Rancang Bangun Konveyor Penghitung Baran

Rancang Bangun Konveyor Penghitung Barang
Dengan Sistem Kendali Berbasis PLC
Sri Poernomo Sari

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya No. 100 Depok 16423
sr("ps@staff.gunadarma.ac.id
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat sebuah prototipe mesin konveyor
penghitung barang menggunakan sistem kendali PLC Omron tipe CPMlA 20 CDR. Suatu
program diagram ladder yang menggunakan perangkat lunak syswin 3.4 dapat diterapkan
sebagai perintah-perintah di dalam PLC dan menghasilkan suatu keluaran yang digunakan
untuk mengerakkan dan mengendalikan prototipe konveyor penghitung barang. Penelitian ini
diawali dengan tahapan penyiapan komponen penelitian. Komponen yang harns dipersiapkan
adalah konveyor, rangkaian pengendali konveyor, sensor photodioda, dan PLC. PLC yang
digunakan adalah PLC Omron CPMlA 20 CDR. Selanjutnya, komponen tersebut harus diuji
kelaikannya untuk digunakan dalam rangkaian. Catu daya yang dipergunakan sebagai sumber
energi listrik dalam rangkaian juga harus diuji kehandalannya. Komponen dan catu daya yang
telah diuji kemudian dirakit menjadi rangkaian konveyor sebagaimana direncanakan. Tahapan
selanjutnya adalah pembuatan program kendali yang akan membuat rangkaian bisa bekerja
secara otomatis. Terakhir, rangkaian yang telah selesai dikerjakan diuji apakah dapat bekerja

sesuai dengan rancangan awal. Piranti lunak yang digunakan untuk memprogram PLC Syswin
3.4. PLC hasil rancangan dapat diaplikaskan pada konveyor penghitung barang yang telah
dibuat sesuai yang diinginkan.
Kata kunci: rancang bangun, Programmable Logic Controller, konveyor penghitung barang,
sistem kendali, diagram tangga

Design and Building of Product Counter Conveyor System
Using PLC Control System
ABSTRACT
This paper describes the design and building process of a prototype for product counter conveyor system using Omrono CPMlA20 CDR PLC control system. A ladder diagram program
using Syswin 3.4 software is applicable to send orders to PLC and creating output to move and
control the conveyor. The research started with the preparation of components. The components were conveyor, conveyor control system, photodiode censor, and PLC. We use Omron
CPMlA20 CDR.Afterward; the components were tested to make sure they are in goodcondition. The testing process also included power supply. After the components and power supply
were assembled together, the automatic control system was configured. The final step was another test run to see if the conveyor works as planned. The test result shows that the conveyor
system and the PLC are well connected and able to perform the task of product counting.

Kata kunci: rancang bangun, Programmable Logic Controller, konveyor penghitung barang,
sistem kendali, diagram tangga

168

Jurnal Ilmiah Teknologi & Rekayasa, Volume15 No.3, Desember20/0

PENDAHULUAN

Kemajuan teknologi otomasi industri sangat pesat dengan semakin banyak industri yang menggunakan sistem otomasi
dalam menjalankan proses-proses produksinya. Sistem otomasi tersebut tidak lepas
dari ditinggalkannya penggunaan sistem
kendali konvensional yang terdiri dari beberapakomponen yaitu relai, kontaktor, dan
kontraktor magnetik. Sistem konvensional
tersebutdigantikan oleh kehadiran Programmable Logic Controller (PLC). PLC memitiki banyak kelebihan, yaitu tidak memerlukan waktu lama untuk membangun, memelihara,memperbaiki dan mengembangkannya.
Pengembangan sistem PLC relatif mudah,
ketahanannyajauh lebih baik, lebih murah,
mengkonsumsidaya lebih rendah, mendeteksiankesalahan lebih mudah dan cepat, sistem

(

Mulai

t

pengkabelan lebih sedikit, serta perawatan
yang mudah. PLC banyak digunakan pada
aplikasi-aplikasi industri seperti pada proses
pengepakan, penanganan bahan, perakitan
otomatis, dan lain-lain.
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat sebuah prototipe mesin
konveyor penghitung barang menggunakan
sistem kendali PLC Omron tipe CPMIA 20
COR. Pembuatan program diagram tangga
atau kode mnemonik sebagai perintah/masukan di dalam PLC yang menghasilkan suatu
keluaran untuk mengontrol konveyor penghitung barang. Suatu program diagram ladder
yang menggunakan perangkat lunak syswin
3.4 dapat diterapkan sebagai perintah-perintah
didalam PLC dan menghasilkan suatu keluaran yang digunakan untuk mengerakkan dan
mengendalikan prototipe konveyor penghitung barang.

)

Pembuatankonveyor

t
Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor

Pengkabelan (Wirring) yaitu
Proses Menghubungkan Konveyor (sebagai output)
dengan Rangkaian Pengendali konveyor (sebagai masukan)

Tidak Terhubung

1 Terlmbung

(

Selesai

)

Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Prototipe Konveyor Penghitung Barang

,J

,

METODE PENELITIAN
Penelitian ini diawali dengan tahapan
penyiapan komponen penelitian. Komponen
yang hams dipersiapkan adalah konveyor,
rangkaian pengendali konveyor, sensor photodioda, dan PLC. PLC yang digunakan adalah PLC Omron CPMIA 20 CDR. Selanjutnya, komponen tersebut hams diuji kelaikannya untuk digunakan dalam rangkaian. Catu
daya yang dipergunakan sebagai sumber energi listrik dalam rangkaian juga hams diuji
kehandalannya.
Komponen dan eatu daya yang telah diuji kemudian dirakit menjadi rangkaian konveyor sebagaimana direneanakan.
Tahapan selanjutnya adalah pembuatan program kendali yang akan membuat rangkaian bisa bekerja seeara otomatis. Terakhir,
rangkaian yang telah selesai dikerjakan diuji
apakah dapat bekerja sesuai dengan raneangan awal. Tahapan penelitian ini dapat terlihat
seeara lebih jelas melalui bagan alir yang tereantum pada Gambar 1.
PEMBAHASAN
PLC ialah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang beroperasi seeara
digital. PLC menggunakan programmable
memory untuk menyimpan instruksi yang

berorientasi kepada pengguna untuk melakukan fungsi seperti logika, pengurutan, pengaturan waktu, aritrnatika, melalui masukan

baik analog maupun digital untuk berbagai
proses permesinan (Tang, 1998).
PLC mempakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian relai
yang banyak dijumpai pada sistem kontrol
konvensional (Agfianto, 2007). Komponen
utama penyusun PLC adalah Catu Daya,
Central Processing Unit (CPU) yang di dalamnya terdapat prosesor dan memori, Modul
Masukan dan Modul Keluaran, serta perangkat pemrograman (Bryan dan Bryan, 1997).
Gambaran mengenai komponen PLC terlihat
pada Gambar 2.
Modul masukan dan keluaran adalah
perantara antara PLC dengan perangkat
keras masukan dan perangkat keras keluaran.
Tujuannya adalah melindungi CPU PLC dari
sinyal yang tidak dikehendaki yang dapat
memsak CPU itu sendiri. Modul masukan
dan modul keluaran ini berfungsi untuk
mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal

masukan dari perangkat keras masukan ke
sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan
kerja CPU PLC. Hal ini dapat dilakukan
dengan mudah yaitu dengan menggunakan
opto-isolator.
Miniprogrammer atau Programming
Console adalah sebuah perangkat yang
berfungsi untuk memasukkan instruksiinstruksi program ke dalam PLC. Instruksiinstruksi program dimasukan dengan
mengetikkan simbol-si~bol diagram tangga
dengan menggunakan' kode mnemonik
(Mnemonic Code).

.FIeld Inputs

Umit

Push
Button c::!b

Swi~

Umit
Switch
Push
Button

POWER

SUPPLY

o

I
N
P
U
T

I

DATA
MEMORY
SERIAL

U

I.I~

U
T

PORT

Gambar 2. Komponen Utama PLC
Sumber: Bryan & Bryan (1997)

170

Jurnal I/miah Teknologi & Rekayasa, Volume15 No.3, Desember 2010

-

Persia pan Alat Penelitian
Komponen terbesar dalam rangkaian
ini adalah konveyor. Konveyor adalah salah
satujenis alat yang berfungsi untuk mengangkut atau memindahkan bahan-bahan industri
yang berbentuk padat. Konveyor terdiri dari
ban berbentuk bulat menyerupai sabuk yang
diputar oleh motor. Penelitian ini memilih
menggunakan konveyor sabuk sebagai alat
pengangkut karena lebih mudah dibuat dan
lebih hemat. Komponen utama dari konveyor
sabuk ini adalah roller, sabuk, rangka, motor
DC, dan roda gigi. Gambar 3 memperlihatkan konveyor sabuk yang dihasilkan dalam
penelitian ini.
Komponen kedua yang harus disiapkan adalah rangkaian pengendali konveyor.
Tujuan keberadaan komponen ini adalah sebagai aplikasi pengendali konveyor. Sengaja
dibuat konveyor yang berbentuk prototipe,
sehingga dapat dipahami dengan mudah dan
jelas. Rangkaian pengendali juga merupakan

bagian dari perangkat keras masukan. Rangkaian pengendali terdiri dari eatu daya, sensor photodiode, tombol Start-Stop, dan PLC.
Gambar 4 memperlihatkan eatu daya yang
dipergunakan dalam rangkaian.
Sensor Photodioda
Sensor yang digunakan dalam rangkaian ini adalah sensor photodiode. Sensor yang
digunakan sebanyak 2 buah dimana sensor I
untuk mendeteksi keberadaan box dan sensor
2 untuk menghitung barang (sensor barang).
Photodioda digunakan sebagai detektor eahaya dan LED (Light Emiting Dioda) yaitu
dioda pemanear eahaya, yang digunakan sebagai sumber eahaya yang diletakkan pada
suatu tempat dimana objek dapat dideteksi
ketika memotong garis eahaya.

Gambar 3. Konveyor Sabuk

Sari, Rancang Bangun...

Prinsip kerja sensor dalam kondisi normal sensor tanpa dilewati benda adalah Nol,
dalam artian keluaran dari sensor tidak menghasilkan tegangan sarna sekali, eahaya yang
diterima oleh sensor pothodioda diatur pada
komparator agar menghasilkan logika 0 yang
berupa tengangan sebesar 0 volt, dan jika
pothodioda tidak mendapatkan eahaya (terhalangi oleh benda) maka output sensor akan
menghasilkan logika 1 yang berupa tegangan
sebesar 4,5 volt, karena output tegangan dari
rangkaian sensor hanya 4,5 volt saja maka
ditambahkan Driver relay, yang fungsinya sebagai saklar otomatis yang menghubungkan
tegangan eatu daya dari PLC omron ke Jalur
masukan pada PLC Omron, agar logika 1 dan
o dapat dibaea oleh PLC.
Setelah pembuatan konveyor sebagai
suatu alat yang akan dikendalikan (output),
dan rangkaian pengendali yaitu eatu daya,
dan sensor terpasang sebagai alat pengendali
(masukan), setelah itu pemasangan PLC sebagai pemroses seperti dijelaskan pada gambar 14.
Programmable Logic Controlller (PLC)
PLC digunakan untuk mengontrol, mekanisme kerja konveyor penghitung barang.
PLC yang digunakan adalah PLC Omron
CPMIA 20 CDR. Bagian-bagian dari PLC
Omron CPMIA. 20 CDR dijelaskan pada
Gambar 5.
Pengujian Komponen
Sebelum dirangkai, maka komponen
dari eatu daya, sensor dan motor penggerak
harus diuji untuk memastikan bahwa setiap
komponen tersebut bekerja dengan baik.
Setelah semua komponen diuji kelaikannya,

Gambar 4. Rangkaian Catu Daya

171

raneangan yang pertama adalah menentukan
bit operen sebagai masukan bagi rangkaian.
Pada rangkaianini, masukan 00000 digunakan untuk menghidupkan sistem, masukan
00001 digunakan untuk mematikan sistem,
00002 untuk mematikan motor konveyor
box dan menghidupkan motor konveyor barang, serta masukan 00003 digunakan untuk
menghitung barang dan menghidupkan motor konveyor box.
Selanjutnya adalah menentukan perintah keluaran. Pada rangkaian ini, keluaran
01000 digunakan untuk menggerakkan konveyor box melalui motor konveyor 1, sedangkan keluaran 01001 dipergunakan untuk
menggerakkan konveyor barang melalui motor konveyor 2.

maka rangkaian tersebut dihubungkan satu
dengan yang lainnya. Langkah pertama adalah menghubungkan eatu daya dengan sensor, motor konveyor A, motor konveyor B,
tombol start, tombol stop dan masukan daya
PLC. Kemudian tombol start, tombol stop,
sensor box, dan sensor benda dihubungkan
dengan terminal masukan PLC. Terakhir,
motor konveyor A dan motor konveyor B
dihubungkan dengan terminal output PLC.
Hasil akhir rangkaian tersebut terlihat pada
Gambar 6.
Perancangan Program.
Gambar 7 memperlihatkan urutan kendali konveyor penghitung barang. Tahapan

T ennina1lnput
dari 00 san1p3i 11

Tenninallnput
tegangan 100-240 VAC

lDdikasi Input
dari 00 sampai 11
Temrinal Input unruk
Programming Console
atau untuk Komkpute1"

Indikasi Status
PLC
Indikasi Output
dari 00 sampai 07

Terminal Output
tegangan 24 VDC

T ennina1 Output
dari 00 sampai 07

Gambar 5. Bagian-bagian PLC Omron CPMIA20 CDR
...
f ~I 'i ,'.. :.', :;~~:r'\
~, , I .
!:,I 1'

<

"

.

~

.

.

~ ~

f'

~ ....--r:
f

,---

r,

I:i

-

.1Z'~~

'

1'i1 'J ~'"
~_

.

,

..-

¥""t
1:-" "': "I:'

1'.1

.,

-.=

-

\.:

·

'i.:

..'
..

;-1
,.
~ ;.;.:>.
-.r")

"I"!""'JC
-

'\).~

I
~

III

\

....
Gambar 6. Prototipe Konveyor Penghitung Barang

172

Jurnailimiah Teknologi & Rekayasa, Volume15 No.3, Desember 2010
....

1

I
I

PembuataD Program KeDdali

Program keDdali PLC dibuat dengan
diagram tangga menggunakan perangkat lunak Syswin 3.4. Kode yang dipergunakan
adalah kode mneumonik melalui konsol program. Bentuk diagram tangga dan kode mnemonik tersebut terlihat pada Gambar 8.
Sebelum program dimasukkan ke dalam PLC, maka dilakukan simulasi terlebih
dahulu dengan simulator PLC. Fungsinya
adalah mengetahui bahwa program telah ber-

jalan dengan benar.
Program kemudian dimasukkan ke
dalam PLC melalui konsol dengan cara memasang kabel penghubung dari konsol ke
PLC. Setelah terpasang kemudian PLC dihidupkan sehingga konsol mendapatkan
daya. Langkah selanjutnya adalah membuka
kata kunci pada PLC melalui layar konsol.
Setelah berhasil masuk ke dalam
memori PLC, program yang telah dibuat dimasukkan sesuai urutannya.

Tombol START
ditekan

Konveyor Box ON

Tidak

Konveyor Barang ON
Konveyor Box OFF

Tidak

Tidak

Gambar 7. Diagram Alir Konveyor Penghitung Barang

Sari, Rancang Bangun...

173

00000

00001

20000

20000

20000

I

01001

01000

I

oo~
ooo~
QIT 000 20000 01001

oooJ

o Alamat
1 00000
2
00001
3
00002
4
00003
5
00004
6
00005
7
00006
8
00007
9
00008
10 00009

Instruksi
LD
OR
ATI KaT
OUT
LD
Al\TI KaT
OUT
LD
LD KaT
CKT

11
12
13
14
15

LD
OR NOT
ANTI
OUT
EKD

00010
00011
00012
00013
00014

Opt>l'and

00000
20000
00001
20000
20000
01001
01000
00002
00003
000
#005
CNT 000
00003
20000
01001

Gambar 8. Diagram Tanggga dan Kode Mnemonik
Pengujian Alat

Pengujian alat keseluruhan dilakukan
dalam beberapa tahap. Tahap pertama adalah memutar kunei PLC ke mode RUN atau
MONITOR. Hal ini dilakukan untuk melihat apakah program yang telah dimasukkan dapat bekerja. Tahap yang kedua adalah
menghidupkan eatu daya utama untuk melihat apakah komponen seperti sensor dan
penggerak mekanis bekerja dengan baik.
Tahapan pengujian selanjutnya adalah
dengan eara meletakkan sebuah benda pada
konveyor pembawa benda dan menaruh kotak pada konveyor pembawa kotak, pada posisi tidak menyentuh sensor. Setelah benda
dan kotak berada pada tempat yang sesuai,
rangkaian dinyalakan. Disini terlihat bahwa
konveyor box berjalan menuju arah jatuhnya
benda dari konveyor pembawa benda.
Pengujian terakhir adalah memeriksa
rangkaian penghitung. Caranya adalah dengan menghidupkan alat, kemudian melewat-

174

kan benda melewati sensor sebanyak 5 kali.
Setelah semua benda melewati sensor, maka
konveyor pembawa benda akan berhenti dan
konveyor pembawa box akan berjalan. Kondisi ini menunjukkan alat bekerja dengan
baik.
Jika terjadi kegagalan dalam proses
pengujian maka perlu dilakukan pemeriksaan
perangkat mekanik dan elektrik. Jika tidak
ditemukan kesalahan maka dilakukan pemeriksaan pada bagian program. Pemeriksaan
diulangi sampai alat dapat bekerja dengan
normal.
SIMPULAN DAN SARAN

Programmable Logic
Controller
(PLC) dapat diaplikaskan pada fungsi konveyor penghitung barang karena pemrograman pada PLC dapat diubah sesuai dengan
alat serta variasi eara kerja yang diinginkan.
Diagram tangga adalah metode pembuatan
program PLC yang efektif.

Jumal I/miah Teknologi & Rekayasa. Volume15 No.3, Desember 2010

Sebelum membuat alat berbasis PLC,
perencanaanyang matang disertai pembuatan
bagan alir cara kerja alat sangat diperlukan.
Hal ini, selain mempermudah pekerjaan, juga
dapat digunakan untuk memilih tipe PLC apa
yang cocok untuk digunakan.
PLC saat ini sangat banyak digunakan oleh industri modem, oleh karena itu sangatpenting bagi mahasiswa untuk memahami
cara kerja dan sistem kendah PLC.
DAFTAR PUSTAKA

Adi, Agung Nugroho . Mekatronika. Edisi
Pertama. Graha Ilmu. Yogyakarta. 2010.
Agfianto,Eko Putra. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi. Edisi Pertama. Gava
Media. Yogyakarta. 2007.
Bolton, William. Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah Pengantar. Edisi
Ketiga. Erlangga. Jakarta. 2004.
Bryan, L.A. & Bryan, E.A. Programmable
Controller: Theory and Implementation.
Second Edition. Industrial Text Company. United States of America. 1997.
Hadiyanto, Ahmad; Suyanto dkk. Pengop-

Sari, Rancang Bangun...

erasian Mesin Produksi dengan Kendali
PLC. Departemen Pendidikan Nasional.
2005.
Jack, Hugh. Automating Manufacturing Systems with PLCs. Version 5.0. GNU Free
Documentation License. Boston. 2007.
Nachbar, G. H. Rangkaian Elektronika Populer. Elex Media Komputindo. Jakarta.
1988.
Omron. Sysmac CPMIA Programmable
Controllers: Operation Manual. Omron
Corporation. Japan. 2007.
Omron. Syswin: Software Programming
Tools for Omron Programmable Logic
Controller Version 3.4. Omron Corporation. Japan. 1996.
Setiawan, Iwan. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik Perancangan
Sistem Kontrol. Edisi Pertama.. Andi.
Yogyakarta. 2006.
Wicaksono, Handy. Programmable Logic
Controller, Teori Pemrograman dan
Aplokasinya Dalam Otomasi Sistem.
Edisi Pertama. Graha Ilmu. Yogyakarta.
2009.

175