SISTEM KONTROL JALUR PENGEPAKAN BARANG BERBASIS PLC YANG DITAMPILKAN PADA PC MENGGUNAKAN KOMUNIKASI SERIAL TUGAS AKHIR - Sistem kontrol jalur pengepakan barang berbasis PLC yang ditampilkan pada PC menggunakan komunikasi serial - USD Repository
SISTEM KONTROL JALUR PENGEPAKAN BARANG
BERBASIS PLC YANG DITAMPILKAN PADA PC
MENGGUNAKAN KOMUNIKASI SERIAL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro
Disusun Oleh :
Widyanto
NIM : 035114023
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2009
FINAL PROJECT
MATERIAL PACKAGING LINE CONTROL SYSTEM BASED
ON PLC WHICH IS VISUALISED AT PC USING SERIAL
COMMUNICATION
In partial fulfilment of the requirements For the degree of Sarjana Teknik
Electrical Engineering Study Program Electrical Engineering Department
Science and Technology Faculty Sanata Dharma University
WIDYANTO
NIM : 035114023
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2009
HALAMAN PERSEMBAHAN Kupersembahkan tugas akhir ini:
Pada Tuhan Yesus, Bunda Maria, dan Santo Thomas atas semua limpahan berkat dan rahmat-Nya yang tiada henti hingga saat ini.
Untuk Bapak tercinta “Daniel S. Hadiwiyanto, B.A.”, dan Ibuku “dra.
Maria Theresia Supartini”, yang tidak pernah berhenti membiayai dan memberikan
dorongan serta doa selama aku kuliah. Maafkan anakmu ini atas keterlambatan ini.Untuk adikku tercinta “Dwiyanto Utama” yang selalu mengingatkan dan memberikan dorongan untuk menyelesaikan kuliah ini.
Untuk kekasihku tercinta “Dwi Febiarti Setiawan” yang selalu menemaniku dan memberikan inspirasi.
Untuk Pak Bambang dan Bu Harti yang selalu baik, maafkan aku jika selama ini banyak membuat salah.
Untuk semua motivatorku yang selalu ada saat aku terjatuh dan saat terbangun
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta,....April 2009
Widyanto
INTISARI
PLC (Programmable Logic Controller) merupakan salah satu pengendali yang sangat populer di pabrik-pabrik. CPM2A adalah salah satu jenis PLC keluaran OMRON. Dengan semakin berkembangnya teknologi, proses operasi sistem yang dikontrol PLC dapat ditampilkan dalam bentuk simulasi pada PC.
Alat ini membutuhkan perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari rangkaian sensor, conveyor, motor DC, dan PLC sebagai kontroler. Visual Basic merupakan program perangkat lunak yang digunakan untuk menampilkan visualisasi sistem saat beroperasi.
Sistem dapat memindahkan barang dari conveyor2 ke conveyor1 dengan kendali dari PLC. Proses operasi sistem dapat ditampilkan di komputer menggunakan visual basic. Kata kunci : Sistem Kontrol, Jalur Pengepakan, PLC, Visual Basic
ABSTRACT PLC (Programmable Logic Controller) CPM2A is a famous controller in factories.
CPM2A is a kind of PLC product which is produced by OMRON. When technology is developing system operating process which is controlled by PLC can be visualized in simulation form at PC.
This instrument needs hardware and software. Hardware consist of sensor circuit, conveyor, DC motor, and PLC as a controller. Visual Basic is software program which is used to visualize system when it is operating.
st nd System can move material from 1 conveyor to 2 conveyor with control from PLC.
System Operating process can be visualized at PC using Visual Basic. Keywords : Control System, Packaging Line, PLC, Visual Basic
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus, Bunda Maria dan Santo Thomas atas segala keindahan dan limpahan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir “Sistem Kontrol Jalur Pengepakan Barang Berbasis PLC Yang Ditampilkan Pada PC
Menggunakan Komunikasi Serial.” Penelitian ini dapat diselesaikan tak lepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak (S.Hadiwiyanto,B.A) yang ada di surga atas semua ajaran dan bimbingan dan Ibu (Dra. Maria Th. Supartini) yang selalu berdoa, menelepon untuk memberikan semangat, adikku Dwiyanto yang selalu mendukungku, Febi soulmate-ku yang terus memberikan warna, Pak Bambang Setiawan, Bu Harti, dan Tina yang selalu baik..
2. Bapak Yosef Agung Cahyanta S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Ibu Wiwien Widyastuti, S.T.,M.T, sebagai dosen pembimbing I, Bapak Ir. Tjendro sebagai dosen pembimbing II yang dengan sabar membimbing dan memberikan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak dan Ibu dosen yang selalu memberikan dukungan dan pengetahuan selama penulis kuliah.
5. Bapak Eko Aris S.T.,M.Eng., yang banyak memberikan arahan tentang PLC.
6. Teman-temanku yang selalu mendorong dan membantu selama ini; Rulan, Riki, Anto, Ernest, dan semua yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas bimbingan, kritik, dan sarannya.
Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan dikembangkan oleh peneliti lain, sehingga tulisan ini berguna untuk kelanjutan Pengembangan Teknik Elektro Sanata Dharma Yogyakarta.
Yogyakarta, Mei 2009 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Sampul (Bahasa Indonesia) ............................................................. i Halaman Sampul (Bahasa Inggris) ................................................................. ii Halaman Persetujuan ...................................................................................... iii Halaman Pengesahan ...................................................................................... iv Halaman Persembahan .................................................................................... v Pernyataan Keaslian Karya ............................................................................. vi Intisari ............................................................................................................. vii Abstract ........................................................................................................... viii Kata Pengantar ................................................................................................ ix Daftar Isi ......................................................................................................... xi Daftar Gambar ................................................................................................ xiv Daftar Tabel ..................................................................................................... xvi Daftar Lampiran .............................................................................................. xvii
BAB I: PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ........................................................................ 3
1.4. Tujuan Penelitian ....................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ..................................................................... 4 1.6....Sistematika Penulisan ................................................................. .4
BAB II: DASAR TEORI
2.1. Sistem PLC ................................................................................ 6
2.1.1. PLC Secara Umum ......................................................... 6
2.1.2. Sturktur PLC ................................................................... 6
2.1.3 Pemrograman Dalam PLC .............................................. 7
2.2. PLC OMRON ............................................................................ 8
2.2.1. Peta Memori.................................................................... 10
2.2.2. Unit Masukan dan Keluaran ........................................... 11
2.2.3. Instruksi Instruksi Dalam PLC........................................ 11
2.3. Komunikasi Serial ...................................................................... 11
2.4. Motor DC ................................................................................... 17
2.5. Visual Basic ............................................................................... 18
2.5.1. Pengaksesan Port Serial Melalui Register UART .......... 18
2.5.2. Pengaksesan Port Serial Menggunakan MSComm ......... 19
2.6. Sensor ......................................................................................... 21
BAB III: PERANCANGAN
3.1. Diagram Blok Sistem ................................................................. 23
3.2. Perancangan Model Perangkat Keras ........................................ 24
3.2.1. Start/Stop......................................................................... 25
3.2.2 Komunikasi Serial RS-232 ............................................. 26
3.2.3. Gear................................................................................. 27
3.2.4. As .................................................................................... 28
3.2.5. Belt Conveyor ................................................................. 28
3.2.6. Sensor.............................................................................. 29
3.2.7 Motor DC ......................................................................... 31
3.2.8 Catu Daya......................................................................... 33
3.3. Perancangan Perangkat Lunak ................................................... 34
3.3.1. Visual Basic 6.0 .............................................................. 34
3.3.1.1. Simulasi Sistem......................................................... 34
3.3.1.2. Diagram Alir Program Simulasi ............................... 36
3.3.1.3. Sub Rutin Proses Conveyor 1.a................................. 37
3.3.1.4. Sub Rutin Proses Conveyor 2 ................................... 38
3.3.1.5. Sub Rutin Proses Conveyor 1.b ................................ 39
3.3.2. PLC ................................................................................. 40
3.3.2.1. Diagram Alir Program Utama................................... 41
3.3.2.2. Sub Rutin Gerakan Conveyor1 ................................. 42
3.3.2.3. Sub Rutin Proses Hitung........................................... 43
BAB IV: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengamatan Perangkat Keras ..................................................... 46
4.1.1. Pengamatan Tegangan Rangkaian Sensor ...................... 46
4.1.2. Pengamatan pada Motor ................................................. 48
4.1.3. Perangkat Keras Sistem .................................................. 49
4.2. Pengamatan Kerja PLC .............................................................. 50
4.3. Pengamatan Kerja Program Visual Basic .................................. 54
BAB V: KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan ................................................................................ 58
5.2. Saran .......................................................................................... 58 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 59 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pemrograman PLC dengan Diagram Tangga ........................... 6Gambar 2.2. RS232 Dengan 9 Pin ................................................................. 13Gambar 2.3. Teknik Penyambungan RS232 .................................................. 15Gambar 2.4. Prinsip Kerja Motor DC ............................................................ 16Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ................................................................ 22Gambar 3.2. Rancangan Sistem Jalur Pengepakan Barang ........................... 23Gambar 3.3. Model Elektronis Tombol .......................................................... 24Gambar 3.4 Diagram Ladder Transmisi Data................................................ 25Gambar 3.5 Gear Ukuran 14 ......................................................................... 26Gambar 3.6 Besi Bahan As ............................................................................ 27Gambar 3.7 Rangkaian Sensor....................................................................... 29Gambar 3.8 Simulasi Status Pengoperasian Sistem....................................... 34Gambar 3.9 Diagram Alir Program Simulasi ................................................. 35Gambar 3.10 Diagram Alir Sub Rutin Simulasi Conveyor 1.a........................ 36Gambar 3.11 Diagram Alir Sub Rutin Simulasi Conveyor 2........................... 37Gambar 3.12 Diagram Alir Sub Rutin Simulasi Conveyor 1.b........................ 38Gambar 3.13 OMRON CPM2A ...................................................................... 40Gambar 3.14 Diagram Alir Program Utama.................................................... 40Gambar 3.15 Diagram Alir Sub Rutin Gerakan Conveyor1 ............................ 41Gambar 3.16 Diagram Alir Sub Rutin Proses Hitung...................................... 43Gambar 4.1. Bentuk Akhir Sistem Kontrol Jalur Pengepakan Barang .......... 48Gambar 4.2. Bentuk Fisik Sistem Jalur Pengepakan Barang Per Bagian ....... 49Gambar 4.3. Sensor Pada Conveyor .............................................................. 50Gambar 4.4. Sensor1 dan Motor1 Aktif ......................................................... 51Gambar 4.5. Sensor2 dan Motor2 Aktif.......................................................... 52Gambar 4.6. Proses Cacah Miniatur Barang................................................... 52Gambar 4.7. Motor2 Aktif .............................................................................. 53Gambar 4.8. Form Utama ............................................................................... 54Gambar 4.9. Lampu Indikator aktif ................................................................ 54Gambar 4.10. Simulasi Conveyor .................................................................... 56Gambar 4.11. Kotak Pesan Peringatan ............................................................ 56DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Kode Mneumonik ..........................................................................7Tabel 2.2 Nama Register Yang Digunakan Beserta Alamatnya .................12Tabel 2.3 Pin Konektor DB9.......................................................................13Tabel 2.4 Nilai Nilai Properti Even Error Pada CommEvent .....................63Tabel 2.5 Nilai Nilai Properti Even Komunikasi Pada CommEvent ..........63Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Alat Secara Keseluruhan...............................44Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Tegangan Pada Rangkaian Sensor1 ............45Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Tegangan Pada Rangkaian Sensor2 ..............46Tabel 4.4 Hasil Pengamatan Tegangan Pada Rangkaian Sensor3 ..............47Tabel 4.5 Hasil Pengamatan Pada Motor....................................................47Bab I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Perkembangan industri yang semakin cepat dan munculnya industri-industri di berbagai daerah di Indonesia memacu kemajuan teknologi yang signifikan. Kemajuan industri ini juga didukung dengan semakin berkembangnya perangkat-perangkat yang mendukung proses industri. Pada bidang elektronika, perkembangan tersebut lebih mengarah ke perangkat digital dengan didukung oleh perangkat analog[1].
Programmmable Logic Controller (PLC) adalah salah satu teknologi digital yang
cukup banyak digunakan pada dunia industri saat ini. PLC telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, seperti bidang industri, otomotif, dan lain-lain[2]. 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 diikuti dengan semakin berkembangnya software pendukung, misalnya software bahasa pemrograman yang akan sangat membantu untuk mengolah suatu sinyal yang didapat dari proses elektronika (perangkat keras) secara terprogram. Bahasa pemrograman ini akan sangat membantu untuk menghubungkan antara
programmer dengan CPU yang akan digunakan untuk menjalankan sistem pada mesin
industri.Pada saat sekarang ini, banyak peralatan kendali yang menggunakan PLC tanpa didukung oleh peralatan pendukung yang menampilkan status pengoperasian. Teknologi komputer dapat dipergunakan sebagai salah peralatan pendukung untuk menampilkan status pengoperasian pada PLC. Software visual basic dapat dipergunakan untuk menampilkan pada layar monitor dan komunikasi serial dapat dipergunakan sebagai sarana yang menghubungkan antara sistem komputer dengan sistem PLC.
Melihat fungsi-fungsi yang ada, maka teknologi PLC dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan jalur sistem pengepakan barang. Pada tugas akhir ini, PLC dipergunakan untuk mengatur gerakan motor DC yang berfungsi sebagai pemutar conveyor.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, pokok masalah yang diidentifikasi dalam penelitian ini adalah :
1. Perancangan dan implementasi komunikasi antara PLC sebagai pengendali sistem pengepakan barang dengan komputer sebagai penampil status operasi menggunakan serial port.
2. Perancangan program pada PLC untuk menerima sinyal masukan dari proses elektronika dan mengeluarkan keluaran untuk menggerakkan beban berupa motor DC yang digunakan untuk menjalankan conveyor.
3. Perancangan program pada komputer untuk menerima sinyal masukan dari PLC dan menampilkan status pengoperasian sistem pada monitor.
4. Sistem yang diaplikasikan berupa sistem jalur pengepakan barang.
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang teridentifikasi, perlu pembatasan masalah yang akan diteliti. Lingkup pembahasan pada penelitian ini adalah pada pengendalian motor DC menggunakan PLC dan tampilan status pengoperasian menggunakan komputer yang dihubungkan dengan komunikasi serial.
Spesifikasi perancangan yang akan dibuat adalah :
1. Perancangan model conveyor pengepakan barang, yang terdiri dari dua buah
conveyor . Tiap-tiap conveyor menggunakan dua buah as, dua buah gir dan sebuah
rantai penghubung
2. Perancangan tampilan proses pada komputer menggunakan bahasa pemrograman
Visual Basic 6.0 sebagai perangkat antar muka antara PLC dengan pengguna yang dihubungkan dengan komunikasi secara serial.
3. Perancangan controler PLC yang dipergunakan untuk menjalankan sistem jalur pengepakan barang.
4. Material yang akan dimasukkan ke dalam kotak adalah miniatur dari lilin madu, dengan jarak benda yang tidak sama (minimal berjarak 4 cm)
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat model kontrol sistem jalur pengepakan barang menggunakan PLC dan ditampilkan pada PC melalui komunikasi serial.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Aplikasi komunikasi serial untuk kepentingan dunia industri
2. Aplikasi Visual Basic 6.0 untuk menampilkan status pengoperasian PLC pada dunia industri.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori mengenai Programmable Logic Controller (PLC), Visual Basic, RS-232, rangkaian sensor, dan motor DC. BAB III : PERANCANGAN Bab ini berisi rancangan Sistem Kontrol Jalur Pengepakan Barang yang meliputi diagram blok, penjelasan cara kerja secara singkat, dan pemilihan komponen.
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah dilaksanakan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran.
BAB II DASAR TEORI`
2.1. Sistem Programable Logic Controller
2.1.1. PLC secara Umum
Sebuah Programmable Controller (PC) pada prinsipnya adalah sebuah Central
Processing Unit (CPU) yang berisi program-program yang dihubungkan dengan peralatan
masukan dan keluaran. Peralatan masukan dapat berupa push button, limit switch, sensor, dan alat-alat yang lain yang dapat dipergunakan sebagai masukan. Peralatan keluarannya dapat berupa motor, solenoid, lampu dan lain-lain[2].
Programable Logic Controller (PLC) dikendalikan oleh program yang dimasukkan
ke CPU. Program akan aktif bila ada sinyal masukan yang sesuai spesifikasi yang telah ditentukan. Sinyal itu diproses di dalam CPU, lalu CPU akan mengeluarkan sinyal keluaran untuk mengaktifkan peralatan keluarannya.
Keuntungan dari PLC adalah modifikasi akan lebih mudah dan dapat dilakukan dengan waktu yang cepat. Jika pengguna ingin menambahkan peralatan masukan atau keluaran, maka program juga dapat dimodifikasi dengan mudah dan sederhana.
2.1.2. Struktur PLC
CPU merupakan sebuah bagian yang utuh yang terdiri dari unit pengendali, instruksi
register , dan program counter[3]. Untuk dapat mengolah data sesuai dengan spesifikasi
program yang telah ditentukan, diperlukan memori yang akan digunakan untuk menyimpan instruksi dan data tersebut. Memori terdiri dari ROM (memori program) dan RAM (memori data).
2.1.3. Pemrograman dalam PLC
PLC menggunakan bahasa pemrograman dengan logika tingkat tinggi. Oleh karena itu, bahasa pemrograman dalam PLC mudah dipahami[3]. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam PLC menggunakan diagram tangga atau mnemonic.
Diagram tangga merupakan sebuah diagram yang digunakan untuk menggambar secara sederhana sebuah rangkaian atau proses. Diagram tangga terdiri dari sebuah garis di sebelah kiri yang memanjang, yang disebut bus bar, dan di sebelah kanan adalah cabang- cabangnya yang disebut garis cabang atau garis instruksi. Gambar 2.1 adalah contoh diagram tangga yang digunakan dalam PLC dan dimasukkan melalui perangkat komputer lewat software dari vendornya masing-masing.
1. Diagram Tangga
Gambar 2.1. Pemrograman PLC dengan diagram tangga[3]2. Bahasa Pemrograman Mneumonic
Mneumonic adalah suatu bahasa yang dapat dimengerti oleh PLC untuk
menjalankan aplikasi/operasi. Dalam kode mneumonic, ada 3 struktur standar yaitu alamat, instruksi, dan operan atau data, seperti ditunjukkan pada Tabel 2.1.
Alamat merupakan tempat penyimpanan instruksi di memori program. Alamat di memori program berbeda untuk setiap instruksi. Instruksi adalah suatu set program 01000
00002 01000
00001 yang dapat dikenali oleh PLC untuk menjalankan aplikasi. Banyaknya instruksi tergantung dari jenis PLC yang digunakan. Semakin besar kapasitasnya, berarti semakin banyak pula instruksi yang ditampilkan. Sedangkan operan atau data merupakan suatu penunjukan alamat dari I/O, penunjukan lokasi memori, atau suatu data berupa bilangan (untuk timer ataupun counter).
Tabel 2.1 Kode Mneumonik[3]Alamat Memori Instruksi Operan Data 00000 LD 00001 00001 OR 01000 00002 AND NOT 00002
2.2. PLC OMRON
PLC yang digunakan dalam sistem kontrol jalur pengepakan barang ini adalah jenis OMRON seri CPM2A. Pemilihan ini didasarkan atas ketersediaan alat. OMRON seri CPM2A telah menyediakan koneksi RS232[1]. Hal ini akan sangat membantu dalam pengerjaan sistem yang menggunakan komunikasi serial.
Pada OMRON CPM2A, terdapat sejumlah terminal masukan dan keluaran. Terminal masukan pada CPU digunakan sebagai saluran untuk menerima sinyal masukan dari perangkat elektronika untuk diproses di dalam CPU. Terminal keluaran digunakan sebagai saluran untuk mengirimkan sinyal keluaran menuju aktuator.
Selain terminal masukan dan keluaran, OMRON CPM2A juga mempunyai saluran RS232, expansion I/O, dan port untuk console. RS232 merupakan interface pengiriman dari PLC menuju komputer. Jenis data yang akan dikirim adalah bentuk data biner (bit per bit
transfer ) dengan kecepatan transmisi (baud rate) yang umum dipakai adalah 9600 (bit per
detik).Peralatan yang digunakan sebagai hand-shake (jabat tangan), yang berfungsi sebagai pemantau status yang akan diterima/ada untuk memberikan tanggapan yang stabil, dapat membantu untuk proses pengiriman. Ketika merancang software komunikasi serial, hand-
shake disempurnakan dengan menambahkan karakter pengendali dalam deretan / jumlah bit
yang dikirim, yang biasa disebut sebagai start bit dan stop bit.Port console digunakan untuk komunikasi antara PLC dengan console. Melalui port
ini, console dapat digunakan untuk menjalankan atau menghentikan PLC. Program yang akan disimpan console ke dalam PLC dimasukkan melalui port ini.
2.2.1 Peta Memori
Memori di dalam PLC diklasifikasikan sebagai berikut : IR, AR, SR, DM, TR, TC, HR, UM dan LR[1]. Memori di dalam PLC memiliki fungsi sebagai berikut : a.
IR (Internal Relay) digunakan sebagai pengendali masukan/keluaran dan manipulasi bit.
b. AR (Auxilary Relay) dipergunakan untuk tujuan tertentu, misalnya transmission counters , bendera, dan bit kendali.
c. SR (Special Relay) berfungsi sebagai bit bendera dan bit kendali yang digunakan untuk melihat operasi PC.
d. DM (Data Memory) digunakan untuk menyimpan data dalam bentuk word (16 bit) dan mempertahankan data tersebut pada waktu terjadi gangguan daya.
e. TR (Temporary Relay) adalah memori yang menyediakan delapan bit yang digunakan hanya untuk instruksi LOAD dan OUT untuk percabangan program.
f. TC ( Timer/Counter) digunakan sebagai pewaktu dan pencacah. g. HR (Holding Relay) digunakan untuk menyimpan/memanipulasi berbagai macam variasi data dan dapat diakses secara word (16 bit) atau secara bit (1 bit) dan tetap mempertahankan status saat terjadi gangguan pada PLC.
h. UM (Using Memory) pada PLC tipe C200HS diartikan sebagai bagian memori yang dapat dikonversikan dan ditransfer ke ROM dan akan disimpan dengan baterai yang ada pada CPU. i. LR (Link Relay) digunakan untuk menyalurkan data antar PC dengan menggunakan adaptor RS 232.
Bab ini akan membahas tentang IR. Penjabaran ini bertujuan untuk membedakan antara masukan dan keluaran. Cara membedakan antara masukan dan keluaran adalah dengan pembedaan alamat yang ada pada IR.
2.2.2 Unit Masukan dan Keluaran
IR berfungsi sebagai bit kerja untuk menyimpan dan memanipulasi data secara internal dan dapat diakses secara bit atau word. PLC mempunyai dua jenis pengalamatan, yaitu channel dan bit. Channel dinyatakan dengan tiga digit pertama dan bit dinyatakan dengan dua digit terakhir. Misalnya masukan 00001, artinya alamat masukan berada pada
channel 000 bit ke 01. PLC adalah sebuah register 16 bit maka tiap channel untuk I/O
mempunyai 16 bit (00 – 15 ).2.2.3 Instruksi Instruksi dalam PLC
Instruksi dalam PLC dalam simbol mnemonic adalah sebagai berikut :
a. FUN digunakan untuk memanggil fungsi yang diinginkan (diikuti dua digit yang diinginkan. b. LD (load) digunakan untuk memasukkan input yang dikehendaki sebagai bagian awal dari tangga.
c. AND digunakan untuk memasukkan input yang diseri dengan input yang sebelumnya.
d. OR digunakan untuk memasukkan input yang diparalel dengan input sebelumnya.
e. OUT adalah keluaran dari rangkaian.
f. TIM (timer) digunakan untuk memanggil fungsi pewaktu ataupun kontak keluaran dari fungsi timer yang ada di PLC.
g. CNT (counter) digunakan untuk memanggil fungsi pencacah ataupun kontak keluaran dari fungsi pencacah yang ada di PLC.
h. NOT bersama LD, AND, atau OR untuk menandakan normally close. Bersama OUT untuk menandakan keluaran invers. Bersama FUN untuk mendefinisikan fungsi aktif sesaat.
2.3 Komunikasi Serial
Standar sinyal komunikasi serial yang biasa digunakan adalah standar RS232. Standar ini menyangkut komunikasi data antara komputer (Data Terminal Equipment-DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating-DCE). Standar RS232 ini biasa digunakan pada port serial PC IBM[4].
RS232 adalah kabel data yang dapat dipergunakan untuk komunikasi data. Komunikasi data ini dapat terjadi antara dua komputer ataupun komputer dengan peralatan lainnya, misalnya PLC, mikrokontroler, dan printer. Ada 2 jenis RS232, yaitu 9 pin dan 25 pin. Gambar 2.2 menunjukkan konektor port serial DB-9. Pada komputer IBM PC kompatibel biasanya dapat ditemukan dua konektor port serial DB-9 yang dinamakan COM1 dan COM2.
Alamat port perlu diketahui untuk dapat menggunakan port serial. Pada CPU terdapat dua port serial, yaitu COM1 dan COM2. Base address COM1 adalah 1016 (3F8h) dan COM2 adalah 760 (2F8h). Setelah mengetahui base address dari port serial, maka alamat- alamat register yang digunakan untuk komunikasi serial dapat ditentukan. Tabel 2.2 adalah tabel register beserta alamat-alamatnya .
Tabel 2.2 Nama register yang digunakan beserta alamatnya[4]Nama Register COM1 COM2 TX buffer
3F8h
2F8h RX buffer
3F8h
2F8h Baud Rate Divisor Latch LSB
3F8h
2F8h Baud Rate Divisor Latch MSB
3F9h
2F9h Interrupt Enable Register
3F9h
2F9h Interrupt Identification Register
3FAh
2FAh Line Control Register
3FBh
2FBh Modem Control Register
3FCh
2FCh Line Status Register
3FDh
2FDh Modem Status Register
3Feh
2Feh Fungsi dari register-register pada Tabel 2.2 yaitu : a. RX buffer digunakan untuk menampung dan menyimpan data dari DCE.
b. TX buffer digunakan untuk menampung dan menyimpan data yang akan dikirim ke port serial.
c. Baud rate Divisor Lacth LSB digunakan untuk menampung byte bobot rendah untuk pembagi clock pada IC UART agar didapat baud rate yang tepat.
d. Baud rate Divisor Lacth MSB digunakan untuk menampung byte bobot rendah untuk pembagi clock pada IC UART sehingga total angka pembagi adalah 4 byte yang dapat dipilih dari 0001h sampai FFFh. Informasi mengenai pin pada connector DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.3. berikut:
Gambar 2.2. RS232 dengan 9 Pin[4]Tabel 2.3. Pin Konektor DB9 [4]NO. Pin Nama Pin
1 Carrier Detect
2 Receive Data (RD)
3 Transmitted Data (TD)
4 Data Terminal Ready (DTR)
5 Signal Ground (GND)
6 Data Set Ready (DSR)
7 Request to Send (RTS)
8 Clear to Send (CTS)
9 Ring Indicator Pin-pin pada konektor DB9 dapat dibagi menjadi tiga kelompok fungsi, yaitu :
e. Data Signals (Pin: 2, 3) e.1 Transmitted Data (TD) ditujukan kepada penerima, yang menyatakan data dibangkitkan oleh pengirim. e.2 Receive Data (RD) ditujukan kepada pengirim, yang menyatakan data diterima oleh penerima.
f. Control Signals (Pin : 1, 4, 6, 7, 8, 9) f.1 Request to Send (RTS) ditujukan kepada penerima, yang menyatakan bahwa pengirim akan mengirimkan data kepada penerima. f.2 Clear to Send (CTS) ditujukan kepada pengirim, yang menyatakan bahwa pengirim dapat mulai mengirimkan data, ini merupakan tanggapan dari RTS.
5 9 4 8 3 7 2 6 1 KONEKTOR DB9 f.3 Data Set Ready (DSR) ditujukan kepada pengirim, yang menyatakan bahwa penerima siap untuk melakukan operasi f.4 Data Terminal Ready (DTR) ditujukan kepada penerima, yang menyatakan bahwa pengirim telah siap untuk melakukan operasi. f.5 Ring Indicator (RI) ditujukan kepada pengirim, yang menandakan bahwa penerima telah menerima sinyal dering pada kanal komunikasi. f.6 Carrier Dettect (CD) ditujukan kepada pengirim, yang menandakan bahwa penerima telah menerima sinyal carrier.
g. Ground (Pin: 5) merupakan titik nol (0 / ground) yang kemudian akan dihubungkan dengan ground bersama pada catu daya yang digunakan.
Pada komunikasi serial, kecepatan pengiriman data antara pengirim dan penerima harus sama. Overflow akan terjadi jika kecepatannya tidak sama. Overflow adalah beban kerja berlebih yang dialami oleh pemroses. Kecepatan pengiriman data itu sering disebut dengan
baud rate. Baud rate yang biasa dipakai adalah 300, 1200, 2400, 4800, dan 9600. Panjang bit
data yang biasa dipakai adalah 4, 5, 6, 7, dan 8 bit.Ada dua cara komunikasi secara serial pada visual basic, yaitu komunikasi data serial secara asinkron dan sinkron. Pada komunikasi data serial asinkron, clock tidak dikirimkan bersama dengan data serial, tapi dimunculkan sendiri-sendiri baik oleh pengirim atau penerima. Pada serial sinkron, clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial. Gambar 2.3 adalah teknik penyambungan kabel RS232 9 pin.
Gambar 2.3 Teknik Penyambungan RS232[2]9
RTS 7 CD RD TD DTR GND DSR RTS CTS RI CD RD TD DTR GND DSR CTS RI
9
8
3
4
2
1
6
5
8
Pada prinsipnya, komunikasi serial mengirimkan data dalam bentuk tegangan yang kemudian dibaca dalam data bit. Rentang level tegangan pada komunikasi serial antara –25 Volt sampai 25 Volt. Bit dengan logika 1 berada pada level tegangan pada rentang antara –3 Volt sampai -25 Volt. Bit dengan logika 0 berada pada rentang antara 3 Volt sampai 25 Volt.
7
6
5
4
3
2
1
Motor adalah suatu peralatan mekanis yang menghasilkan gerak mekanis dengan prinsip elektromagnetis. Motor sendiri dapat diklasifikasikan dalam 2 jenis, yaitu motor arus Pengirim Penerima
Daerah tegangan antara -3 Volt samapi +3 Volt adalah invalid level , yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan lebih negatif dari -25 Volt atau lebih positif dari +25 Volt harus dihindari karena dapat merusak line driver pada saluran RS232.
2.4 Motor DC
searah (Direct Current / DC) dan motor arus bolak-balik (Alternating Current /AC)[5]. Motor DC membutuhkan tegangan yang searah untuk bekerja, sedangkan motor AC menggunakan arus bolak-balik untuk dapat bekerja secara optimal. Prinsip kerja motor DC dapat dijelaskan dengan Gambar 2.4.
As i B Motor F
U S
F i Arah gerakan medan magnet (B) Arah Gerakan Motor + -
Gambar 2.4. Prinsip Kerja Motor DC[5]Motor DC atau istilah lain dikenal sebagai dinamo tidak berisik, dapat memberikan daya yang memadai untuk tugas-tugas berat. Motor DC standar berputar secara bebas. Rumus gaya pada motor DC dapat dinyatakan dengan[5]:
F = B i l sin θ (2.1)
dengan F adalah gaya Lorenz dengan satuan Newton (N), B adalah medan magnet dengan satuan Weber (W), i adalah arus listrik dengan satuan Ampere (A), l adalah panjang kawat penghantar dengan satuan meter (m), dan θ adalah sudut terkecil yang dibentuk B dan l dalam satuan derajat.
Pada dasarnya, jika sebuah penghantar yang dialiri arus listrik berada dalam medan magnet, maka penghantar tersebut digerakkan dengan sebuah gaya, yaitu gaya Lorenz. Motor DC juga memiliki torsi (τ) dengan satuan gram-cm, yaitu kemampuannya untuk menggerakkan benda yang memiliki massa (F) dengan satuan gram, yang terletak pada suatu lintasan (R) dengan satuan cm.
τ
= F x R (2.2)2.5. Visual Basic
Sistem pemrograman visual basic mengkombinasikan kemampuan bahasa basic dan piranti design visual. Bahasa ini menyediakan kesederhanaan dan kemudahan pakai tanpa mengorbankan kinerja atau fasilitas grafis[2].
Visual Basic 6.0 memiliki beberapa komponen, yaitu menu bar, jendela Form, kotak
dialog Project, kotak dialog properties, kotak dialog Form layout dan Toolbox. Visual basic dapat mengakses port serial melalui register Universal Asyncronous Receiver/Transmitter (UART) atau menggunakan MSComm yang disediakan oleh visual basic.
2.5.1 Pengaksesan Port Serial melalui Register UART
UART menggunakan saluran RxD (receve data) dan TxD (Transmit Data) untuk komunikasi pengiriman atau penerimaan data, serta DCD (Data Carrier Detect), DSR (Data
Set Ready ), RTS (Request to Sent), CTS (Clear to Sent), DTR (Data Terminal Ready), dan RI
(Ring Indicator) untuk kontrol. Saluran-saluran ini ada yang digunakan sebagai masukan dan keluaran. Semua saluran ini dapat diakses secara langsung melalui register UART, kecuali saluran RxD.
2.5.2 Pengaksesan Port Serial menggunakan MSComm
MSComm menyediakan fitur untuk komunikasi antara program aplikasi yang dirancang dengan port serial guna mengirim dan menerima data. Setiap port serial ditangani oleh satu MSComm saja. Jika ingin menggunakan lebih dari satu port serial, maka penggunaan MSComm harus ditambahkan sebanyak jumlah port serial yang digunakan.
Pada MSComm terdapat banyak fitur yang disediakan. Fitur-fitur yang sering digunakan dalam MSComm adalah : a. CommPort digunakan untuk menentukan nomor port serial yang dipakai.
b. Port Open digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm.
c. Setting digunakan untuk mengatur nilai baud rate, pariti, jumlah bit data, dan jumlah bit stop.
d. Input digunakan untuk mengambil data string pada buffer penerima.
e. Output digunakan untuk menulis data string pada buffer pengirim.
MSComm hanya memiliki satu even (Even OnComm). Even OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang menandakan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun even error. Tabel 2.4 berisi nilai-nilai properti even
error pada CommEvent. Tabel 2.5 berisi nilai-nilai properti even komunikasi pada
CommEvent. Tabel 2.4 Nilai-nilai properti even error pada CommEvent[2]Konstanta Keterangan comEventFrame Hardware mendeteksi adanya kesalahan framing comEventRxParity mendeteksi adanya kesalahan parity
Hardware
comEventRxOver Buffer penerima mengalami overflow, tidak ada ruang kosong lagi pada buffer penerima comEventTxFull Buffer kirim penuh comEventOverrun Port mengalami overrun comEventBreak Sinyal break diterima comEventDCB Mendapatkan kembali device control block (DCB) dari port serial
Tabel 2.5 Nilai-nilai properti even komunikasi pada commEvent[2]Konstanta Keterangan comEvSend Jumlah karakter pada buffer kirim lebih sedikit daripada nilai properti
sthreshold . Even ini akan dibangkitkan
jika nilai pada properti sthreshold tidak diisi ‘0’ comEvReceive Telah diterima karakter sebanyak nilai properti Rthreshold. Even ini akan dibangkitkan terus menerus sampai data diambil dari buffer penerima menggunakan perintah input. Even ini akan dibangkitkan jika nilai pada properti Rthreshold tidak diisi ‘0’. comEvCTS Terjadi perubahan pada saluran Clear
to Send
comEvReceive Terjadi perubahan pada saluran Data
Set Ready
comEvCD Terjadi perubahan pada saluran Carrier
Detect
comEvRing Terdeteksi adanya sinyal ring comEvEOF Karakter End of File diterima
2.6. Sensor
Sensor adalah salah satu komponen elektronika yang menggabungkan optika dengan elektronika. Sensor yang digunakan untuk sistem kontrol jalur pengepakan barang terdiri dari
infrared dan fotodioda. Rangkaian sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi dan
mencacah barang yang menghalangi cahaya dari infrared ke fotodioda.Infrared adalah pendeteksi yang digunakan di sistem kontrol jalur pengepakan
barang[6]. Infrared digunakan untuk mendeteksi kotak dan mencacah jumlah miniatur buah yang akan dimasukkan ke kotak. LED (Light Emitting Diode) infrared bekerja seperti LED pada umumnya. Saat diberi tegangan prasikap maju (+ ke anoda dan – ke katoda), maka ada arus yang mengalir dari anoda ke katoda. Arus akan meningkat/menurun berbanding secara eksponensial dengan naik turunnya tegangan yang diberikan.