TUGAS AKHIR - Aplikasi scada dalam proses pasteurisasi pengisian dan pengepakan produk susu kemasan pada mini DCS berbasis PLC Omron CPM2A - USD Repository

  

TUGAS AKHIR

APLIKASI SCADA DALAM PROSES PASTEURISASI

PENGISIAN DAN PENGEPAKAN PRODUK SUSU

KEMASAN PADA MINI DCS BERBASIS PLC OMRON

CPM2A

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro

  Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

  Disusun oleh: STENLY KADANG

  NIM : 045114079

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

FINAL PROJECT

THE APLICATION OF SCADA FOR PASTEURIZATION

ADMISSION AND PACKING DIARY PRODUCT IN MINI

DCS BASED ON PLC OMRON CPM2A

In partial fulfilment of the requirements

for the degree of Sarjana Teknik

  

Electrical Engineering Study Program

Electrical Engineering Department

Sience and Technologi Faculty Sanata Dharma University

  

By:

STENLY KADANG

NIM : 045114079

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

PERSEMBAHANKU

Namun aku hidup, tetapi bukan lagi aku sendiri yang hidup,

melainkan Kristus yang hidup di dalam aku.

Dan hidupku yang kuhidupi sekarang di dalam daging, adalah

hidup oleh iman dalam Anak Allah yang telah mengasihi aku dan

menyerahkan diri-Nya untuk aku.

  

(Galatia 2:20)

I will follow YOU till the end

coz YOU are the reason

that I live

  

Te runtuk

Prib a d i ya ng sla lu se tia m e ng a sihiku, m e ne rim a ku, m e nja g a i hid up ku

MY LO RD JESUS, a ll fo r YO U

Ba p a k Ib u, ta nd a ka sihku

  

Ka ka k A d e kku, ta nd a c inta ku

O ra ng - o ra ng ya ng kusa ya ng i d a n m e nya ya ng iku

Da n

  

INTISARI

  Konvergensi teknologi kendali, informasi dan komunikasi telah menghasilkan teknologi pengendalian terdistribusi atau Distributed Control System (DCS), yang salah satu komponen di dalamnya adalah Programmable Logic Controller (PLC). Perkembangan teknologi PLC juga diikuti dengan semakin berkembangnya sistem pengontrol PLC, misalnya SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Sistem pengontrolan menggunakan SCADA masih kurang dikenal masyarakat Indonesia karena mahalnya biaya investasi untuk sistem ini.

  Aplikasi SCADA pada sistem pasteurisasi, pengisian dan pengepakan produk susu kemasan merupakan alternatif sistem pengontrol PLC sederhana dengan biaya yang terjangkau bagi masyarakat Indonesia. Program SCADA dibuat dengan menggunakan

  software

  visual basic 6.0. SCADA pada komputer akan mengontrol, mengawasi dan mengumpulkan data dari 3 buah PLC OMRON CPM2A. Setiap PLC akan mengontrol sebuah plant. Untuk menghubungkan komputer dan 3 buah PLC OMRON CPM2A digunakan konverter RS232-RS485 dan RS485-RS232.

  Hasil pengamatan dan pengujian sistem dengan menggunakan program simulasi pada PLC menunjukkan SCADA dapat berfungsi dengan baik dalam mengontrol, membaca dan menyimpan data serta menampilkan kondisi plant. Secara keseluruhan tidak ada kesalahan dalam pengiriman dan penerimaan data antara komputer dengan PLC.

  Kata kunci : SCADA, PLC, DCS dan konverter

  

ABSTRACT

The convergence of control, information, and communication technology is

Distributed Control System (DCS). One component of DCS is Programmable Logic

  

Controller (PLC). The development of PLC technology is also followed by development of

PLC control system for example SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).

The control system with SCADA unfamiliar in Indonesian people, because the cost for

this system is too high.

  The aplication of SCADA for pasteurization, admission and packing diary product

is an alternative of simple PLC control system which reachable cost for Indonesian

people. SCADA program was built with software visual basic 6.0. In Computer, it will

control, monitor, and collect data from 3 PLCs OMRON CPM2A. Each PLC will control

a plant. RS232-RS485 and RS485-RS232 converter are used to connect computer and 3

PLCs OMRON CPM2A.

  The result of system observation and test with simulation program in PLC shows

that SCADA can work well to contols, read and save data. It also can show the plant

condition well. Overall there are no error in send or receive data between computer and

PLC.

  Keywords : SCADA, PLC, DCS and converter

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Bapa di surga yang telah memberi berkat, hikmat dan kasih karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul APLIKASI SCADA DALAM PROSES PASTEURISASI PENGISIAN DAN PENGEPAKAN PRODUK SUSU KEMASAN PADA MINI DCS BERBASIS PLC OMRON CPM2A. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

  Pada proses penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Ibu B. Wuri Harini, S.T., M.T. sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia memberikan ide, saran, semangat, kesabaran, bimbingan dan waktu bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

  2. Bapak Ir. Tjendro sebagai pembimbing II yang telah bersedia memberikan ide, saran, dan bimbingan untuk penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

  3. Bapak dan Ibu tercinta, kakakku Yudit dan adikku Stephen yang terus menerus mendoakan dan memberi dorongan serta semangat untuk menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih untuk segala cinta dan kasih sayang yang telah diberikan.

  4. Dedek tersayang, yang setia mendoakan dan terus memberi semangat.

  Terimakasih atas kasih sayang, dan kesabaran bagi penulis. ”Un vero cavaliere non las cia mai una signora” .

  5. Teman-teman seperjuanganku Eri, Eko, Taufik, Bekti dan yang tidak dapat disebutkan, terima kasih untuk kerja sama selama pembuatan tugas akhir, semangat yang diberikan dan hiburan saat jenuh dan stress di Lab TA.

  6. Laboran TE Mas Broto, Mas Soer, Mas Mardie atas semua bantuanya selama di Lab.

  7. Semua saudara-saudaraku di PMK Apostolos terima kasih buat semuanya yang sudah diberikan.

  8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu di sini, atas perhatian, kebaikan dan bantuannya kepada penulis.

  Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang ada dalam tulisan ini, untuk itu kritik dan saran sangat kami harapkan demi kebaikan dan kemajuan tulisan ini. Akhirnya, semoga tulisan ini dapat memberi manfaat bagi siapapun yang memerlukannya.

  Yogyakarta, 23 Maret 2009 Penulis

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia).................................................................. i HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris)...................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................ vi

  INTISARI .................................................................................................................. vii ABSTRACT............................................................................................................... viii LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH...... ix KATA PENGANTAR ............................................................................................... x DAFTAR ISI.............................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xvi DAFTAR TABEL...................................................................................................... xxi

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

  1.2 Pembatasan Masalah................................................................................... 2

  1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

  1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3

  1.5 Metode Penelitian ....................................................................................... 3

  1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 4

  BAB II DASAR TEORI

  2.2 SCADA (Supervisory Control and Data Aqcuisition)................................ 8

  2.2.1 Komponen Sistem SCADA ............................................................... 8

  2.2.2 Konfigurasi Sistem SCADA .............................................................. 10

  2.3 PLC (Programmable Logic Controller) ..................................................... 11

  2.3.1 PLC Omron CPM2A.......................................................................... 12

  2.3.2 Struktur Memori PLC Omron CPM2A.............................................. 13

  2.3.3 Komunikasi Host Link ....................................................................... 15

  2.4 Komunikasi Serial....................................................................................... 20

  2.4.1 Komunikasi Serial RS 232................................................................. 20

  2.4.2 Komunikasi Serial RS 485................................................................. 23

  2.4.3 Perbandingan Komunikasi Serial RS 232 dengan RS 485 ................ 24

  2.5 Microsoft Visual Basic 6.0.......................................................................... 25

  2.5.1 Komponen Integrated Development Environment ............................ 25

  2.5.2 Unit kontrol VB ................................................................................. 28

  2.5.3 Pengaksesan port serial menggunakan MSComm ............................ 29

  2.6 IC MAX 232 ............................................................................................... 29

  2.7 IC MAX 491 ............................................................................................... 30

  BAB III PERANCANGAN

  3.1 Desain Sistem.............................................................................................. 31

  3.2 Perancangan Teknik Komunikasi antara PC dengan PLC.......................... 35

  3.2.1 Node Number PLC............................................................................. 35

  3.2.2 Mode Operasi PLC ............................................................................ 35

  3.2.3 Alamat Memori Data Monitor SCADA............................................. 36

  3.2.4 Alamat Memori Data Kontrol SCADA ............................................. 39

  3.2.6 Read DM Area ................................................................................... 40

  3.2.7 Write HR Area ................................................................................... 41

  3.3 Perancangan Perangkat Lunak .................................................................... 42

  3.3.1 Kerangka Utama ................................................................................ 42

  3.3.2 Form LOGIN ..................................................................................... 43

  3.3.3 Form MENU UTAMA ...................................................................... 44

  3.3.4 Subroutine Pengambilan data, kontrol dan bahaya........................... 46

  3.3.5 Subroutine Logout.............................................................................. 50

  3.3.6 Form Menu TENTANG .................................................................... 51

  3.4 Perancangan Perangkat Keras..................................................................... 52

  3.4.1 Konverter RS232-RS485 ................................................................... 52

  3.4.2 Konverter RS485-RS232 ................................................................... 54

  3.4.3 Konfigurasi koneksi PC dengan Konverter RS232-RS485 ............... 55

  3.4.4 Konfigurasi koneksi PLC dengan Konverter RS485-RS232............. 56

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Hasil Pengujian Program SCADA.............................................................. 57

  4.1.1 Pengamatan form LOGIN .................................................................. 57

  4.1.2 Pengamatan form UTAMA................................................................ 58

  4.1.3 Pengamatan form TENTANG............................................................ 78

  4.1.4 Pengamatan isi memori PLC ............................................................. 79

  4.2 Konverter RS232-RS485 dan onverter RS485-RS232 ............................... 83

  4.2.1 Implementasi alat ............................................................................... 83

  4.2.2 Pengujian level tegangan RS232-RS485 ........................................... 84

  4.2.3 Pengujian level tegangan RS485-RS232 ........................................... 85

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 88

  5.2 Saran ..................................................................................................... 88 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 89 LAMPIRAN PROSEDUR PENGGUNAAN PROGRAM ....................................... L1 LAMPIRAN LIST PROGRAM ................................................................................ L2 LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP.................................................................. L3 LAMPIRAN PROGRAM SIMULASI PLANT ........................................................ L4 LAMPIRAN DATA SHEET ..................................................................................... L5

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem kendali terdistribusi.................................................................... 5Gambar 2.1 Diagram blok jaringan bus I/O............................................................... 7Gambar 2.3 Aplikasi sistem SCADA pada proses produksi...................................... 8Gambar 2.4 Hierarki dari display grafis suatu MMI.................................................. 9Gambar 2.5 Konfigurasi SCADA .............................................................................. 11Gambar 2.6 PLC Omron CPM2A.............................................................................. 12Gambar 2.7 One-to-one communication.................................................................... 16Gambar 2.8 One-to-N communication...................................................................... 16Gambar 2.9 Blok diagram prosedur host link communication PLC CPM2A............ 17Gambar 2.10 Format command frame ....................................................................... 18Gambar 2.11 Format response frame......................................................................... 18Gambar 2.12 FCS calculation range ......................................................................... 20Gambar 2.13 Contoh perhitungan FCS...................................................................... 20Gambar 2.14 Level tegangan RS232 pengiriman huruf ‘A’ tanpa bit paritas ......... 21Gambar 2.15 Konektor DB-9..................................................................................... 21Gambar 2.16 Sinyal dari pemancar (driver) dan penerima (receiver )..................... 23Gambar 2.17 Tampilan pemilihan model aplikasi ..................................................... 25Gambar 2.18 MenuBar.............................................................................................. 25Gambar 2.19 Toolbar................................................................................................. 26Gambar 2.20 ToolBox ................................................................................................ 26Gambar 2.21 Form Designer ..................................................................................... 26Gambar 2.23 Project.................................................................................................. 27Gambar 2.24 Properties............................................................................................. 27Gambar 2.25 IC MAX 232 tampak atas .................................................................... 29Gambar 2.26 Rangkaian IC MAX 232 ...................................................................... 30Gambar 2.27 Konfigurasi pin dan operating circuit MAX 491 ............................... 30Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ............................................................................. 32Gambar 3.2 Plant 2 .................................................................................................... 33Gambar 3.3 Plant 3 .................................................................................................... 34Gambar 3.4 Command frame untuk mengubah mode operasi PLC........................... 36Gambar 3.5 Command frame untuk membaca isi memori DM................................. 41Gambar 3.6 Command frame untuk menulis memori HR ......................................... 41Gambar 3.7 Diagram alir program SCADA secara umum ........................................ 43Gambar 3.8 Diagram alir proses login ....................................................................... 43Gambar 3.9 Tampilan Form LOGIN ......................................................................... 44Gambar 3.10 Tampilan Form Utama......................................................................... 45Gambar 3.11 Pengambilan data dan kontrol dan bahaya........................................... 47Gambar 3.12 Diagram alir pengambilan data PLC I,II dan III.................................. 48Gambar 3.13 Diagram alir pengiriman command frame pada PLC .......................... 48Gambar 3.14 Diagram alir pembacaan respon frame pada PLC ............................... 49Gambar 3.15 Diagram alir kontrol PLC I, II dan III.................................................. 49Gambar 3.16 Diagram alir Bahaya PLC I, II dan III ................................................. 50Gambar 3.17 Diagram alir proses logout................................................................... 51Gambar 3.18 Tampilan Form TENTANG................................................................. 51Gambar 3.19 Diagram alir menu help........................................................................ 52Gambar 3.21 Perancangan rangkaian konverter RS232-RS485 ................................ 53Gambar 3.22 Blok diagram konverter RS485-RS232 ............................................... 54Gambar 3.23 Perancangan rangkaian konverter RS485-RS232 ................................ 54Gambar 3.24 Konfigurasi koneksi antara PC dengan konverter RS232-RS485 ....... 55Gambar 3.25 Konfigurasi koneksi antara PLC dengan konverter RS485-RS232 ..... 56Gambar 4.1 Tampilan form LOGIN .......................................................................... 58Gambar 4.2 Tampilan form UTAMA ........................................................................ 59Gambar 4.3 Pesan kontrol 1....................................................................................... 65Gambar 4.4 Pesan kontrol 2....................................................................................... 65Gambar 4.5 Pesan kontrol 3....................................................................................... 65Gambar 4.6 Tampilan tombol kontrol awal............................................................... 66Gambar 4.7 Pesan informasi kontrol awal................................................................. 66Gambar 4.8 Tampilan tombol kontrol koneksi berhasil ............................................ 67Gambar 4.9 Pesan informasi selesai koneksi PC dengan PLC .................................. 67Gambar 4.10 Tombol OFFCLR1 aktif....................................................................... 67Gambar 4.11 Pesan-pesan informasi untuk menyalakan tombol OFFCLR............... 68Gambar 4.12 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ”PLANT2 belum dinyalakan”............................................................... 68

Gambar 4.13 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ”Matikan PLANT2 ”............................................................................. 69

Gambar 4.14 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Matikan PLANT2 dan PLANT3” ...................................................... 69

Gambar 4.15 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR1, ONCLR2,

Gambar 4.16 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR2 dan ONCLR3 belum dinyalakan” ............................................................................. 70

Gambar 4.17 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR1 dan ONCLR3 belum dinyalakan” ............................................................................. 70

Gambar 4.18 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR1 dan ONCLR2 belum dinyalakan” ............................................................................. 71

Gambar 4.19 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR1 belum dinyalakan” ............................................................................. 71

Gambar 4.20 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR2 belum dinyalakan” ............................................................................. 71

Gambar 4.21 Kondisi tombol kontrol utama dan pesan informasi

  ” Tidak dapat keluar dari program. Tombol ONCLR3 belum dinyalakan” ............................................................................. 71

Gambar 4.22 Tampilan Data-SCADA-PLANT1.txt ................................................. 72Gambar 4.23 Tampilan Data-SCADA-PLANT2.txt ................................................. 72Gambar 4.24 Tampilan Data-SCADA-PLANT3.txt ................................................. 73Gambar 4.25 Tampilan Hasil Produksi.txt ................................................................ 73Gambar 4.26 Instruksi mode operasi SCADA........................................................... 74Gambar 4.27 Instruksi tulis memori HR.................................................................... 74Gambar 4.29 Tombol kontrol awal dan instruksi mode operasinya .......................... 76Gambar 4.30 Tombol PLANT ON dan instruksinya ................................................. 77Gambar 4.31 Tombol PLANT OFF dan instruksinya ............................................... 77Gambar 4.32 Tombol ONCLR dan instruksinya ....................................................... 77Gambar 4.33 Tombol OFFCLR dan instruksinya...................................................... 78Gambar 4.34 Tampilan menu bantuan....................................................................... 78Gambar 4.35 Tampilan form TENTANG.................................................................. 79Gambar 4.36 Isi memori DM PLC 1 dan tampilan plant 1 ....................................... 79Gambar 4.37 Isi memori DM PLC 2 dan tampilan plant 2 ....................................... 80Gambar 4.38 Isi memori DM PLC 3 dan tampilan plant 3 ....................................... 82Gambar 4.39 Konverter RS232-RS485 ..................................................................... 83Gambar 4.40 Konverter RS485-RS232 ..................................................................... 84Gambar 4.41 Sinyal level RS 232 konverter RS232-RS485 ..................................... 84Gambar 4.42 Sinyal level RS 485 konverter RS232-RS485 .................................... 85Gambar 4.43 Sinyal level RS 232 konverter RS485-RS232 .................................... 85Gambar 4.44 Sinyal level RS 485 konverter RS485-RS232 .................................... 85

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan sistem terpusat dan sistem terdistribusi .............................. 5Tabel 2.2 Pembagian IR area PLC Omron CPM2A ................................................. 13Tabel 2.3 Pembagian TR, HR, AR, LR, TC, SR area PLC Omron CPM2A ............ 14Tabel 2.4 Pembagian DM area PLC Omron CPM2A............................................... 15Tabel 2.5 Contoh Header code PLC CPM2A ........................................................... 18Tabel 2.6 Contoh End code PLC CPM2A ................................................................. 19Tabel 2.7 Konfigurasi kaki-kaki DB-9 ...................................................................... 22Tabel 2.8 Perbandingan RS 232 dan RS 485............................................................. 24Tabel 2.9 Unit kontrol Visual Basic .......................................................................... 28Tabel 3.1 Node number PLC ..................................................................................... 35Tabel 3.2 Instruksi mode operasi pada PLC .............................................................. 36Tabel 3.3 Data yang dibaca dan alamat memori PLC I ............................................. 36Tabel 3.4 Data yang dibaca dan alamat memori PLC 2 ............................................ 37Tabel 3.5 Data yang dibaca dan alamat memori PLC 3 ............................................ 38Tabel 3.6 Pengaruh HR0001 dan limit switch 1 pada konveyor................................ 39Tabel 3.7 Alamat Memori Data Kontrol SCADA ..................................................... 39Tabel 3.8 Alamat Memori Hapus Data SCADA ....................................................... 40Tabel 3.9 Instruksi baca memori DM yang dikirimkan dari SCADA ....................... 41Tabel 3.10 Instruksi tulis memori HR yang dikirimkan dari SCADA ...................... 42Tabel 4.1 Simulasi kondisi plant 1 ............................................................................ 60Tabel 4.2 Pengujian tampilan kondisi plant 1 ........................................................... 61Tabel 4.4 Pengujian tampilan kondisi plant 2 ........................................................... 62Tabel 4.5 Simulasi kondisi plant 3 ............................................................................ 63Tabel 4.6 Pengujian tampilan kondisi plant 3 ........................................................... 64Tabel 4.7 Perbandingan isi memori DM dengan tampilan plant 1 SCADA ............. 80Tabel 4.8 Perbandingan isi memori DM dengan tampilan plant 2 SCADA ............. 81Tabel 4.9 Perbandingan isi memori DM dengan tampilan plant 3 SCADA ............. 82Tabel 4.10 Perbandingan level tegangan konverter pengiriman data PC ke PLC ..... 86Tabel 4.11 Perbandingan level tegangan konverter penerimaan data PLC ke PC..... 87Tabel 4.12 Standar level tegangan RS232 dan RS485 .............................................. 88

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Seiring dengan era globalisasi di mana perpindahan manusia semakin luas dan cepat, kebutuhan akan sistem untuk pengontrolan jarak jauh pun semakin meningkat [1].

  Teknologi-teknologi baru untuk pengontrolan jarak jauh pun makin bermunculan. Konvergensi teknologi kendali, informasi dan komunikasi telah menghasilkan teknologi pengendalian terdistribusi atau Distributed Control System (DCS), yang salah satu komponen di dalamnya adalah Programmable Logic Controller (PLC).

  Sistem Kendali Terdistribusi (Distributed Control Systems) merupakan salah satu metode pengendalian yang menggunakan beberapa unit pemroses untuk mengendalikan suatu plant dengan tujuan agar beban pengendalian dapat terbagi. Beban komputasi yang harus dilakukan terhadap plant pengendalian tersebut dirancang agar tidak bertumpu pada satu unit pemroses saja, melainkan didistribusikan pada beberapa unit. Beberapa unit pemroses ini harus dapat saling bekerja sama sehingga dapat membangun suatu sistem yang terintegrasi.

  Programmmable Logic Controller (PLC) adalah salah satu teknologi digital yang

  cukup banyak digunakan pada dunia industri saat ini [2]. Programmable Logic Controller (PLC) telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, seperti bidang industri, otomotif, dan lain-lain. Dengan semakin berkembangnya teknologi pada sebagian besar perusahaan, PLC sekarang tidak hanya dipergunakan pada satu aplikasi, namun dapat juga dikoneksikan dengan komputer untuk dipergunakan dalam berbagai aplikasi, seperti menjalankan mesin dan menampilkannya pada komputer. Perkembangan teknologi PLC juga diikuti dengan semakin berkembangnya sistem pengontrol PLC, misalnya SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Sistem ini sangat dibutuhkan terutama sebagai pengontrol suatu sistem yang membutuhkan kecermatan dalam mengatasi suatu kondisi yang dapat terjadi sewaktu-waktu dan sulit ditangani oleh manusia [3].

  Sistem pengontrolan menggunakan SCADA berbasis PLC masih kurang dikenal masyarakat Indonesia. Kebanyakan pengembangnya masih melibatkan pihak asing dengan implementasi sistem terbatas pada perusahaan-perusahaan besar, karena mahalnya biaya investasi untuk sistem ini. Berdasarkan gambaran di atas, akan sangat menarik untuk melakukan penelitian mengenai sistem pengontrol PLC menggunakan sebuah komputer.

  PLC yang akan digunakan dalam perancangan sistem SCADA adalah PLC OMRON CPM2A. PLC ini mempunyai kelemahan yaitu hanya memiliki komunikasi serial RS232 (point to point). Oleh karena itu agar PLC ini dapat digunakan pada sebuah jaringan PLC maka perlu dirancang sebuah konverter untuk mengubah komunikasi serialnya dari point to point menjadi multidrop point.

1.2. Pembatasan Masalah

  Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, pokok masalah yang diidentifikasi dalam penelitian ini adalah :

  1. Perancangan komunikasi antara PC dengan 3 buah PLC OMRON CPM2A menggunakan komunikasi serial RS 232 dan RS 485 pada jarak 4 meter.

  2. Perancangan konverter RS232-RS485 dan konverter RS485-RS232 menggunakan IC MAX232 dan MAX 491.

  3. Perancangan SCADA untuk sistem pasteurisasi, pengisian dan pengepakan kemasan produk minuman menggunakan program Visual Basic 6.0.

  1.3. Tujuan Penelitian

  Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitan ini adalah membuat aplikasi SCADA untuk sistem pasteurisasi pengisian dan pengepakan produk susu kemasan pada mini DCS termasuk pembuatan konverter RS232-RS485 dan konverter RS485-RS232.

  1.4. Manfaat Penelitian

  Manfaat dalam melakukan penelitian ini adalah:

  1. Sebagai alternatif program SCADA untuk dunia industri dengan biaya yang lebih murah.

  2. Mempermudah para pengguna PLC untuk mengontrol beberapa PLC Omron CPM2A lewat sebuah PC.

  3. Membantu mahasiswa dan dosen untuk memahami dan merancang program SCADA pada PLC Omron CPM2A.

  1.5. Metode Penelitian

  Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

  1. Mengumpulkan sejumlah referensi atau literatur dari perpustakaan, internet, dan sebagainya.

  2. Membuat perancangan, realisasi sistem implementasi sistem sesuai dengan literatur yang ada.

  3. Pengujian sistem yaitu dengan menghubungkan PLC dan komputer kemudian dilakukan proses pengontrolan, pengambilan data dan pengawasan kondisi setiap plant. Pengujian konverter RS232-RS485 dilakukan dengan pengukuran level tegangan sinyal yang ada.

1.6. Sistematika Penulisan 1.

  BAB 1 PENDAHULUAN Pendahuluan berisi latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penulisan dan sistematika penulisan.

  2. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi teori yang menunjang dalam pembuatan tugas akhir.

  3. BAB III ALUR PERANCANGAN

  Bab ini berisi penjelasan alur perancangan program SCADA, konverter RS232- RS485 dan konverter RS485-RS232.

  4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  Bab ini berisi hasil dan pembahasan program SCADA dan konverter RS232- RS485 5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari bab-bab sebelumnya dan saran-saran untuk pengembangan penelitian yang telah dilakukan di masa yang akan datang.

BAB II DASAR TEORI

2.1 DCS (Distributed Control Systems)

  atau sistem kendali terdistribusi merupakan salah satu

  Distibuted control system

  metode pengendalian yang menggunakan beberapa unit pemroses untuk mengendalikan suatu plant dengan tujuan agar beban pengendalian dapat terbagi [4]. Beban komputasi yang harus dilakukan terhadap plant pengendalian tersebut dirancang agar tidak tertumpu pada suatu unit pemroses, melainkan didistribusikan pada beberapa unit. Beberapa unit pemroses harus dapat saling bekerja sama sehingga dapat membangun suatu sistem yang terintegarasi. Gambar 2.1 menunjukkan gambaran sistem kendali terdistribusi.

Gambar 2.1 Sistem kendali terdistribusi [4] Secara garis besar, perbedaan antara sistem kendali terpusat (central) dengan sistem kendali terdistribusi (distributed control system) ditunjukkan pada tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Perbandingan sistem terpusat dan sistem terdistribusi [5]

  

Sistem terpusat (central) Sistem terdistribusi (distributed)

Banyak kabel Data terkirim melalui jaringan khusus terprogram terkonfigurasi

  Mudah rusak Resiko rendah

  Dengan adanya suatu sistem kendali yang terdistribusi maka semua proses yang dikendalikan dengan menggunakan sistem akan terdistribusi ke stasiun-stasiun kontrol (control station). Masing-masing proses akan dikendalikan oleh masing-masing control

  

station sehingga gangguan-gangguan yang mungkin timbul akan mudah terlacak dan

gangguan yang timbul pada salah satu proses tidak akan berpengaruh bagi proses lainnya.

  Pada sistem kendali terpusat, gangguan pada salah satu proses akan membawa akibat buruk bagi proses lainnya.

  Tujuan akhir sistem kendali terdistribusi adalah untuk meningkatkan kinerja sistem kendali plant. Kinerja-kinerja yang dipengaruhi dengan adanya sistem kendali terdistribusi adalah :

  1. Produksi

  a) Mengoptimalkan jadwal produksi

  b) Mengoptimalkan penempatan peralatan 2.

  Efisiensi

  a) Penghematan energi dan material 3.

  Keselamatan kerja dan penghematan biaya b) Peningkatan unjuk kerja suatu sistem peralatan

  Keuntungan dan kelebihan yang dimiliki DCS: 1.

  DCS dapat dipasang untuk aplikasi dalam konfigurasi yang sangat sederhana, kemudian dapat ditingkatkan dan diperluas sesuai kebutuhan selanjutnya.

  2. Sistem dapat melakukan multifungsi paralel karena sistem tersusun dari multiprosesor.

  3. Pengkabelan pengendali lebih hemat atau sedikit dibanding dengan konfigurasi kendali komputer terpusat.

  4. Model jaringan memberikan informasi proses seluruh bagian perusahaan sehingga, menajemen pabrik dan proses berjalan lebih efisien.

Gambar 2.2 Diagram blok jaringan bus I/O [2]

  Jaringan Bus I/O (I/O bus networks) merupakan hal yang paling utama dalam sistem kontrol terdistribusi. Gambar 2.2 menunjukkan gambaran diagram blok jaringan I/O seperti halnya sebuah sistem komputer pengawas berkomunikasi dengan PLC dalam

  

local area network (LAN). Arsitektur jaringan bus I/O mengikuti konfigurasi pohon, di

  mana setiap perangkat masukan misalnya sensor dihubungkan secara langsung pada PLC atau bus LAN.

  Di dalam jaringan bus I/O, PLC berhubungan langsung dengan perangkat masukan tanpa menggunakan modul I/O, sehingga PLC berkomunikasi dengan setiap perangkat I/O berdasarkan protokol bus.

2.2 SCADA (Supervisory Control and Data Aqcuisition)

2.2.1 Komponen Sistem SCADA [6]

  SCADA (Supervisory Control and Data Aqcuisition) merupakan sebuah sistem pengendalian, pengawasan, pengambilan dan perekaman data dari kontrol lokal pada jarak yang jauh. SCADA merupakan bidang yang secara kontinyu selalu dikembangkan di seluruh bagian dunia pada berbagai tipe industri. Gambar 2.2 menunjukkan aplikasi sistem SCADA pada proses produksi.

  Sebuah sistem SCADA terdiri dari tiga bagian utama yaitu:

  a) MS (Master Station)

  b) RTU (Remote Terminal Unit)

  c) Media komunikasi antara MS dan RTU

a. MS (Master Station) [7]

  MS (Master Station) merupakan pusat pengawasan dan pengontrolan atau inti pada suatu sistem SCADA. MS memiliki fungsi utama sebagai berikut: 1)

  MS memerintahkan operasi kepada RTU 2)

  Mengolah secara real time setiap informasi yang diberikan RTU 3) Memberikan tanggapan terhadap interupsi-interupsi yang datang dari RTU

  Perkembangan teknologi yang sangat pesat mengakibatkan pengawasan MS dapat dilakukan menggunakan komputer melalui sebuah software. Software utama yang digunakan dalam sistem SCADA disebut MMI (Man Machine Interface).

  Untuk mewujudkan MMI yang baik maka diperlukan batasan atau standar dalam pembuatanya. Gambar 2.4 menunjukkan hierarki dari display grafis suatu MMI.

Gambar 2.4 Hierarki dari display grafis suatu MMI [7]

  b. RTU (Remote Terminal Unit) [6]

  RTU (Remote Terminal Unit) merupakan unit pengawas langsung serta unit pelaksana operasi dari MS. Dengan adanya RTU memungkinkan MS mengumpulkan data dan melaksanakan kontrol. Dua fungsi utama dari RTU antara lain:

  1) Fungsi lokal, yaitu fungsi pengontrol piranti-piranti perangkat keras yang terhubung dengan RTU.

  2) Fungsi komunikasi, yaitu fungsi pengontrol piranti-piranti perangkat keras yang berkaitan dengan transmisi data ke MS.

  3) RTU dalah unit yang pasif saja dalam fungsi telekomunikasi. Walaupun ada perubahan-perubahan data informasi pada saat proses berlangsung, RTU tidak dapat mengirimkan perubahan data tersebut tanpa ada perintah dari MS.

  c. Media komunikasi antara MS dan RTU Media komunikasi berfungsi untuk menghubungkan antara MS dan RTU.

  Informasi yang dikumpulkan RTU dikirimkan ke MS ataupun sebaliknya MS mengirimkan perintah ke RTU. Media komunikasi yang dapat digunakan menghubungkan MS dengan RTU antara lain:

  1) Gelombang radio atau microwave 2) Kabel UTP 3) Saluran tegangan tinggi (Power Line Carrier) 4) Serat optik (fiber Optic)

2.2.2 Konfigurasi Sistem SCADA

  Berbagai macam konfigurasi dapat diterapkan dalam sistem SCADA, yaitu konfigurasi satu-satu, star, party-line, dan gabungan. Pemilihan konfigurasi SCADA biasanya ditentukan oleh kebutuhan sistem, adanya channel-channel komunikasi yang tersedia serta faktor biaya. Gambar 2.5 menunjukkan macam-macam konfigurasi pada sistem SCADA.

Gambar 2.5 Konfigurasi SCADA (a) konfigurasi satu-satu (b) konfigurasi party-line

  (c) konfigurasi star (d) konfigurasi gabungan [6]

2.3 PLC (Programmable Logic Controller)

  Programmable Logic Controller diperkenalkan pertama kali pada tahun 1969 oleh

  Richard E.Morley. PLC adalah suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi spesifik. PLC mampu menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. Rangkaian kontrol tersebut cukup dibuat menggunakan

  

software [8]. Pemasangan kabel hanya diperlukan untuk menghubungkan peralatan input

dan output.

  Pada umumnya sebuah PLC memiliki 4 komponen dasar yaitu: 1. Unit CPU (Central Procecing Unit) adalah unit yang berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan pengontrolan, mengambil keputusan dan mengirim sinyal ke antarmuka output.

  2. Unit catu daya diperlukan untuk mengkonversikan sumber tegangan AC menjadi tegangan DC (5 dan 24 volt) yang dibutuhkan CPU dan rangkaian- rangkaian di dalam modul antarmuka input dan output.

  3. Unit memori adalah tempat menyimpan program dan data-data dari modul antarmuka input dan output.

  4. Unit input dan output adalah antarmuka di mana prosesor menerima informasi input dan mengirimkan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal.

2.3.1 PLC Omron CPM2A [9]

  PLC Omron CPM2A terbagi dalam beberapa tipe sesuai dengan jumlah terminal masukan dan keluaranya. Tipe PLC OMRON CPM2A antara lain : CPM2A with 20 I/O, CPM2A with 30 I/O, CPM2A with 40 I/O dan CPM2A with 60 I/O. Gambar 2.6 menunjukkan PLC OMRON CPM2A dengan jumlah terminal masukan dan keluarannya 30 buah.

2.3.3 Struktur Memori PLC Omron CPM2A [9] Beberapa bagian dalam PLC Omron CPM2A memiliki fungsi-fungsi khusus.

  Masing masing lokasi memori memiliki ukuran 16 bit atau 1 word. Beberapa word membentuk daerah atau area yang memiliki fungsi-fungsi khusus. Area memori pada PLC Omron CPM2A antara lain: IR, TR, HR, AR, LR, TC, SR dan DM.

  a.

   IR (Internal Relay) Area

  Bagian memori ini digunakan untuk menyimpan status keluaran dan masukkan PLC. Beberapa bit berhubungan langsung dengan terminal masukkan dan keluaran PLC.

  IR area dibagi menjadi 3 bagian yaitu input area, output area dan work area. Input dan

  

output area berfungsi untuk mengalokasikan terminal I/O eksternal, sedangkan work area

  digunakan bebas didalam program. Tabel 2.2 menunjukkan pembagian IR area pada PLC Omron CPM2A

Tabel 2.2 Pembagian IR area PLC Omron CPM2A [9]

  Daerah Memori Word Bit

  

IR 00000 to IR 00915

  IR 00000 to IR 00915 Input Area (160 bits) (160 bits)

  IR

  

IR 01000 to IR 01915

  IR 01000 to IR 01915 Area Output Area (160 bits) (160 bits)

  

IR 02000 to IR 04915

  IR 02000 to IR 04915 Work Area

  

IR 02000 to IR 22715

  IR 02000 to IR 22715 (928 bits) (928 bits)

b. AR (Auxiliary Relay) Area AR area digunakan untuk fungsi spesifik misalnya status (flag) dan control bits.

  Status yang dapat disimpan pada AR area antara lain status PLC, kesalahan serta waktu sistem. Data pada AR area tidak akan hilang walaupun catu daya dimatikan.