Upload
votuong
View
236
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
SKRIPSI / TUGAS AKHIR
UJANG SONJAYA (20406916)JURUSAN TEKNIK MESIN
RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL
KONVEYOR PENGHITUNG BARANG
MENGGUNAKAN PLC (PROGRAMMABLE LOGIC
CONTROLLER) OMRON TIPE CPM1A 20 CDR
PENDAHULUANPLC (Programmable Logic Controller) adalah
suatu alat berbasis mikroprosesor yang dapat diprogram untuk mengontrol dan mengendalikan suatu proses permesinan secara otomatis. Dibuat dengan tujuan untuk menggantikan fungsi relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional
Konveyor adalah salah satu jenis alat pengangkut atau pemindah yang berfungsi untuk mengangkut atau memindahkan bahan-bahan industri yang berbentuk padat. Banyak digunakan di industri
PERMASALAHANPERMASALAHAN1. Bagaimana membuat sistem kontrol
konveyor penghitung barang menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR ?2. Bagaimana cara menghubungkan perangkat masukan sebagai input dengan PLC kemudian memprogram PLC tersebut sehingga menghasilkan keluaran sebagai perintah untuk mengendalikan konveyor penghitung barang ?
PEMBATASAN MASALAH
1. Pembuatan konveyor penghitung barang beserta sistem kontrolnya menggunakan PLC Omron CPM1A 20 CDR sehingga cara kerja dari sistem Konveyor tersebut sesuai dengan tujuan pembuatan dan dapat dengan mudah dipahami dan dipelajari
2. Pembuatan program diagram tangga atau kode mnemonik sebagai perintah/masukan di dalam PLC yang menghasilkan suatu keluaran untuk mengontrol konveyor penghitung barang.
LANDASAN TEORIPLC (Programmable Logic Controller) ialah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk menyimpan instruksi yang berorientasi kepada pengguna, untuk melakukan fungsi khusus seperti logika, sequencing, timing, arithmetic, melalui input baik analog maupun discrete / digital, yang digunakan untuk berbagai proses permesinan[14] PLC merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional, dirancang untuk mengontrol suatu proses permesinan[2]
Keistimewaan PLC1. Butuh waktu yang tidak lama untuk membangun, memelihara, memperbaiki dan Mengembangkan sistem kendali, pengembangan sistem yang mudah.
2. Ketahanan PLC jauh lebih baik, Lebih murah.
3. Mengkonsumsi daya lebih rendah, 4. Pendeteksian kesalahan yang mudah dan
cepat, 5. Pengkabelan lebih sedikit, 6. Perawatan yang mudah, 7. Tidak membutuhkan ruang kontrol yang
besar, 8. Tidak membutuhkan spare part yang
banyak, dan lain-lain.
Komponen-komponen Utama PLC
1. Catu Daya (Power Supply).
2. CPU ( Central Processing Unit ). 3. Modul Masukan dan
Modul Keluaran (Input and Output
Modul).4. Perangkat
Pemrograman (Programming Device).
1. Catu Daya (Power Supply).
Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan daya keseluruh bagian PLC (termasuk CPU, Memori, dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja dengan catu daya 24 VDC atau 220 VAC
PLC tidak terhubung dengan Catu daya luar, karena PLC memiliki catu daya tersendiri dan tidak digunakan untuk memasok daya ke perangkat masukan dan perangkat keluaran
2. CPU (Central Processing Unit).
terdiri dari 3 komponen penyusun yaitu:
1.Prosesor2. Memori 3. Catu Daya
Prosesor merupakan otak dari sebuah PLC, fungsi utama adalah mengatur tugas pada keseluruhan sistem PLC, mengerjakan berbagai operasi antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan mengambil data dari memori, membaca nilai input dan mengatur nilai output, memeriksa kerusakan, melakukan operasi-operasi matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostik, serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain
Prosesor
Memori adalah area dalam CPU PLC tempat mengolah dan menyimpan data dan program yang kemudian akan dieksekusi oleh prosesor,
Memori
Secara umum memori dapat dibagi dua kategori
Memori
Volatille, program atau data pada memori volatile akan hilang jika catu daya PLC mati
Non-Volatilleprogram atau data yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun catu daya PLC mati
ROM : jenis memori ini dirancang untuk menyimpan data atau program secara permanen.
PROM : memori ini termasuk jenis ROM tetapi dapat diprogram ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus.
EPROM : memori ini turunan dari jenis PROM yang dapat deprogram ulang setelah program yang sebelumnya dihapus dengan menggunakan Sinar Ultraviolet.
EEPROM : adalah memori nonvolatile yang menyerupai RAM dalam fleksibilitas penggunaannya
3. Modul Masukan dan Modul Keluaran
(Input and Output Modul).Modul masukan berfungsi untuk
2. mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari perangkat keras masukan ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU PLC,
1. menghubungkan PLC dengan perangkat keras masukan seperti saklar, sensor, dll
3. modul masukan adalah sebuah rangkaian opto-isolator yang terdiri dari LED (Light Emiting Diode (Dioda Pemancar Cahaya)) dan phototransistor, cara kerjanya yaitu perangkat keras masukan akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED, LED akan memancarkan cahaya dan diterima oleh phototransistor dan akan menghantarkan arus (ON) CPU mengeksekusi sebagai logika NOL , sebaliknya.
4. Perangkat Pemrograman (Programming Device).
Programming Console
perangkat pemrogram yang biasa digunakan ada 2
1. Miniprogrammer atau Programming Console,
adalah sebuah perangkat seukuran kalkulator saku yang berfungsi untuk memasukkan instruksi-instruksi program ke dalam PLC. Umumnya, instruksi-instruksi program dimasukan dengan mengetikkan kode mnemonik (Mnemonic Code).
2. Komputer
Perangkat Keras Masukan/Keluaran PLC (Input/Output Device).
1. Perangkat Keras Masukan (Input Device) merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan
perangkat luar yang memberikan masukan kepada CPU, perangkat masukan dapat berupa tombol, Switch, Saklar, Sensor atau perangkat ukur lain. Perangkat masukan memicu eksekusi logika/program pada PLC
2. Perangkat Keras Keluaran (Output Device)Merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan
perangkat luar yang memberikan keluaran dari CPU, perangkat keluaran dapat berupa Motor AC/DC, lampu, katup dan lain-lain. Perangkat keluaran tersebut akan bekerja sesuai dengan perintah yang dimasukan kedalam PLC.
•Pemrograman PLC
Berkaitan dengan pemrograman PLC, ada lima model atau metode yang telah distandardisasi penggunaannya oleh IEC (International Electrotechnical Commission) 1131-3 ada 5 yaitu : Diagram Tangga, Diagram Blok fungsi, Teks Terstrukstur, Daftar Instruksi (Kode Mnemonik), Diagram Fungsi Berurutan, Dari 5 bahasa pemrograman tersebut yang banyak digunakan hanya 2 yaitu Diagram tangga, dan Kode mnemonik
Cara Kerja PLCSelama prosesnya CPU PLC melakukan 3
proses operasi utama :
1.Membaca data masukan dari perangkat luar via modul input
2.Mengeksekusi program kontrol yang tersimpan dimemori PLC
3.Memperbaharui data pada modul output
Ketiga proses tersebut dinamakan Scanning.
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE KONVEYOR PENGHITUNG BARANG
Pembuatan Konveyor
Mulai
Pembuatan Roller
Pembuatan Belt
Pembuatan Rangka
Selesai
Pemasangan Roller, dan Belt dengan Rangka
Pemasangan Motor DC dan Roda gigi dengan Rangka
Roller berfungsi sebagai tempat berputarnya belt (sabuk) dan juga sebagai tempat dudukan gear.Belt konveyor merupakan sebuah sabuk ban yang terbuat dari karet berbentuk pipih yang digunakan sebagai landasan barang atau benda kerja.
Rangka merupakan dudukan atau tempat peletakkan untuk bearing, roll, sabuk ban (belt konveyor) dan roda gigi, rangka terbuat dari besi hollow dan aluminium hollow.
Motor DC digunakan untuk menggerakkan roller konveyor sehingga sabuk ban (belt konveyor) juga ikut berputar.
Roda gigi bertujuan untuk meneruskan putaran dari motor DC ke roller penggerak konveyor.
Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor
Pemasangan catu daya
Pemasangan sensor photodioda
Pemasangan dudukan tombol start dan stop
Mulai
Selesai
1. Catu dayaberfungsi menyuplai tegangan agar
dapat menggerakan motor konveyor, sensor proximity dan motor driver (untuk mendorong barang yang reject atau rusak).
2. Tombol push button sebagai saklar start dan stop.
3. Sensor photodiodaberfungsi sebagai sensor yang berkerja
apabila ada cahaya yang jatuh pada sensor maka nilai tahanannya akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang.
4. PLC
Rangkaian Pengendali Konveyor
Mulai
Pembuatan Konveyor
Pembuatan Rangkaian Pengendali Konveyor
Pemasangan PLC
Pengkabelan (Wirring) (Proses Menghubungkan Konveyor (sebagai output)
dengan Rangkaian Pengendali konveyor (sebagai input))
Pengujian Kelistrikan
Tidak Terhubung
Terhubung
Selesai
konveyor penghitung barang
PLCOmron
CPM 1 A20 CDR
IN 00000
OUT 01001
IN 00002
IN 00001
OUT 01000
IN 00003
DC out 24 V
+
-
ACin 220v
CATU DAYA+5 V out
Ground
+12 V out
Ground
AC
Ground
220 V in
DC in12 v
R 1
R 4
R 3
R 2
In 1
In 2
In 3
In 4
in 24 v
Out 1
Out 2
Out 3
Out 4
Rangkaian Sensor( Komparator )
Out sensor 1
Out sensor 2
Pothodiode LED
Pothodiode LED
Sensor 1
Sensor 2
DCIn 5v LM
339
Tombol START
TombolSTOP
Motor 1( Konveyor pembawa benda )
M1 M2
Motor 2( Konveyor pembawa box )
+ +_ _
In Sensor 1 In Sensor 2
Skema Pengkabelan Sistem Kontrol Konveyor Penghitung barang
Konveyor Penghitung Barang beserta Sistem Kontrolnya
PENGUJIAN DAN PEMBAHASANDiagram alir pengujian prototipe konveyor penghitung barang
Mulai
Pengujian Rangkaian Pengendali(Catu daya, Sensor Photodioda, Motor DC)
Perancangan Program
Memasukan Program ke dalam PLC (Programmable Logic Controller)
Analisa Kerja Alat (Prototipe)
Selesai
Pengujian Alat
(Prototipe)Benar
Salah
Mulai
Pengujian Catu daya
Pengujian Sensor
Pengujian Motor Penggerak
Pengujian Komponen
Selesai
Pengujian Catu Daya
Langkah-langkah pengujian catu daya 1. Menghubungkan tegangan input 220
volt dari PLN,.2. Mengukur tegangan keluaran sebelum
dioda dan setelah rangkain adaptor.3. Mencatat hasil pengujian.
No Catu daya Masukan AC Keluaran DC
1 5 volt 220 volt 5 v
2 12 volt 220 volt 12 volt
Hasil pengujian catu daya
Pengujian Sensor1. Menghubungkan catu daya 5 volt kebagian
rangkaian driver sensor, dan catu daya 12 volt ke bagian driver relay.
2. Melakukan pengujian pada bagian sensor 1 dan sensor 2 untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, dengan menggunakan multimeter digital untuk melihat apakah keluaran dari sensor tersebut benar atau tidak.
3. Mencatat hasil pengujian
No
Sensor Photodioda
tanpa Penghalang
dengan penghalang
1 sensor 1 0 1
2 sensor 2 0 1
Driver Sensor
Pengujian Motor Penggerak
dengan memberikan catu daya 12 volt dari adaptor ke motor DC, motor akan berputar menggerakkan gear yang ada pada konveyor dan memutar belt konveyor
Perancangan Programtahapan-tahapan perancangan
program Mulai
Menguraikan Urutan Kendali
Menentukan bit operan untuk perangkat masukan dan perangkat keluaran
Membuat Program Kendali
Selesai
Urutan kendali konveyor penghitung barang
Mulai
Sensor Box
Tertutup
Konveyor Box on
1
Konveyor Benda OnKonveyor Box OFF
Tombol Stop
ditekan
Sensor Benda
On
Penghitungan
Selesai
1
2
Tombol start ditekan
2
3
3
Bit Operan untuk Perangkat Masukan dan
KeluaranPerangkat Masukan
No KomponenAlamat Input/
Bit OperanFungsi
1 Tombol Start 00000 Menghidupkan sistem
2 Tombol Stop 00001 Mematikan Sistem
3 Sensor 1 00002Memberhentikan box dan
menghidupkan motor konveyor 2
4 Sensor 2 00003Menghitung barang dan
menghidupkan motor konveyor 1
Perangkat Keluaran
No Komponen
Alamat
Output/
Bit Operan
Fungsi
1 Motor Konveyor 1 01000Menggerakan
Konveyor 1
2 Motor Konveyor 2 01001Menggerakan
Konveyor 2
Membuat Program Kendali
Program diagram tangga menggunakan Software Syswin 3.4 melalui
komputer
Menguji Program dengan menggunakan simulator PLC
Memasukkan program ke dalam PLC
Menggunakan Programming Console INSTRUKSI OPERAND
LD 00000OR 20000AND NOT 00001OUT 20000LD 20000AND NOT 01001OUT 01000LD 00002LD NOT 00003CNT 000 #005LD CNT000OR NOT 00003AND 20000OUT 01001END
Memasukkan Program Ke Dalam PLC Menggunakan
Programming Console
1. Memasang kabel konektor dari programming console ke PLC.
2. Memutar posisi kunci selector dari Mode Monitor ke Mode
Program.
3. Mengecek keadaan PLC, apakah didalam memori PLC terdapat
program atau tidak.
4. Memulai memasukkan program yang telah dibuat ke dalam PLC
sesuai dengan urutannya.
5. Setelah selesai memasukan program ke dalam Console, program
dapat dijalankan dengan mengganti mode Program ke mode Run
1.Setelah program selesai dimasukkan ke dalam PLC kemudian putar kunci selector programming console ke mode RUN atau MONITOR.
2.Menekan tombol START untuk menyalakan alat.3.Meletakkan box pada konveyor box jika telah sampai ke sensor
box maka box akan terdeteksi oleh sensor box kemudian sensor box akan menghentikan konveyor box dan menyalakan konveyor benda .
Pengujian Alat
4. Meletakan benda pada konveyor benda sebanyak 7 buah (untuk menguji counter). konveyor benda telah dinyalakan oleh sensor box akan membawa benda yang telah diletakan diatasnya, jika telah sampai ke sensor benda, maka sensor benda akan mendeteksi benda tersebut sebanyak 5 buah, setelah mendeteksi 5 buah benda maka sensor akan menghentikan konveyor benda dan menyalakan konveyor box. Proses akan terus berjalan selama tombol STOP tidak ditekan.
5. Jika terjadi kegagalan dalam proses pengujian maka perlu dilakukan pengecekan perangkat mekanik dan elektrik dari alat tersebut.
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Rancang bangun sistem kontrol konveyor penghitung barang menggunakan PLC ini terdiri dari
A. Input yaitu Tombol start, tombol stop, dan rangkaian sensor B. Output yaitu Motor DC untuk menggerakan konveyorC. Proses (sistem kontrol) yaitu PLC (Programmable Logic
Controller)
2. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram PLC adalah
A. diagram tangga (Ladder Diagram) dengan menggunakan Software Syswin 3.4, melaui komputer
B. kode mnemonik (List Instruksi)dimasukan ke dalam PLC menggunakan programming console
KESIMPULAN
SARAN
Sebelum membuat alat penelitian berbasis PLC,
1.Rencanakanlah bagaimana cara kerja alat tersebut dan 2.Buatlah diagram alir cara kerja alat sehingga kita dapat menentukan berapa banyak input maupun output dari alat yang akan dibuat,dan pada akhirnya kita dapat memilih tipe PLC apa yang cocok untuk digunakan.3. harus mengetahui tegangan masuk untuk perangkat input
dan tegangan masuk untuk perangkat output, sehingga perangkat input dan output mendapatkan tegangan yang sesuai.
4. Pembuatan program kode mnemonik dengan menggunakan programming console harus dilakukan dengan teliti dan sabar agar mendapatkan hasil yang baik.
SELESAI