder Pneumatic 3 Bottom
Feeding Cutter 3 bekerja mendorong cutter 3 ke atas. Cutter 3 memotong batas panjang kayu terakhir karena telah terukur panjang kayu – kayu yang
mau disatukan. Setelah di potong, Silinder Pneumatic 3 Bottom kembali ke semula, dan Silinder Pneumatic 3 Top membuka kembali, kemudian kayu –
kayu yang mau disatukan tadi di dorong ke samping untuk proses selanjutnya, yaitu finger jointing.
Gambar 2. 69 Cutter 3 dan Silinder Pneumatic 3 Bottom Feeding Cutter 3 c.
Silinder Pneumatic 4 Top Pada kondisi stand by, 3 Silinder Pneumatic 4 Top bekerja On. Saat
Silinder Pneumatic 3 Bottom Feeding Cutter 3 bekerja On, di saat bersamaan Silinder Pneumatic 4 Top Off. dan kemudian bekerja lagi saat Silinder
Pneumatic 7 Top bekerja On.
Universitas Sumatera Utara
60 Gambar 2. 70 Silinder Pneumatic 4 Top
d. Silinder Pneumatic 5 Side
Silinder Pneumatic 5 Side bekerja saat kayu telah di potong dan Silinder Pneumatic 5 Side bekerja mendorong kayu ke finger jointing untuk
selanjutnya kayu di jointing
Gambar 2. 71 Silinder Pneumatic 5 Side
Universitas Sumatera Utara
61 e.
Silinder Pneumatic 6 Top Side Selanjutnya Silinder pneumatic ini bekerja mendorong kayu agar lebih
rapi dan lurus sebelum ke tahap jointing.
Gambar 2. 72 Silinder Pneumatic 6 Top Side f.
Silinder Pneumatic 7 Top Press Jointing Kemudian, Proses Finger Jointing di mulai dengan kerja Silinder
Pneumatic 7 Top Jointing bekerja meng-press kayu dari atas. Tujuannya adalah untuk merekatkan kayu dari sisi atas kayu tersebut.
Gambar 2. 73 3 Silinder Pneumatic 7 Top Jointing
Universitas Sumatera Utara
62 g.
Sylinder Hydraulic Sylinder Hydraulic bekerja menge-press kayu – kayu tersebut dari sisi –
sisi ujungnya.. Tujuannya adalah untuk menyambungkan kayu – kayu yang telah stand by untuk di persatukan. Setelah proses pressing selesai, lalu mesin
press dari Sylinder Hydraulics kembali ke semula, dan Silinder Pneumatic 7 Top Jointing terangkat ke atas, untuk melepas pressing pada kayu – kayu
tersebut. Kemudian kayu – kayu tadi telah menjadi satu kesatuan yang utuh, lalu kayu tersebut di dorong keluar oleh Silinder Pneumatic untuk proses
selanjutnya.
Gambar 2. 74 Sylinder Hydraulic
Universitas Sumatera Utara
63
2.2.4 Konstruksi Mesin Finger Joint
Berikut adalah gambar konstruksi mesin finger joint:
A C
B D
E F
Gambar 2. 75 Konstruksi Mesin Finger Joint Keterangan gambar :
A. Mesin Infeed
B. Mesin Finger Shape Joint 1
C. Mesin Infeed 2
D. Mesin Finger Shape Joint 2
E. Mesin Infeed 3
F. Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
64 Gambar di bawah ini adalah penjelasan nama dan letak masing – masing
peralatan dari mesin infeed dan mesin finger shape joint 1 .
a.o1 a.o2
a.o3 b.o1
a.o4 a.o5
a.i1 a.i2
b.o2 b.o3
b.o4 b.i1
b.o6 b.o8
b.i3 b.i2
b.o9 b.i4
b.o7
Gambar 2. 76 Mesin Infeed Dan Mesin Finger Shape Joint 1 A. Mesin Infeed
Tabel 2. 1 Input Mesin Infeed
INPUT Peralatan
Simbol a.i1
Sensor 1 Photo Electric
Switch S1
a.i2 Sensor 2
Photo Electric Switch
S2 Tabel 2. 2 Output Mesin Infeed
OUTPUT Peralatan
Simbol a.o1
Konveyor 1 M1
a.o2 a.03
Konveyor 2 M2
a.o4 Silinder Pneumatic
Limiter 1 L1
Universitas Sumatera Utara
65 a.o5
Silinder Pneumatic Limiter 2
L2
B. Mesin Finger Shape Joint 1 Tabel 2. 3 Input Mesin Finger Joint 1
No. Gambar Peralatan
Simbol b.i1
Sensor 3 Photo Electric
Switch S3
b.i2 Sensor 4
Photo Electric Switch
S4
b.i3 Limit Switch 1
LS1 b.i4
Limit Switch 2 LS2
Tabel 2. 4 Output Mesin Finger Shape Joint 1
No. Gambar Peralatan
Simbol b.o1
Konveyor 3 M5F
b.o2 Cutting Feeding 1
CF1 b.o3
Cutter 1 M3
b.o4 Shaper 1
M4 b.o5
Silinder Pneumatic Top SP2
b.o6 Silinder Pneumatic Side
SP1 b.o7
Silinder Pnumatic Limiter Side
SP3 b.o8
Silinder Pneumatic Pusher Side
SP4
Selanjutnya, gambar di bawah ini adalah penjelasan nama dan letak masing – masing peralatan dari mesin infeed 2 dan mesin finger shape joint 2.
Universitas Sumatera Utara
66
c.o1
c.o2 c.o3
c.o4
c.i1 c.i2
d.i2 d.o9
d.o3 d.o4 d.o5
d.o6 d.o7
d.o8 d.i3
d.i4
d.i1 d.o1
d.o2
Gambar 2. 77 Mesin Infeed 2 Dan Mesin Finger Shape Joint 2
C. Mesin Infeed 2 Tabel 2. 5 Input Mesin Infeed 2
No. Gambar Peralatan
Simbol c.i1
Sensor 5 Photo Electric
Switch S5
c.i2 Sensor 6
Photo Electric Switch
S6
Tabel 2. 6 Output Mesin Infeed 2
No. Gambar Peralatan
Simbol c.o1
c.02 Konveyor 4
M6 c.o3
Silinder Pneumatic Limiter 3
L3 c.o4
Silinder Pneumatic Limiter 4
L4
D. Mesin Finger Shape Joint 2 Tabel 2. 7 Input Mesin Finger Shape Joint 2
No. Gambar Peralatan
Simbol d.i1
Sensor 7 Photo Electric
Switch S7
d.i2 Sensor 8
Photo Electric S8
Universitas Sumatera Utara
67 Switch
d.i3 Limit Switch 3
LS3 d.i4
Limit Switch 4 LS4
Tabel 2. 8 Output Mesin Finger Shape Joint 2
No. Gambar Peralatan
Simbol d.o1
Konveyor 5 M9F
d.o2 Cutting Feeding 2
CF2 d.o3
Cutter 2 M7
d.o4 Shaper 2
M8 d.o5
Silinder Pneumatic Top Lem
SP9 d.o6
Silinder Pneumatic Side SP5
d.o7 Silinder Pneumatic Top
SP6 d.o8
Silinder Pnumatic Limiter Side
SP7 d.o9
Silinder Pneumatic Move Side
SP8
Gambar di bawah ini adalah penjelasan nama dan letak masing – masing peralatan dari mesin infeed 3 dan mesin finger joint .
Universitas Sumatera Utara
68
e.o1 e.o2
e.o3
e.o4 e.o5
e.o6 e.i2
e.i3 e.i1
e.o8 e.o9
e.o7 e.o10
f.i1 f.o1
Gambar 2. 78 Mesin Infeed 3 Dan Mesin Finger Joint
Universitas Sumatera Utara
69
E. Mesin Infeed 3 Tabel 2. 9 Input Mesin Infeed 3
No. Gambar Peralatan
Simbol e.i1
Sensor 9 Photo Electric
Switch S9
e.i2 Sensor 10
Photo Electric Switch
S10
e.i3 Sensor 11
Photo Electric Switch
S11
Sensor 12 Photo Electric
Switch S12
e.i4 Limit Switch 5
LS5
Tabel 2. 10 Output Mesin Infeed 3
No.Gambar Peralatan
Simbol e.o1
Konveyor 6 M10
e.o2 Konveyor 7
M11 e.o3
Motor Pendorong M12F
Motor Pendorong M22F
e.o4 Silinder Pneumatic
SP10 e.o5
Konveyor M13
e.o6 Silinder Pneumatic Top
L5 e.o7
Motor Fan M14
e.o8 Motor
In Feeding Jointing M15
e.o9 Motor
In Feeding Jointing M16
e.010 Power Feeding Roller
M17 Power Feeding Roller
M18 Silinder Pneumatic Top
SP11 Silinder Pneumatic Top
SP12
Universitas Sumatera Utara
70
F. Mesin Finger Joint Tabel 2. 11 Input Mesin Finger Joint
No. Gambar Peralatan
Simbol
f.i1 Limit Switch 6
LS6 Sensor 16
Magnetic Silinder Sensor
S16
Sensor 17 Magnetic Silinder
Sensor S17
Sensor 20 Magnetic Silinder
Sensor S20
Tabel 2. 12 Output Mesin Finger Joint
No. Gambar Peralatan
Simbol
f.o1 Silinder Pneumatic
Top C SP15
Silinder Pneumatic Bottom C
SP16 Silinder Pneumatic Top
SP17 Silinder Pneumatic Top
SP18 Silinder Pneumatic Top
SP19 Silinder Pneumatic
Bottom Hold 1 SP27
Silinder Pneumatic Bottom Hold 1
SP28 Silinder Pneumatic
Bottom Hold 1 SP29
Silinder Pneumatic Bottom Hold 2
SP26 Silinder Pneumatic
Bottom Hold 2 SP30
Silinder Pneumatic Bottom Hold 2
SP31 Silinder Pneumatic
Side Push SP20
Silinder Pneumatic Side Push
SP21 Silinder Pneumatic
Side Push SP32
Silinder Pneumatic Side Push 2
SP33 Silinder Pneumatic
SP34
Universitas Sumatera Utara
71 Side Push 2
Silinder Pneumatic Side Push 2
SP35 Silinder Pneumatic
Top Press SP22
Silinder Pneumatic Top Press
SP23 Silinder Pneumatic
Top Press SP24
Silinder Pneumatic Top Press
SP25 Hyraulic Pump
Side Press 1 HP1
Hyraulic Pump Side Press 2
HP2
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin canggih, tuntutan hal yang positif untuk menunjang kreatifitas dan daya pikir serta memberikan
sesuatu yang berguna untuk memajukan dunia perindustrian. Pada masa sekarang ini, pengoperasian motor–motor listrik biasanya
diaplikasikan dengan beban jenis sequence, interlock, kombinasi antara keduanya dan lain sebagainya. Sistem kontrol yang dipakai umumnya masih menggunakan
sistem kontrol konvensional. Ternyata sistem kontrol konvensional ini memiliki beberapa kelemahan,
seperti diperlukan kerja keras saat dilakukan pengkabelan, kesulitan saat dilakukan penggantian dan perbaikan, dan kesulitan dalam melakukan pelacakan
kesalahan. Karena itu, diperlukan sistem yang mempergunakan alat kontrol otomatis
yang lebih handal yang mempunyai banyak kelebihan–kelebihan yang lain yang tidak dimiliki sistem kontrol konvensional. Pemanfaatan PLC Programmable
Logic Controller sebagai sistem kontrol yang lebih tepat. PLC dirancang untuk mengendalikan suatu sistem kontrol otomatis pada
mesin-mesin industri ataupun aplikasi lainnya. Beberapa keuntungan yang menjadi tolak ukur pada PLC dibandingkan dengan sistem kontrol konvensional,
antara lain efisien saat pengkabelan, wiring relatif sedikit, urutan proses ladder dapat dengan mudah diubah, perangkat kontrol sederhana, gambar sistem lebih
sederhana, pemrograman disimpan didalam memori, dan lebih mudah dalam pencarian titik trouble shooting Putra, 2004: 3.
Untuk itu, begitu pentingnya peranan PLC saat ini sebagai suatu sistem kontrol otomatis, maka penulis akan menerapkan hal ini untuk dijadikan bahan
tugas akhir. Dengan latar belakang inilah yang menjadi alasan penulis untuk
Universitas Sumatera Utara
2 mencoba memahami hal ini dengan memilih judul “ Pemrograman Programmable
Logic Controller PLC Pada Mesin Finger Joint”.
1.2 Perumusan Masalah