PERANCANGAN PEMODELAN DAN SISTEM KONTROL TRASHRACK PADA SALURAN INTAKE PLTA BATANG AGAM PADANG SUMATERA BARAT BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
PERANCANGAN PEMODELAN DAN SISTEM KONTROL
TRASHRACK PADA SALURAN INTAKE PLTA BATANG AGAM
PADANG SUMATERA BARAT BERBASIS PLC
(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
Galih Reksa Prayoga
067002124
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Siliwangi Tasikmalaya
Jl.Siliwangi No.24 Tasikmalaya
ABSTRACT
TrashRack-2 is garbage scraper tool. TrashRack-2 is designed to be applied in the hydro pool
Tando Batang Agam as a tool to rake rubbish that get stuck in the filter outlet eight segments of the
building. TrashRack-2 is equipped with a control system that can be operated with manual mode and
automatic mode. The control system is also equipped with a functioning testing mode for maintenance.
Electromechanical control systems with the use of the relays has many drawbacks, including wear
contacts easy to wear due to heat or fire due to short circuit, the current costly installation, maintenance
and modification of the system that was created when these modifications are required. Using PLC of
these things can be overcome, because the PLC system integrates a wide range of stand-alone
components into an integrated control system and easily renovate without having to replace all the
existing instruments.
From the modeling results TrashRack-TR2 Batang Agam TrashRack the program works as
desired, despite the fall in the bucket is not precise on screen pin segment, minimal mechanical problems
addressed by the program
Keyword : PLC CQM1H-CPU51, HMI Schneider, CX-Programmer, Vijeo Designer
ABSTRAK
TrashRack-2 adalah alat pengeruk sampah. TrashRack-2 dirancang untuk diaplikasikan di kolam
tando PLTA Batang Agam sebagai alat untuk mengeruk sampah yang menyangkut pada saringan
delapan segmen pada bangunan outlet. TrashRack-2 ini dilengkapi dengan sistem kontrol yang bisa
dioperasikan dengan mode manual dan mode otomatis. Sistem kontrol tersebut juga dilengkapi dengan
mode testing yang berfungsi untuk pemeliharaan.
Sistem pengontrolan dengan elektromekanik yang menggunakan relay-relay mempunyai banyak
kelemahan, diantaranya kontak-kontak yang dipakai mudah aus karena panas atau terbakar karena
hubungan pendek, membutuhkan biaya yang besar saat instalasi, pemeliharaan dan modifikasi dari
sistem yang telah dibuat jika dikemudian hari diperlukan modifikasi. Dengan menggunakan PLC hal-hal
ini dapat diatasi, karena sistem PLC mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri
menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan mudah merenovasi tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
Dari hasil pemodelan TrashRack-TR2 Batang Agam yaitu program TrashRack bekerja sesuai yang
diinginkan, walaupun pada sisi jatuhnya bucket tidak presisi pada pin screen segment, masalah pada
mekanik seminimal mungkin diatasi oleh program
Kata Kunci : PLC CQM1H-CPU51, HMI Schneider, CX-Programmer, Vijeo Designer
1. Pendahuluan
Terkait
3. Landasan Teori
dengan
masalah
ini
maka
muncullah sebuah piranti elektronik yang dapat
dapat mengatasi semua masalah tersebut, yaitu
yang dinamakan dengan PLC (Programable
Logic Controller). Hanya dengan mengeksekusi
program yang tersimpan dalam memori, PLC
dapat memonitor status dari suatu sistem
berdasarkan sinyal input yang masuk pada
PLC. Dalam pengontrolan suatu proses yang
sangat
kompleks
dimungkinkan
untuk
menggunakan lebih dari satu PLC. Saat ini,
dengan semakin berkembangnya teknologi,
semakin banyak muncul PLC dengan merek
yang berbeda-beda, seperti Omron, Siemens,
LG, Mitsubishi, National, Festo, Sigma, dan
lain sebagainya. Karena adanya berbagai
keuntungan pada PLC inilah maka semakin
banyak industri yang saat ini menggunakan
PLC sebagai pusat dari seluruh proses produksi
mereka.
memahami
dasar-dasar
unit
memasukan
dan
menjalankan
program dasar di PLC
o
Mampu membuat program atau diagram
ladder
berbagai macam komponen yang berdiri sendiri
menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan
mudah merenovasi tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
3.3. Bahasa pemograman
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk
membuat program dalam PLC. Masing-masing
bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian
tergantung dari sudut pandang kita sebagai user
(programmer). Pada umumnya terdapat 2 bahasa
pemrograman
sederhana
dari
pemrograman
Diagram
Ladder
PLC
dan
,
yaitu
bahasa
Instruction List (Mnemonic Code). Diagram
Intruksi Timer-TIM
Intruksi @increment-INC
Intruksi Pulse Always On-P-ON
rancang bangun PLC
Mampu
dapat diatasi karena sistem PLC mengintegrasikan
Intruksi Set dan Rset
adalah:
o
Dengan menggunakan PLC hal – hal ini
oleh setiap PLC. Diantara nya adalah :
Adapun tujuan penelitian tugas akhir ini
Mampu
Dalam bidang industri penggunaan mesin
otomatis dan pemprosesan secara otomatis
merupakan hal yang umum.
3.2. Cara kerja
Ladder adalah bahasa yang umum dan dimiliki
2. Tujuan Penelitian
o
3.1. PLC
3.4. CX-Programmer
Aplikasi CX-Programmer adalah aplikasi
pemrograman untuk membuat program yang
termasuk dalam Vijeo Designer yang nantinya
diaplikasikan pada device Magelis XBTGT 2220
sebagai perangkat touch screen. CX-Programmer
tidak dapat bekerja sendirian, untuk dapat
menyampaikan perintah yang telah dibuat, maka
dibutuhkan suatu komunikator prosedur data
3.7. Variable Tag
Variabe
yang biasa disebut CX-Protocol.
mengkomunikasikan
Tag
PLC
adalah
dan
HMI
untuk
maka
diperlukan variable tag yang bersesuaian antara
PLC dan HMI. Dalam menyusun variable tag bisa
dilihat dalam gambar dibawah ini.
Gambar 1. CX-Programmer
3.5. CX-Protocol
Aplikasi
CX-Protokol
menciptakan
prosedur komunikasi data (makro protokol)
untuk bertukar data antara perangkat serial
standar
dengan
PLC.
Makro
Gambar 3. Variable Tag
3.8. Pengertian PLTA
protokol
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
mendefinisikan protokol komunikasi untuk
adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan
komunikasi antara PLC dan perangkat yang
aliran air untuk diubah menjadi energi listrik.
memiliki port serial port RS232
Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut
3.6. Vijeo Designer Sebagai Software Sebagai
sebagai hidroelektrik. Pembangkit listrik ini
Interface
bekerja dengan cara merubah energi air yang
Dalam membuat interface antar operator
mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi
dan mesin diperukan software Vijeo Designer
energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan
keuaran Scheider. Software tersebut berupa
dari energi mekanik menjadi energi listrik
grafis yang diterjemahkan oleh grafikal display
(dengan bantuan generator). Kemudian energi
dengan alamat yang bersesuaian antara PLC
listrik tersebut dialirkan melalui jaringan-jaringan
dan HMI.
yang telah dibuat, hingga akhirnya energi listrik
tersebut sampai ke rumah.
3.9. Pengertian Bendungan
Bendungan (dam) adalah konstruksi yang
dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk,
danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan
juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah
Gambar 2. Vijeo Designer
Pembangkit Listrik Tenaga Air.
Bagian-bagian bendungan
Bendungan terdiri dari beberapa komponen,
yaitu :
Stilling basin
Memiliki fungsi yang sama dengan
Badan bendungan (body of dams)
Adalah tubuh bendungan yang berfungsi
sebagai penghalang air. Bendungan umumnya
memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan
struktur lain seperti pintu air atau tanggul
digunakan untuk mengelola atau mencegah
aliran air ke dalam daerah tanah yang spesifik.
Kekuatan air memberikan listrik yang disimpan
dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk
menyediakan listrik bagi jutaan konsumen.
Pondasi (foundation)
energy dissipater.
Katup (kelep, valves)
Fungsinya sama dengan pintu air biasa,
hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi
(pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan).
Merupakan alat untuk membuka, mengatur dan
menutup aliran air dengan
cara
memutar,
menggerakkan kea rah melintang atau memenjang
di dalam saluran airnya.
3.10. Komponen Utama Hydropower Type
Run Off River
Adalah bagian dari bendungan yang
berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.
Pintu air (gates)
Digunakan untuk mengatur, membuka
dan menutup aliran air di saluran baik yang
Bangunan pelimpah (spill way)
Adalah bangunan beserta intalasinya
untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke
waduk
agar
tunnel Bendung berfungsi untuk mengumpulkan
air yang akan digunakan untuk pembangkit listrik
tenaga air. Dari bendungan ini air memasuki pintu
terbuka maupun tertutup
dalam
Bendung
Bendung, Intake gate dan Connecting
tidak
membahayakan
masuk intake gate menuju saluran khusus air
(connecting tunnel) yang keluar jalur sungai (run
off river). Setelah melalui connecting tunnel maka
air melewati saluran pembawa (water way)
keamanan bendungan
Kanal (canal)
Digunakan untuk menampung limpahan
air ketika curah hujan tinggi.
Reservoir
Digunakan untuk menampung/menerima
Gambar 4. Bendung
Sandtrap
Sandtrap
limpahan air dari bendungan.
pengendap
(pengendap
digunakan
untuk
pasir)
Bak
memindahkan
partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak
pengendap
adalah
sangat
penting
untuk
melindungi komponen-komponen berikutnya
dari dampak pasir.
Gambar 7. Head Tank
Penstock
Gambar 5. Sandtrap
Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock
adalah penyalur air dari head tank yang akan
Water Way
Waterway Saluran pembawa (water way)
atau juga dinamakan head race mengikuti
kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi
memutar turbine. Penstock dihubungkan pada
sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah
sebuah Turbin
dari air yang disalurkan dan menjaga energy
potensial air tetap pada nilainya.
Gambar 8. Penstock / Pipa Pesat
Gambar 6. Water Way
Head Tank
Head Tank (Bak Penenang) Fungsi dari
bak
penenang
adalah
untuk
mengatur
perbedaan keluaran air antara sebuah penstock
dan headrace, dan untuk pemisahan akhir
kotoran dalam air seperti pasir dan kayukayuan.
FlowChart
3.11.
RAKE STANBY
SWITCH ON
Rotasi TrashRack TR-2 Batang Agam
Rotasi pada TrashRack TR2 – Batang
Agam menggunakan sistem penggerak hydraulic,
terdiri dari rotary table dan rotary arm. Untuk
operasi berputar satu segment memenuhi 450 ada
AUTOPUSH FROM HMI
sequen dimana rotary arm akan berputar terlebih
dahulu diikuti rotary table, kebalikannya untuk
berputar -450 rotary table akan berputar terlebih
AUTO
OPERATION
dahulu diikuti rotary arm.
NO
TrasRack TOP Position / Bucket
Touch Sensor
MOVE HOIST TO
TOP AND OPEN
YA
HOIST MOVING
DOWN
BUCKET CLOSE
T>2 SECOND
HOIST UP
Gambar 10. TrashRack TR-2 Batang Agam
HOIST TOP POSITION UP
WITH BUCKET
OPEN
4. Pemodelan TrashRack TR-2 Batang Agam
Pemodelan TrashRack TR2 – Batang Agam
OPENING BUCKET
T>2 SECOND
bertujuan untuk mensimulasikan sistem kerja
TrashRack TR2 – Batang Agam baik rotasi,
TRASHRACK
ROTATION 1
SEGMENT
bucket up – down dan bucket open – close secara
visual. Pemodelan ini di adaptasikan pada skala 1
: 100. Adapun perbedaan penggerak dipilih
Gambar 9. FlowChart TrashRack-TR2 Batang Agam
menggunakan
penggerak
jenis
lain
mengurangi sistem kerja yang sebenarnya.
tanpa
4.2 Bucket Up Down dan Bucket Open Close
Pemodelan TrashRack TR-2 Batang Agam
Bucket up – down pada pemodelan
TrashRack TR2 – Batang Agam menggunakan
penggerak motor DC yang menggerakkan drum
hoist dengan catu daya 24 V. Bucket bergerak
naik – turun
ditarik dan diulur menggunakan
kabel sling baja pada 3 (tiga) titik paralel dan
yang tengah berfungsi sebagai pengungkit open –
close bucket. Kabel sling digulung pada drum
hoist yang dibuat beralur seperti alur screw
Gambar 11. Blok Diagram Comunication
Board
4.1.
Rotasi Pemodelan TrashRack TR-2
Batang Agam
sehingga setiap 1 (satu) putaran menempati alur
tertentu dan tidak bertumpuk. Drum hoist terbuat
dari as drat diameter 20 dan mur sebagai cam
switch untuk up dan down.
Rotasi pemodelan pada TrashRake TR2 –
Batang Agam menggunakan sistem penggerak
motor 24 VDC. Untuk berputar ke kiri dan ke
kanan dengan merubah polaritas, sehingga bisa
bergerak 3600 baik ke kiri maupun ke kanan.
Pada pemodelan jumlah segment dikurangi dari
8 (delapan) segment menjadi 4 (empat) segment
dimana setiap segment memenuhi sudut 900.
Gambar 13. Bucket Up Down Pemodelan
TrashRack- TR2 Batang Agam
Gambar 12. Rotation Pemodelan
TrashRackTR2 Batang Agam
Gambar 15. Slip Ring Pemodelan TrashRackTR2 Batang Agam
Gambar 14. Bucket Open Close Pemodelan
4.5. System Kontrol Pemodelan TrashRack-
TrashRack- TR2 Batang Agam
TR2 Batang Agam
Untuk
4.3 Screen Segmen Pemodelan TrashRack-
mensimulasikan
TrashRack-2
Batang Agam diperlukan sistem kontrol yang
TR2 Batang Agam
Jumlah segment dibuat menjadi 4
mendekati sistem kontrol yang sebenarnya. Dalam
(empat) segment tanpa mengurangi fungsi dari
hal ini diperlukan beberapa tombol dan sebuah
simulasi
HMI
TrashRack-2
touchscreen
untuk
mewakili
mimik
Batang
Agam.
hanya
untuk
TrashRack-2 Batang Agam. Pada pemodelan ini
mendeskripsikan bahwa TrashRack-2 Batang
digunakan PLC yang akan memproses input baik
Agam hanya mengeruk sampah yang ada pada
input konvensional dan HMI menjadi output.
Pembuatan
screen
screen
Nama heading adalah untuk menampilkan
4.4. Slip Ring Pemodelan TrashRack TR-2
nama sistem
Batang Agam
jam Yang harus dilakukan untuk membuat
Fungsi slip ring adalah untuk sebagai
penghantar arus pada benda yang bergerak
tanggal, bulan, tahun dan
heading dengan menggunakan pilihan text
pada toolbar HMI.
putar. Pada pemodelan TrashRack-2 Batang
Agam penghantar arus adalah sepasang disc
yang dibuat statik dan yang ikut berputar adalah
Gambar 16. Nama Heading
sepasang carbon brush dengan tegangan 220
VAC. rendah, relatif lebih sering
Panel ini adalah menu untuk menuju ke
panel mode operation
Panel ini adalah mode semi auto yang
sebelumnya dipilih pada panel operation
mode
Gambar 17. Panel Mode Operation
Panel ini adalah mode manual, untuk
memilih
mode
mana
yang
dioperasikan
akan
Gambar 19. Panel Mode Semi Auto
Panel
ini
adalah
mode
auto
yang
sebelumnya dipilih pada panel operation
mode
Gambar 18. Panel Mode Manual
Gambar 20. Panel Mode Auto
4.5. Konfigurasi Sistem Kontrol Pemodelan
TrashRack-TR2 Batang Agam
Untuk
mengendalikan
pemodelan
TrashRack-2 PLTA Batang Agam menggunakan
PLC (Programmable Logic Controller), tombol –
tombol, limit switch, proximity switch, toogle
switch, kontak relay, dan lain – lain. Interface
antara operator dan mesin dinamakan HMI
Bucket Up Down Ladder Diagram
(Human Machine Interface).
4.6.
Pemograman Pemodelan TrashRack
TR-2 Batang Agam
Setelah menentukan konfigurasi control
dan menentukan input dan output PLC,
selanjutnya
Pemrogram
dilakukan
yang
pemrograman.
dimaksud
adalah
pemrograman PLC dan pemrograman HMI.
Gambar 22. Ladder Diagram Bucket Up Down
Gambar
diatas
menunjukkan
proses
terjadinya sistem bucket naik dan turun. Pada
Rotating Left Right Ladder Diagram
pemodelan TrashRack-TR2 ini menggunakan
motor 24 VDC dengan menggunakan kabel sling
PLC
yang digulung dengan drum hoist.
Bucket Open Close Ladder Diagram
Gambar 21. Ladder Diagram Sistem Rotation Left
Righ
Gambar diatas adalah untuk mode auto
pada ladder diagram yang berkomunikasi
dengan HMI, serta terjadinya proses berputar
ke kanan dan ke kiri.
Gambar 23. Ladder Diagram Bucket Open Close
Gambar
diatas
menunjukkan
terjadinya sistem bucket buka tutup.
proses
Pada
pemodelan TrashRack-TR2 ini menggunakan
motor 24 VDC dengan menggunakan kabel sling
yang diungkit oleh motor 24 VDC
Setting PLC
Pemrograman PLC dilakukan dengan
menggunakan software CX-Programmer 9.0.
pertama yang dilakukan adalah melakukan
setting CPU PLC, komunikasi.
Setting CPU PLC adalah menentukan
CPU yang dipakai dan network yang dipakai.
Gambar 25. Setting Starup
Selanjutnya adalah melakukan setting
untuk komunikasi. Pada sistem kontrol pemodelan
TrashRack-2 Batang Agam PLC dikomunikasikan
dengan HMI sebagai programmable terminal
menggunakan
serial
komunikasi.
Serial
komunikasi tersebut dengan kabel jenis RS 232
dengan pin 9.
Comunication
standard
komunikasi,
setting
hal
menggunakan
ini
dikarenakan
kecepatan transfer dan receive sudah terpenuhi.
Gambar 24. CPU dan Network
Untuk melakukan setting
Selanjutnya setting PLC, setting PLC
disini adalah menentukan startup dan host link
port.
PLC setting startup adalah setting untuk
menentukan kondisi PLC pada saat dinyalakan.
Berikut adalah setting PLC CQM1HCPU51 yang diaplikasikan pada pemodelan
TrashRack Batang Agam.
Gambar 26. PLC Setting Communication
4.7. Setting HMI ( Human Machine Interface )
Untuk membuat software HMI, pertama
kali yang dilakukan adalah membuat file baru
kemudian beri nama projectnya, tentukan type,
setelah itu tekan tombol next.
Gambar 29. Setting Driver dan Equipment
5. Kesimpulan
Gambar 27. Setting HMI
Dari uraian dan hasil pengamatan mengenai
Kemudian tentukan type HMI, lalu
rangkaian Pemodelan TrashRack-TR2 Batang
tekan next seperti yang terlihat pada gambar
Agam yang menggunakan PLC CQM1H CPU51
dibawah ini.
ini
dapat
ditarik
beberapa
kesimpulan,
diantaranya:
TrashRack bekerja sesuai dengan yang
diinginkan, walaupun pada sisi jatuhnya
bucket tidak presisi pada pin screen
segment.
Masalah pada mekanik yang ada pada
pemodelan TrashRack-TR2, seminimal
mungkin di atasi oleh program.
Pada pemodelan TrashRake-TR2 Batang
Gambar 28. Setting Target Type dan Model
Kemudian
HMI
menggunakan
interface
HMI,
tersebut
sehingga lebih menghemat ruang pada
dikomunikasikan dengan PLC yang akan
sistem kontrol dan pengkabelan, sehingga
digunakan.
sangat efisiensi harga dan ruang.
Pada
tentukan
Agam
pemodelan
TrashRack-2
Batang Agam menggunakan PLC CQM1H
CPU51 dengan driver Symac Link (Sysmac
Way) (SIO) dengan equipment C Link.
Komunikasi tersebut menggunakan kabel RS
232 pin 9. Seperti yang terlihat pada gambar
dibawah ini.
6. Saran
Untuk dapat meningkatnya keandalan
enjadi lebih baik, kiranya dapat diperhatikan
beberapa hal dibawah ini.
Kurangnya presisi pada sistem rotary
karena tidak ada lock pada rotary,
sehingga tidak pas pada pin antara
bucket dengan screen.
Pada progam tidak dibuat kondisi
dimana
bila
pemodelan
TrashRack
bucket berada pada posisi dibawah
dapat
di
perintah
untuk
berputar,
sehingga dapat merusak mekanisme
pemodelan TrashRack tersebut.
7. Daftar Pustaka
1. L.A.
Bryan,
Programmable
controller
theory and implementation second edition.
An Industrial text company publication
atlanta. Georgia. USA
2. Manual book PLC CQM1H CPU-51, 1999
OMRON asia pacific PTE LTD
3. Manual book scheider HMI 2220
4. Siemens technical education program
5. William
controller
Erlangga,
Bolton,
Programmable
logic
( PLC ) edisi ketiga, penerbit
TRASHRACK PADA SALURAN INTAKE PLTA BATANG AGAM
PADANG SUMATERA BARAT BERBASIS PLC
(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
Galih Reksa Prayoga
067002124
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Siliwangi Tasikmalaya
Jl.Siliwangi No.24 Tasikmalaya
ABSTRACT
TrashRack-2 is garbage scraper tool. TrashRack-2 is designed to be applied in the hydro pool
Tando Batang Agam as a tool to rake rubbish that get stuck in the filter outlet eight segments of the
building. TrashRack-2 is equipped with a control system that can be operated with manual mode and
automatic mode. The control system is also equipped with a functioning testing mode for maintenance.
Electromechanical control systems with the use of the relays has many drawbacks, including wear
contacts easy to wear due to heat or fire due to short circuit, the current costly installation, maintenance
and modification of the system that was created when these modifications are required. Using PLC of
these things can be overcome, because the PLC system integrates a wide range of stand-alone
components into an integrated control system and easily renovate without having to replace all the
existing instruments.
From the modeling results TrashRack-TR2 Batang Agam TrashRack the program works as
desired, despite the fall in the bucket is not precise on screen pin segment, minimal mechanical problems
addressed by the program
Keyword : PLC CQM1H-CPU51, HMI Schneider, CX-Programmer, Vijeo Designer
ABSTRAK
TrashRack-2 adalah alat pengeruk sampah. TrashRack-2 dirancang untuk diaplikasikan di kolam
tando PLTA Batang Agam sebagai alat untuk mengeruk sampah yang menyangkut pada saringan
delapan segmen pada bangunan outlet. TrashRack-2 ini dilengkapi dengan sistem kontrol yang bisa
dioperasikan dengan mode manual dan mode otomatis. Sistem kontrol tersebut juga dilengkapi dengan
mode testing yang berfungsi untuk pemeliharaan.
Sistem pengontrolan dengan elektromekanik yang menggunakan relay-relay mempunyai banyak
kelemahan, diantaranya kontak-kontak yang dipakai mudah aus karena panas atau terbakar karena
hubungan pendek, membutuhkan biaya yang besar saat instalasi, pemeliharaan dan modifikasi dari
sistem yang telah dibuat jika dikemudian hari diperlukan modifikasi. Dengan menggunakan PLC hal-hal
ini dapat diatasi, karena sistem PLC mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri
menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan mudah merenovasi tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
Dari hasil pemodelan TrashRack-TR2 Batang Agam yaitu program TrashRack bekerja sesuai yang
diinginkan, walaupun pada sisi jatuhnya bucket tidak presisi pada pin screen segment, masalah pada
mekanik seminimal mungkin diatasi oleh program
Kata Kunci : PLC CQM1H-CPU51, HMI Schneider, CX-Programmer, Vijeo Designer
1. Pendahuluan
Terkait
3. Landasan Teori
dengan
masalah
ini
maka
muncullah sebuah piranti elektronik yang dapat
dapat mengatasi semua masalah tersebut, yaitu
yang dinamakan dengan PLC (Programable
Logic Controller). Hanya dengan mengeksekusi
program yang tersimpan dalam memori, PLC
dapat memonitor status dari suatu sistem
berdasarkan sinyal input yang masuk pada
PLC. Dalam pengontrolan suatu proses yang
sangat
kompleks
dimungkinkan
untuk
menggunakan lebih dari satu PLC. Saat ini,
dengan semakin berkembangnya teknologi,
semakin banyak muncul PLC dengan merek
yang berbeda-beda, seperti Omron, Siemens,
LG, Mitsubishi, National, Festo, Sigma, dan
lain sebagainya. Karena adanya berbagai
keuntungan pada PLC inilah maka semakin
banyak industri yang saat ini menggunakan
PLC sebagai pusat dari seluruh proses produksi
mereka.
memahami
dasar-dasar
unit
memasukan
dan
menjalankan
program dasar di PLC
o
Mampu membuat program atau diagram
ladder
berbagai macam komponen yang berdiri sendiri
menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan
mudah merenovasi tanpa harus mengganti semua
instrumen yang ada.
3.3. Bahasa pemograman
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk
membuat program dalam PLC. Masing-masing
bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian
tergantung dari sudut pandang kita sebagai user
(programmer). Pada umumnya terdapat 2 bahasa
pemrograman
sederhana
dari
pemrograman
Diagram
Ladder
PLC
dan
,
yaitu
bahasa
Instruction List (Mnemonic Code). Diagram
Intruksi Timer-TIM
Intruksi @increment-INC
Intruksi Pulse Always On-P-ON
rancang bangun PLC
Mampu
dapat diatasi karena sistem PLC mengintegrasikan
Intruksi Set dan Rset
adalah:
o
Dengan menggunakan PLC hal – hal ini
oleh setiap PLC. Diantara nya adalah :
Adapun tujuan penelitian tugas akhir ini
Mampu
Dalam bidang industri penggunaan mesin
otomatis dan pemprosesan secara otomatis
merupakan hal yang umum.
3.2. Cara kerja
Ladder adalah bahasa yang umum dan dimiliki
2. Tujuan Penelitian
o
3.1. PLC
3.4. CX-Programmer
Aplikasi CX-Programmer adalah aplikasi
pemrograman untuk membuat program yang
termasuk dalam Vijeo Designer yang nantinya
diaplikasikan pada device Magelis XBTGT 2220
sebagai perangkat touch screen. CX-Programmer
tidak dapat bekerja sendirian, untuk dapat
menyampaikan perintah yang telah dibuat, maka
dibutuhkan suatu komunikator prosedur data
3.7. Variable Tag
Variabe
yang biasa disebut CX-Protocol.
mengkomunikasikan
Tag
PLC
adalah
dan
HMI
untuk
maka
diperlukan variable tag yang bersesuaian antara
PLC dan HMI. Dalam menyusun variable tag bisa
dilihat dalam gambar dibawah ini.
Gambar 1. CX-Programmer
3.5. CX-Protocol
Aplikasi
CX-Protokol
menciptakan
prosedur komunikasi data (makro protokol)
untuk bertukar data antara perangkat serial
standar
dengan
PLC.
Makro
Gambar 3. Variable Tag
3.8. Pengertian PLTA
protokol
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
mendefinisikan protokol komunikasi untuk
adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan
komunikasi antara PLC dan perangkat yang
aliran air untuk diubah menjadi energi listrik.
memiliki port serial port RS232
Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut
3.6. Vijeo Designer Sebagai Software Sebagai
sebagai hidroelektrik. Pembangkit listrik ini
Interface
bekerja dengan cara merubah energi air yang
Dalam membuat interface antar operator
mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi
dan mesin diperukan software Vijeo Designer
energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan
keuaran Scheider. Software tersebut berupa
dari energi mekanik menjadi energi listrik
grafis yang diterjemahkan oleh grafikal display
(dengan bantuan generator). Kemudian energi
dengan alamat yang bersesuaian antara PLC
listrik tersebut dialirkan melalui jaringan-jaringan
dan HMI.
yang telah dibuat, hingga akhirnya energi listrik
tersebut sampai ke rumah.
3.9. Pengertian Bendungan
Bendungan (dam) adalah konstruksi yang
dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk,
danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan
juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah
Gambar 2. Vijeo Designer
Pembangkit Listrik Tenaga Air.
Bagian-bagian bendungan
Bendungan terdiri dari beberapa komponen,
yaitu :
Stilling basin
Memiliki fungsi yang sama dengan
Badan bendungan (body of dams)
Adalah tubuh bendungan yang berfungsi
sebagai penghalang air. Bendungan umumnya
memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan
struktur lain seperti pintu air atau tanggul
digunakan untuk mengelola atau mencegah
aliran air ke dalam daerah tanah yang spesifik.
Kekuatan air memberikan listrik yang disimpan
dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk
menyediakan listrik bagi jutaan konsumen.
Pondasi (foundation)
energy dissipater.
Katup (kelep, valves)
Fungsinya sama dengan pintu air biasa,
hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi
(pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan).
Merupakan alat untuk membuka, mengatur dan
menutup aliran air dengan
cara
memutar,
menggerakkan kea rah melintang atau memenjang
di dalam saluran airnya.
3.10. Komponen Utama Hydropower Type
Run Off River
Adalah bagian dari bendungan yang
berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.
Pintu air (gates)
Digunakan untuk mengatur, membuka
dan menutup aliran air di saluran baik yang
Bangunan pelimpah (spill way)
Adalah bangunan beserta intalasinya
untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke
waduk
agar
tunnel Bendung berfungsi untuk mengumpulkan
air yang akan digunakan untuk pembangkit listrik
tenaga air. Dari bendungan ini air memasuki pintu
terbuka maupun tertutup
dalam
Bendung
Bendung, Intake gate dan Connecting
tidak
membahayakan
masuk intake gate menuju saluran khusus air
(connecting tunnel) yang keluar jalur sungai (run
off river). Setelah melalui connecting tunnel maka
air melewati saluran pembawa (water way)
keamanan bendungan
Kanal (canal)
Digunakan untuk menampung limpahan
air ketika curah hujan tinggi.
Reservoir
Digunakan untuk menampung/menerima
Gambar 4. Bendung
Sandtrap
Sandtrap
limpahan air dari bendungan.
pengendap
(pengendap
digunakan
untuk
pasir)
Bak
memindahkan
partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak
pengendap
adalah
sangat
penting
untuk
melindungi komponen-komponen berikutnya
dari dampak pasir.
Gambar 7. Head Tank
Penstock
Gambar 5. Sandtrap
Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock
adalah penyalur air dari head tank yang akan
Water Way
Waterway Saluran pembawa (water way)
atau juga dinamakan head race mengikuti
kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi
memutar turbine. Penstock dihubungkan pada
sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah
sebuah Turbin
dari air yang disalurkan dan menjaga energy
potensial air tetap pada nilainya.
Gambar 8. Penstock / Pipa Pesat
Gambar 6. Water Way
Head Tank
Head Tank (Bak Penenang) Fungsi dari
bak
penenang
adalah
untuk
mengatur
perbedaan keluaran air antara sebuah penstock
dan headrace, dan untuk pemisahan akhir
kotoran dalam air seperti pasir dan kayukayuan.
FlowChart
3.11.
RAKE STANBY
SWITCH ON
Rotasi TrashRack TR-2 Batang Agam
Rotasi pada TrashRack TR2 – Batang
Agam menggunakan sistem penggerak hydraulic,
terdiri dari rotary table dan rotary arm. Untuk
operasi berputar satu segment memenuhi 450 ada
AUTOPUSH FROM HMI
sequen dimana rotary arm akan berputar terlebih
dahulu diikuti rotary table, kebalikannya untuk
berputar -450 rotary table akan berputar terlebih
AUTO
OPERATION
dahulu diikuti rotary arm.
NO
TrasRack TOP Position / Bucket
Touch Sensor
MOVE HOIST TO
TOP AND OPEN
YA
HOIST MOVING
DOWN
BUCKET CLOSE
T>2 SECOND
HOIST UP
Gambar 10. TrashRack TR-2 Batang Agam
HOIST TOP POSITION UP
WITH BUCKET
OPEN
4. Pemodelan TrashRack TR-2 Batang Agam
Pemodelan TrashRack TR2 – Batang Agam
OPENING BUCKET
T>2 SECOND
bertujuan untuk mensimulasikan sistem kerja
TrashRack TR2 – Batang Agam baik rotasi,
TRASHRACK
ROTATION 1
SEGMENT
bucket up – down dan bucket open – close secara
visual. Pemodelan ini di adaptasikan pada skala 1
: 100. Adapun perbedaan penggerak dipilih
Gambar 9. FlowChart TrashRack-TR2 Batang Agam
menggunakan
penggerak
jenis
lain
mengurangi sistem kerja yang sebenarnya.
tanpa
4.2 Bucket Up Down dan Bucket Open Close
Pemodelan TrashRack TR-2 Batang Agam
Bucket up – down pada pemodelan
TrashRack TR2 – Batang Agam menggunakan
penggerak motor DC yang menggerakkan drum
hoist dengan catu daya 24 V. Bucket bergerak
naik – turun
ditarik dan diulur menggunakan
kabel sling baja pada 3 (tiga) titik paralel dan
yang tengah berfungsi sebagai pengungkit open –
close bucket. Kabel sling digulung pada drum
hoist yang dibuat beralur seperti alur screw
Gambar 11. Blok Diagram Comunication
Board
4.1.
Rotasi Pemodelan TrashRack TR-2
Batang Agam
sehingga setiap 1 (satu) putaran menempati alur
tertentu dan tidak bertumpuk. Drum hoist terbuat
dari as drat diameter 20 dan mur sebagai cam
switch untuk up dan down.
Rotasi pemodelan pada TrashRake TR2 –
Batang Agam menggunakan sistem penggerak
motor 24 VDC. Untuk berputar ke kiri dan ke
kanan dengan merubah polaritas, sehingga bisa
bergerak 3600 baik ke kiri maupun ke kanan.
Pada pemodelan jumlah segment dikurangi dari
8 (delapan) segment menjadi 4 (empat) segment
dimana setiap segment memenuhi sudut 900.
Gambar 13. Bucket Up Down Pemodelan
TrashRack- TR2 Batang Agam
Gambar 12. Rotation Pemodelan
TrashRackTR2 Batang Agam
Gambar 15. Slip Ring Pemodelan TrashRackTR2 Batang Agam
Gambar 14. Bucket Open Close Pemodelan
4.5. System Kontrol Pemodelan TrashRack-
TrashRack- TR2 Batang Agam
TR2 Batang Agam
Untuk
4.3 Screen Segmen Pemodelan TrashRack-
mensimulasikan
TrashRack-2
Batang Agam diperlukan sistem kontrol yang
TR2 Batang Agam
Jumlah segment dibuat menjadi 4
mendekati sistem kontrol yang sebenarnya. Dalam
(empat) segment tanpa mengurangi fungsi dari
hal ini diperlukan beberapa tombol dan sebuah
simulasi
HMI
TrashRack-2
touchscreen
untuk
mewakili
mimik
Batang
Agam.
hanya
untuk
TrashRack-2 Batang Agam. Pada pemodelan ini
mendeskripsikan bahwa TrashRack-2 Batang
digunakan PLC yang akan memproses input baik
Agam hanya mengeruk sampah yang ada pada
input konvensional dan HMI menjadi output.
Pembuatan
screen
screen
Nama heading adalah untuk menampilkan
4.4. Slip Ring Pemodelan TrashRack TR-2
nama sistem
Batang Agam
jam Yang harus dilakukan untuk membuat
Fungsi slip ring adalah untuk sebagai
penghantar arus pada benda yang bergerak
tanggal, bulan, tahun dan
heading dengan menggunakan pilihan text
pada toolbar HMI.
putar. Pada pemodelan TrashRack-2 Batang
Agam penghantar arus adalah sepasang disc
yang dibuat statik dan yang ikut berputar adalah
Gambar 16. Nama Heading
sepasang carbon brush dengan tegangan 220
VAC. rendah, relatif lebih sering
Panel ini adalah menu untuk menuju ke
panel mode operation
Panel ini adalah mode semi auto yang
sebelumnya dipilih pada panel operation
mode
Gambar 17. Panel Mode Operation
Panel ini adalah mode manual, untuk
memilih
mode
mana
yang
dioperasikan
akan
Gambar 19. Panel Mode Semi Auto
Panel
ini
adalah
mode
auto
yang
sebelumnya dipilih pada panel operation
mode
Gambar 18. Panel Mode Manual
Gambar 20. Panel Mode Auto
4.5. Konfigurasi Sistem Kontrol Pemodelan
TrashRack-TR2 Batang Agam
Untuk
mengendalikan
pemodelan
TrashRack-2 PLTA Batang Agam menggunakan
PLC (Programmable Logic Controller), tombol –
tombol, limit switch, proximity switch, toogle
switch, kontak relay, dan lain – lain. Interface
antara operator dan mesin dinamakan HMI
Bucket Up Down Ladder Diagram
(Human Machine Interface).
4.6.
Pemograman Pemodelan TrashRack
TR-2 Batang Agam
Setelah menentukan konfigurasi control
dan menentukan input dan output PLC,
selanjutnya
Pemrogram
dilakukan
yang
pemrograman.
dimaksud
adalah
pemrograman PLC dan pemrograman HMI.
Gambar 22. Ladder Diagram Bucket Up Down
Gambar
diatas
menunjukkan
proses
terjadinya sistem bucket naik dan turun. Pada
Rotating Left Right Ladder Diagram
pemodelan TrashRack-TR2 ini menggunakan
motor 24 VDC dengan menggunakan kabel sling
PLC
yang digulung dengan drum hoist.
Bucket Open Close Ladder Diagram
Gambar 21. Ladder Diagram Sistem Rotation Left
Righ
Gambar diatas adalah untuk mode auto
pada ladder diagram yang berkomunikasi
dengan HMI, serta terjadinya proses berputar
ke kanan dan ke kiri.
Gambar 23. Ladder Diagram Bucket Open Close
Gambar
diatas
menunjukkan
terjadinya sistem bucket buka tutup.
proses
Pada
pemodelan TrashRack-TR2 ini menggunakan
motor 24 VDC dengan menggunakan kabel sling
yang diungkit oleh motor 24 VDC
Setting PLC
Pemrograman PLC dilakukan dengan
menggunakan software CX-Programmer 9.0.
pertama yang dilakukan adalah melakukan
setting CPU PLC, komunikasi.
Setting CPU PLC adalah menentukan
CPU yang dipakai dan network yang dipakai.
Gambar 25. Setting Starup
Selanjutnya adalah melakukan setting
untuk komunikasi. Pada sistem kontrol pemodelan
TrashRack-2 Batang Agam PLC dikomunikasikan
dengan HMI sebagai programmable terminal
menggunakan
serial
komunikasi.
Serial
komunikasi tersebut dengan kabel jenis RS 232
dengan pin 9.
Comunication
standard
komunikasi,
setting
hal
menggunakan
ini
dikarenakan
kecepatan transfer dan receive sudah terpenuhi.
Gambar 24. CPU dan Network
Untuk melakukan setting
Selanjutnya setting PLC, setting PLC
disini adalah menentukan startup dan host link
port.
PLC setting startup adalah setting untuk
menentukan kondisi PLC pada saat dinyalakan.
Berikut adalah setting PLC CQM1HCPU51 yang diaplikasikan pada pemodelan
TrashRack Batang Agam.
Gambar 26. PLC Setting Communication
4.7. Setting HMI ( Human Machine Interface )
Untuk membuat software HMI, pertama
kali yang dilakukan adalah membuat file baru
kemudian beri nama projectnya, tentukan type,
setelah itu tekan tombol next.
Gambar 29. Setting Driver dan Equipment
5. Kesimpulan
Gambar 27. Setting HMI
Dari uraian dan hasil pengamatan mengenai
Kemudian tentukan type HMI, lalu
rangkaian Pemodelan TrashRack-TR2 Batang
tekan next seperti yang terlihat pada gambar
Agam yang menggunakan PLC CQM1H CPU51
dibawah ini.
ini
dapat
ditarik
beberapa
kesimpulan,
diantaranya:
TrashRack bekerja sesuai dengan yang
diinginkan, walaupun pada sisi jatuhnya
bucket tidak presisi pada pin screen
segment.
Masalah pada mekanik yang ada pada
pemodelan TrashRack-TR2, seminimal
mungkin di atasi oleh program.
Pada pemodelan TrashRake-TR2 Batang
Gambar 28. Setting Target Type dan Model
Kemudian
HMI
menggunakan
interface
HMI,
tersebut
sehingga lebih menghemat ruang pada
dikomunikasikan dengan PLC yang akan
sistem kontrol dan pengkabelan, sehingga
digunakan.
sangat efisiensi harga dan ruang.
Pada
tentukan
Agam
pemodelan
TrashRack-2
Batang Agam menggunakan PLC CQM1H
CPU51 dengan driver Symac Link (Sysmac
Way) (SIO) dengan equipment C Link.
Komunikasi tersebut menggunakan kabel RS
232 pin 9. Seperti yang terlihat pada gambar
dibawah ini.
6. Saran
Untuk dapat meningkatnya keandalan
enjadi lebih baik, kiranya dapat diperhatikan
beberapa hal dibawah ini.
Kurangnya presisi pada sistem rotary
karena tidak ada lock pada rotary,
sehingga tidak pas pada pin antara
bucket dengan screen.
Pada progam tidak dibuat kondisi
dimana
bila
pemodelan
TrashRack
bucket berada pada posisi dibawah
dapat
di
perintah
untuk
berputar,
sehingga dapat merusak mekanisme
pemodelan TrashRack tersebut.
7. Daftar Pustaka
1. L.A.
Bryan,
Programmable
controller
theory and implementation second edition.
An Industrial text company publication
atlanta. Georgia. USA
2. Manual book PLC CQM1H CPU-51, 1999
OMRON asia pacific PTE LTD
3. Manual book scheider HMI 2220
4. Siemens technical education program
5. William
controller
Erlangga,
Bolton,
Programmable
logic
( PLC ) edisi ketiga, penerbit