Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Pengemas Cairan Pembersih Kemasan Botol ke dalam Kardus Berbasis Programmable Logic Control (PLC) sebagai Pengendali
ALAT PENGEMAS CAIRAN PEMBERSIH KEMASAN
BOTOL KE DALAM KARDUS BERBASIS
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC)
SEBAGAI PENGENDALI
Oleh :
Daniel Kristanto Sandjojo
NIM : 612004022
Skripsi ini
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Elektro
Dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
February 2012
Pengemas Cairan Pembersih Kemasan Botol ke Dalam
Kardus Berbasis Programmable Logic Controller (PLC)
sebagai pengendali.
Oleh :
Daniel Kristanto Sandjojo
NIM : 612004022
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK ELEKTRO
Dalam
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan Oleh :
Pembimbing I
Ir. Lukas.B.Setyawan, M.Sc
Tanggal……………………….
Pembimbing II
Ir.F.Dalu Setiaji, MT
Tanggal……………………….
INTISARI
Dalam tugas akhir ini telah dirancang sebuah alat untuk menjalankan
proses penghitungan botol, penataan botol, pengangkatan botol, serta
pengeleman kardus yang dijadikan sebagai tampat packingnya, dengan
menggunakan PLC Omron CPM2A-60CDR-A sebagai pengendalinya.
Alat ini direalisasikan dengan menggunakan sensor infra merah sebagai
penghitung jumlah botol yang akan ditata ditempat penampungan botol. Sensor
photointeruptor dan limit switch yang digunakan sebagai penanda posisi baris.
Modul seven segment sebagai penampil kardus yang telah selesai di lem, serta
menggunakan dua buah konveyor yang digunakan sebagai konveyor botol yang
digerakkan oleh motor dc dan konveyor kardus yang digerakkan oleh motor ac.
Dari hasil pengujian, alat ini dapat menata botol, mengangkat botol,
melipat kardus dan mengelem kardus. Alat ini juga dapat menampilkan jumlah
kardus yang telah selesai dilem pada seven segment. Untuk waktu penyelesaian
satu kali proses produksi alat ini mempunyai waktu rata – rata 25 menit dan
tingkat keberhasilan alat ini mencapai 80 %.
i
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, atas kasih dan karuniaNya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini penulis juga
mengucapkan terimakasih pada semua orang yang telah memberi dukungan dalam masa
studi terutama dalam penyusunan tugas akhir ini, yaitu :
1.
Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc, sebagai pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan,saran dan arahan kepada penulis selama penulis menyelesaikan tugas
akhir ini.
2.
Ir. FX. Dalu Setiaji,M.T sebagai pembimbing II yang juga telah memberikan
bimbingan, saran dan arahan kepada penulis selama penulis menyelesaikan
tugas akhir ini.
3.
Papah, Mamah, Ari, Lia, serta saudara-saudaraku semua yang selalu
memberikan doa dan dukungannya kepada saya, maaf kalau agak lama
kuliahnya.
4.
Syista Ramania yang selalu setia mendampingi, dan memberikan semangat serta
doa kepada saya hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
5.
Kakak – kakak angkatan Mas Te, Mas Jinggo, Bosok, Bagus, Wawa yang telah
ikut memberikan dukungan dan ide-idenya serta waktunya kepada saya.
6.
Teman-teman seperjuangan penghuni Lab.skripsi, Obo, Surya, Iwan, Trex,
Jimmy, Novent, Mas Wid, Dancuk, Ivan, Hansen serta teman-teman yang tidak
bisa saya sebutkan semuanya, yang telah banyak memberikan uluran tangannya.
7.
Komunitas kafe Rindang dengan permainan – permainannya.
8.
Mas Thomas, Mas Uki serta mbak-mbak dan mas-mas kru Rindang yang lain.
9.
Segenap staff TU fakultas elektro dan seluruh laboran yang telah membantu
dalam masa studi saya selama ini.
ii
10.
Serta teman-teman dan semua pihak yang mungkin tidak bisa saya tuliskan di
sini, terima kasih.
Banyak pihak yang mungkin tidak penulis sebutkan mengingat karena
keterbatasan ruang ataupun kealpaan dari penulis, untuk itu penulis meminta maaf yang
sebesar – besarnya.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi
ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat
diharapkan. Semoga penulisan skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Salatiga, Januari 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
INTISARI ................................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ............................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...........................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Tujuan………. ........................................................................................
1
1.2
Latar Belakang Masalah .........................................................................
1
1.3
Spesifikasi Alat .......................................................................................
3
1.4
Sistematika Penulisan ..............................................................................
5
BAB II TEORI DASAR ALAT
2.1
PLC ( Programmable Logic Controller ).................................................
7
2.1.1
Sistematika Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC...........................
9
2.2
PLC Omron CPM2A-60CDR-A..............................................................
12
2.3
Konveyor .................................................................................................
19
2.4
Modul Infra Merah...................................................................................
20
2.5
Relay.........................................................................................................
20
2.6
Motor DC.................................................................................................
21
2.7
7- Segment ...............................................................................................
22
2.8
Limit Switch..............................................................................................
22
2.9
Sensor Photointeruptor............................................................................
23
iv
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1
Perancangan Perangkat Keras Sebagai Masukan PLC............................
25
3.1.1
Modul Infra Merah ..................................................................................
25
3.1.2
Komparator...............................................................................................
27
3.1.3
Limit Switch.............................................................................................
29
3.1.4
Sensor Photointeruptor............................................................................
29
3.2
Perancangan Perangkat Keras Sebagai Output PLC................................
31
3.2.1
Rangkaian Relay......................................................................................
31
3.2.2
Bagian Mekanik.......................................................................................
33
3.2.3
Mekanik Konveyor...................................................................................
34
3.2.4
Mekanik Angkat......................................................................................
35
3.2.5
Mekanik Pelipat........................................................................................
36
3.2.6
Modul 7-Segment.....................................................................................
37
3.3
Perancangan Perangkat Lunak PLC.........................................................
37
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1
Pengujian Sensor Infra Merah .................................................................
41
4.2
Pengujian Modul Komparator .................................................................
42
4.3
Pengujian Limit Switch dan Photointeruptor...........................................
43
4.4
Pengujian Relay sebagai Pengatur Arah Putaran Motor .........................
44
4.5
Pengujian Modul 7-Segment sebagai Penampil ......................................
45
4.6
Pengujian Modul 7-Segment sebagai Penampil Hasil Produksi...............
46
4.7
Pengujian Bagian Penataan Botol.. .........................................................
47
4.8
Pengujian Bagian Pengangkat Botol........................................................
49
v
4.9
Pengujian Bagian Pengelem Kardus........................................................
51
4.10
Pengujian Alat Secara Keseluruhan ........................................................
53
BAB V PENUTUP
5.1
Kesimpulan ..............................................................................................
56
5.2
Saran Pengembangan ..............................................................................
57
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................
58
LAMPIRAN A...............................................................................................................
59
LAMPIRAN B...............................................................................................................
61
LAMPIRAN C...............................................................................................................
65
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Komponen-komponen Dasar PLC ………………............................
8
Gambar 2.2
Komponen CPU dari PLC……..........................................................
8
Gambar 2.3
Komponen PLC CPM2A-60CDR-A..................................................
13
Gambar 2.4
Pengkabelan masukan PLC................................................................
15
Gambar 2.5
Pengkabelan keluaran PLC................................................................
16
Gambar 2.6
Struktur RS-232C...............................................................................
18
Gambar 2.7
(a) laser (b) photo diode.....................................................................
20
Gambar 2.8
Kondisi dari relay...............................................................................
21
Gambar 2.9
(a) Sensor photointerruptor (b) rangkaian photointerruptor.............
23
Gambar 3.1
Blok Diagram Perangkat keras...........................................................
24
Gambar 3.2
Untai infra Merah...............................................................................
25
Gambar 3.3
Untai LM 317.....................................................................................
26
Gambar 3.4
Gambar Skematik Komparator Dengan IC Op-amp LM 324............
28
Gambar 3.5
Gambar Untai Tombol limit switch....................................................
29
Gambar 3.6
Rangkaian photointerruptor...............................................................
30
Gambar 3.7
Rangkaian ULN 2003.........................................................................
31
Gambar 3.8
Untai relay pengatur arah gerak motor..............................................
32
Gambar 3.9
Gambar Mekanik Lengkap.................................................................
33
Gambar 3.10
Gambar Mekanik konveyor................................................................
34
Gambar 3.11
Gambar Mekanik angkat....................................................................
35
Gambar 3.12
Gambar Mekanik pelipat..............................................................................
36
vii
Gambar 3.13
Untai penampil 7-Segment.................................................................
37
Gambar 3.14
Gambar Flow Chart............................................................................
39
Gambar 4.1
Peletakan sensor photointeruptor.......................................................
48
Gambar 4.2
Gambar Sensor Posisi baris................................................................
49
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Instruksi dasar ladder diagram PLC......................................................
11
Tabel 2.2
Indikator Status PLC..............................................................................
16
Tabel 2.3
Simbol limit switch.................................................................................
22
Tabel 3.1
Percobaan penggunaan R photo diode...................................................
27
Tabel 3.2
Arah putaran motor................................................................................
32
Tabel 3.3
Masukan dan keluaran PLC...................................................................
38
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Sensor Infra Merah......................
42
Tabel 4.2
Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Komparator..................................
43
Tabel 4.3
Hasil Pengujian limit switch...................................................................
44
Tabel 4.4
Hasil Pengujian photointeruptor...........................................................
44
Tabel 4.5
Hasil Pengujian Relay Sebagai Pengatur Arah Putaran Motor..............
45
Tabel 4.6
Hasil Pengujian 7-Segment.....................................................................
46
Tabel 4.7
Hasil Pengujian 7-Segment sebagai penampil hasil Produksi................
47
Tabel 4.8
Hasil Pengujian Penataan Botol.............................................................
48
Tabel 4.9
Hasil Pengujian Pengangkatan Botol.....................................................
50
Tabel 4.10
Hasil pengukuran Ulir............................................................................
51
Tabel 4.11
Hasil Percobaan Pemberian Lem...........................................................
52
Tabel 4.12
Hasil Percobaan Hasil Pengeleman........................................................
52
ix
BOTOL KE DALAM KARDUS BERBASIS
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC)
SEBAGAI PENGENDALI
Oleh :
Daniel Kristanto Sandjojo
NIM : 612004022
Skripsi ini
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Elektro
Dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
February 2012
Pengemas Cairan Pembersih Kemasan Botol ke Dalam
Kardus Berbasis Programmable Logic Controller (PLC)
sebagai pengendali.
Oleh :
Daniel Kristanto Sandjojo
NIM : 612004022
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK ELEKTRO
Dalam
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan Oleh :
Pembimbing I
Ir. Lukas.B.Setyawan, M.Sc
Tanggal……………………….
Pembimbing II
Ir.F.Dalu Setiaji, MT
Tanggal……………………….
INTISARI
Dalam tugas akhir ini telah dirancang sebuah alat untuk menjalankan
proses penghitungan botol, penataan botol, pengangkatan botol, serta
pengeleman kardus yang dijadikan sebagai tampat packingnya, dengan
menggunakan PLC Omron CPM2A-60CDR-A sebagai pengendalinya.
Alat ini direalisasikan dengan menggunakan sensor infra merah sebagai
penghitung jumlah botol yang akan ditata ditempat penampungan botol. Sensor
photointeruptor dan limit switch yang digunakan sebagai penanda posisi baris.
Modul seven segment sebagai penampil kardus yang telah selesai di lem, serta
menggunakan dua buah konveyor yang digunakan sebagai konveyor botol yang
digerakkan oleh motor dc dan konveyor kardus yang digerakkan oleh motor ac.
Dari hasil pengujian, alat ini dapat menata botol, mengangkat botol,
melipat kardus dan mengelem kardus. Alat ini juga dapat menampilkan jumlah
kardus yang telah selesai dilem pada seven segment. Untuk waktu penyelesaian
satu kali proses produksi alat ini mempunyai waktu rata – rata 25 menit dan
tingkat keberhasilan alat ini mencapai 80 %.
i
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, atas kasih dan karuniaNya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini penulis juga
mengucapkan terimakasih pada semua orang yang telah memberi dukungan dalam masa
studi terutama dalam penyusunan tugas akhir ini, yaitu :
1.
Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc, sebagai pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan,saran dan arahan kepada penulis selama penulis menyelesaikan tugas
akhir ini.
2.
Ir. FX. Dalu Setiaji,M.T sebagai pembimbing II yang juga telah memberikan
bimbingan, saran dan arahan kepada penulis selama penulis menyelesaikan
tugas akhir ini.
3.
Papah, Mamah, Ari, Lia, serta saudara-saudaraku semua yang selalu
memberikan doa dan dukungannya kepada saya, maaf kalau agak lama
kuliahnya.
4.
Syista Ramania yang selalu setia mendampingi, dan memberikan semangat serta
doa kepada saya hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
5.
Kakak – kakak angkatan Mas Te, Mas Jinggo, Bosok, Bagus, Wawa yang telah
ikut memberikan dukungan dan ide-idenya serta waktunya kepada saya.
6.
Teman-teman seperjuangan penghuni Lab.skripsi, Obo, Surya, Iwan, Trex,
Jimmy, Novent, Mas Wid, Dancuk, Ivan, Hansen serta teman-teman yang tidak
bisa saya sebutkan semuanya, yang telah banyak memberikan uluran tangannya.
7.
Komunitas kafe Rindang dengan permainan – permainannya.
8.
Mas Thomas, Mas Uki serta mbak-mbak dan mas-mas kru Rindang yang lain.
9.
Segenap staff TU fakultas elektro dan seluruh laboran yang telah membantu
dalam masa studi saya selama ini.
ii
10.
Serta teman-teman dan semua pihak yang mungkin tidak bisa saya tuliskan di
sini, terima kasih.
Banyak pihak yang mungkin tidak penulis sebutkan mengingat karena
keterbatasan ruang ataupun kealpaan dari penulis, untuk itu penulis meminta maaf yang
sebesar – besarnya.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi
ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat
diharapkan. Semoga penulisan skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Salatiga, Januari 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
INTISARI ................................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ............................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...........................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Tujuan………. ........................................................................................
1
1.2
Latar Belakang Masalah .........................................................................
1
1.3
Spesifikasi Alat .......................................................................................
3
1.4
Sistematika Penulisan ..............................................................................
5
BAB II TEORI DASAR ALAT
2.1
PLC ( Programmable Logic Controller ).................................................
7
2.1.1
Sistematika Perancangan Sistem Kontrol Dengan PLC...........................
9
2.2
PLC Omron CPM2A-60CDR-A..............................................................
12
2.3
Konveyor .................................................................................................
19
2.4
Modul Infra Merah...................................................................................
20
2.5
Relay.........................................................................................................
20
2.6
Motor DC.................................................................................................
21
2.7
7- Segment ...............................................................................................
22
2.8
Limit Switch..............................................................................................
22
2.9
Sensor Photointeruptor............................................................................
23
iv
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1
Perancangan Perangkat Keras Sebagai Masukan PLC............................
25
3.1.1
Modul Infra Merah ..................................................................................
25
3.1.2
Komparator...............................................................................................
27
3.1.3
Limit Switch.............................................................................................
29
3.1.4
Sensor Photointeruptor............................................................................
29
3.2
Perancangan Perangkat Keras Sebagai Output PLC................................
31
3.2.1
Rangkaian Relay......................................................................................
31
3.2.2
Bagian Mekanik.......................................................................................
33
3.2.3
Mekanik Konveyor...................................................................................
34
3.2.4
Mekanik Angkat......................................................................................
35
3.2.5
Mekanik Pelipat........................................................................................
36
3.2.6
Modul 7-Segment.....................................................................................
37
3.3
Perancangan Perangkat Lunak PLC.........................................................
37
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1
Pengujian Sensor Infra Merah .................................................................
41
4.2
Pengujian Modul Komparator .................................................................
42
4.3
Pengujian Limit Switch dan Photointeruptor...........................................
43
4.4
Pengujian Relay sebagai Pengatur Arah Putaran Motor .........................
44
4.5
Pengujian Modul 7-Segment sebagai Penampil ......................................
45
4.6
Pengujian Modul 7-Segment sebagai Penampil Hasil Produksi...............
46
4.7
Pengujian Bagian Penataan Botol.. .........................................................
47
4.8
Pengujian Bagian Pengangkat Botol........................................................
49
v
4.9
Pengujian Bagian Pengelem Kardus........................................................
51
4.10
Pengujian Alat Secara Keseluruhan ........................................................
53
BAB V PENUTUP
5.1
Kesimpulan ..............................................................................................
56
5.2
Saran Pengembangan ..............................................................................
57
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................
58
LAMPIRAN A...............................................................................................................
59
LAMPIRAN B...............................................................................................................
61
LAMPIRAN C...............................................................................................................
65
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Komponen-komponen Dasar PLC ………………............................
8
Gambar 2.2
Komponen CPU dari PLC……..........................................................
8
Gambar 2.3
Komponen PLC CPM2A-60CDR-A..................................................
13
Gambar 2.4
Pengkabelan masukan PLC................................................................
15
Gambar 2.5
Pengkabelan keluaran PLC................................................................
16
Gambar 2.6
Struktur RS-232C...............................................................................
18
Gambar 2.7
(a) laser (b) photo diode.....................................................................
20
Gambar 2.8
Kondisi dari relay...............................................................................
21
Gambar 2.9
(a) Sensor photointerruptor (b) rangkaian photointerruptor.............
23
Gambar 3.1
Blok Diagram Perangkat keras...........................................................
24
Gambar 3.2
Untai infra Merah...............................................................................
25
Gambar 3.3
Untai LM 317.....................................................................................
26
Gambar 3.4
Gambar Skematik Komparator Dengan IC Op-amp LM 324............
28
Gambar 3.5
Gambar Untai Tombol limit switch....................................................
29
Gambar 3.6
Rangkaian photointerruptor...............................................................
30
Gambar 3.7
Rangkaian ULN 2003.........................................................................
31
Gambar 3.8
Untai relay pengatur arah gerak motor..............................................
32
Gambar 3.9
Gambar Mekanik Lengkap.................................................................
33
Gambar 3.10
Gambar Mekanik konveyor................................................................
34
Gambar 3.11
Gambar Mekanik angkat....................................................................
35
Gambar 3.12
Gambar Mekanik pelipat..............................................................................
36
vii
Gambar 3.13
Untai penampil 7-Segment.................................................................
37
Gambar 3.14
Gambar Flow Chart............................................................................
39
Gambar 4.1
Peletakan sensor photointeruptor.......................................................
48
Gambar 4.2
Gambar Sensor Posisi baris................................................................
49
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Instruksi dasar ladder diagram PLC......................................................
11
Tabel 2.2
Indikator Status PLC..............................................................................
16
Tabel 2.3
Simbol limit switch.................................................................................
22
Tabel 3.1
Percobaan penggunaan R photo diode...................................................
27
Tabel 3.2
Arah putaran motor................................................................................
32
Tabel 3.3
Masukan dan keluaran PLC...................................................................
38
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Sensor Infra Merah......................
42
Tabel 4.2
Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Komparator..................................
43
Tabel 4.3
Hasil Pengujian limit switch...................................................................
44
Tabel 4.4
Hasil Pengujian photointeruptor...........................................................
44
Tabel 4.5
Hasil Pengujian Relay Sebagai Pengatur Arah Putaran Motor..............
45
Tabel 4.6
Hasil Pengujian 7-Segment.....................................................................
46
Tabel 4.7
Hasil Pengujian 7-Segment sebagai penampil hasil Produksi................
47
Tabel 4.8
Hasil Pengujian Penataan Botol.............................................................
48
Tabel 4.9
Hasil Pengujian Pengangkatan Botol.....................................................
50
Tabel 4.10
Hasil pengukuran Ulir............................................................................
51
Tabel 4.11
Hasil Percobaan Pemberian Lem...........................................................
52
Tabel 4.12
Hasil Percobaan Hasil Pengeleman........................................................
52
ix