RANCANG BANGUN SISTEM SCADA WEB MULTIPLATFORM …repository.ppns.ac.id/2446/1/0915040065 - Mahdi Brahmanta... · 2019. 12. 3. · i tugas akhir (609502a) rancang bangun sistem scada

i

TUGAS AKHIR (609502A)

RANCANG BANGUN SISTEM SCADA WEB MULTIPLATFORM PADA PLC UNTUK TEMPERATURE CONTROLLER DAN RECORDER

MAHDI BRAHMANTA AJI

NRP. 0915040065

DOSEN PEMBIMBING :

EDY SETIAWAN, S.T.,M.T.

II MUNADHIF, S.ST.,M.T.

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK OTOMASI

JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

v

PERNYATAAN KEASLIAN

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur kehadirat ALLAH SWT yang senantiasa

melimpahkan rahmat dan ridho-Nya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai

salah satu syarat kelulusan dari Prodi D4 Teknik Otomasi PPNS.

Dengan segala hormat dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam

menyelesaikan setiap proses pengerjaan dan penyusunan tugas akhir ini tidak lepas

dari peran berbagai pihak yang telah memberikan saran/masukan, kritik, bantuan,

bimbingan, dan semangat. Oleh karena itu dalam kesempatan ini, penulis ingin

mengucapkan terima kasih khususnya kepada:

1. Abi, Umi, dan adik-adik yang tak pernah putus memberikan semangat dan

do’a kepada penulis.

2. Bapak Ir. Eko Julianto, M.Sc., FRINA. selaku Direktur Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak Moh. Basuki Rahmat, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik

Kelistrikan Kapal

4. Bapak Edy Setiawan, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing 1 yang sabar

dalam membimbingan, memberikan kritik/saran, motivasi, semangat,

ilmu yang telah ditularkan selama pengerjaan dan penyusunan tugas

akhir, serta kesempatan yang di berikan kepada penulis untuk mengikuti

sidang Tugas Akhir.

5. Bapak Ii Munadhif S.ST.,M.T. selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah

menemani, membimbing, dan memberikan semangat selama pengerjaan

dan penyusunan tugas akhir ini.

6. Seluruh Staf dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kelistrikan Kapal PPNS yang telah

memberikan ilmu selama penulis melaksanakan studi.

8. Teman baikku Bhakti Anantya Wicaksono, Romy Arief Budiman, Febri

Yohan Rizaldi, dan Moh. Yanni Fikri yang selalu memberikan semangat

viii

dan berkenan penulis repotkan selama pengerjaan dan penyusunan tugas

akhir ini.

9. Mas Fajar yang telah sabar mengajarkan teknik las untuk pembuatan

mekanik yang di gunakan penulis dalam tugas akhir ini.

10. Kawan-kawan kos Update 2 dan kos Alfamart yang rela saya repotkan

selama pengerjaan dan penyusunan tugas akhir ini.

11. Seluruh teman D4 Teknik Otomasi angkatan 2015 yang dari maba hingga

saat ini telah berjuang bersama untuk menyelesaikan studi demi meraih

gelar sarjana.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih yang kepada pihak-pihak yang

terlibat dalam penyusunan tugas akhir ini, semoga ALLAH SWT selalu

melimpahkan rahmat kepasa kita semua. Amin.

Penulis,

Mahdi Brahmanta Aji

x

RANCANG BANGUN SISTEM SCADA WEB

MULTIPLATFORM PADA PLC UNTUK TEMPERATURE

CONTROLLER DAN RECORDER

Mahdi Brahmanta Aji

ABSTRAK

Pada bidang industri komunikasi tak hanya antar dua orang, bisa juga orang

dengan mesin. Komunikasi antara manusia dengan mesin pada industri sangatlah

penting. Dengan adanya komunikasi tersebut orang atau manusia dapat mengontrol

dan memantau kinerja mesin pada industri. Pada mesin terdapat Programmable

Logic Controller (PLC) yang berfungsi sebagai controller dari mesin tersebut. Dan

untuk pengguna terdapat tampilan antarmuka Human Machine Interface (HMI)

untuk mengoperasikan mesin tersebut. Sekarang semua itu menjadi satu dalam

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). Dalam industri penggunaan

SCADA sangatlah penting. Karena dengan adanya SCADA memungkinkan

pengontrolan beberapa sistem bisa terpusat. Yang menjadikan pengawasan dan

pengontrolan menjadi lebih mudah. Data-data dari proses yang di lakukan industri

juga dapat terpantau dengan baik karena sudah terpusat. Oleh karena itu penulis

mengambil judul “Rancang Bangun Sistem SCADA Web Multiplatform Pada PLC

untuk Temperature Controller dan Recorder”. Yang diharapkan nantinya dapat

mempermudah pengawasan plant pada industri. Dengan hasil perbedaan

pembacaan sensor water level 0%, perbedaan pembacaan sensor suhu 0,22%, dan

waktu yang di butuhkan pemanas untuk mencapai set point selama 165 menit.

Kata Kunci : SCADA Web, Multiplatform, PLC

xii

PROTOTYPE SCADA WEB MULTIPLATFORM SYSTEM ON

PLC FOR TEMPERATURE CONTROLLER AND RECORDER

Mahdi Brahmanta Aji

ABSTRACT

In the field of communication industry not only between two people, it can

also be people with machines. Communication between humans and machines in

industry is very important. With this communication people or humans can control

and monitor the performance of machines in the industry. On the machine there is

a Programmable Logic Controller (PLC) which functions as the controller of the

machine. And for the user there is a Human Machine Interface (HMI) interface to

operate the machine. Now all of that becomes one in the Supervisory Control and

Data Acquisition (SCADA). In the industry the use of SCADA is very important.

Because the existence of SCADA allows control of multiple systems can be

centralized. Which makes supervision and control easier. The data from the process

carried out by the industry can also be monitored properly because it is centralized.

Therefore, the writer takes the title "Design and Build SCADA Web Multiplatform

System on PLC for Temperature Controller and Recorder". It is hoped that later it

can facilitate plant supervision in the industry. With the results of the difference in

water level sensor readings of 0%, the difference in temperature sensor readings of

0.22%, and the time needed for the heater to reach the set point for 165 minutes.

Keyword : SCADA Web, Multiplatform, PLC

xiv

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL .......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................... v

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

ABSTRAK .............................................................................................................. x

ABSTRACT ........................................................................................................... xii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xviii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xx

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Tujuan ........................................................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah ........................................................................................ 2

1.5 Manfaat ....................................................................................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 3

~Halaman ini sengaja di kosongkan ~ .................................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5

2.1 Ketel Uap ................................................................................................... 5

2.2 SCADA ..................................................................................................... 6

2.3 Modbus ...................................................................................................... 7

2.4 Programmable Logic Controller ............................................................... 7

2.4.1 Struktur Dasar PLC ....................................................................... 8

2.5 Aplikasi Visual Studio IDE ..................................................................... 10

2.6 Router ...................................................................................................... 10

2.7 Sensor Suhu ............................................................................................. 11

2.8 Water Level Sensor .................................................................................. 13

2.9 Control Valve .......................................................................................... 14

2.10 Heater ...................................................................................................... 14

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 15

3.1 Alur Penelitian ......................................................................................... 15

3.3.1 Tahap Identifikasi Awal .............................................................. 16

xv

3.2 Konsep Sistem ........................................................................................ 17

3.3 Diagram Sistem ....................................................................................... 18

3.3.1 Diagram Fungsional Kontrol....................................................... 18

3.3.2 Diagram Blok Kontrol................................................................. 19

3.3.3 Flowchart Sistem ......................................................................... 20

3.4 Analisa Kebutuhan Sistem ...................................................................... 20

3.5 Metode Penelitian ................................................................................... 22

~Halaman ini sengaja di kosongkan ~ .................................................................. 24

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 25

4.1 Perancangan Hardware ........................................................................... 25

4.1.1 Perancangan konfigurasi PLC...................................................... 25

4.1.2 Perancangan Sensor PT100 ......................................................... 28

4.1.3 Perancangan sensor Water level .................................................. 29

4.1.4 Perancangan control valve ......................................................... 30

4.1.5 Perancangan Heater .................................................................... 31

4.1.6 Perancangan Motor pompa ......................................................... 31

4.2 Perancangan Mekanik ............................................................................. 32

4.3 Perancangan Software ............................................................................. 33

4.3.1 Perancangan tampilan Web ......................................................... 33

4.3.2 Software kontrol .......................................................................... 34

4.3.3 Flowchart Pengendalian Sistem .................................................. 34

4.4 Pengujian Hardware ............................................................................... 35

4.4.1 Pengujian sensor PT100 .............................................................. 35

4.4.2 Pengujian sensor Water Level ..................................................... 36

4.4.3 Pengujian Aktuator Motor Pompa .............................................. 40

4.4.4 Pengujian Aktuator Valve ........................................................... 41

4.4.5 Pengujian Aktuator Heater ......................................................... 42

4.5 Pengujian Sistem ..................................................................................... 44

4.5.1 Pengujian Sistem Pemanas .......................................................... 44

4.5.2 Pengujian Sistem SCADA .......................................................... 48


xvi

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 53

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 53

5.2 Saran ......................................................................................................... 53


DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 55

xviii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 PLC Omron ( www.idiamart.com ) .................................................. 10

Gambar 2. 2 Router (www.tp-link.com )............................................................... 11

Gambar 2. 3 Sensor PT100 (www.pixsys.net) ..................................................... 13

Gambar 2. 4 Implementasi sensor level (Suwarna et al., 2018) ............................ 13

Gambar 2. 5 Control Valve (www.kitomaindonesia.com) .................................... 14

Gambar 2. 6 Elemen Heater (directIndustry) ........................................................ 14

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian……………………………………........... 15

Gambar 3. 2 Konsep Blok Sistem ......................................................................... 17

Gambar 3. 3 Diagram Fungsional Kontrol ............................................................ 18

Gambar 3. 4 Konsep Blok Sistem ......................................................................... 19

Gambar 3. 5 Diagram blok kontrol suhu ............................................................... 19

Gambar 3. 6 Flowchart Sistem .............................................................................. 20

Gambar 3. 7 Rancangan Metode penelitian........................................................... 22

Gambar 3. 8 Penempatan sensor PT100 ................................................................ 23

Gambar 3. 9 Penempatan aktuator Heater............................................................. 23

Gambar 4. 1 Wiring diagram PLC ........................................................................ 25

Gambar 4. 2 Rangkaian sensor PT100 dengan PLC ............................................. 29

Gambar 4. 3 Perancangan sensor Water level ....................................................... 29

Gambar 4. 4 Perancangan control valve ................................................................ 30

Gambar 4. 5 Perancangan Heater .......................................................................... 31

Gambar 4. 6 Perancangan Motor pompa ............................................................... 32

Gambar 4. 7 Perancangan mekanik ....................................................................... 32

Gambar 4. 8 Desain interface Web ....................................................................... 33

Gambar 4. 9 Flowchart Pengendalian Sistem ....................................................... 34

Gambar 4. 10 Rangkaian pengujian sensor PT100 tanpa transmitter ................... 35

Gambar 4. 11 Rangkaian pengujian sensor PT100 dengan transmitter ................ 36

Gambar 4. 12 Rangkaian sensor Water level ......................................................... 37

Gambar 4. 13 Flowchart Sensor Water level ........................................................ 37

Gambar 4. 14 Sensor Water level kondisi level 1 .................................................. 38

file:///E:/Bismillah%20Lulus%202019/INSYALLAH%20FIX.docx%23_Toc19171567file:///E:/Bismillah%20Lulus%202019/INSYALLAH%20FIX.docx%23_Toc19171569

xix

Gambar 4. 15 Sensor Water level kondisi level 2 ................................................. 38




Gambar 4. 19 Flochart Pengujian pompa ............................................................. 40

Gambar 4. 20 Pengujian pompa ON ..................................................................... 40

Gambar 4. 21 Pengujian pompa OFF .................................................................... 41

Gambar 4. 22 Flowchart Pengujian Valve ............................................................ 42

Gambar 4. 23 Flowchart Pengujian Heater .......................................................... 43

Gambar 4. 24 Pengujian Heater ON ..................................................................... 43

Gambar 4. 25 Pengujian Heater OFF ................................................................... 43

Gambar 4. 26 Tampilan level ON pada Omron .................................................... 49

Gambar 4. 27 Tampilan level ON pada Mitsubishi .............................................. 49

Gambar 4. 28 Tampilan sebelum terkoneksi pada Omron ................................... 50

Gambar 4. 29 Tampilan setelah terkoneksi pada Omron ..................................... 50

Gambar 4. 30 Tampilan sebelum terkoneksi pada Mitsubishi ............................. 51

Gambar 4. 31 Tampilan sesudah terkoneksi pada Mitsubishi.............................. 51

xx

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Keterangan Wiring Diagram Sistem Keseluruhan ............................... 26

Tabel 4. 2 Konfigurasi PLC Omron ...................................................................... 26

Tabel 4. 3 Tabel lanjutan konfigurasi PLC Omron ............................................... 27

Tabel 4. 4 Keterangan Tabel konfigurasi PLC Omron .......................................... 27

Tabel 4. 5 Konfigurasi PLC Mitsubishi FX5U...................................................... 27

Tabel 4. 6 Keterangan Tabel konfigurasi PLC Mitsubishi FX5U ......................... 28

Tabel 4. 7 Rancangan panjang probe water level sensor ....................................... 30

Tabel 4. 8 Spesifikasi mekanik .............................................................................. 33

Tabel 4. 9 Pengujian PT100 tanpa transmitter ...................................................... 35

Tabel 4. 10 Pengujian PT100 dengan transmitter .................................................. 36

Tabel 4. 11 Panjang probe water level sensor ....................................................... 37

Tabel 4. 12 Hasil pengujian sensor water level ..................................................... 39

Tabel 4. 13 Hasil pengujian motor pompa ............................................................ 41

Tabel 4. 14 Hasil pengujian valve ......................................................................... 42

Tabel 4. 15 Hasil pengujian heater ........................................................................ 44

Tabel 4. 16 Perubahan suhu air terhadap waktu .................................................... 44

Tabel 4. 17 Tabel lanjutan perubahan suhu air terhadap waktu ............................ 45




Tabel 4. 21 Tabel hasil pembacaan suhu pada tampilan SCADA ......................... 48

Tabel 4. 22 Tabel hasil pembacaan waterlevel pada tampilan SCADA ................ 49

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini komunikasi menjadi sangat penting. Tak terkecuali pada bidang

industri. Pada bidang industri komunikasi tak hanya antar dua orang, bisa juga

orang dengan mesin. Komunikasi antara manusia dengan mesin pada industri

sangatlah penting. Dengan adanya komunikasi tersebut orang atau manusia dapat

mengontrol dan memantau kinerja mesin pada industri. Pada mesin terdapat

Programmable Logic Controller (PLC) yang berfungsi sebagai controller dari

mesin tersebut. Fungsi dari PLC berevolusi dari tahun ke tahun yang pada awalnya

hanya menggantikan fungsi relay kontrol menjadi memiliki beberapa fungsi

tambahan seperti motion kontrol, proses kontrol, distributive control system, dan

complex networking juga sudah ditambahkan ke daftar fungsi PLC. Sedangkan

untuk pengguna terdapat tampilan antarmuka Human Machine Interface (HMI)

untuk mengoperasikan mesin tersebut. Dari hasil pengamatan penulis saat masa on

the job training, masih banyak industri yang hanya menggunakan HMI. Hal

tersebut mengharuskan operator mencatat data proses industri di setiap plant atau

mesinnya. Dan petugas yang bertugas sebagai penghimpun data harus menunggu

data dari lapangan. Hal ini mengakibatkan jeda waktu yang terlalu lama dalam

penyampaian data dan memungkinkan adanya data yang kurang akurat.

Dengan adanya perkembangan zaman, semua itu menjadi satu dalam

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). Dalam industri penggunaan

SCADA sangatlah penting. Karena dengan adanya SCADA memungkinkan

pengontrolan beberapa sistem bisa terpusat. Yang menjadikan pengawasan dan

pengontrolan menjadi lebih mudah. Data-data dari proses yang di lakukan industri

juga dapat terpantau dengan baik karena sudah terpusat. Data tersebut juga dapat

tersimpan dan dapat di akses kembali, sebagai acuan dan perbandingan untuk

proses selanjutnya pada industri.

Dari beberapa penjabaran diatas yang mendasari penulis merancang dan

membuat tugas akhir “ Rancang Bangun Sistem SCADA Web Multiplatform Pada

2

PLC untuk Temperature Controller dan Recorder ”. Sistem ini akan di gunakan

untuk pengawasan, kontrol, dan akuisisi data pada ketel uap sebagai objeknya. Pada

Sistem pemanas air tersebut terdapat beberapa komponen utama yang akan

ditampilkan pada tampilan SCADA yaitu Temperature, Level air, serta Valve.

Dalam tugas akhir ini, penulis memfokuskan penelitian pada sistem SCADA Web

Multiplatform.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini antara lain :

1. Bagaimana implementasi rancang bangun Sistem SCADA Web

Multiplatform Pada PLC untuk Temperature Controller dan Recorder?

2. Bagaimana implementasi Multiplatform pada SCADA berbasis Web ?

3. Bagaimana implemensi komunikasi pada rancang Sistem SCADA Web Multi

Platform ?

1.3 Tujuan

Tujuan dalam penelitian ini antara lain :

1. Mengimplenmentasikan rancang sistem SCADA Web Multi Platform pada

PLC.

2. Mengimplementasikan multiplatform pada SCADA berbasis Web

3. Mengimplementasikan Komunikasi pada sistem SCADA Web Multi

Platform pada PLC.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain:

1. Plant yang dibuat hanya berupa prototype.

2. Fokus penelitian tugas akhir ini pada SCADA web multiplatform pada PLC.

1.5 Manfaat

Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai pertimbangan pengembangan

teknologi otomasi kepada perusahaan. Serta diharapkan mampu mempermudah

pengawasan, kontrol, dan akuisisi data pada industri khususnya pada temperature

controller dan recorder ketel uap.

3

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini merupakan urutan dari tiap bab

termasuk isi atau sub babnya yang terdiri dari:

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan

pembuatan Tugas Akhir, batasan masalah, manfaat dari Tugas Akhir dan

sistematika penulisan Tugas Akhir.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini berisi tentang teori – teori penunjang dan penjelasan literatur –

literatur yang akan dibutuhkan dalam pembuatan rancang bangun Tugas Akhir ini

antara lain literatur Ketel Uap, juga menjelaskan literatur Supervisory Control and

Data Acquisition , Modbus, Programmable Logic Controller, sensor Water Level,

sensor PT100, Heater. Dan bab ini berisi literatur tentang software yang nanti akan

digunakan, antara lain CX Programmer, TIA Portal, dan Microsoft Visual Studio.

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini berisi tentang tahapan – tahapan pengerjaan Tugas Akhir, mulai

tahap identifikasi masalah, studi literatur, analisa kebutuhan dan perancangan

sistem, perencanaan sampai pembuatan hardware, software, uji coba, Analisa hasil

dan pembahasan serta pembuatan laporan.

BAB 4 PEMBAHASAN DAN ANALISIS

Pada bab ini berisi tentang pembahasan dan analisis sampai dengan pengujian

dari hardware dan software yang digunakan dalam tugas akhir ini secara

keseluruhan. Pengujian yang dilakukan antara lain pengujian sensor water level,

sensor suhu PT100, aktuator motor pompa air, valve 12 VDC, heater, software

Visual Basic IDE.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari pembahasan

keseluruhan, untuk menyempurnakan Tugas Akhir yang telah dibuat.

4

~Halaman ini sengaja di kosongkan ~

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan dijelaskan tentang Tinjauan Pustaka yang bertujuan untuk

mempermudah dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. Pada bab ini berisi penjelasan

tentang software, hardware, dan metode yang digunakan. Penjelasan pada bab

Tinjauan Pustaka ini akan dijelaskan secara berurutan.

2.1 Ketel Uap

Ketel Uap adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk

pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang

populer batubara dan minyak bakar, sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-

lain. Bejana pada suatu ketel uap biasanya terbuat dari baja (steel /alloy steel), atau

awalnya dari besi tempa. Baja stainless sebenarnya tidak disarankan (oleh ASME

Boiler Code) untuk digunakan pada bagian-bagian yang basah dari ketel uap

modern, tetapi seringkali digunakan pada bagian super heater yang tidak akan

terpapar ke cairan ketel uap.Tembaga atau kuningan sering digunakan karena lebih

muddah di-pabrikasi untuk ketel uap ukuran kecil. Sejarahnya, tembaga sering

digunakan untuk peti api (firebox)(terutama untuk lokomotif uap air, karena

kemudahannya dibentuk dan pengantar panas yang tinggi; namun, saat ini, harga

tembaga yang tinggi menjadi pilihan yang tidak ekonomis dan lebih murah

menggunakan material pengganti (seperti baja).

Untuk kebanyakan ketel uap Victorian, hanya menggukaan besi tempa

kualitas paling tinggi, yang dirakit menggunakan keling (rivet). Kualitas yang

tinggi dari lembaran dan kecocokan untuk kehandalan yang tinggi digunakan pada

aplikasi yang kritikal, seperti ketel uap tekanan tinggi. Pada abad 20, untuk

praktisnya disain bergerak kearah penggunaan baja, di mana lebih kuat dan lebih

murah, dengan konstruksi las, yang lebih cepat dan sedikit pekerja. Besi tuang (cast

iron)digunakan untuk bejana pemanas untuk pemanas air. Walaupun suatu pemanas

biasanya disebut "pendidih" (boiler), karena tujuannya adalah untuk membuat air

panas, bukan uap air, karena dioperasikan pada tekanan rendah dan menghindari

https://id.wikipedia.org/wiki/Uap_airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Batubarahttps://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

6

pendidihan sebenarnya. Kerapuhan dari besi tuang menjadikannya tidak cocok

untuk ketel uap tekanan tinggi

2.2 SCADA

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) adalah suatu sistem untuk

melakukan pengawasan, pengendalian dan akuisisi data. Beberapa komponen

SCADA yaitu:

1. Operator, melakukan fungsi pengawasan untuk operasi system dari jarak

jauh.

2. HMI (Human Modul Interface), menyajikan data ke operator dan

memberikan input kontrol dalam suatu tampilan.

3. Master Station (Master Terminal Unit – MTU), merupakan komputer yang

digunakan sebagai pengolah pusat dari sistem SCADA. Unit master ini

menyajikan data ke operator melalui HMI, mengumpulkan data dari lokasi

jauh, dan mengirimkan sinyal kendali untuk situs yang jauh.

4. Jaringan komunikasi, Sistem komunikasi diperlukan untuk

menghubungkan antara field device, PLC, dan MTU. Komunikasi bisa

melalui internet, jaringan nirkabel atau kabel.

5. Remote Terminal Unit (RTU), Merupakan unit-unit “komputer” kecil,

sebuah unit yang dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah

komputer, yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di

lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul data lokal yang

mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan perintah

langsung ke peralatan di lapangan.

Pada sistem SCADA terdiri dari beberapa RTU yang berfungsi untuk

mengumpulkan data dari suatu plant yang dikendalikan, lalu mengirimkannya ke

MTU melalu suatu jaringan komunikasi. MTU berfungsi untuk menampilkan data

yang diperoleh kepada operator dan memungkinkan untuk melakukan pengendalian

dari jarak jauh.

7

2.3 Modbus

Modbus adalah protokol komunikasi serial yang diterbitkan oleh Modicon pada

1979 untuk diaplikasikan pada PLC. Kemudian protokol ini telah menjadi standar

protokol komunikasi di industri, dan sekarang Modbus merupakan protokol

komunikasi dua-arah yang paling umum digunakan sebagai media penghubung

dengan perangkat industri atau media elektronik lainnya dengan komputer. Alasan

utama penggunaan Modbus secara ekstensif sebagai protokol komunikasi adalah:

Modbus diterbitkan sebagai open protocol dan bebas royalti

Modbus relatif mudah untuk digabungkan dengan jaringan industri

Modbus melakukan transfer data “raw bits” atau “words” tanpa membatasi jenis

vendor atau jenis merk pabrikan perangkat industri yang digunakan.

Komunikasi dengan menggunakan Protokol Modbus bisa melalui perantara port

serial (RS232, RS-485, FO), bisa juga melalui Ethernet (LAN) dan jaringan lainnya

yang mendukung protokol Internet. Keseluruhan Modbus TCP/IP Application Data

Unit (ADU) dikemas menjadi data standar TCP frame dan dikirim melalui TCP port

502 yang secara spesifik sudah dipesan/ditentukan untuk aplikasi Modbus. Modbus

TCP/IP clients dan servers mengirim dan menerima data melalui port 502.

2.4 Programmable Logic Controller

Programmable Logic Controller (PLC) merupakan suatu peralatan kontrol

yang dapat di program untuk mengontrol proses atau operasi mesin. Kontrol

program dari PLC adalah menganalisa sinyal input kemudian mengatur keadaan

output sesuai keinginan pemakai. Keadaan input PLC digunakan dan disimpan

dalam memory dimana PLC melakukan instruksi logika yang di program pada

keadaan inputnya. Peralatan input dapat berupa sensor, push button pada panel

kontrol, limit switch atau peralatan lainnya dimana dapat menghasilkan suatu sinyal

yang dapat masuk ke dalam PLC. Peralatan output dapat berupa switch yang

menyalakan lampu indikator, relay yang menggerakkan motor atau peralatan lain

yang dapat digerakkan oleh sinyal output dari PLC.

Pada PLC terdapat mikroprosesor untuk memonitor keadaan dari peralatan

input untuk kemudian di analisa sesuai dengan kebutuhan perencana (programmer)

8

untuk mengontrol keadaan output. Sinyal input diberikan kedalam dua input card

pada PLC yaitu analog input card dan digital input card. Setiap input mempunyai

alamat tertentu, sehingga untuk mendeteksinya mikroprosesor memanggil

berdasarkan alamatnya. Banyaknya input yang dapat diproses tergantung dari jenis

PLC-nya. Sedangkan untuk sinyal output yang di keluarkan plc sesuai dengan

program yang dibuat oleh pemakai berdasarkan analisa keadaan input. Pada PLC

juga terdapat dua jenis output card , analog output card dan digital output card.

Setiap output card mempunyai alamat tersendiri dan diproses oleh mikroprosesor

menurut alamatnya. Pada PLC juga terdapat internal input dan output untuk proses

dalam PLC sesuai dengan kebutuhan program. Dimana internal input dan output ini

hanya digunakan sebagai flag dalam proses. Di dalam PLC juga dipersiapkan timer

yang dapat dibuat dalam konfigurasi on delai, off delai, on timer, off timer dan lain-

lain sesuai dengan program yang akan dibuat. Untuk proses timer tersebut, PLC

memanggil berdasarkan alamatnya.

2.4.1 Struktur Dasar PLC

Berikut merupakan struktur dasar pada PLC beserta penjelasannya :

1. Central Prosesing Unit ( CPU )

CPU berfungsi untuk mengontrol dan mengawasi semua

pengoperasian dalam PLC, melaksanakan program yang tersimpan

didalam memory. CPU juga memproses dan menghitung waktu

memonitor waktu pelaksanaan perangkat lunak dan menerjemahkan

program perantara yang berisi logika dan waktu yang dibutuhkan

untuk komunikasi data dengan pemrograman.

2. Memory

Memory yang terdapat pada PLC berfungsi untuk menyimpan

program dan memberikan lokasi-lokasi dimana hasil perhitungan

dapat disimpan didalamnya. PLC menggunakan peralatan memory

semi konduktor seperti RAM ( Random Acces Memory ), ROM (

Read Only Memory ), dan PROM ( Programmable Read Only

Memory). RAM mempunyai waktu akases yang cepat dan program-

program yang terdapat didalamnya dapat diprogram ulang sesuai

9

keninginan pemakainya. RAM disebut juga sebagai volatile memory,

makhsudnya program-program yang dapat mudah hilang jika supply

listrik padam. Dengan demikian untuk mengatasi supply listrik yang

padam tersebut maka diberi supply cadangan daya listrik berupa

baterai yang disimpan pada RAM.

3. Input/output

Sebagaimana PLC yang dierncanakan untuk mengontrol sebuah

proses atau operasi mesin, maka peran modul input/output sangat

penting karena modul ini merupakan perantara antara perangkat

kontrol dengan CPU. Suatu peralatan yang dihubungkan ke PLC

dimana mengirim suatu sinyal ke PLC dinamakan peralatan input.

Sinyal masuk kedalam PLC melalui terminal atau kaki-kai

penghubung pada unit. Tempat dimana sinyal memasuki PLC

dinamakan input poin, input poin ini memberikan suatu lokasi pada

memory dimana mewakili mewakili keadaannya, lokasi memory ini

dinamakan input bit. Ada juga output bit di dalam memory dimana

diberikan oleh output poin pada unit, sinyal output dikirim ke

peralatan output. Setiap input/output memiliki alamat dan nomor

urutan khusu yang digunakan selama membuat program untuk

memonitor satu persatu aktivitas input dan output di dalam program.

Indikasi urutan status dari input output ditandai Light Emiting Diode

( LED ) pada PLC atau modul input/output, hal ini dimakhsudkan

untuk memudahkan pengcekan proses pengoperasian input/output

dari PLC itu sendiri.

4. Power Supply

PLC dapat beroprasi bila mendapat supply daya listrik. Power

supply merubah tegangan input menjadi tegangan listrik yang

dibutuhkan PLC. Dengan kata lain sebuah suplay daya listrik

mengkonversikan suplai daya PLN ( 220 V ) ke daya yang

dibutuhkan PLC

10

Berikut adalah contoh gambar plc yang akan di gunakan penulis dalam Tugas Akhir

seperti pada gambar yang di tunjukkan pada gambar 2.1 dibawah.

2.5 Aplikasi Visual Studio IDE

Microsoft Visual Studio adalah sebuah alat untuk mengembangkan dan

membangun aplikasi yang bergerak di atas sistem .NET Framework, dengan

menggunakan bahasa BASIC. Dengan menggunakan alat ini,

para programmer dapat membangun aplikasi Windows Forms,

Aplikasi web berbasis ASP.NET, dan juga aplikasi command-line. Alat ini dapat

diperoleh secara terpisah dari beberapa produk lainnya (seperti Microsift Visual

C++, Visual C#, atau Visual J#), atau juga dapat diperoleh secara terpadu

dalam Microsoft Visual Studio .NET. Bahasa Visual Basic .NET sendiri menganut

paradigma bahasa pemrograman berorientasi objek yang dapat dilihat sebagai

evolusi dari Microsoft Visual Basic versi sebelumnya yang diimplementasikan di

atas .NET Framework. Peluncurannya mengundang kontroversi, mengingat banyak

sekali perubahan yang dilakukan oleh Microsoft, dan versi baru ini tidak

kompatibel dengan versi terdahul

2.6 Router

Router adalah sebuah alat yang mengirimkan paket data melalui

sebuah jaringan atau Internet menuju tujuannya, melalui sebuah proses yang

dikenal sebagai penghalaan. Proses penghalaan terjadi pada lapisan 3 (Lapisan

jaringan seperti Internet Protocol) dari protokol tumpukan (stack protocol) tujuh-

lapis OSI. Router berfungsi sebagai penghubung 2 jaringan atau lebih untuk

meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Router berbeda

Gambar 2. 1 PLC Omron ( www.idiamart.com, 2017 )

https://id.wikipedia.org/wiki/Paket_jaringanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Datahttps://id.wikipedia.org/wiki/Jaringan_komputerhttps://id.wikipedia.org/wiki/Internethttps://id.wikipedia.org/wiki/Routinghttps://id.wikipedia.org/wiki/Lapisan_jaringanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Lapisan_jaringanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Internet_Protocolhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Protokol_tumpukan&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Model_OSIhttps://id.wikipedia.org/wiki/Model_OSIhttp://www.idiamart.com/

11

dengan switch. Switch merupakan penghubung beberapa alat untuk membentuk

suatu Local Area Network (LAN). Sebagai ilustrasi perbedaan fungsi

dari router dan switch, switch merupakan suatu jalan, sedangkan router merupakan

penghubung antar jalan. Masing-masing rumah berada pada jalan yang memiliki

alamat dalam suatu urutan tertentu. Dengan cara yang sama, switch

menghubungkan berbagai macam alat, dimana masing-masing alat memiliki alamat

IP sendiri pada sebuah LAN. Berikut adalah gambar router yang akan di gunakan,

seperti yang di tunjukkan oleh Gambar 2.2

Gambar 2. 2 Router (www.tp-link.com, 2016 ).

2.7 Sensor Suhu

Sensor suhu atau Temperature Sensors adalah suatu komponen yang dapat

mengubah besaran panas menjadi besaran listrik sehingga dapat mendeteksi gejala

perubahan suhu pada obyek tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap

jumlah energi panas/dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga

memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi gejala perubahan-

perubahan suhu tersebut dalam bentuk output analog maupun digital. Sensor suhu

mempunyai beberapa jenis, yaitu:

a. Termostat ( Thermostat )

Thermostat adalah jenis sensor suhu kontak ( contact temperature

sensor ) yang menggunakan prinsip Electro-Mechanical. Thermostat

pada dasarnya terdiri dari dua jenis logam yang berbeda. Dua jenis

logam tersebut kemudian ditempel sehingga membentuk Bi-Metallic

strip. Bi-Metallic strip tersebut akan bengkok jika mendapatkan suhu

https://id.wikipedia.org/wiki/Switch_jaringanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Local_Area_Networkhttps://id.wikipedia.org/wiki/Jalanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Rumahhttps://id.wikipedia.org/wiki/Alamat_IPhttps://id.wikipedia.org/wiki/Alamat_IPhttps://id.wikipedia.org/wiki/LAN

12

tertentu sehingga bergerak memutuskan atau menyambungkan

sirkuit ( ON/OFF ).

b. Thermistor

Thermistor adalah komponen elektronika yang nilai resistansinya

dipengaruhi oleh suhu. Thermistor pada dasarnya terdiri dari 2 jenis

yaitu PTC ( Positive Temperature Coefficient ) yang nilai

resistansinya akan meningkat tinggi ketika suhunya tinggi dan NTC

( Negative Temperature Coefficient ) yang nilai resistansinya akan

menurun jiaka suhu meningkat tinggi.

c. Resistive Temperature Detector ( RTD )

Resisistive Temperature Detector atau disingkat RTD memiliki

fungsi fungsi yang sama dengan Thermistor jenis PTC yaitu dapat

mengubah energi listrik menjadi hambatan listrik yang sebanding

dengan perubahan suhu. Namun RTD lebih presisi dan memiliki

keakurasian yang lebih tinggi jika dibanding dengan Thermistor

PTC.

d. Thermocouple

Tehrmocouple adalah salah satu jenis sensor suhu yang paling sering

digunakan, hal ini dikarenakan rentang suhu operasional

thermocouple yaitu berkisar -200°C hingga lebih dari 2000°C dengan

harga yang relatif rendah. Thermocouple pada dasarnya adalah

sensor suhu Thermo-Electric yang terdiri dari dua persimpangan (

junction ) logam yang berbeda. Salah satu Logam di Thermocouple

dijaga di suhu yang tetap ( konstan ) yang berfungsi sebagai junction

referensi sedangkan satunya lagi dikenakan suhu panas yang akan

dideteksi. Dengan adanya perbedaan suhu di dua persimpangan

tesebut, rangkaian akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang

nilainya sebanding dengan suhu sumber panas.

13

Pada tugas akhir ini penulis menggunakan sensor suhu PT100 seperti yang di

tujukkan pada Gambar 2.3 berikut.

Sensor RTD PT100 terbuat dari logam platinum. Platinum adalah logam

mulia dan memiliki performa yang baik pada rentang temperature yang luas

(Andrews & Wells, 2013). Disebut PT100 karena sensor ini memiliki impedansi

100 Ω pada suhu 0° C dan sekitar 0,385 Ω perubahan resistansi tiap 1° C perubahan

suhu.

2.8 Water Level Sensor

Water level sensor / senor ketinggian air adalah sensor yang di gunakan untuk

mengukur ketinggian air pada suatu plant. sebuah alat yang dapat

memudahkan pengidentifikasian level air di dalam penampungan air. Fungsi

utama dari Water Level Control untuk mengontrol kinerja pompa. Pada tugas akhir

ini penulis menggunakan water level sensor seperti yang di tunjukkan pada Gambar

2.4 berikut.

Gambar 2. 4 Implementasi sensor level (Suwarna et al., 2018)

Gambar 2. 3 Sensor PT100 (www.pixsys.net, 2019)

https://www.alatuji.com/kategori/286/water-levelhttp://www.pixsys.net/

14

Sensor level yang digunakan terbuat dari as stainless yang memiliki panjang

yang berbeda beda dan akan dihubungkan ke input plc.

2.9 Control Valve

Control Valve adalah katup yang digerakan oleh energi listrik melalui

solenoida, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk

menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC, solenoid

valve pneumatic atau katup (valve) solenoida mempunyai lubang keluaran, lubang

masukan dan lubang exhaust. Lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat

udara bertekanan masuk atau supply (service unit). Gamabar 2.5 merupakan

Control valve yang akan di gunakan penulis sebagai pengatur air yang masuk pada

tangki.

Gambar 2. 5 Control Valve (www.kitomaindonesia.com, 2019)

2.10 Heater

Heater atau pemanas merupakan komponen utama dalam memanaskan

evaporator. Dalam praktiknya banyak sekali ditemukan berbagai macam pemanas

yang digunakan pada industri seperti pemanas yang menggunakan elemen pemanas

dan dengan memanfaatkan udara panas dari pada sistem boiler (Prasetyo, 2015).

Pada dasarnya pemanas yang digunakan dalam tugas akhir ini menggunakan

elemen pemanas biasa tipe finned heater dengan tegangan kerja 220 V dan daya

500 W yang ditunjukkan pada gambar 2.6

Gambar 2. 6 Elemen Heater (directIndustry, 2017)

http://www.kitomaindonesia.com/

15

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alur Penelitian

Dalam bab ini akan menjelaskan langkah-langkah tugas akhir untuk

memecahkan permasalahan yang ada, sehingga proses penelitian tugas akhir ini

dapat berjalan sesuai tujuan. Alur Penelitian pada tugas akhir ini, ditunjukan

flowchart pada gambar 3.1

Mulai

Identifikasi

masalah dan

studiliteratur

Analisa kebutuhan

sistem

Desain dan

perencanaan alat

Pembuatan

hardware

Apakah sudah

dilakukan?

A

A

Pembuatan software

Apakah sudah

dilakukan?

Integrasi hardware

dan software

Apakah sudah

dilakukan?

Analisa dan

penulisan

laporan

Selesai

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian

16

Berdasarkan flowchart Alur penelitian pada gambar 3.1 dapat dijelaskan

bahwasanya penelitian Tugas Akhir ini dimulai dengan mengidentifikasi

permasalahan dari lingkungan sekitar, baik berupa permasalahan yang ada di

industri maupun di masyarakat. Dari beberapa permasalahan tersebut dipilih mana

yang dapat diangkat di Tugas Akhir dengan melakukan kajian studi pustaka dari

literatur yang sudah ada. Setelah identifikasi masalah selesai dilanjutkan ke proses

menganalisa berbegai kebutuhan sistem yang diperlukan, baik berupa hardware,

software, dan mekanik, kemudian dilanjutkan dengan melakukan perancangan

hardware dan mekanik sesuai konsep tersebut. Setelah perancangan plant selesai

dilanjutkan dengan pembuatan berbagai aplikasi yang diperlukan sebagai

monitoring dan kontroling dari kinerja alat tersebut. Setelah hardware, software dan

mekanik selesai, perlu dilakukan integrasi antara komponen dan komponen

penunjangnya supaya sistem dapat diijalankan. Setelah alat dapat bekerja sesuai

proses yang sudah ditentukan dan dapat termonitori dengan jelas maka perlu

dilakukan analisa dan pembahasan mengenai kinerja plant tersebut supaya dapat

diketahui berbagai permasalahan dan penyelesaian dari plant.

Berdasarkan Flowchart Alur Penelitian diatas, dapat dijelaskan di uraian

berikut :

3.3.1 Tahap Identifikasi Awal

Tahap identifikasi merupakan langkah awal dalam pelaksanan

penelitian sehingga dapat dilakukan identifikasi permasalahan serta tujuan

yang akan dicapai. Adapun isi dari tahap ini digambarkan sebagai berikut.

a. Identifikasi masalah

Pada tahap ini dilakukan identifikasi beberapa permasalahan yang di

dapatkan pada saat melakukan pengamatan sehingga dapat dilakukan

sebuah penelitian. Masalah yang terjadi pada keberagaman merk PLC

yang ada pada industri. Selain itu masih banyaknya industri yang hanya

menggunakan HMI untuk pengawasan dan pengoperasian plan

menyebabkan kurang akuratnya data yang terecord. Dari beberapa

masalah diatas yang mendasari penulis mengambil judul sebagai tugas

17

akhir yaitu “ Rancang Bangun Sistem SCADA Web Multiplatform Pada

PLC untuk Temperature Controller dan Recorder ” .

b. Penetapan Tujuan dan Rumusan Manfaat Penelitian

Pada tahap ini dilakukan penetapan tujuan apa yang ingin dicapai dan

manfaatnya bagi pihak terkait serta bagi penelitian selanjutnya. Tahap ini

sebagai dasar tentang apa yang akan dilakukan selama penelitian.

Rumusan masalah ini adalah berkaitan dengan pembuatan Sistem SCADA

Web Multiplatform Pada PLC untuk Temperature Controller dan

Recorder. Oleh sebab itu tujuan dari penelitian ini untuk menjaga suhu

ruang agar stabil sesuai set point serta kontrol terpusat pada sistem boiler.

c. Studie Literature

Studi literature akan dilakukan untuk pemahaman konsep, teori, dan

teknologi yang akan digunakan dapat berupa referensi dari internet, paper,

e-book, serta dokumentasi dari komponen teknologi yang akan digunakan.

Sebelum melangkah ke dalam pengerjaan sistem dari tugas akhir ini hal

yang perlu dilakukan adalah observasi, karena dengan melakukan

observasi terlebih dahulu dapat mempermudah apa saja yang dilakukan

dalam membuat tugas akhir. Dalam observasi dapat mengetahui kondisi

nyata di industri tentang semua yang berhubungan dengan rumusan

masalah yang telah di tentukan dalam tugas akhir ini.

3.2 Konsep Sistem

ProsesInput Output

User

Gambar 3. 2 Konsep Blok Sistem

18

Berdasarkan Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa dalam sebuah sistem terdapat

konsep blok sistem yang digunakan pada perancangan sistem. Pada konsep blok

sistem tersebut digambarkan bahwa di dalam sistem terdapat 2 besaran fisik sebagai

input yang berupa suhu, ketinggian air. Kedua input tersebut akan mengirim data

masukan yang diperoleh dari proses pemanasan air dan pengisian penampung air

menuju PLC untuk dilakukan proses pengolahan data. Selanjutnya hasil

pengolahan data digunakan sebagai data masukan untuk proses pengendalian

actuator sebagai output. Kemudian sistem tersebut dapat terpantau oleh operator

melalui interface yang terdapat pada PC sehingga dapat mempermudah pekerjaan

operator baik dalam pengendalian actuator.

3.3 Diagram Sistem

3.3.1 Diagram Fungsional Kontrol

Gambar 3. 3 Diagram Fungsional Kontrol

Berdasarkan Gambar 3.3 di jelaskan pada saat pengisian air, sensor

water level akan menyala mengukur ketinggian air yang di masukkan.

Setelah ketinggian air sesuai, maka pemanas air akan bekerja bersamaan

dengan sensor termokopel PT100 mendeteksi suhu awal dari air. Dan ketika

pembacaan suhu air sudah sesuai set point maka pemanas air akan off. Lalu

19

valve 2 akan membuka untuk mengeluarkan air yang sudah di panaskan

sesuai set point tersebut. Semua data dan kondisi yang akan di monitoring

dalam PC menggunakan web.

3.3.2 Diagram Blok Kontrol

Gambar 3. 4 Konsep Blok Sistem

Berdasarkan gambar 3.4 Diagram Blok Sistem Kontrol untuk

ketinggian air pada ketel uap. Penggunaan Kontrol Programmable Logic

Controller akan mengatur buka tutup Controlvalve. Hasil pengontrolan ini

akan didapatkan nilai pembacaan Sensor Water level yang akan diolah oleh

Programmable Logic Controller.

Gambar 3. 5 Diagram blok kontrol suhu

Berdasarkan Gambar 3.5 Blok Sistem Kontrol suhu untuk

pengaturan suhu dan pada ketel uap. Programmable Logic Controller akan

mengatur Panas Heater hasil dari pengontrolan ini akan didapat nilai

20

pembacaan Sensor Termokopel PT100 yang akan diolah oleh

Programmable Logic Controller

3.3.3 Flowchart Sistem

Mulai

Input Set Point

Input Air

Pembacaan sensor

suhu dan perebusan

air

Apakah suhu air sudah

sesuai?

Control Valve 2

membuka

Selesai

Ya

Tidak

Apakah level air sudah

sesuai?

Ya

Tidak

A

A

Gambar 3. 6 Flowchart Sistem

Berdasarkan Gambar 3.6 Flowchart Sistem ketika sistem di mulai

dan setelah mengimputkan set point, control valve 1 akan membuka untuk

mengisi tangki dengan air. Apabila level air sudah sesuai, maka proses akan

berlanjut pada perebusan air serta pembacaan sensor suhu. Setelah suhu

sesuai dengan set point, maka control valve 2 akan membuka dan air akan

di alirkan keluar dari tangki dan di distribusikan sesuai kebutuhan. Apabila

suhu belum sesuai set point maka heater akan terus hidup untuk

memanaskan air hingga sesuai dengan set point.

3.4 Analisa Kebutuhan Sistem

Analisis kebutuhan sistem bertujuan untuk merancang sistem dengan

memperhitungan kebutuhan yang diperlukan. Berdasarkan diagram sistem yang

21

telah dibuat, pada tahapan ini dilakukan analisis terhadap data dan teknologi yang

akan digunakan. Data yang dibutuhkan adalah data temperatur dan ketinggian air

yang digunakan pada prototype. Selain itu juga dilakukan analisis tentang teknologi

apa saja yang dibutuhkan untuk membangun sistem pada prototype ini. Kebutuhan

teknologi yang dibutuhkan diantaranya:

1. Sensor suhu PT100

Pada sistem ini di butuhkan sensor pembaca temperatur yang berfungsi

sebagai monitoring suhu pada ketel uap. Hasil dari pembacaan sensor tersebut akan

digunakan sebagai acuan dalam proses pengendalian.

2. Sensor water level

Pada sistem ini di butuhkan sensor untuk mengetahui ketinggian air yang

ada di dalam ketel uap. Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah ketinggian air

yang ada di dalam ketel uap sudah sesuai atau belum. Hasil dari pembacaan sensor

tersebut akan di gunakan sebagai acuan dalam proses pengendalian.

3. PLC Omron & Siemens

Programmable Logic Controller merupakan mikrokontroler yang berfungsi

sebagai otak dari sistem yang dibuat. Programmable Logic Controller bertugas

sebagai pengolah data yang di peroleh dari sensor. Setalah data diolah maka akan

didapatkan suatu keputusan untuk menjalankan aktuator agar tercapai setpoint dari

sistem yang dibangun.

4. Elemen pemanas

Elemen pemanas merupakan salah satu aktuator yang di gunakan pada tugas

akhir penulis. Elemen pemanas digunakan untuk memanaskan air yang ada dalam

ketel sehingga dapat mencapai set point yang telah di tentukan sebelumnya.

5. Control valve

Control valve merupakan aktuator yang di gunakan pada tugas akhir penulis.

Control valve sediri di gunakan sebagai pemutus aliran air dan sebagai penahan

agar air dalam ketel tidak keluar. Control valve akan bekerja setelah mendapat

signal dari output plc.

Dengan tersedianya kebutuhan sistem, diharapkan dapat mempermudah dan

efisiensi dalam proses perancangan serta pembuatan sistem.

22

3.5 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada pengerjaan tugas akhir ini

menggunakan Metode Eksperimental, yang dapat di jelaskan sebagai berikut :

Gambar 3. 7 Rancangan Metode penelitian

Peletakan sensor PT100 pada ketel uap diletakkan diatas dari posisi

pemanas/heater seperti yang di tunjukkan pada Gambar 3.8. Dikarenakan apabila

posisi peletakan sensor PT100 terlalu dengan heater panas akan lebih cepat

merambat pada sensor PT100 yang mengakibatkan perubahan suhu terlihat cepat.

Sedang jika sensor PT100 tersebut diletakkan di atas heater diharapkan pembacaan

sensor PT100 lebih maksimal, akurat, dan presisi. Pengambilan data dilakukan

langsung pada plant mekanik, untuk membuktikan tingkat keakurasian dari sensor

PT100 digunakan thermometer non contact / infrared themometer dengan range -

50 sampai 900 derajat celcius. Untuk proses pengkalibrasian dengan cara

menembakkan sinar laser pada plant tempat pada bagian titik pusat penguapan.

Hasil pembacaan sensor PT100 dibandingkan dengan hasil pengukuran

thermometer non contact / infrared thermometer, maka dari hasil pembandingan

tersebut didapat presentase error dari sensor PT100.

23

Gambar 3. 8 Penempatan sensor PT100

1. Sensor Water Level

Sensor Water Level pada merupakan sensor . Karena sesuai fungsinya

sensor Water Level untuk mengukur ketinggian air. Pengambilan data langsung

pada plant mekanik, untuk membuktikan keakurasian dari sensor Water Level

yang telah di buat digunakan penggaris sebagai pembanding dalam pengukuran

ketinggian air yang ada dalam ketel.

2. Heater

Heater diletakkan pada ketel uap yang digunakan untuk memanaskan air

yang terdapat dalam ketel seperti yang di tunjukkan pada Gambar 3.9.

Penempatan heater ini diletakkan mendekati dasar dari ketel. Pengambilan data

dilakukan langsung pada plant mekanik, untuk membuktikan keakurasian

heater digunakan thermometer non contact / infrared thermometer yang telah

digabungkan oleh stopwatch agar mengetahui berapa jam heater mencapai set

point.

Gambar 3. 9 Penempatan aktuator Heater

Sensor

PT100

Heater/Pemanas

24


25

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perancangan Hardware

Perancangan hardware elektronika (baik sensor, kontroler, maupun aktuator)

dirancang sedemikian rupa dengan penggunaan sensor untuk pembacaan data input,

penggunan kontroler dan aktuator yang digunakan untuk mengatur output sesuai

dengan set point. Perancangan hardware ini meliputi perancangan sensor

temperatur PT100, sensor water level , motor pompa, heater dan control valve.

4.1.1 Perancangan konfigurasi PLC

Pada tugas akhir ini penulis menggunakan dua PLC dengan tipe yang

berbeda yaitu PLC Omron CJ2M CPU 31dan PLC Mitsubishi FX5U dengan

gambar wiring diagram serta konfigurasi seperti pada gambar 4.1 tabel 4.1,

4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 , dan 4.7 berikut.

+

-

Motor

Pompa

+

-

Heater

+

-

Valve

+

-

Valve

+

-

Relay

+

-

Relay

+

-

Relay

+

-

Relay

Output

Input

Output

Input

24 +

24 -

L

N

COMI:0.02 I:0.03 I:0.04 I:0.05 I:0.06 X2 X3 X4 X5 X6 COM

Q:1.01Q:1.02Q:1.06Q:1.08 Y1Y2Y6Y8

+

--Sensor PT00

-

+

24

+2

4 -

A 5

A 6

+-

Ana

log

Input

Ana

log

Input

13

14

13

14

13

14

13

14

Gambar 4. 1 Wiring diagram PLC

26

Tabel 4. 1 Keterangan Wiring Diagram Sistem Keseluruhan

No Nama Keterangan

1 L dan N Supplay arus AC

2 24 v + 24v - Output supply DC

3 Input Input Digital

4 Output Output Digital

Pada wiring hardware terdapat beberapa komponen yang terpasang

pada sistem perancangan tugas akhir ini, yaitu:

1. 2 PLC

2. Relay 24V DC

3. Power Supply 24 VDC

4. Motor pompa

5. Sensor Water level

6. Sensor PT100

7. Valve

8. Heater

Pada wiring diagram panel tugas akhir keseluruhan yang ditunjukkan

pada gambar 4.1 terdapat 1 unit Power Supply 24VDC yang terdiri dari L, N,

G, V+, V-. Pin L dan N terhubung pada stop kontak AC, kemudian pada pin

V+ dan V- akan disambungkan ke output digunakan untuk suplay Relay 24V

DC, selain itu pin V+ dan V- digunakan untuk suplay Valve. L dan N

digunakan untuk power Heater, Motor pompa, dan PLC.

Tabel 4. 2 Konfigurasi PLC Omron

No. Tagname Sensor Aktuator I Q Analog

In

1 On - Button 0.00 - -

2 Valve - Valve - 1.00 -

3 Level 1 Probe - 0.02 - -

4 Level 2 Probe - 0.03 - -

5 Level 3 Probe - 0.04 - -

6 Level 4 Probe - 0.05 - -

7 Level 5 Probe - 0.06 - -

8 Out Level 1 - Lamp - 1.01 -




27

Tabel 4. 3 Tabel lanjutan konfigurasi PLC Omron

No. Tagname Sensor Aktuator I Q Analog

In


13 Heater - Heater - 1.06 -

14 Valve 2 - Valve - 1.08 -

Tabel 4. 4 Keterangan Tabel konfigurasi PLC Omron

No. Nama Keterangan

1 On Digunakan untuk menjalankan plan

2 Level 1 Input indikator ketinggian air 20%





7 Out Level 1 Output indikator ketinggian air 20%




11 Heater Pemanas air

12 Valve Valve DC 12V

Pada tabel 4.2 & 4.3 tersebut menunjukkan konfigurasi PLC dan

penjelasan name yang di gunakan penulis pada perancangan PLC Omron

CJ2M terdapat pada tabel 4.4.

Tabel 4. 5 Konfigurasi PLC Mitsubishi FX5U

No. Tagname Sensor Aktuator X Y Analog

In

1 On - Button 0 - -

2 Valve - Valve - 0 -

3 Level 1 Probe - 2 - -





8 Out Level 1 - Lamp - 1 -





13 Heater - Heater - 6 -

14 Valve 2 - Valve - 8 -

28

Tabel 4. 6 Keterangan Tabel konfigurasi PLC Mitsubishi FX5U

No. Nama Keterangan

1 On Digunakan untuk menjalankan plan










11 Heater Pemanas air

12 Valve Valve DC 12V

Pada tabel 4.5 menunjukkan konfigurasi PLC dan penjelasan name

yang di gunakan penulis pada perancangan PLC Mitsubishi FX5U terdapat

pada tabel 4.6.

4.1.2 Perancangan Sensor PT100

Penempatan sensor temperatur terletak di dalam Tangki ketel uap

bersama dengan heater di bawahnya. Pemanasan yang dilakukan oleh heater

akan mengakibatkan perubahan suhu pada tetes gula yang selanjutnya akan

dibaca oleh sensor temperatur dan diteruskan ke PLC. Seperti yang di

tunjukkan pada Gambar 4.2. Pengambilan data dilakukan langsung pada

plant mekanik, untuk membuktikan keakurasian dari sensor RTD PT100

digunakan thermometer gun yang telah terkalibrasi sebagai pemvalidasi

sensor. Thermometer gun mengukur temperatur dengan menembakkan sinar

laser pada cairan tetes gula yang dipanaskan oleh heater. Untuk pengujian

sensor temperatur RTD PT100 dilakukan dengan menganalisis hasil analog

output dari sensor ke PLC kemudian dilakukan scaling ke satuan derajat

celcius. Hasil pembacaan sensor temperatur RTD PT100 dibandingkan

dengan hasil pengukuran thermometer gun, dari hasil pembandingan

tersebut didapat presentase error dari RTD PT100.

29

Gambar 4. 2 Rangkaian sensor PT100 dengan PLC

4.1.3 Perancangan sensor Water level

Pada penelitian ini menggunakan sensor water level seperti pada

Gambar 4.3

Gambar 4. 3 Perancangan sensor Water level

Pada sensor water level yang digunakan pada penelitian ini terdapat

6 probe yang mana untuk 5 probe di hubungkan langsung dengan input

digital PLC sebagai input dan 1 probe di hubungkan dengan 24 - VDC.

30

Masing masing probe mempunyai panjang yang berbeda sepeti yang di

tunjukkan pada tabel 4.7 dibawah ini.

Tabel 4. 7 Rancangan panjang probe water level sensor

No Probe Panjang (cm)

1 Positive 35

2 Level 1 30

3 Level 2 25

4 Level 3 20

5 Level 4 15

6 Level 5 10

4.1.4 Perancangan control valve

Control valve diletakkan pada bagian atas dan samping bawah

tangki yang bertujuan untuk mengeluarkan air yang terdapat di dalam

tangki setelah air mengalami proses pemanasan dan sudah mencapai suhu

yang sesuai dengan set point.

Gambar 4. 4 Perancangan control valve

Gambar 4.4 diatas menunjukkan wiring antara valve, relay dan PLC.

Pada tugas besar ini digunakan valve 220 V AC sehingga membutuhkan

31

bantuan relay 24 V DC untuk memutus supply pada valve sehingga dapat

dikendalikan dengan PLC.

4.1.5 Perancangan Heater

Heater diletakkan didalam Tangki bersama dengan sensor

temperatur. Pada Tugas Akhir ini heater digunakan untuk memanaskan air

yang berada pada tangki hingga mencapai suhu yang di harapkan.

Gambar 4. 5 Perancangan Heater

Gambar 4.5 diatas menunjukkan wiring antara Heater, relay dan

PLC. Pada tugas besar ini digunakan valve 220 V AC sehingga

membutuhkan bantuan relay 24 V DC untuk memutus supply pada Heater

sehingga dapat dikendalikan dengan PLC.

4.1.6 Perancangan Motor pompa

Pada penelitian ini di gunakan motor pompa sebagai aktuator. Motor

pompa berfungsi untuk memompa air masuk ke dalam tangki sampai kodisi

tangki terisi sesuai dengan yang diharapkan. Setelah itu pompa akan

otomatis mati.

32

Gambar 4. 6 Perancangan Motor pompa

Gambar 4.6 diatas menunjukkan wiring antara Motor pompa, relay

dan PLC. Pada tugas besar ini digunakan pompa 220 V AC sehingga

membutuhkan bantuan relay 24 V DC untuk memutus supply pada Motor

pompa sehingga dapat dikendalikan dengan PLC.

4.2 Perancangan Mekanik

Pada perancangan mekanik ini penulis merancang mekanik yang akan di

gunakan pada penelitian seperti pada Gambar 4.7

Gambar 4. 7 Perancangan mekanik

33

Pada mekanik tersebut terdapat tangki sebagai penampung air dan

didalamnya terdapat satu pemanas air, satu sensor PT100, serta water level sensor.

Dilengkapi dengan adanya dua valve sebagai pintu keluar masuk nya air, satu motor

pompa untuk memompa air masuk kedalam tangki, serta adanya panel box yang

berfungsi untuk penempatan PLC dan komponen pendukung nya. Dengan

spesifikasi seperti pada tabel 4.8 dibawah ini.

Tabel 4. 8 Spesifikasi mekanik

Volume Tangki Air Panel Box

20 liter 40cm x 30cm x 50cm

4.3 Perancangan Software

Pada tahap ini yang dilakukan adalah membuat program monitoring pada

Web menggunakan software visual studio dan program kontrol pada software GX

Works 3 serta CX Programmer.

4.3.1 Perancangan tampilan Web

Dalam perancangan ini dilakukan pembuatan program dan desain

tampilan semenarik mungkin dan sejelas mungkin agar lebih mempermudah

pemahaman dalam melakukan monitoring pada ketel uap. Berikut Gambar

4.8 ini merupakan tampilan interface menggunakan web.

Gambar 4. 8 Desain interface Web

34

4.3.2 Software kontrol

Perancangan dan pembuatan program ini bertujuan untuk proses

pengendalian dari sistem dalam Tugas Akhir ini. Sehingga dapat dilakukan

komunikasi antara PC dan Prototype, serta dapat mengintegrasikan input

dan output melalui komunikasi modbus.

4.3.3 Flowchart Pengendalian Sistem

Pada gambar 4.9 akan ditunjukkan Flowchart Pengendalian Sistem

dari prototype Tugas Akhir.

Gambar 4. 9 Flowchart Pengendalian Sistem

35

4.4 Pengujian Hardware

Pada pengujian hardware ini berisi tentang hasil pengujian setiap komponen

hardware prototipe Tugas Akhir dan kemudian menganalisanya.

4.4.1 Pengujian sensor PT100

Pada pengujian sensor PT100 ini penulis menguji dengan dua tahap.

Tahap pertama pengujian sensor PT100 tanpa menggunakan transmitter,

dan pada tahap kedua pengujian sensor PT00dengan menggunakan

transmitter.

Gambar 4. 10 Rangkaian pengujian sensor PT100 tanpa transmitter

Gambar 4.10 merupakan gambar rangkaian pengujian sensor PT100

tanpa menggunakan transmitter dimana hasil pengujiannya ditunjukkan

pada tabel 4.9 berikut.

Tabel 4. 9 Pengujian PT100 tanpa transmitter

No Suhu (℃) R PT100 (Ω) R Ideal (Ω) Error (%)

1 30 109,2 111,55 2,35

2 40 113,9 115,4 1,5

3 50 117,2 119,25 2,05

4 60 121,5 123,1 1,6

5 70 125,3 126,95 1,65

6 80 128,2 130,8 2,6

Rata-rata Error 1,95

36

Dari tabel 4.9 dapat di ketahui error rata-rata pada pengujian sensor

PT100 tanpa menggunakan transmitter sebesar 1,95%.

Gambar 4. 11 Rangkaian pengujian sensor PT100 dengan transmitter

Gambar 4.11 merupakan gambar rangkaian pengujian sensor PT100

dengan menggunakan transmitter dimana hasil pengujiannya ditunjukkan

pada tabel 4.10 berikut.

Tabel 4. 10 Pengujian PT100 dengan transmitter

No Suhu (℃) Tegangan ideal

( Volt )

Hasil pengukuran

AVO Meter ( Volt )

Error (%)

1 30 2 1,98 0,02

2 40 2,66 2,64 0,02

3 50 3,33 3,33 0

4 60 4 4,01 0,01

5 70 4,66 4,65 0,01

6 80 5,33 5,32 0,01

Rata-rata Error 0,011

Dari tabel 4.10 dapat di ketahui bahwa error rata-rata pada

pengujian sensor PT100 dengan menggunakan transmitter sebesar 0,011%.

4.4.2 Pengujian sensor Water Level

Pada sensor water level yang digunakan pada penelitian ini terdapat

6 probe yang mana untuk 5 probe di hubungkan langsung dengan input

digital PLC sebagai input dan 1 probe di hubungkan dengan 24 + VDC.

Masing masing probe mempunyai panjang yang berbeda sepeti yang di

tunjukkan pada tabel 4.11 serta gambar 4.12 dan 4.13 berikut ini.

37

Gambar 4. 12 Rangkaian sensor Water level

Tabel 4. 11 Panjang probe water level sensor

No Probe Panjang (cm)

1 Positive 35

2 1 30

3 2 25

4 3 20

5 4 15

6 5 10

Gambar 4. 13 Flowchart Sensor Water level

38

Dari gambar 4.12 dan 4.13 serta tabel 4.11 ketika tangki terisi maka

indikator lampu yang ada pada PLC akan menyala berurutan hingga tangki

terisi penuh. Seperti pada hasil percobaan dari sensor water level yang di

tunjukkan gambar 4.13 hingga 4.17 serta tabel 4.12 dibawah ini.

Gambar 4. 14 Sensor Water level kondisi level 1



39



Tabel 4. 12 Hasil pengujian sensor water level

No Kondisi Indikator

1 2 3 4 5

1 0 OFF OFF OFF OFF OFF

2 Level 1 ON OFF OFF OFF OFF

3 Level 2 ON ON OFF OFF OFF

4 Level 3 ON ON ON OFF OFF

5 Level 4 ON ON ON ON OFF

6 Level 5 ON ON ON ON ON

Dari tabel tersebut dapat dijelaskan ketika kondisi 0 merupakan

kondisi dimana tangki belum terisi air sama sekali. Lalu air akan

dimasukkan terus-menerus hingga mencapai kondisi Level 5 yang

merupakan kondisi dimana tangki telah terisi penuh.

40

4.4.3 Pengujian Aktuator Motor Pompa

Dalam Tugas Akhir ini motor pompa digunakan untuk menyalurkan

air ke tangki. Pada pengujian motor pompa ini membutuhkan input tegangan

AC 220V dan bantuan relay sebagai penyalur dan pemutus tegangan.

Gambar 4.19, 4.20, dan 4.21 merupakan flowchart dan hasil percobaan

motor pompa yang telah dilakukan oleh penulis.

Gambar 4. 19 Flochart Pengujian pompa

Gambar 4. 20 Pengujian pompa ON

41

Gambar 4. 21 Pengujian pompa OFF

Tabel 4. 13 Hasil pengujian motor pompa

No Tegangan Relay Kondisi Motor

pompa

1 220 V Aktif ON

2 0 V Off OFF

Tabel 4.13 merupakan hasil pengujian aktuator motor pompa

dengan perantara relay. Diketahui pada saat kondisi motor pompa ON

memiliki tegangan sebesar 220 V dan pada saat kondisi motor pompa OFF

memiliki tegangan 0 V. Dari kondisi tangki kosong hingga penuh, motor

pompa membutuhkan waktu 149 detik.

4.4.4 Pengujian Aktuator Valve

Dalam Tugas Akhir ini valve digunakan untuk menyalurkan air ke

tangki mulai dari level air pada level terendah hingga level air berada pada

level tertinggi. Valve akan terus membuka hingga level air mencapai kondisi

tertinggi, setelah level air berada pada level tertinggi barulah valve akan

menutup. Pada pengujian valve ini membutuhkan input tegangan 12V DC

dan bantuan relay sebagai penyalur dan pemutus tegangan. Gambar 4.22 dan

tabel 4.14 merupakan flowchart dan hasil pengujian aktuator valve dengan

perantara relay. Diketahui pada saat kondisi valve membuka memiliki

tegangan sebesar 12 V dan pada saat kondisi valve menutup memiliki

tegangan 0 V.

42

Gambar 4. 22 Flowchart Pengujian Valve

Tabel 4. 14 Hasil pengujian valve

No Tegangan Relay Kondisi valve

1 12 V Aktif Membuka

2 0 V Off Menutup

4.4.5 Pengujian Aktuator Heater

Dalam Tugas Akhir ini penulis menggunakan heater 2000 Watt.

Heater digunakan untuk memanaskan air dalam tangki dari suhu awal

hingga mencapai set point yang telah di tentukan. Pada pengujian ini heater

membutuhkan input tegangan AC 220V, selain itu terdapat relay yang

berfungsi sebagai penyalur dan pemutus tegangan yang akan dialirkan pada

heater, serta sebagai perantara perintah dari output PLC yang apabila suhu

belum mencapai set point akan memberikan perintah On pada heater dan

apabila suhu telah mencapai set point yang telah ditentukan maka output

PLC akan memberi perintah Off pada heater seperti yang di tunjukkan pada

Gambar 4.23 dan 4.24, dan 4.25.

43

Gambar 4. 23 Flowchart Pengujian Heater

Gambar 4. 24 Pengujian Heater ON

Gambar 4. 25 Pengujian Heater OFF

44

Pada gambar diatas dapat di jelaskan ketika kondisi level air

tertinggi, maka heater akan ON. Dan heater akan OFF ketika suhu yang

terbaca sudah sesuai dengan set point.

Tabel 4. 15 Hasil pengujian heater

No Tegangan Relay Kondisi Heater

1 220 V Aktif ON

2 0 V Off OFF

Tabel 4.15 merupakan hasil pengujian actuator heater dengan

perantara relay. Diketahui pada saat kondisi heater ON memiliki tegangan

sebesar 220 V dan pada saat kondisi heater OFF memiliki tegangan 0 V.

Pada pengujian alat, heater dapat mencapai set point dalam 165 menit.

4.5 Pengujian Sistem

Pengujian sistem merupakan pengujian keseluruhan sistem yang telah

menjadi satu kesatuan, baik hardware maupun software. Pengujian ini bertujuan

untuk memastikan bahwa rancangan sistem yang telah dibuat dapat berjalan dengan

baik sesuai tujuan yang ingin dicapai.

4.5.1 Pengujian Sistem Pemanas

Pada tabel 4.16 hingga 4.20 ditunjukkan data pengujian respon

perubahan suhu air terhadap waktu sampling. Pada pengujian ini dilakukan

secara langsung dengan mekanik dari prototipe tugas akhir dengan

keterangan T0 adalah suhu awal, T1 adalah suhu yang di tuju, dan waktu

adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu yang di tuju.

Tabel 4. 16 Perubahan suhu air terhadap waktu

T0 (℃) T1 (℃) Waktu

28,3 29,4

Waktu yang di butuhkan dari

T0 mencapai T1

(1 Menit )

29,4 30,3

30,3 30,7

30,7 31,2

31,2 31,6

31,6 31,8

31,8 32,1

32,1 32,4

32,4 32,6

32,6 33,1

33,1 33,5

45

Tabel 4. 17 Tabel lanjutan perubahan suhu air terhadap waktu

T0 (℃) T1 (℃) Waktu

33,5 33,7

33,7 34,1

34,1 34,4

34,4 34,8

34,8 35,2

35,2 35,5

35,5 35,8

35,8 35,9

35,9 36,6

36,6 36,9

36,9 37,1

37,1 37,3

37,3 37,8

37,8 37,9

37,9 38,3

38,3 39,1

39,1 39,2

39,2 39,2

39,2 39,7

39,7 40,0

40,0 40,7

40,7 40,9

40,9 41,0

41,0 41,5

41,5 41,7

41,7 42,2

42,2 42,8

42,8 43,0

43,0 43,5

43,5 43,7

43,7 44,0

44,0 44,5

44,5 44,8

44,8 45,1

45,1 45,2

45,2 45,8

45,8 46,0

46,0 46,2

46,2 46,5

46,5 46,9

46,9 47,2

47,2 47,5

47,5 47,8

47,8 48,3

48,3 48,6

48,6 48,9

48,9 49,2

49,2 49,5

Waktu yang di butuhkan

dari T0 mencapai T1

(1 Menit )

46


T0 (℃) T1 (℃) Waktu

49,5 49,9

49,9 50,2

50,2 50,5

50,5 50,9

50,9 51,0

51,0 51,5

51,5 51,8

51,8 52,2

52,2 52,4

52,4 52,6

52,6 53,0

53,0 53,6

53,6 53,8

53,8 54,1

54,1 54,3

54,3 54,9

54,9 55,3

55,3 55,6

55,6 55,9

55,9 56,0

56,0 56,4

56,4 56,8

56,8 57,0

57,0 57,0

57,0 57,5

57,5 57,8

57,8 57,9

57,9 58,5

58,5 58,7

58,7 59,1

59,1 59,3

59,3 59,5

59,5 59,9

59,9 60,2

60,2 60,5

60,5 60,7

60,7 61,0

61,0 61,4

61,4 61,5

61,5 61,7

61,7 62,1

62,1 62,7

62,7 62,9

62,9 63,1

63,1 63,3

63,3 63,8

63,8 64,0

64,0 64,3


dari T0 mencapai T1

(1 Menit )

47


T0 (℃) T1 (℃) Waktu

64,3 64,5

64,5 64,8

64,8 65,1

65,1 65,4

65,4 65,6

65,6 65,8

65,8 66,2

66,2 66,5

66,5 66,8

66,8 67,1

67,1 67,6

67,6 67,7

67,7 68,0

68,0 68,3

68,3 68,6

68,6 68,9

68,9 69,1

69,1 69,4

69,4 69,7

69,7 70,1

70,1 70,3

70,3 70,5

70,5 70,8

70,8 71,2

71,2 71,4

71,4 71,6

71,6 72,0

72,0 72,4

72,4 72,5

72,5 72,8

72,8 73,0

73,0 73,0

73,0 73,3

73,3 73,6

73,6 73,9

73,9 74,1

74,1 74,5

74,5 74,8

74,8 75,0

75,0 75,3

75,3 75,5

75,5 75,8

75,8 76,1

76,1 76,3

76,3 76,7

76,7 76,9

76,9 77,1

77,1 77,4


dari T0 mencapai T1

(1 Menit )

48


T0 (℃) T1 (℃) Waktu

77,4 77,7

77,7 77,9

77,9 78,2

78,2 78,5

78,5 78,9

78,9 79,2

79,2 79,6

79,6 79,9

79,9 80,0

Dari tabel diatas setiap menit terdapat perubahan suhu yang berbeda-

beda dan dibutuhkan waktu 165 menit untuk mencapai setpoint. Pada

pengujian ini kenaikan suhu berbeda-beda tiap menitnya dikarenakan

ketidakseimbangan volume air dan output pemanasan dari elemen heater.

Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa pembacaan suhu mengacu pada waktu

per menit perubahan suhu tersebut.

4.5.2 Pengujian Sistem SCADA

Pada pengujian Sistem SCADA ini dilakukan dengan

membandingkan hasil tampilan dari kedua PLC, yang selanjutnya akan

diambil prosentase perbedaan hasil tampilan pada setiap PLC. Pada tabel

4.21 berikut merupakan hasil pembacaan suhu dan gambar 4.26, 4.27 serta

tabel 4.22 merupakan gambar dan tabel hasil pengujian dan hasil pengujian

waterlevel yang di tampilkan pada SCADA yang telah dibuat. Degan

perhitungan prosentase.

(𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑝𝑖𝑙𝑎𝑛 𝑂𝑚𝑟𝑜𝑛 − 𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑝𝑖𝑙𝑎𝑛 𝑚𝑖𝑡𝑠𝑢𝑏𝑖𝑠ℎ𝑖) 𝑥 100%

Tabel 4. 21 Tabel hasil pembacaan suhu pada tampilan SCADA

No Omron (oC) Mitsubishi (oC) Prosentase perbedaan

pembacaan (%)

1 43,7 43,9 0,2

2 44,0 44,1 0,1

3 44,2 44,5 0,3

4 44,5 44,7 0,2

5 44,8 45 0,2

6 45,1 45,4 0,3

7 45,3 45,6 0,3

Rata-rata perbedaan pembacaan (%) 0,22


dari T0 mencapai T1

(1 Menit )

49

Gambar 4. 26 Tampilan level ON pada Omron

Gambar 4. 27 Tampilan level ON pada Mitsubishi

Tabel 4. 22 Tabel hasil pembacaan waterlevel pada tampilan SCADA

No Kondisi level

ketinggian air

Omron Mitsubishi Prosentase

perbedaan

pembacaan (%)

1 Level 1 ON ON 0

2 Level 2 ON ON 0

3 Level 3 ON ON 0

4 Level 4 ON ON 0

5 Level 5 ON ON 0

Rata-rata perbedaan pembacaan (%) 0

Dari tabel diatas terdapat perbedaan hasil tampilan suhu sebesar

0,22% antara tampilan suhu dari Omron dan Mitsubishi, hal ini di sebabkan

karena tampilan yang harus selalu di refresh pada saat proses berlangsung,

50

agar tampilan dapat terus berubah sesuai data yang ada di database. Serta

perbedaan pembacaan waterlevel sebesar 0% antara tampilan waterlevel

dari Omron dan Mitsubishi.

4.5.2 Pengujian Sistem Koneksi

Pada pengujian sistem koneksi ini bertujuan untuk menguji koneksi

PLC dengan tampilan melalui perantara program visual basic yang telah di

buat. Pada gambar 4.28 hingga 4.31 merupakan gambar pengujian koneksi

dengan memasukkan IP address yang ada pada tiap PLC. Pada gambar

tersebut di tampilkan sebelum dan sesudah PLC terkoneksi.

Gambar 4. 28 Tampilan sebelum terkoneksi pada Omron

Gambar 4. 29 Tampilan setelah terkoneksi pada Omron

51

Gambar 4. 30 Tampilan sebelum terkoneksi pada Mitsubishi

Gambar 4. 31 Tampilan sesudah terkoneksi pada Mitsubishi

Dari gambar hasil pengujian tersebut untuk mengkoneksikan PLC

dengan tampilan melalui perantara software visual basic kita harus

menginputkan IP address yang ada pada tiap PLC. Untuk koneksi tiap PLC

dengan tampilan telah tercapai dengan tingkat keberhasilan 100%. Pada saat

PLC Omron terkoneksi dengan tampilan, koneksi PLC Mitsubishi dengan

tampilan harus terputus. Begitu juga sebaliknya pada saat PLC Mitsubishi

terkoneksi dengan tampilan, koneksi PLC Omron dengan tampilan harus

terputus.

52


53

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan tahapan akhir dari penelitian Tugas Akhir yang berisi

tentang kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan saran untuk

pengembangan penelitian berikutnya berdasarkan topik Tugas Akhir ini.

5.1 Kesimpulan

1. Dari sistem yang telah di buat, SCADA Web pada dua PLC yang digunakan

telah terealisai dengan hasil uji tampilan suhu serta waterlevel pada

SCADA. Dengan rata-rata prosentase perbedaan pembacaan suhu sebesar

0,22% dan waterlevel sebesar 0% .

2. Implementasi komunikasi telah tercapai dengan tingkat keberhasilan 100%

pada tiap PLC.

3. Implementasi Multiplatform pada SCADA berbasi Web telah terealisasi

dengan hasil uji tampilan suhu serta waterlevel pada SCADA. Dengan rata-

rata prosentase perbedaan pembacaan suhu sebesar 0,22% dan waterlevel

sebesar 0% .

5.2 Saran

1. Pemilihan PLC dengan komunikasi yang tepat dapat mempermudah dalam

pengerjaan komunikasi pada PLC dengan web.

2. Untuk selanjutnya dapat menggunakan database realtime agar tampilan

web dapat dibuat lebih menarik dan lebih menunjukkan proses real plan

yang sedang berjalan.

Pemanas pada tangki dapat di tambah agar waktu yang di butuhkan untuk

mencapai set point lebih singkat.

54


55

DAFTAR PUSTAKA

Andrews, R., & Wells, C. (2014). 3-Wire RTD Measurement System Reference

Design, -200 C to 850 C. Texas Instruments.

Bailey, D., & Wright, E. (2003). Practical SCADA for Industry. Practical SCADA

for Industry, 223–231. https://doi.org/10.1016/B978-075065805-8/50004-0

Control valve. (2019). Retrivied January 12, (2019), From

www.kitomaindonesia.com.

"Code Cases of the ASME Boiler and Pressure Vessel Code". ASME. Archived

from the original on 18 July 2012. Retrieved 7 November 2011.

Elemen Heater. (2017). Retrivied January 12, (2019), From directIndustry.

Hadi. (2013). Modbus TCP Sample VB. Retrieved March 2018, from Hadi

SCADA: http://hadiscada.blogspot.com

Hary Gunarto, (2006). Introduction to Visual Basic .NET Programming, Tech

Publication, Singapore.

PLC. (2017). Retrivied January 12, (2019), From www.idiamart.com.

Prasetyo, Dwi Budi. 2015. Perancangan Miniatur Sistem Kendali Dan Monitoring

Suhu Tangki Berpengaduk Menggunakan PLC dan Labview Dengan

Metode Fuzzy Mamdani (Tugas Akhir

Documents

RANCANG BANGUN SISTEM SCADA WEB MULTIPLATFORM …repository.ppns.ac.id/2446/1/0915040065 - Mahdi Brahmanta... · 2019. 12. 3. · i tugas akhir (609502a) rancang bangun sistem scada